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1、第二章 环境与健康,Environment and health,教学目标：1.掌握概念: 环境、生态系统、生态平衡、食物链、生物富集 2.熟悉: 环境污染对健康的危害；环境污染的特点 环境与健康关系的研究方法以及健康危险度评价的基本内容和方法,第一节 人类的环境,Humans living environment,环境是人类赖以生存的空间，保护环境就是保护自己。,环境概念,环境（environment）是人类赖以生存的空间及其所包含的各种因素，他为人类提供空气、食物、水，还提供了人类在智力、道德、社会和精神等方面获得发展的基础和机会。,WHO公共卫生专家委员会认为：环境“是指在特定时刻由物理
2、、化学、生物及社会各种因素构成的整体状态，这些因素可能对生命机体或人类活动直接或间接地产生现时或远期作用”。,环 境,自然环境,社会环境,（大气圈、岩石圈、水圈、生物圈）,经济、文化、人际、社会心理,原生环境primary environment,次生环境secondary environment,一、环境的组成,人类是生物圈内对环境影响最大的生物，20世纪60年代以来，先后启动了大型的国际研究计划，如：世界科协提出的国际生物学计划联合国教科文组织发起的人与生物圈计划国际科学联合会筹划的国际地圈-生物圈计划加深人类对其环境的认识，推动着环境、生态等相关学科的发展，变革着人类的生活观念和人类的发
3、展战略。, 原生环境：天然形成的,未受或少受人为因素影响的环境,有利健康因素,不利健康因素,促进健康,地 方 病,“正常”空气,水,土壤,阳光,微小气候,风光,“不正常”水、土壤：元素含量异常,次生环境：人类活动下形成的环境，环境污染是主要问题,破坏生态平衡:次生环境质量恶化,保持生态平衡:次生环境优于原生环境,促进健康,引起疾病,(一) 生物因素,Biological factor,微生物寄生虫支原体原虫,环境中能引起传染病和寄生虫病的生物病原因子,旧传染病与新传染病共存霍乱、伤寒、鼠疫、炭疽HIV、疯牛病、非典、禽流感、人-猪链球菌感染,人为原因(环境污染),自然原因:洪水、地震、风景、火
4、山爆发,燃料燃烧,工业废水污染或灌溉农田 (汞;镉;砷),空气 水 土壤 食物,化学组成变化,（二）化学因素,Chemical factor,硫氧化物SOx 氮氧化物NOx 一氧化碳CO 烟尘,挥发性烃类CHx 重金属化合物Pb，Mn 苯并芘B(a)P,气象因素(微小气候),放射元素电离辐射,生活、生产环境,阳光电磁辐射,人为原因,自然原因：异常气象,物理因素变化,放射物质使用微光、激光应用机器、交通噪声、振动,(三) 物理因素,Physical factor,(四) 社会心理因素,Social psychological factor,政治制度 经济水平 文化程度 生活方式 卫生服务,心理,
5、人类健康,二、生态系统与生态平衡,Ecosystem and ecological balance,种群: 一个物种在一定空间范围内的所有个体的总和生物群落: 所有不同种的生物的总和为生物群落 生态系统： 由生物群落及其生存的环境所构成的一个有物质、能量和信息流动的功能系统要素： 生产者；消费者；分解者；非生物环境功能： 物质循环；能量流动；信息传递,(一) 生态系统,Ecosystem,生态环境（ecological environment）是与人类生存和发展有关的生态系统所构成的自然环境。生物圈内的生物不仅种类多，数量庞大，具有生物多样性的特征。 生活环境(living environme
