预防医学环境卫生学课件

1、2022/7/29环境与健康1 环境与健康 医学部公共卫生学院环境医学系金永堂 教授/博导第1页，共42页。2022/7/29环境与健康2理想生活环境本能追求: 理想/美好的生活环境。动植物如此，人也如此！ 1、不同生存着不同的动植物，如飞鸟迁徒、淮南桔而淮北枳） 2、人种差异与环境：除了遗传外，人种的体质形态一般来说与生活环境是相适应的. 例如,居住在炎热的非洲沙漠的尼格罗人的肢体细长； 在严寒的北极生活的因纽特人（以前一般称为“爱斯基摩人”）则肢体粗短.这与 身体热量的保持和散发有关； 赤道附近尼格罗人的皮肤含有较多的色素,可以避免过多的紫外线照射,他们卷曲的 头发也可起隔热的作用； 蒙古

2、人的倾斜的凤眼和内眦褶,还有宽的和富含脂肪的面颊、较平的鼻部和额部,可 能与亚洲中部寒冷的多风沙气候有关. 第2页，共42页。空间追求：国家/城市/村落/居家：美丽、舒适、祥和、吉利环境追求：原生环境：地理差异，环境不均衡性；适宜生存/不适宜生 存；吉利与不吉利； 次生环境：污染/未污染；改变/未改变生活追求：安全感、归属感、成就感和进取心-开拓进取，继往开来。现代人环境认识：居住环境；工作环境；物质、精神、信息、能量，等2022/7/29环境与健康3第3页，共42页。2022/7/29环境与健康4古人对环境的认识 -自然环境古时：环境污染基本不存在，自然环境与人关系受到关注；利用有利环境，避

3、免不利环境；（实践中这种观点得以巩固）环境对人的重要性：产生了环境决定论观点；（人类改造环境能力有限）风水/保健：认识自然环境的结果；环境理论的质变（升华）；风水起初就是寻找一好地方（龙、穴、砂、水），寄托实现美好愿望；鉴于环境监测与分析手段缺乏，局限了人们的认识（有利/不利因素）；第4页，共42页。2022/7/29环境与健康5第一节 人类的环境 环境的概念 * 原生环境与次生环境（按是否受到人类活动影响）； * 自然环境与社会环境（按环境要素的属性）； * 生活环境与生态环境（按中华人民共和国宪法，即人与环境相互作用的特点）； * 生活环境与自然环境（按环境卫生学）；一、人类自然环境的构成

4、 地球环境系统划分为： 地球内部：包括地核、地幔、岩石圈系统； 地表环境：即由岩石圈、大气圈、水圈、冰冻圈、生物圈、土壤圈 和智慧圈等组成的圈层系统； 日地空间：由太阳、行星际空间和地球空间（包括磁层、电磁层和 中上层大气）组成的系统。第5页，共42页。2022/7/29环境与健康6地表环境系统（人类最关注） 三大驱动力: 人类活动、太阳能、地球系统内部能量 地表环境与人类生存和健康密切相关，组成如下: （一）大气圈(Atomspheric Sphere) （图2-1-1）。 （二）水圈（Hydrosphere） 地球上的水以气态、液态和固态三种形式存在于 空气、地表与地下等，成为大气水、海水

5、、陆地 水（包括河流、湖泊、地下水、冰雪水），它们 共同构成了水圈。水循环。 _水环境问题是人类面临的重要环境问题之一，饮水短缺已成为世界 某些地区的严重危机，甚至有人预测21世纪下半叶人类要为水而战争。 第6页，共42页。2022/7/29环境与健康7 （三）土壤岩石圈（Soil and Stone Sphere）通常指地壳，主要 由岩浆岩和沉积岩层构成。土壤：是联系有机界和无机界的 重要环节。当土壤受到污染时，可能通过生物富集、水分蒸发和 渗透使污染物向植物、大气及水体转移。所造成的危害是间接的。 （四）生物圈（Biosphere)指地球上所有生命物质及其生存环 境的整体。海平面以下约12

