土壤卫生一的课件资料

土壤卫生一的课件资料第1页/共75页土壤卫生（一）胡前胜中山大学公共卫生学院预防医学系huqsh@

第2页/共75页一、土壤的组成、性质及其卫生学意义二、土壤资源及其环境问题三、土壤污染对人类健康的影响四、土壤污染的防治讲授内容：第3页/共75页一、土壤的组成、性质及其卫生学意义一）土壤的定义soil—陆地表面具有肥力、能够生长植物的疏松表层，由地壳表层的岩石经过长期的风化和生物学的作用形成的，其厚度一般在2m左右。成土母岩成土母岩长期风化生物学作用土壤第4页/共75页二）土壤的物理特性1、土壤的固相土壤颗粒土壤有机质土壤微生物2、土壤的液相3、土壤的气相第5页/共75页★土壤颗粒soilparticle——土壤的物质基础

◆主要来自岩石风化后形成的矿物质，也有来源于动植物以及有机无机结合的颗粒

◆含量是土壤总重量的80％～90％

◆大小和排列状态决定土壤的多种物理特性孔隙率、透气性、渗水性、容水性和土壤的毛细管现象◆粒级soilparticleclassification◆土壤质地soiltexture

第6页/共75页◆粒级soilparticleclassification根据土壤颗粒粒径的大小可将土壤颗粒分为若干组

第7页/共75页◆土壤质地soiltexture

土壤中各粒级所占的相对比例或重量百分数

颗粒土质孔隙透气性排水性能有机物分解砂土砂粒疏松大好强快壤土粘土细粘粒粘重小差弱慢第8页/共75页★土壤水分soilwater◆土壤孔隙中的水分◆参与土壤中物质转化和动植物的新陈代谢

雨雪水、灌溉水大气中的水汽、地下水

地下水层

土壤表层滤过层地下水位——地下水层表面到地面的距离地下水位↑→地面潮湿，形成沼泽→土壤中有机物的无机化↓第9页/共75页◆渗水性——水分渗透过土壤的能力

土壤颗粒↑→渗水↑→保持干燥

渗水↑↑→地面的污染物渗入地下水→不利于水源保护◆容水量——一定容积的土壤中含有水分的量

土壤颗粒↓→孔隙↓→孔隙的总容积↑→容水量↑

土壤腐殖质↑→容水量↑

容水量↑→渗水性和透气性↓→不利于建筑防潮和有机物的无机化◆毛细管作用——土壤中的水分沿着孔隙上升

土壤孔隙↓→毛细管作用↑

建筑物地面、墙壁的潮湿与基地的土壤毛细管作用有关

第10页/共75页★土壤空气soilair◆土壤孔隙中的气体◆植物、土壤微生物生长发育所必需◆土壤上层的空气的成分与大气类似◆土壤中的CO2↑，O2↓◆土壤空气中还可含有NH4、CH4、H2、H2S◆土壤空气成分的变化与土壤污染程度、土壤生物化学作用、大气压力、土壤深度和湿度有关第11页/共75页

有害气体逸出土层

渗入地下室、防空洞、隧道、地铁内形成的尘土，污染空气

居住区大气和室内空气的成分

居民的健康，甚至引起中毒↓↓第12页/共75页三）土壤的化学特性1、土壤的无机成分

◆主要来自岩石风化的产物◆与地壳各部分的成土母岩成分密切相关

以沉积岩为主的土壤中含有人类生命的必需元素以火成岩为主的土壤往往缺少某些必需微量元素◆人体内的化学元素和土壤中的化学元素之间保持着动态平衡◆土壤中微量元素的分布存在着地区间的差别

——生物地球化学性疾病

◆土壤背景值和土壤环境容量

第13页/共75页◆土壤背景值/本底值backgroundlevel

某地区未受污染的天然土壤中各种元素的含量

卫生学意义●评价化学污染物对土壤污染程度的参照值●制订土壤中有害化学物质卫生标准的重要依据●评价水土化学环境对居民健康影响的重要依据●土地资源开发利用和地方病防治工作的科学依据

第14页/共75页第15页/共75页◆土壤环境容量

一定环境单元、一定时间内，在不超过土壤卫生标准的前提下土壤对该污染物能够容纳的最大负荷量。

环境容量=卫生标准-自然本底值

某地土壤中砷的自然本底值是9mg/kg，土壤砷的卫生标准是15mg/kg，那么该土壤对砷的环境容量是？

不同土壤的环境容量不同同一土壤对不同污染物的环境容量也不同

反映区域内的污染状况和环境质量水平从总量控制上提出环境治理和管理的具体措施6mg/kg第16页/共75页2、土壤的有机成分

◆动植物残体和腐殖质◆腐殖质humus

有机物在土壤微生物的作用下分解成简单的化合物的同时，又重新合成复杂的高分子化合物

黑色的胶体物质

成分复杂，含有木质素、蛋白质、碳水化合物、脂肪和腐殖酸等

强的吸附性

植物和微生物的营养来源

土壤中腐殖质含量越高，卫生上越安全

第17页/共75页3、土壤胶体◆粘土－矿物－有机质的复杂胶体体系◆土壤颗粒直径小于1μm的微细粒子

腐殖质为主的有机胶体和粘土矿物的无机胶体◆巨大的表面能，大量的电荷→强的吸附能力、离子交换能力◆进入土壤中各种污染物能否保持活性，取决于它们与土壤胶体结合的状态第18页/共75页

