环境卫生学-第2章-环境与健康关系

【学习要求】1.掌握环境污染基本概念，环境污染引起的急性、慢性危害及致癌、致畸等远期危害，环境与健康关系的研究方法。2.熟悉环境改变与机体反应的基本特征，环境与健康标准体系。3.了解人类的环境，人与环境的辩证统一关系，自然环境与健康，健康危险度评价。重点：环境污染与健康，环境与健康关系的研究方法。难点：环境与健康关系的研究方法。第二章环境与健康的关系环境环境与健康的关系一、人类自然环境的构成第一节人类的环境二、生态环境原生环境次生环境环境1.按环境是否受过人类活动的影响2.按环境要素的属性及特征原生环境次生环境自然环境人为环境社会环境人类的环境是指环绕于地球上的人类空间及其中可以直接、间接影响人类生活和发展的各种物质因素及社会因素的总体。大气圈岩石圈水圈生物圈一、人类自然环境的构成土壤岩石圈地壳主要由岩浆岩、沉积岩和变质岩构成。大气圈（atmosphericsphere)主要指围绕地球周围的空气层。生物圈(biosphere)指地球上所有生命物质及其生存环境整体。其范围包括了大气圈下层、土壤圈和水圈。水圈(hydrosphere)地球上的水以气态、液态、固态三种形式存在于空气、地表与地下，成为大气水、海水、陆地水，它们共同构成了水圈。二、生态环境（ecologialenvironment）生态系统(ecosystem)是在一定空间范围内，由生物群落及其环境组成，借助于各种功能流（物质流、能量流、物种流和信息流）所联结的稳态系统。生态系统具有整体性、开放性、自调控、可持续性等特征。（一）生态系统的主要特征TextinhereTextinhereTextinhere（二）生态系统的服务功能1.对大气化学成分、气候和水循环的调节2.废弃物的净化、农作物的生物防治、缓解自然灾害的功能3.提供休闲游乐场所、提供具有美学、艺术、教育、精神及科学价值的文化资源等供给调节文化支持活力指生态系统的功能性。结构稳定指具有平衡、完整的生物群落自调节功能主要靠其反馈作用。生态系统健康（ecosystemhealth)指具有活力、结构稳定和自调节能力的生态系统，是生态系统的综合特性。环境与健康的关系一、人与环境辩证统一关系的演变过程二、人与环境辩证统一关系三、人与环境的相互作用的生物学基础第二节人与环境的辩证统一关系二、人与环境的辩证统一关系人体通过新陈代谢与外界环境不断进行着物质交换和能量流动，使得机体的结构组分与环境的物质成分保持着动态平衡，并形成人与环境之间相互依存、相互联系的复杂的统一整体。（一）人与环境在物质上的统一性一、人与环境的辩证统一关系的演变过程二、人与环境的辩证统一关系（二）人与环境在物质上的统一性（触发器）（二）人类对环境的适应性但人类对环境的适应能力是有限的人体对环境的变化可形成一定的调节功能以适应其变化。光适应缺氧环境适应气候适应热适应（三）环境因素对人体影响的双重性诸多环境因素对机体健康的影响具有有利和有害两方面的特性。有的在传统意义上是有毒的物质，在极低剂量下也会表现出对机体的有益效应（hormesis效应）。Hormesis效应（兴奋效应）（四）人与环境之间的生态平衡人类不仅能适应环境，还能主动改造环境动态平衡。协调发展，保持经济效应、社会效应、生态效应的高度统一三、人与环境相互作用的生物学基础（一）环境对机体的影响（二）机体对环境的反应（三）环境与机体的交互作用1.基因多态性2.人们更加关注环境因素与机体的交互作用在毒理学反应和人类环境暴露相关疾病中的重要性。3.环境扣扳机效应4.全基因组关联研究（GWAS）全暴露组关联研究（EWAS）一、环境介质与环境因素暴露二、暴露特征与反应三、环境多因素暴露与联合作用四、人群健康效应谱与易感人群第三节环境改变与机体反应的基本特征环境与健康的关系一、环境介质与环境因素暴露无机汞甲基汞微生物1.单一介质内的迁移2.不同介质间的迁移3.