6、公里厚度和海平面以上约10公里高 度范围，但绝大多数生物通常生存于海洋面之下和地球陆地之上 100m的范围内。 能量、液态水、适当温度、所需营养素等等， 是生物存在的基本条件。第7页，共42页。2022/7/29环境与健康8二、生态环境（Ecoenvironment) 以人为主体，由其他生物和非生物所构成的生态系统组成。 人体从生态环境获得物质、能量和信息，通过新陈代谢，维持生产、生活活动并繁衍后代。又以消费活动的形式将废弃物归还环境。从而构建成了一个庞大的、结构复杂、功能多样、因素众多并具有高度协调和适应能力的一种环境状态。（一）生态系统及其组成 生态系统（Ecosystem）是在一定空间范

7、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。 生态系统是生物圈内信息、能量和物质循环的一个功能单位。如湿地就是非常典型的较为完整的生态系统.如杭州西溪湿地.第8页，共42页。2022/7/29环境与健康9 （二）食物链（Food Chain）一种生物以另一种生物作为食物，后者再被第三种生物作为食物，彼此以食物连接起来的锁链关系称为食物链（food chain）。它是生态系统中维系生物种群间物质、能量和信息流的渠道和纽带。生物与非生物，生产者与消费者，消费者与消费者连成一整体。图2，表2-1 食物网(food web)。食物网反映了生态系统内

8、各生物有机体之间的营养位置和相互关系。通过食物网保持着生态系统结构和功能的相对稳定性。第9页，共42页。2022/7/29环境与健康10（三）生态平衡（Ecoequilibrium） 指生态系统的各个环节互为存在的条件，充分实现物质、能量和信息的交流，且质和量上保持着动态平衡，生态系统的这种状态称之为生态平衡。如CO2增加导致温室效应；农药化肥大量使用致使农村生态失衡（老鼠增多、泥鳅等锐减）；SARs及禽流感与生态失衡有关。 生态系统健康（Ecosystem Health）指具有活力和自调节能力、结构稳定的生态系统，是生态系统的综合特性。健康的生态系统是人类生存和发展的物质基础，也是人类健康的

9、基础。 即能够为人类提供良好服务的生态系统。第10页，共42页。2022/7/29环境与健康11第二节 人与环境的辨证统一关系（天人合一） 一、环境与人类的相互关系1、统一性：A、物质一致性，人是环境的产物，组成人体的物质都 来自环境。如图2-1。B、新陈代谢：同化-异化2、适应性：生态平衡是人与环境的基本关系3、双重性：或多重性，环境因素对人体影响，尤其是hormesis效应4、决定性：古人的环境决定论；分子水平-干细胞研究成果表明环 境对机体发生发展的重要性第11页，共42页。2022/7/29环境与健康12二、环境有害因素对机体作用的一般特征（一）剂量-反应（效应）关系 剂量指进入人体的

10、有害物质的数量，表示化学物质的量。 强度是指物理因素作用于机体的量。 剂量-效应关系指随着环境因素剂量的增加（或减少），机体产生生物学效应也随之增强（或减弱）的相关关系。“针对个体” 剂量-反应关系指随着环境因素剂量的增加（或减少），产生某种特定生物学效应的个体数增加（或降低）的相关关系。“针对群体” 有害物质剂量-反应关系类型 见图2-3第12页，共42页。2022/7/29环境与健康13（二）时间效应与蓄积效应（Time Effect / Cumulation Effect）暴露频度和暴露期：与靶部位中的剂量（或浓度）有关，它们是影响生物效应产生的重要因素。这充分体现了环境污染物暴露的时间

11、效应（Time Effect）。 生物半减期（Biological Half-Life，T1/2，化合物在体内含量减少一半所需要的时间）：和摄入量是影响靶部位浓度蓄积的重要因素。从理论上讲，化学性污染物进入机体经5-6个生物半减期后，在体内最大可能的蓄积量趋于稳定。 物质蓄积效应环境污染暴露量蓄积达到对靶部位产生危害的浓度或剂量；功能蓄积效应环境污染物进入机体即产生小的危害，积小成大，产生有害效应。见图2-4第13页，共42页。2022/7/29环境与健康14（三）人群健康效应谱（Health-Effect Spectrum of Population） 环境暴露引起的机体效应是一个连续的谱带

