第七章-环境污染与人群健康.

军队环境卫生学第二次课（2008.03.11）教员：舒为群第七章环境污染与人群健康第一节、生态系统与环境污染（环境污染对健康影响的特点）（重点）第二节、环境化学污染物在人体内的转归(结合毒理学内容自学)第三节、污染物的毒性作用及其影响因素（结合毒理学内容自学）第四节、环境污染引起的急性中毒危害第五节、环境污染的慢性毒性危害（重点）（典型事例）第六节、重要环境污染物（第三次课内容）第一节生态系统与环境污染一、生态系统和生态平衡二、环境污染及其变化和转归三、环境污染对人群健康影响的特点三、环境污染对人群健康影响的特点（与职业接触相比较）1、污染范围大，接触人群广2、污染物浓度低，作用时间长3、污染物种类多，接触途径多，危害多样性4、污染物之间或与环境因素之间具有联合作用5、污染容易，消除困难受影响的人群可以非常广泛，甚至涉及到整个人类。环境中每个人都有机会接触到有害因子。人群出现的反应比例呈金字塔形状——健康效应谱*人群易感性问题*污染范围大，接触人群广浓度低，但作用时间长种类多，接触途径多，危害多样性污染物之间和/或环境因素之间具有联合作用污染容易，消除困难人群健康效应谱（spectrumofhealtheffectoricebergphenomenon）•人群健康效应谱——金字塔反应•临床只关注“冰山之巅”——患病者和死亡者，预防医学需要了解“冰山全貌”——即全人群的反应谱死亡患病生理反应异常生理代偿状态生理负荷增加受环境危害因素影响人群的比例易感人群人群易感性（susceptibility）易感人群与高危人群*体质原因导致的对污染物抵抗力较弱，容易受到伤害的人群，称为敏感人群或易感（敏感）人群（susceptiblepopulation)。o原因：代谢酶活性、DNA修复基因、受体表达等存在差别接触有害因子的机会多，接触的强度和摄入量大的人群，称为高危人群(highriskpopulation)。o如职业接触人群、地方病区居民等两类人群也统称为高危人群，是预防工作研究和保护重点。o环境卫生标准制定时必需将高危人群保护在内PAH-oxideGST+GlutathioneInactiveDNAReactiveBenzo[a]pyreneMetabolismGlutathioneHOHOCYP450GSTM1Null污染物进入环境后，经大气、水体稀释后，一般浓度较低。ppm（mg/L）(10-6）ppb（μg/L)(10-9）ppt（ng/L）10-12）……但接触者为长时间、甚至终生不断暴露。许多污染物还具有持久效应。因此污染不容忽视污染范围大，接触人群广浓度低，作用时间长种类多，接触途径多，危害多样性污染物之间和/或环境因素之间具有联合作用污染容易，消除困难Onepartpermillionis1minuteintwoyearsOnepartperbillionis1secondin32yearsOnepartpertrillionis1secondin320centuries千克(kg)克(g)毫克(mg)微克(μg)纳克(ng)皮克(pg)飞克（fg)阿克（ag)……污染物种类多：物理性的、化学的（有机物、无机物）、生物性的暴露途径多：呼吸、饮水、皮肤、食物、药物等危害多种多样：局部作用和全身毒害特异作用和非特异作用急性、慢性、远期危害速发和迟发毒性作用可逆和不可逆毒作用等等污染范围大，接触人群广浓度低，作用时间长种类多，接触途径多，危害多样性污染物之间和/或环境因素之间具有联合作用污染容易，消除困难环境中有害因子常常是同时作用于人体。