生物性迁移生物放大作用biomagnification化学转化生物转化毒性降低毒性增强（一）环境物质在环境介质中的迁移（二）环境化学物在环境介质中的转化（三）环境介质中的迁移和转化对环境因素暴露的影响二、暴露特征与反应环境暴露是环境因素产生健康有害效应的决定因素。暴露途径可有多种，暴露途径与效应的关系密切：1.影响总暴露量2.影响吸收率3.改变作用靶（一）暴露途径（二）剂量－反应关系（dose-responserelationship）剂量－反应关系是制定卫生标准的理论基础分清以上两个概念1）定量反应：指随着环境有害因素剂量的增加，机体内所产生的有害生物学效应而随之增强的相互关系，可用计量资料反映。2）定性反应：随着环境有害因素剂量的增加，产生某种特定生物学效应的个体数而随之增加的关系。可用计数资料反映。无阈值化合物剂量必需微量元素有阈值化合物有害效应三种类型化合物的剂量－反应关系曲线剂量－反应曲线的类型（三）暴露时间对于环境污染物的暴露，往往是在较低的剂量下重复暴露。重复暴露的时间包括暴露频度和暴露持续期两个要素。影响体内蓄积量的重要因素：作用时间、生物半衰期和摄入量。三、环境多因素暴露与联合作用（一）环境作用因素的多样化环境有害因素的类型多、数量庞大，人体吸入的空气、饮用的水、摄入的食物中的污染物都不是单一的，而是多种物质同时存在，从而产生联合作用。化学物的联合毒性作用（jointtoxiceffect）两种或两种以上的化学物同时或先后作用于机体产生的综合毒性作用。（二）联合作用的类型相加作用additiveeffect协同作用synergisticeffect增强作用potentiation拮抗作用antagonism独立作用independenteffect四、人群健康效应谱与易感人群（一）人群健康效应谱(spectrumofhealtheffect)健康效应谱:不同级别的效应在人群中的分布。整个效应从弱到强分为5级。这种效应谱有冰山现象（icebergphenomenon）之称。死亡率患病率生理反应异常生理代偿性变化生理负荷增加对健康有影响对健康有潜在影响受影响人群的比例健康效应谱易感人群（susceptiblegroup)：通常指对环境有害因素作用的反应更为敏感和强烈的人群。（二）人群易感性（三）影响人群易感性因素非遗传因素年龄、健康状况、营养状态和行为习惯等遗传因素性别、种族、遗传缺陷环境应答基因多态性一、自然环境物理因素与健康二、地球化学因素与健康三、自然环境生物因素对健康的影响第四节自然环境与健康环境与健康的关系一、自然环境物理因素与健康主要指超常的高温、寒冷等天气主要指高原低氧环境台风、龙卷风、焚风、暴雨洪涝、干旱等地震、火山爆发、滑坡、崩塌、泥石流二、地球化学因素与健康（一）地表化学元素分布（二）微量元素的生物学效应及对健康的影响1、必需微量元素（essentialtraceelement)2、必需微量元素的生物学效应（1）参与酶的构成和酶的激活，影响酶的活性（2）参与某些蛋白质的合成，发挥特殊功能（3）参与激素及其辅助因子合成（4）维持正常的生殖功能常量元素和微量元素由于地质原因使得生活在该地区的人群对某种化学元素摄入量过高或过低而引发的疾病称为生物地球化学性疾病(biogeochemicaldisease)如碘缺乏病、地方性氟病、地方性砷中毒等。（三）地球化学因素与疾病三、自然环境生物因素对健康的影响许多生物能产生和分泌某种有毒有害物质。动物毒素有神经毒素、心脏毒素、细胞毒素等。植物毒素类型多、有害作用广泛。植物致变应原可引起变应性接触性皮炎及全身过敏反应。（一）生物性有毒有害物质与健康（二）自然疫源性疾病由于某些地区存在动物源性传染病的动物传染源、传播媒介及病原体在动物间传播的自然条件，当人类进入该地区时可被感染得病，这些疾病称为自然疫源性疾病（naturalfocusdisease）。流行特征：区域性。季节性和周期性变化。