12、式多个阶段过程。 常将整个效应从弱到强分为5级：图2-5：“金字塔”意义：（1）环境因素的人群健康效应因人而异，呈谱带式分布，多种效应共存；（2）个体因环境因素变化（增加或减少），从生理生化逐渐向病理至疾病发展； 多种效应共存（3）健康效应谱都是一个连续变化的过程。人们一旦看到“塔尖”，就要认识 到“塔基”带来的危情。健康效应谱：环境因素导致的不同级别的(由环境因素引起的)效应在人群中的这种谱式分布称之为健康效应谱（Spectrum of Health Effect），具有冰山效应（Iceberg Phenomenon）。具有重要预防医学意义。第14页，共42页。2022/7/29环境与健康1

13、5（四）人群易感性（Susceptibility of Population）对环境因素产生更为敏感和强烈反应的人群称为易感人群或敏感人群。易感人群中出现某种不良效应的频率明显高于普通人群，如图2-6。易感人群即高危人群（High Risk Population）， 环境高危人群：由于环境暴露频率高，致使人群易受到环境因素危害，这类人群如吸烟的人群易患肺癌、山区人群做为典缺乏病调查对象、宾馆服务员/长途运输车驾驶员为性病主要调查对象、等。所谓“近朱者赤，近墨者黑”遗传高危人群：由于人群带有某病的遗传易感基因，致使人群易出现环境因素的危害，这样人群如先天性缺乏1-抗胰蛋白酶的个体，对刺激性气体非

14、常敏感，易造成肺的损伤；红细胞6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6-P)缺陷者，对硝基苯类化合物及多种氧化物的损害异常敏感。如蚕豆病：吃蚕豆出现溶血，起病急剧，大多在12天内发生，最短者只有2小时，最长者可相隔9天。潜伏期的长短与症状的轻重无关。蚕豆病的贫血程度和症状大多很严重。出现全身不适、疲倦乏力、喂寒、发热、头晕、头痛、厌食、恶心、呕吐、腹痛等。浓红茶或甚至如酱油尿。第15页，共42页。2022/7/29环境与健康16环境应答基因（Environmental Response Gene）：指对环境因素的作用产生应答反应的基因。其多态性是造成人群易感性差异的重要原因之一。见表2-1 环境基因组计划

15、（Environment Genome Project，EGP）人类基因组计划后，1997年美国国立环境卫生科学研究所（NIEHS）提出的环境基因组计划，拟系统地研究在美国人群中与七大类疾病有关的十类后选基因的基因多态性。这十类后选基因包括：DNA修复基因、毒物代谢酶基因、激素代谢酶基因、受体基因、细胞周期基因、信号传递基因、介导免疫和感染反应基因、介导营养因素基因、参与氧化过程的基因和细胞内药物敏感基因。 总之，人群易感性的研究对深入认识环境暴露与健康危害的关系，开展高危人群的筛查、更经济有效地进行预防工作具有十分重要的意义，是环境卫生学极其重要而又非常前沿的课题 个体化(精准)医疗：针对个

16、体遗传信息等开展针对性治疗第16页，共42页。2022/7/29环境与健康17第三节 自然环境与健康自然环境问题 主要包括：自然灾害【地质（地震、海啸、泥石流与滑坡）和气象（热浪、台风、洪水、）灾害，森林大火，沙尘暴，（太阳）磁爆】、有毒有害的动植物、地表有害物质或地方病等。它们对人类健康的影响是不容忽视的，也是环境卫生学有待继续深入研究的重要领域。一、不良气象因素与健康 气象因素 气候系统及各圈层 图2-6-1 我国地域辽阔，地理条件复杂，处一个气候脆弱区。我国发生的各类自然灾害中70%是气象灾害。（古人风水理论之源）第17页，共42页。2022/7/29环境与健康18（一）不良的天气和气候