6、nt)是与人类生活关系密切的各种自然的和人工的环境条件，如居住、工作、娱乐和社会活动环境。, 生物圈：生物生存的地球表层。范围：11km深地壳、海洋及15km以内的地表大气层,生态系统是指生物群落（包括微生物、动物、植物及人类等）与非生物环境（空气、水、无机盐类、氨基酸等）所组成的自然系统。 在生物群落中，又分为生产者（绿色植物、化能合成菌等）消费者（草食、肉食、大型肉食动物）、分解者（细菌、真菌及放线菌等微生物）三个部分。,2022/11/29,21,土壤,二级消费者,分解者,无机界（空气、水、土壤、太阳辐射等）,生产者,一级消费者,生态系统四要素及其关系,无机物光能,有机物化学能,有机物矿
7、物质,无机物,2022/11/29,第二章 环境与健康的关系,24,生态系统的主要特征,整体性,生态系统的服务功能,生态系统服务(ecosystem services)是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的环境条件与效用。它不仅为人类提供食物、医药及其他工农业生产的原料，而且维持了人类赖以生存和发展的生命支持系统。,Costanza等人将全球生态系统服务功能划分为17类，包括气体调节、干扰调节、水分调节、水分供给、侵蚀控制和沉积物保持、土壤形成、养分循环、废气物处理、授粉、生物控制、庇护、食物生产、原材料、遗传资源、休闲、文化等。17项功能已成为人们进行生态服务评价的基本标准和参
8、照。,生态平衡 在一定的时间内，生态系统中的生产者、消费者和分解者之间，生物群落与非生物环境之间，物质、能量的输出和输入，生物学种群和数量，以及各数量之间的比例，始终保持着一种动态平衡关系，称之为生态平衡,Ecological balance,(二) 生态平衡,水,水生浮游生物,鱼贝类,鸟禽类,畜类,空气,土壤,昆虫,植物,人,对人类重要性,正面：在生态系统中维持物质能量流动，保持生态平衡,负面：污染物通过食物链富集,生物富集作用(bioconcentration)：环境中某些污染物含量在生物体之间沿着食物链逐级增高，使生物体内浓度超过环境中浓度,表1-1 DDT农药在环境中的富集作用,食 物
9、 链,生态系统健康,Ecosystem health是指具有活力和自然调节能力、结构稳定的生态系统，是生态系统的综合特性。,2022/11/29,第二章 环境与健康的关系,31,为了试验人类离开地球能否生存，美国从1984年起在亚利桑那州建造了几乎密封的“生物圈2号”试验基地。它占地1.3万平方米，容积20.4万立方米，设计及建设花费2亿美元，每年的维护费达数百万美元。“生物圈2号”内有土壤、水源、空气和多种多样的动植物和微生物，科学家们希望这个模拟地球环境的实验室能提供足够的食物、水和空气，供8名进入“生物圈2号”工作的研究人员生活两年。1993年1月，8名科学家进入“生物圈2号”一年多后，
10、由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈2号”用的混凝土中的钙反应，生成碳酸钙，导致其中氧气含量从21降到14；二氧化碳含量猛增。 “生物圈之号”运行3年后，其中的一氧化氮含量剧增到了79，足以使人体合成维生素B12的能力减弱，危害大脑健康。除了藤本植物比较繁荣外，所有靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，大树也摇摇欲坠；昆虫除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外，几乎都死了，人造海洋中生物生存情况略好于陆地；人造沙漠由于没有控制好降雨，变成了草地；“生物圈2号”下层的温度又大大低干预计的数字。1996年，哥伦比亚大学接管了“生物圈2号”。,(一) 双重性（二）多样性1.相加作用：多种化学物同