受人类活动和社会行为影响一、环境污染对人群的急、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、环境内分泌干扰物危害作业：思考题第五节环境污染与健康环境与健康的关系环境污染物在短时间内大量进入环境，可使暴露人群在较短时间内出现不良反应、急性中毒甚至死亡。1．大气污染的烟雾事件伦敦烟雾事件光化学烟雾事件进入环境的污染物的量超过了环境的自净能力，造成环境质量下降和恶化，直接或间接影响到人体健康，则称为环境污染(environmentalpollution)。一、环境污染对人群的急、慢性危害（一）急性危害（acutehazard）光化学烟雾事件伦敦烟雾事件2．过量排放和事故性排放引起的急性危害废气、废水大量排放（2012广西，企业违法排放含镉废水）事故引发的污染事件核泄露事故（1986苏联，切尔诺贝利）3．生物性污染引起的急性传染病介水传染病（2010海地，28万余人感染霍乱）空气传播传染病博帕尔事件博帕尔农药泄漏（1984）切尔诺贝利核泄漏事故身体抵抗力降低,儿童生长发育减缓◆如ChronicObstructivePulmonaryDiseases,COPD甲基汞中毒（二）慢性危害（chronichazard）环境中有害物质以低浓度、长时间反复作用于机体所产生的危害。1.非特异性影响2.引起慢性疾患3.持续性蓄积危害◆持久性有机污染物(PersistentOrganicPollutants）：能在环境中长期残留持久存在、在生物体内持续性蓄积的化合物，如重金属及化合物，滴滴涕、氯丹、艾氏剂、狄氏剂等。二、环境污染与致癌危害（一）致癌物的分类及环境化学致癌物1、按对人的致癌危险性，分为4类1类：对人致癌：87种2A类：对人很可能致癌：63种2B类：对人可能致癌：234种3类：可疑对人致癌：493种4类：对人很可能不致癌：1种符合三条件：有流行病学资料剂量—反应关系动物实验证据充分符合两条件：对人类致癌证据有限动物实验证据充分符合两条件：对人类致癌证据有限动物实验证据不充分118792905002、按活化的需要，分为两类直接致癌物间接致癌物（前致癌物）终致癌物3、按是否具有诱变性，分为两类诱变性致癌物（遗传毒性致癌物）：80%非诱变性致癌物（非遗传毒性致癌物）4、根据致癌物的化学结构或来源分（表2-4）表2-3常见的致癌物类别化学物举例直接烷化剂芥子气、氯甲甲醚、环氧乙烷间接烷化剂氯乙烯、苯、丁二烯、烷化抗癌药多环芳烃类苯并芘、二甲基苯蒽、煤焦油、沥青芳香胺类联苯胺、乙萘胺、4-氨基联苯、4-硝基联苯金属和类金属镍、铬、镉、铍、砷亚硝胺及亚硝酰胺二甲基亚硝胺、二乙基亚硝胺、亚硝酰胺霉菌和植物毒素黄曲霉毒素、苏铁素、黄樟素固体（不可溶）物结晶硅及石棉嗜好品吸烟、嚼烟、槟榔、鼻烟、过量的酒精饮料食物的热烈解产物杂环胺类、2-氨-3-甲基-咪唑喹啉药物（含某些激素）环磷酰胺、噻替派、已烯雌酚（二）空气污染与肺癌污染大气的致癌物：多环芳烃（PAH），BaP空气中PAH来源于：煤和石油的不完全燃烧0510152025303570s90s06s肺癌死亡率（/10万）年代肺癌大气污染与肺癌室内空气污染与肺癌肺癌分布特征及危险因素表2-5空气中BaP浓度（μg/100m3）与肺癌死亡率（/10万）公社室外BaP室内BaP1973～1979年肺癌调整死亡率城关3.36108.56174.21来宾1.8567.97128.31榕城15.65248.50104.09龙潭3.1455.9822.96龙场7.01107.9939.46板桥0.5339.9519.03海岱0.2953.9413.48普立1.5428.627.49落水1.1643.769.55热水0.5235.602.08宝山3.1246.379.18说明了什么问题？结论宣威地区室内空气中BaP浓度与肺癌死亡率之间呈现剂量-反应关系。0102030405060708090100总计昆明动物所昆明动物所动物中心煤烟组柴烟组对照组肺癌发生率（%）图2-6室内煤烟和柴烟污染与小鼠肺癌发生率烟煤燃烧排放物诱发实验动