17、条件对健康的影响 联合国政府间气候变化专门委员会（Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC) 气温变化趋势见图2-6-2 （二）天气和气候条件对健康影响包括：1、物理作用，如冻疮、热病等；2、生理功能，冬天代谢降低，气温使甲状腺等分泌增加、寒冷刺激可促进肝细 胞呼吸和肝酶活性增高，等；3、生物因素，影响生物性病原体如细菌、病毒、寄生虫等和生物性传媒如蚊、 蝇、虱、钉螺等生物的生长繁殖和疾病的传染或传播力，从而间 接地决定了某些传染病的高发或蔓延。 可通过环境气象预报；4、环境质量，如气温逆增（雾霾）、强烈日照（光化学烟雾）等影响环境质量；5、

18、心理与精神，心理与精神状态将受不同程度的影响。第18页，共42页。2022/7/29环境与健康19二、生物性有毒有害物质与健康 毒害反应：环境中的许多生物（动物和植物）均具有对其接触的动物或人产生毒害反应的能力。这种反应能力往往与维持自身的生存有关，属于生物自身保护特性。 毒害反应一般是由于这些生物能产生和分泌某种有毒有害物质。 危害途径：它们可通过皮肤接触、呼吸吸入和经口摄入等途径作用于人体，造成危害。 危害范围：可涉及局部到全身各器官和系统，一些是急性的毒性作用，另一些可能产生致癌、致畸等远期危害。 第19页，共42页。2022/7/29环境与健康20（一）动物毒素（Animal Toxi

19、ns） 陆生和水生的有毒动物所产生的有毒物质。动物毒素按毒作用性质可分为：神经毒素、心脏毒素、细胞毒素、凝血毒素和抗凝血毒素等。常见的动物毒素见表2-3。 （二）植物毒素（Plant Toxins） 天然存在于植物中对人或动物有毒的化学物质。植物所产生的有毒物质主要有生物碱、糖苷、毒蛋白、多肽、胺类、草酸盐和霉菌毒素等。常见信用植物表2-3a ；十种最毒植物第20页，共42页。2022/7/29环境与健康21三、地球化学因素与健康常量元素：C、H、O、N、P、S、K、Na、Ca、Mg、Cl等11种元素，占人体内化学元素总量的99.95%；微量元素：在人体内正常含量小于人体体重0.01%的化学元

20、素，它包括Zn、Fe、Cu、Mn、Co、Cr、Va、Sn、Se、F、I、Mo、Al、Pb、Cd、Hg、To、Ni、St、Li、Si及多种稀土元素。必需微量元素：目前认为有14种微量元素（ Zn、Fe、Cu、 Mo、 Cr、 Mn、Co、 Ni、 St、 Va、 I、 Se、F、Si ）在生物体内是维持正常和生理、生化功能、生长发育和生殖繁衍所力不可缺的元素。余下的称为非必需微量元素。见全球各类土壤分布图2-6-3生物地球化学性疾病（Biogeochemical disease）：由于地质原因使得生活在某一区域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，如地方性氟病、

21、地方性砷中毒、碘缺乏病等注：我国全国性食盐加碘、小儿普遍补钙、成人补硒？过量补硒致癌？第21页，共42页。2022/7/29环境与健康22第四节 环境污染与健康环境污染（Environmental Pollution）：指自然的或人为的原因，使大量的环境污染物质进入环境。当排入环境中的污染物浓度超过了环境的自净能力、造成环境质量下降和恶化，破坏了生态平衡，影响了人体健康。这种状况称为环境污染。环境污染物（Environmntal Pollutant）指引起环境污染的物质，按其属性通常分为化学性、物理性和生物性环境污染物。第22页，共42页。2022/7/29环境与健康23环境污染对人群健康影响

