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1、第二章 环境与健康首页,第二章 环境与健康首页,第二章 环境与健康首页,第二章 环境与健康,第一节 人类健康与疾病的生态学基础第二节 人与环境的辨证统一关系 第三节 微量元素与健康 第四节 环境污染与健康 第五节 环境与健康关系研究方法 第六节 健康危险度评价,一、人类环境的基本构成 二、生态系统与生态平衡 三、生态环境与人类健康,第一节 人类健康与疾病的生态学基础,人类环境的基本构成,(一)大气圈 地球表面包围着很厚的并随着地球旋转的空气 层，称为大气圈。(二)水圈 水圈一般可分为地表水、地下水两大类，另外还 包括大气中的水。(三）岩石圈 岩石圈通常指地壳主要有岩浆岩和沉积岩构成。,人类环境
2、的基本构成,(四）生物圈（biosphere）有生物体生存的地球表层，称为生物圈。它有生物生存的大气圈、水圈、岩石圈所构成。其范围包括海平面以下约12公里厚度的岩石圈、水圈和土壤圈及海平面以上约10公里高度的大气层。,生态系统与生态平衡,（一）生态系统（ecosystem）的基本组成 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。,生态系统与生态平衡,生态系统与生态平衡,（二）生态平衡（eco
3、logical balance）生态平衡是指生态系统各个环节的质和量相对稳定和相对适应的状态。即指生态系统各部分的结构与功能均处于相互适应、相互协调的状态。,生态系统与生态平衡,生态系统能维持平衡的原因：具有自动调节自己的功能，生态系统内小生物类型愈多、物种愈丰富、愈容易维持生态系统的平衡。生态平衡是生物生存、活动、繁衍得以正常进行的基础。,生态系统与生态平衡,(三)食物链（food chain）一种生物被另一种生物吞食，后者在被第三种生物吞食，并为其提供物质和能量，彼此以食物联接起来的锁链关系，称为食物链。它是生态系统最基本的功能和特性。高位营养级生物体内的浓度比低位营养级生物体内的浓度增加
4、的现象，称为生物放大作用。有些污染物在生物体之间可沿着食物链浓度逐级增高，并超过原环境中的浓度，这种现象叫做生物浓集作用。,生态环境与人类健康,生态环境问题可分为二类：一类是原生环境问题,另一类是次生环境问题。目前存在的主要环境问题是:（一）全球气候变暖 温室效应（greenhouse effect）大气中的CO2和水蒸气能够吸收由地球发射的波长较长的辐射，从而对地球起到保温作用。,生态环境与人类健康,它对人类健康的影响主要有：心脏病和呼吸系统疾病的发病率增加；一些虫媒疾病发病率增加。陆地和海洋生态系统发生影响。,生态环境与人类健康,生态环境与人类健康,(二)臭氧层破坏 臭氧层位于地球表面上约
5、20-50公里的平流层内。平流层内的氧分子受到短波紫外线的照射经化学反应而生成臭氧。臭氧层破坏对生物及人类健康主要影响有：皮肤癌发生率增高；对居民呼吸道及眼部的损伤；对生物活动的影响。,生态环境与人类健康,生态环境与人类健康,(三)酸雨 酸雨是指降水中含有一定数量酸性物质的自由降水现象，其pH值小于5.65，降水包括雨、雪、雹和雾等。酸雨的形成主要是SO2和NOX等酸性污染物经化学反应而成。酸雨对人类生态环境造成的的影响，主要是以下几个方面：对水体生态环境的影响；对土壤植物生态的影响；对人群健康的危害。,生态环境与人类健康,生态环境与人类健康,(四)其它方面 1.水污染与淡水资源危机 2.土壤