11、时存在时的毒效应为各化学物分别作用时毒效应的总和 2+3=5 2.协同作用：多种化学物同时存在时的毒效应超过各化学物分别作用时毒效应的总和 2+3=103.增强作用：一种化学物对某一器官或系统无毒作用，但与另一种化学物同时作用时使其毒作用增强 0+2=104.拮抗作用：多种化学物同时存在时的毒效应小于各化学物分别作用时毒效应的总和。其机制可以是功能拮抗、化学拮抗、配置拮抗或受体拮抗 2+3=4,三、人类与环境的关系,（三）选择性 环境化学物质的亲器官性使其有相对固定的靶器官。（四）剂量-反应关系指环境有害因素的暴露剂量与个体内生物学效应强度之间的相关关系。（五）个体感受性1.年龄 2.性别 3
12、.健康状况 4.营养状况 5.遗传,随着暴露剂量的改变，产生某种反应（定量反应或定性反应）的数量而随之改变的相关关系称为剂量-反应关系(dose-response relationship)。,健康效应谱（spectrum of health effect）：指人群暴露于环境污染物时产生的不良反应在性质、程度和范围上所表现出的征象。它反映了环境污染引起的健康危害在人群中的分布情况。不同级别的效应在人群中的分布 。,人群对环境异常变化的健康效应谱,人体对环境致病因素的反应,四、环境污染及其对健康的影响,Environmental pollution and its effect on healt
13、h,2022/11/29,第二章 环境与健康的关系,38,由于各种人为的或自然的原因，使环境的构成发生重大变化，并造成环境质量恶化，破坏了生态平衡，对人类健康造成直接的、间接的或潜在性的有害影响，这种现象称之为环境污染。人为排放造成环境污染的物质则称为环境污染物或环境污染因素。,环境污染：,2022/11/29,第二章 环境与健康的关系,39,公害（public nuisance） 严重的环境污染叫公害。 特点：区域性，多为人为，连续污染，受害人数多，动植物同时受害。公害病（public nuisance disease） 严重环境污染造成的地区中毒性疾病。,2022/11/29,第二章 环境
14、与健康的关系,40,1996年4月20日，联合国环境规划署发表报告指出，从饮用水。空气到海洋和森林，整个地球环境全面恶化；南极臭氧空洞正以每年一个美国陆地面积的速度增大；全球1.25亿人生活在空气混浊的城市；12亿人生活在缺水的城市，14亿人的生活环境中缺乏生活污水排放装置；每年全球地表土壤流失200亿吨，减少森林460万公顷,2022/11/29,第二章 环境与健康的关系,41,全球性的三大危机:,环境污染,生态破坏.,资源短缺,2022/11/29,第二章 环境与健康的关系,42,1949年以来，我国的GDP增长了10多倍，但矿产资源消耗也增长了40多倍。2003年，我国已成为煤炭、钢铁、
15、铜的世界第一消费大国，世界第二石油和电力消费大国。而创造的GDP仅相当于世界总量的4。现在每增加1亿元GDP需要投资高达5亿元，而在“六五”、“七五”时期，投资两元就可以增加一元的GDP。,2022/11/29,第二章 环境与健康的关系,43,据国家环保总局和国家统计局2006年联合发布的中国绿色国民经济核算研究报告2004显示，2004年中国由于大气污染共造成近35.8万人死亡，约64万名呼吸和循环系统病人住院，约25.6万新发慢性支气管炎病人，造成的经济损失达1527.4亿元人民币。全世界20个不适合人类居住的城市，中国占16个,2022/11/29,第二章 环境与健康的关系,44,五、环
16、境有害因素对机体作用的一般特征,环境有害因素能否对机体造成危害及其程度，受到许多条件的影响，其中最主要的影响因素为：环境有害因素作用强度（剂量或浓度）作用时间机体的健康状况易感特征等,（一）环境污染物的来源,Source of environmental pollutant,1. 生产性污染,废气 煤烟和粉尘；有毒粉尘；有害气体废水 化学毒物；有机溶剂；农药废渣 Hg；Cd；Pb；HCN；Cr；P等；有机废渣,2. 生活性污染,废气 生活炉灶；饮食摊点等废水 洗涤剂、粪尿水体富营养化（eutrophication）废渣 食物残渣；白色垃圾,随意倒堆的生活垃圾山,3. 其他污染,交通污染 噪声