22、的复杂性，具体表现为：（1）多种来源、多种污染物、复杂变化、多途径进入人体；（2）低浓度、长期、反复暴露、混合暴露；（3）多种健康效应如急/慢/远期 效应具有潜伏期，滞后效应；（4）对人体影响，往往是多因素联合作用（独立、相加、相乘、拮抗），且缺乏敏感又特异的反应指标；（5）人群易感性造成环境污染健康效应的差异及复杂性；（6）预测/预警困难、多样：数学模型、动力模型 第23页，共42页。2022/7/29环境与健康24一、环境污染对人群的急、慢性危害（一）急性危害1、烟雾事件：伦敦烟雾事件；PMSO2 光化学烟雾事件 CxHxNOx；+强烈阳光（紫外线） 近年来，雾霾事件：PM2.52、生产事

23、故：1984年 印度农药泄露事件: 异氰酸甲酯； 1986年 苏联切尔诺贝利核电站爆炸事件； 2003年 我国的“井喷”事件；H2S； 2011年3月日本福岛大地震-核电站爆炸。3、突发性传染病 2003年SARs（Severe Acute Respiratory Syndrome）； 2004年后的流行全球的禽流感（Poultry Flu）； 近年的甲型流感的出现，最近的埃博位、寨卡（Zika）第24页，共42页。2022/7/29环境与健康25（二）慢性危害 1、非特异性影响：机体生理功能、免疫力下降；人群患病率与发病率增加； 生物感染的敏感性增加； 机体抵抗力减低；等2、引起慢性疾患：哮

24、喘、COPD、癌症、心脑血管疾病，糖尿病，等3、持续性蓄积危害：痛痛病（镉半衰期13.7年）; 有机氯化合物（DDT、Doxin、PCBs等），等。 总之，慢性危害往往是非特异性的弱效应，发展呈渐进性。损害一旦出现则不可逆转。重在早期监测、早期预防。第25页，共42页。2022/7/29环境与健康26二、环境污染与致癌危害 Higginson（1969）认为60%-90%人类肿瘤是环境化学污染所致。（一）致癌物分类及环境化学致癌物 化学致癌物：指引起恶性肿瘤发生增多的化学物，在某些情况下诱发良性肿瘤的化学物也可判断为化学致癌物（国际癌症研究中心（IARC，1987年 ）。注1：按对人的致癌危险

25、性、活化的需要、是否具有诱变性和化学结构等划分，见表2-3-1 。根据致癌物的化学结构或来源，常见的环境致癌物的类型，如表2-4 。注2：最新WHO致癌物清单第26页，共42页。2022/7/29环境与健康27第27页，共42页。2022/7/29环境与健康28（二）肿瘤的多阶段多因素发病机制1、致癌过程的多阶段，见示意图2-7 2、致癌作用的多基因和多因素参与，见图2-8总之，致癌作用是一个多阶段、多基因、多因素的过程。可以是不同的化合物作用于不同的阶段；也可以是单个致癌物通过多种机制产生多种效应， 第28页，共42页。2022/7/29环境与健康29（三）空气污染与肺癌1、城市与乡村肺癌发

26、病率和死亡率 如表2-4-1。 2、宣威室内空气污染与肺癌 如表2-5。 第29页，共42页。2022/7/29环境与健康30（四）水污染与肿瘤 饮水暴露可能主要与消化道肿瘤的危险度增加有联系，其相关性依次为胃、直肠、膀胱、食管、肺、肝和胆、结肠、胰、乳房、小肠肿瘤等。 1、水致突变性与肿瘤的关系上海对黄浦江的流行病学调查结果见表2-6。2、水污染与肝癌江苏启东市肝癌高发区调查研究结果见表2-7；广西南宁的肝癌调查结果、淮河沿岸的消化道癌症发病增加调查； 第30页，共42页。2022/7/29环境与健康31三、环境污染与致畸危害*人类出生缺陷（Birth Defect）又称为先天畸形（Cong