6、资源破坏与生态恶化 3.生物多样性资源锐减 4.全球森林危机 5.海洋污染与海洋环境保护 6.固体废弃物污染和有害化学物质的越 境转移等。,第二节 人与环境的辨证统一关系,一、机体与环境间的作用 二、环境有害因素对机体作用的一般特征三、健康效应谱与敏感人群,机体与环境间的作用,（一）人体对外界环境的适应能力（二）人类有改造环境的主观能动作用,环境有害因素对机体作用的一般特征,(一)剂量-效应（反应）关系 环境有害因素引起机体的生物效应与剂量或强度有关，不同的剂量可引起不同的生物效应。环境有害因素引起的生物效应可从两个方面加以表达：剂量-效应关系（dose-effect relationship
7、），随着环境有害因素剂量增加，它在机体内所产生的有害的生物学效应增强。主要针对个体而言。,环境有害因素对机体作用的一般特征,剂量-反应（doseresponserelationship），它是 指随着剂量增加，产生某种特定生物学效应的个体数增加。它是针对群体而言。,环境有害因素对机体作用的一般特征,（二）作用时间 化学性污染物在机体内的蓄积称为物质蓄积。毒物在机体的蓄积量主要受摄入量、生物半衰期和作用时间三个因素的影响。有些环境有害因素，进入机体后，能较快的分解并以多种形态迅速排出体外，不在机体内蓄积，但该物质在靶组织或靶器官上产生的功能改变可逐渐积累，从而机体对该物质的反应性增强，功能或生化
8、代谢改变加重，最终造成器官或组织的损害，这称为功能蓄积。,健康效应谱与敏感人群(susceptive persons),（一）健康效应谱 剂量-效应关系 个人健康效应与人群健康效应近期效应与远期效应 剂量-反应关系特异效应与非特异效应人群健康效应谱与高危险人群,健康效应谱与敏感人群,作 用 死亡强 患病度 机能代偿 疾病前状态 生理反应异常变化 生理反应正常范围内变化 人群对环境异常变化的反应,健康效应谱与敏感人群,（二）敏感人群易受环境因素损伤的人群称为敏感人群。机体对环境有害因素的反应与人的健康状况、生理功能状态、遗传因素等有关。有些还与性别、年龄有关，另外还存在个体差异。另外近年来研究表
9、明在人群中普遍存在着外显率低的等位基因变异即基因多态型（gene polymorphisms）。这些基因在控制个体对环境暴露的反应和相关性疾病的易感性有着重要作用。,第三节 微量元素与健康,由于地质原因使得生活人群对某种化学元素摄入量过多或过低而引发的疾病称为生物地球化学性疾病。人体内元素可分为常量元素和微量元素两大类。微量元素有分为必需微量元素和非必需微量元素。一、微量元素在环境中的分布 二、微量元素的生物学效应 三、微量元素与疾病,微量元素在环境中的分布,地下水由于影响因素较少，水中常量和微量元素相对稳定。地面水水体中微量元素来源多样，影响因素复杂，其含量极不稳定。岩石和土壤中的微量元素因
10、各地区类型不同，其化学元素组成各异。大气中的微量元素种类和含量由于人为及自然的原因有很大变异，在某一地区植物中微量元素含量相对较为稳定。,微量元素的生物学效应,(一)对酶活性的影响(二)对内分泌的影响(三)影响某种特殊功能蛋白(四)对生殖功能的影响(五)调节体液渗透压和酸碱平衡,微量元素与疾病,（一）微量元素过多过少所致疾病（二）微量元素的抗癌效应,第四节 环境污染与健康,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。严重的环境污染叫做公害。因严重的环境污染而引起的区域性疾病称之
11、为公害病。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。,第四节 环境污染与健康,环境污染对健康影响表现为以下的特点：多样性：环境污染物（因素）可通过多种环境介质多种渠道进入人体及污染物对人体的影响可以多种多样。广泛性：环境污染的影响范围和地区广泛，污染危害的对象广泛。,第四节 环境污染与健康,长期性：人群常处于低水平长时间暴露状况。复杂性：污染物在环境中可通过各种作用而发生变化，同时它在环境中不是单一因素存在，往往是多种因素同时存在而作用于人群。,第四节 环境污染与健康,一、环境污染对人群的急性、慢性危害 二、环境污染与致癌危害 三、环境污染与致畸危害 四、环境污染的其他危害,环