污染物之间具有联合效应，污染物和环境因素之间也具有联合效应飘尘和SO2具有协同作用SO2和高温也具有协同作用联合作用的方式复杂：相加作用(additiveeffect)：M=M1+M2协同作用(synergism)：MM1+M2拮杭作用(antagonism)：MM1+M2独立作用（independenteffect)：M=M1+M2(1-M1)；M=1-（1-M1）(1-M2)污染范围大，接触人群广浓度低，作用时间长种类多，接触途径多，危害多样性污染物之间和/或环境因素之间具有联合作用污染容易，消除困难•许多环境污染物具有以下特性：–环境滞留性：性质稳定，在环境中不易降解；如DDT–生物富集性：可通过食物链将浓度逐级放大，最终以高浓度进入人体；如DDT–体内蓄积性：某些污染物易于在脂肪(有机物)、骨骼(重金属)等组织中长期蓄积，不易排除污染范围大，接触人群广浓度低，作用时间长种类多，接触途径多，危害多样性污染物之间和/或环境因素之间具有联合作用污染容易，消除困难有毒重金属及有机氯农药是典型的兼具环境滞留性、生物富集性及体内蓄积性的环境污染物第二节环境化学污染物在人体内的转归（自学）第三节污染物的毒性作用及其影响因素（自学）第四节环境污染引起的急性中毒危害大量的环境毒物在短时间内进入机体所致；急性中毒发生的常见原因（以大气污染事故为例）：有比较严重的污染源或事故排放（印度博帕尔事件、开县井喷、天原化工厂氯气泄漏等）；特殊的地理条件不利于污染物扩散、稀释。如河谷盆地、海滨靠山等地（马斯河谷、伦敦烟雾事件）；特殊的气象条件。如气温逆增，无风，持续大雾等（光化学烟雾事件）。Londontypesmog（煤烟型烟雾事件）o英国伦敦1873年～1965年共发生12次烟雾事件，最严重的1次在1952年(Londoncrisis)。o特殊地理条件：河谷盆地；o特殊气象条件：持续大雾形成逆温，无风或微风；o严重污染源：工厂和居民大量燃煤，排放出大量烟尘和SO2；o多人死亡LosAngelestypesmog（光化学烟雾事件）o美国洛杉矶1940年代末期发生多起光化学烟雾事件。o特殊地理条件：海滨靠山、低纬度；o特殊气象条件：强烈日光、气温逆增、无风或微风、夏季至初秋等；o严重污染源：汽车尾气、工业生产和垃圾焚烧排放NOX和烃类物质——经紫外线照射生成以氧化剂为主的光化学物质；o人群急性中毒事件及大量物品毁损。第五节环境污染引起的慢性危害慢性特异性及非特异性损害持续性蓄积危害致癌致畸致突变定义：污染物低浓度、长期、反复对机体作用所产生的危害称为慢性危害。机制*：物质蓄积：materialaccumulation，毒物本身在体内的蓄积功能蓄积：functionalaccumulation，毒物对机体微小损害的逐次累积慢性危害的定义及机制一、慢性特异性及非特异性损害•慢性特异性损害–有明确对应的因果关系—水俣病、痛痛病等（后面举例详述）•慢性非特异性损害–无明确对应的因果关系—影响儿童生长发育；使机体抵抗力降低，人群中慢性疾病的发病率和死亡率增高。二、持续蓄积性危害•许多物质具有环境滞留性、生物富集性及体内蓄积性•后果–遗传负荷增加–慢性疾病发生–内分泌紊乱–生殖功能受损–三致–其他三、环境致癌作用(carcinogenesis)环境致癌学说的形成基础最初认识到某些环境和职业因素诱发的人群癌症•1761年，Hill发现闻鼻烟的人鼻腔癌多发•1755年，Pott记载了烟囱清扫工人阴囊癌多发•1822年，报告砷与皮肤癌的关系•1902年，X线与皮肤癌和肺癌的关系•1928年，苯与白血病的关系•1932年，镍与鼻腔癌和肺癌的关系•1935年，石棉与肺癌的关系复制出某些癌症的动物模型•1910-1912年，法国学者应用大剂量X射线诱发出了大鼠癌症•1914年，日本学者长时间用煤焦油耐心涂搽家兔耳部，诱发出皮肤癌分离与合成了某些纯品化学致癌物•1932年从煤焦油中分离出了苯并（a）芘纯品，并通过动物实验诱导出癌症。1962年WHO在日内瓦召开专家委员会。明确指出：人类癌症的3/4是外界因素引起的。而且指出，人类的癌症是有可能预防的。