17、放射元素,交通性污染,2022/11/29,第二章 环境与健康的关系,51,环境污染对健康影响的特点,(一) 广泛性,污染影响范围大，人口多，对象广泛。,(二) 长期性,可长时间作用于人群，甚至终生。,(三) 多样性,有特异性、非特异性损害，有局部的、全身的，有急性、慢性的，有近期、远期的。,(四) 复杂性,各种因素的联合作用。,(二) 环境污染对健康危害 的主要表现形式,2022/11/29,第二章 环境与健康的关系,53,一、环境污染对人群的急慢性危害,急性危害 伦敦烟雾事件，美国的洛杉矶、纽约和日本大阪、东京发生的光化学烟雾事件，日本的四日市事件，印度博帕尔农药厂发生的异氰酸甲酯(CH2
18、NCO)泄漏，事件米糠油多氯联苯污染事件等 前苏联、美国都先后发生过核电站核泄漏事故，给周围的居民带来了深重的灾难，放射性物质飘浮于上空，其远期危害效应将会更加严重。环境生物性污染:隐孢子虫 、红眼病、SARS,伦敦烟雾事件中的浓雾,焚烧秸秆,40年代洛杉矶光化学烟雾事件,2022/11/29,第二章 环境与健康的关系,57,慢性危害,环境中有害污染物(因素)以低浓度、长时间反复作用于机体所产生的危害，称为慢性危害。影响因素：污染物的暴露剂量、暴露时间、化学污染物的生物半减期和化学特性、机体的反应特性。 慢性危害的根本原因：低浓度的环境污染物对机体损害的逐渐积累，包括该物质在机体内的物质或功能
19、蓄积。,2022/11/29,第二章 环境与健康的关系,58,慢性危害类型,1.非特异性损害：生理功能、免疫功能、抵抗 力、对生物感染的敏感性 2.诱发慢性疾患（COPD ）：无机氟、甲基汞3.持续性蓄积危害：重金属（生物半减期很长 ）、持久性有机污染物(POPs) 环境污染所致的慢性危害往往是非特异性的弱效应，发展呈渐进性。,水俣病,痛痛病,（3）远期作用 致癌作用(carcinogenesis),致癌因素,生物性、化学性、物理性因素,行为生活方式,2022/11/29,第二章 环境与健康的关系,62,江苏盐城市阜宁县古河镇洋桥村 ：农药厂、两家化工厂 ，成天闻怪味，井水不能喝，自来水有农药
20、味。空气污染严重 睡觉要捂住口鼻 。三年夺走三个组20多条人命 。,大气污染癌症村,2022/11/29,第二章 环境与健康的关系,63,江苏广丰癌症村：无锡市广丰村，200来户村民，几年来因癌症去世的有近20人，目前已查出患癌症者也已近30人，占了全镇癌症病人总数的60%以上。化工厂 江西乐安河沿岸：江西乐安河沿岸悄然出现了10多个“癌症村”，从1980年代开始，有多人死于癌症。周边8个乡镇的数十万亩良田荒芜，颗粒无收。钱塘江南岸钨里村：浙江萧山钨里村， 2000多村民，每年有人死于癌症，少则三四个，多则七八个。,大气污染癌症村,致畸作用(teratogenesis) 反应停事件,2022/
21、11/29,第二章 环境与健康的关系,65,在20世纪30年代，已有哺乳动物母体营养缺乏可能诱发出生缺陷的报道。某些理化因子如氮芥、台盼蓝、抗代谢剂和X射线等均能诱发哺乳动物胎仔畸形。Gregg（1941）首次报道了受风疹病毒感染的孕妇所产胎儿出生缺陷(失明、耳聋、智力不全)率明显增加。1945年美国在日本广岛市、长崎市投炸原子弹后，放射性污染诱发出生胎儿小头畸形和智力低下率增加。20世纪60年代发生的“反应停”事件。,突变：遗传结构本身的变化及引起的变异，即遗传物质的可遗传变异,致突变作用(mutagenesis),类型：基因突变 ：DNA的碱基组成或排列顺序发生了改变 染色体畸变 ：染色体结构和数目的改变，染色体,环境诱变剂,体细胞突变不孕、早产等,生殖细胞突变癌症等,畸变大多数伴有基因数量和结构的改变,环境毒物对免疫功能的抑制 化学物作为致敏原引起机体变态反应 引起自身免疫反应,对免疫功能的影响,温室效应、臭氧层、酸雨,（4）间接效应,