12、境污染对人群的急性、慢性危害,（一）急性危害（二）慢性危害 1.引起非特异性损害 2.诱发慢性疾患（CODP）3.持续性蓄积危害 4.引起公害病 5.环境中多种有害因素的联合作用。,环境污染与致癌危害,（一）空气污染与肺癌（二）水污染与肿瘤 1水致突变性与肿瘤的关系；2水污染与肝癌（三）环境污染致癌的毒理学基础 1致突变与致癌效应 2环境污染的致突变/致癌性检测 3环境污染物致癌性检测与确诊,环境污染与致畸危害（teratogenesis）,（一）环境污染与人类致畸的流行病学调查资料 1.甲基汞污染与先天性水娱病 2.落叶剂2、4、5-T污染与致畸 3.大气污染与出生缺馅 4.农药环境暴露对人
13、类妊娠结局的影响 5.环境激素效应 环境激素是指那些干扰 人体正常激素功能的外因性化学物质。,环境污染与致畸危害（teratogenesis）,（二）环境污染与致畸的毒理性基础 1动物致畸的三短试验 2体外致畸试验,环境污染的其他危害,（一）生物性污染的危害 1水体病原微生物污染:水源受病原体污染后可引起介水传染病的流行。介水传染病分为以下几种：(1)细菌性疾病：如霍乱和副霍乱、伤寒和副伤寒、痢疾等。(2)病毒性疾病：如传染性肝炎、脊髓灰质炎、传染性眼结膜炎等。(3)寄生虫病：如阿米巴痢疾、血吸虫病、胃肠炎等。,环境污染的其他危害,2空气病原微生物污染：因生活和生产活动使空气受到病原微生物甚至
14、病原体污染，可导致急性传染病的流行。麻疹、流感、流脑、白喉、百日咳、非典性肺炎等都可通过空气而传播。（二）环境污染对植物的影响,第五节 环境与健康关系研究方法,一、环境流行病学调查研究方法 二、环境毒理学研究方法,环境流行病学调查研究方法,（一）研究内容和特点 通常采用描述性（包括生态和现况）研究、分析性（病例-对照、定群）的研究和实验性流行病学的研究方法，从不同人群发病率或死亡率的差异，群体其他反应差异来探讨发病因素及防治对策。其特点为：1.环境流行病学是研究某个或某几个环境因素对人群健康产生的影响；,环境流行病学调查研究方法,2.环境流行病学是研究疾病前状态及包括生理功能、生化代谢改变、疾
15、病前期等各种健康效应指标；3.在探讨环境因素对人群健康影响时，通常是两种类型：已知暴露因素，研究其对健康的影响；出现健康异常，探索引起健康异常的暴露因素研究。4.环境流行病学研究最终目的是消除污染、改造环境和保护人群健康。,环境流行病学调查研究方法,（二）环境流行病学研究基本方法与用途 主要为描述性（生态性）流行病学方法；分析流行病学方法；实验性和理论性流行病学调查。需解决的问题主要有以下两类：1.已知暴露因素，欲研究对人群健康的危害及其程度，以便为采取预防对策制定卫生学标准提供科学依据。2.出现健康异常或临床表现后探索环境病因。,环境流行病学调查研究方法,(三)环境暴露与健康效应 1暴露测量
16、 环境暴露水平是指人群接触某个环境因素的浓度或剂量。（1）环境暴露测量 通常在不同的环境暴露区域按照调研计划要求在不同的时间或空间进行测量。（2）生物测量 又称生物监测，直接测量人体组织、体液或器官中某中环境暴露因素的含量，以代表人体暴露水平，称为“生物剂量”，也称“体内负荷”。,环境流行病学调查研究方法,2健康效应测量与评价（1）健康效应指标的正常值范围；（2）暴露-效应关系与暴露-反应关系；（3）健康效应的测量。,环境流行病学调查研究方法,（四）环境流行病学研究基本方法与用途 主要为描述性（生态性）流行病学方法；分析流行病学方法；实验性和理论性流行病学调查。需解决的问题主要有以下两类：1已