Boyland（1969年）和Higgison（1975年）：–人类癌症10～20%与遗传有关，80%～90%与环境因素有关（其中化学因素占80%～85%，余为物理及生物性因素）。按照作用方式：•直接致癌物(directcarcinogen)：在体内不需代谢活化即可致癌。一般是烷化剂，化学性质活泼，在环境中维持不久。•间接致癌物(indirectcarcinogen)：必须经过代谢才具有致癌作用。大多数致癌物为间接致癌物，在环境中相对稳定按照作用机理：•遗传毒性致癌物：亲电子化学物，能直接损伤DNA•非遗传毒性致癌物：通过DNA以外的途径致癌（增加DNA合成、有丝分裂和细胞复制等）按照对人类和动物的致癌性资料分类：•分为不同的级别•IARC(2004)U.S.EPA(2003)化学致癌物分类IARC(2004)•Carcinogenictohumans(group1)•Probablycarcinogenictohumans(group2A)•Possiblycarcinogenictohumans(group2B)•Notclassifiableastoitscarcinogenicitytohumans(group3)•Probablynotcarcinogenictohumans(group4)U.S.EPA(2003)•Carcinogenictohumans•Likelytobecarcinogenictohumans•Suggestiveevidenceofcarcinogenicpotential•Inadequateinformationtoassesscarcinogenicpotential•NotlikelytobecarcinogenictohumansCoglianoetal,2004化学致癌的多阶段致癌学说化学致癌作用是复杂的多阶段过程，涉及分子、基因、细胞各水平的多种变化。肿瘤的发展过程通常分三个阶段–启动阶段(initiatingstage)：致癌物损伤DNA导致细胞突变。不可逆的，无阈剂量。–促进阶段(promotingstage)：启动细胞的表型在组织水平表达。具有促进作用的化学物质称为促进剂或促癌物，可逆，有阈剂量。–进展阶段(progressingstage)：表型向恶性型改变。不可逆。MultipleStagesofHumanColonCancerFrom环境致癌物的种类化学致癌物：–有机物：烷化剂、多环芳香烃、芳香胺、亚硝胺等–金属元素：镍、铬、砷等–矿物类：某些石棉纤维等–药物：某些激素、某些抗癌药物等–生活嗜好物：香烟、槟榔等生物性致癌因素–包括病毒、霉菌、寄生虫等。电离辐射–估计在所有肿瘤的总病例数中只占2%～3％左右。矿井中的放射性氛可引起肺癌；日本原子弹爆炸后引起白血病的发病率增高等。四、环境致畸作用（teratogenesis）人类出生缺陷—先天畸形（congenitalmalformation）胚胎毒性：包括结构、功能或精神活动的发育缺陷（包括致畸作用）。导致解剖结构上可见的形态发育缺陷称为致畸作用。美国登记的37860种工业化合物中，585种标注有致畸性。我国新生儿畸形率约1.4％~3.3％。有上升趋势。其中以神经管畸形和唇腭裂畸形出现率最高。凡具有致畸胎作用的各种环境因素，统称为致畸物，包括化学性、物理性和生物性因素。生物：风疹病毒、单纯疱疹病毒、梅毒螺旋体等。物理：射线、高温、严寒、微波等。药物：抗肿瘤药物、某些抗生素、避孕药、反应停等。化学：亚硝基、烷基、苯类化合物，农药如敌枯双，重金属砷、镉、汞，塑料增塑剂邻苯二甲酸酯等。其他：酗酒、大量吸烟、缺氧、严重营养不良等均有致畸作用。环境致畸的毒理学特点ↀ致畸作用有敏感期：器官发生（形成）期时最敏感（危险期或关键期）。人D21-56；大鼠D6-17；兔D6-18ↀ剂量与效应关系