27、enital Malformation），指胎儿的外观或体内器官的结构异常。*尽管遗传因素对人类出生缺陷的发生有重要影响，但是环境因素对生殖细胞遗传物质的损伤、对胚胎发育过程的干扰和对胚胎的直接损害都对出生缺陷的发生具有重要作用。（一）环境致畸物和致畸因素1、在许多环境污染事件，如日本的水俣病、米糠油污染事件等，都 观察到由于孕期摄人污染物而引起胎儿畸形发生率明显增加。2、化学物在孕期特别是胎儿器官形成期对胚胎发育和结构畸形的发 生有着重要影响。表2-8。 第31页，共42页。2022/7/29环境与健康32Wilson曾认为，导致出生缺陷率增加的因素中， 遗传因素(染色体异常及基因遗传病等)

28、占25， 环境因素(药物、环境化学物、物理因素等)占10， 遗传与环境因素相互作用及原因不明者占65。 （二）致畸作用的基本特征 外来物作用于胚胎发育不同阶段可引发多种致畸后果，如早早孕丢失、胚胎重吸收、死亡、流产、胎儿发育迟缓、结构畸形以及出生后再显现的各种生理和心理缺陷等，对胚胎的这些有害效应总称为胚胎毒性(Embryotoxicity)。致畸作用(Teratogenesis)是胚胎毒性的一种主要表现形式。第32页，共42页。2022/7/29环境与健康33与暴露环境有害因素引起的一般毒性相比， 致畸作用的产生有如下基本特征： 1、致畸作用的敏感期：器官形成期是对致畸物最为敏感的时期。人

29、的器官形成期在妊娠的第3-8周，大鼠为妊娠的7-16天。 2、致畸作用的剂量-反应关系：与致畸剂的剂量和给药时间密切关系。3、致畸作用的种属差异：种属差异往往很明显。不仅表现在实验动 物与人之间，也表现在不同的实验动物之间，出现对同一致畸物 的反应性不一致。 第33页，共42页。2022/7/29环境与健康34（三）环境污染与致畸的流行病学资料 世界各国报道出生缺陷发生率差异较大，波动于14之间。 Kalter与Warkany曾估计美国大约为3； 我国卫生部门出生缺陷监测中心，曾报告1986.91989.9全国监测结果，出生缺陷率为1.31，最高的省及自治区达2.06。并报道发现的出生缺陷有1

30、01种。 第34页，共42页。2022/7/29环境与健康35流行病学研究资料1）甲基汞与先天性水俣病 先天性水俣病（Congenital Minamata Disease）是世界上首次发现的因水体污染而致的出生缺陷。2）落叶剂2、4、5、T污染与致畸 美国在侵越战争中使用2、4、5-T落叶剂，以高于国内用量13倍的浓度撒布于森林和耕地。3）大气污染与出生缺陷 在大气污染的工业区，新生儿及婴儿死亡率明显高于对照区的调查结果，在国内外均有过报道。表2-9 4）农药暴露对人类妊娠结局的影响 根据美国环保局的报告,已登记的1500种农药的活性成分中,约1/3有胚胎毒性,1/4有致畸或致癌性。表2-1

31、0 5）环境激素效应：二恶英，双酚A，等 第35页，共42页。2022/7/29环境与健康36四、环境污染的间接危害（三大环境热点问题）（一）温室效应/全球气侯变暖 温室效应 (greenhouse effect)大气中某些气体长期吸收地面 热辐射使大气增温，形成温室效应。 温室气体 CO2 、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）和氟里昴(CFCs） 贡献率分别为55%、15%、6%、24%。 * 美国CO2第一，我国第二（10%）、排CH4第一。 第36页，共42页。2022/7/29环境与健康37影响/危害（1）气温上升0.30.60C/海平面上升1025cm/100年， 本世纪中叶，全球年平均气温比现在高1.54.50C （2）病原体和生物繁殖，增加疾病流行： 细菌：如介水传染病； 病毒：繁殖迅速； 昆虫： 如流行性乙性脑炎 有害物质（如花粉、真菌孢子）：浓度增加， 如过敏性疾病 （3）暑热相关疾病：热浪防控措施 联合国气候变化框架公约（UNFCCC），1992 京都议订书（Kyoto Protocol）,1997，我国1998签 巴黎协定 2015年12月12日在