17、知暴露因素，欲研究对人群健康的危害及其程度，以便为采取预防对策制定卫生学标准提供科学依据。2出现健康异常或临床表现后探索环境病因,环境毒理学研究方法,（一）环境毒理学的基本方法 1一般毒性测试方法 见图2-8。2特殊毒性测试方法（1）致突变性测试方法 见图2-9。（2）动物致癌性试验方法 见图2-10（3）致畸形测试方法（二）环境毒理学监测 1现场直接监测；2环境样品监测,环境毒理学研究方法,（三）环境与健康研究中的生物标志物 生物标志物（biological marker）是指机体由于接触污染物而产生可在生物介质中测定到的细胞、生物化学和生物分子的改变。生物标志物分为三大类：接触生物标志物（
18、biomarkers of exposure）指在机体内某个隔室中测到的外来物质及其代谢产物，或外来因子与某些靶分子或细胞相互作用的产物。,环境毒理学研究方法,效应生物标志物（biomarkers of effect）指机体内可测定的生化生理或其他方面的改变。依据这些改变的程度，可表现为确证的或健康损害或疾病的标志。易感性生物标志物（biomarkers of suscep-tibility）指机体接触某种特定环境因子时，其反应能力的先天性或获得缺陷的指标。,环境毒理学研究方法,（四）制定环境卫生学标准的重要依据 毒理学研究资料成为制订最高容许浓度（MAC）的主要参考依据,通常，制订有害物质最
19、高容许浓度较完整的毒性试验包括：,环境毒理学研究方法,1.急性毒性试验 2.亚慢性试验 3.代谢试验 4.慢性试验 5.特殊毒性试验,第六节 健康危险度评价,健康危险度评价（health risk assessment，HRA）是对某一特定环境条件下，该环境中的有毒有害物质（因素）可能引起个人和群体产生某有害健康效应伤、残、病、出生缺陷和死亡等）的概率进行定性、定量评价。在已知的暴露条件下，危险度评价可以提供。,健康危险度评价,估计可能产生的健康效应类型及其特征；估计这些健康效应发生的概率（危险度）及其健康效应 的人数；在空气、水、食品中某种有毒物质的可接受浓度的建议；为治理环境污染采取重大决
20、策及措施提供充分的科学依据。,健康危险度评价,一、健康危险度评价的基本组成 二、健康危险度评价的应用,健康危险度评价的基本组成,（一）危害鉴定（hazard identification）一般将健康有害效应分为四类：1.致癌（包括体细胞致突变）性 2.致生殖细胞突变 3.发育毒性（致畸性）4.器官/细胞病理损伤。,健康危险度评价的基本组成,(二）暴露评价(exposure assessment)暴露评价可以根据对多种暴露介质的实测值来估算。与暴露评价关系最为密切的应当是暴露剂量。暴露剂量分为外暴露剂量和内暴露剂量两种。,健康危险度评价的基本组成,（三）剂量-反应关系评定(dose-respon
21、se-assessment)剂量-反应关系评定是环境化学物暴露与健康不良效应之间的定量评价，是健康危险度评价的核心。（四）危险度特征分析(risk-characterization)它是分析判断人群发生某中健康危害的可能性和指出各种不确定因素。,健康危险度评价的应用,1.预测预报在特定环境因素暴露条件下，暴露人群终生发病或死亡的概率（危险度）。2.对各种有害化学物或其他环境因素的危险度进行比较评价，排列治理次序，用于新化学物的筛选，并从公共卫生、经济、社会、政治等方面进行论证及各种经济效应利弊分析，为环境管理决策提供科学依据。,健康危险度评价的应用,3.有害物及致癌物环境卫生标准的研制，提出环境中有害化学物及致癌物的可接受浓度，同时研制有关法规、管理条例，为卫生监督工作提供重要依据。,