“潜毒物质”的危害性

污染物与土壤胶体形成稳定的难溶性“潜毒物质”，不易进入土壤溶液，从而暂时退出生物循环。它们不能被一般的常用溶剂溶解，所以不能被常规方法检测出来，但一旦土壤的酸碱度等条件发生变化，这些“潜毒物质”又可以重新被释放出来，为植物所利用，通过食物链对人体健康产生不良后果。4、酸碱性、氧化还原性，etc.第19页/共75页四）土壤的生物学特征

土壤中的生物体系和功能

微生物：细菌、真菌、放线菌、原生动物、藻类

直接参与氧化、还原、分解和腐殖质形成动物：原生动物、蠕虫动物、节肢动物、腹足动物

维持土壤性质和有机污染物的降解转化

土壤形成、养分转化、物质迁移、污染物降解、转化和固定的重要参与者

第20页/共75页※小结土壤是由多相组成的能容纳各种污染物质的多孔疏松的系统；是一个具有吸附和交换作用的胶体系统；是一个具有络合作用、螯合作用和氧化还原作用的化学反应系统；还是一个充满各种微生物活动的陆地生态系统第21页/共75页五）土壤的功能1、联系有机界和无机界的中心环节

第22页/共75页2、生产生命能源的基地

能量物质第23页/共75页3、陆地生态系统的核心及其食物链的首端第24页/共75页4、有害废弃物的处理和容纳的场所

土壤的背景值backgroundlevel土壤的环境容量土壤容水量土壤渗水性土壤的毛细管作用腐殖质humus第25页/共75页二、土壤资源及其环境问题一）土地危机1、水土流失2、土地荒漠化3、耕地退化，盐渍化4、城市扩大化5、土壤污染第26页/共75页1、水土流失严重

在水流作用下，土壤被侵蚀、搬运和沉淀◆水土流失面积达3百多万km2，占国土面积的

37.42％，每年流失表层土在50亿t以上◆水土流失→土壤肥力↓→化肥用量↑→污染↑◆水土流失→江河湖库淤积→洪水灾害◆土壤流失的速度比土壤形成的速度快120-400倍

现状：点上有治理，面上有扩大，治理赶不上破坏

第27页/共75页第28页/共75页◆水土流失加剧的成因

自然因素：水力侵蚀和风力侵蚀

人为因素●不适当的开垦●过度采伐和过度放牧●基本建设不符合水土保持要求→植被破坏第29页/共75页日喀则地区的水土流失植被破坏引起的水土流失第30页/共75页2、土地荒漠化加剧◆我国沙化土地168.9万km2，约占国土总面积的17.6％◆石漠化

山高坡陡、表层土壤薄，植被破坏，平均每年流失土壤厚度在0.5~1cm，有些地方高达2~5cm，出现了大面积的裸石山第31页/共75页◆土地沙化加剧的原因

自然原因：气候变化和自然灾害

不适当的人为活动（1）盲目开垦（2）过度放牧（3）滥采滥伐（4）水资源开发利用不合理

第32页/共75页荒漠化的西部贵州日趋严重的石漠化第33页/共75页3、耕地退化，盐渍化发展迅速在干旱和半干旱地区，不合理的耕作方式特别是不适当的用水方式→地下水位↑→盐分积聚→土壤盐渍化→农作物产量↓↓，弃耕4、非农业建设用地增加，耕地资源减少第34页/共75页5、土壤污染soilpollution人类生产和生活活动中排出的有害物质进入土壤中，直接或间接地危害人畜健康的现象土壤中含有害物质过多，超过土壤的自净能力，就会引起土壤的组成、结构和功能发生变化，微生物活动受到抑制，有害物质或其分解产物在土壤中逐渐积累，通过“土壤→植物→人体”，或通过“土壤→水→人体”间接被人体吸收，达到危害人体健康的程度

第35页/共75页种类代表物种来源生物性污染物病原体，包括肠道致病菌、肠道寄生虫（蠕虫卵）、钩端螺旋体、炭疽杆菌、破伤风杆菌、肉毒杆菌、霉菌和病毒等人畜粪便、垃圾、生活污水和医院污水等化学性污染物镉、铅等重金属以及有机氯等农药工业三废、汽车尾气以及农业生产等放射性污染物气体、液体或固体放射性废弃物核爆炸，工业、科研和医疗机构◆土壤污染物的种类和来源第36页/共75页◆土壤污染物污染土壤的类型及其分布和特点类型方式分布和特点气型污染大气污染物沉降工业废气和汽车尾气

受到大气污染源性质以及气象因素的影响水型污染污水灌田工业废水、生活污水和农牧废水

进水口土壤中污染物浓度比出水口高；较浅的耕作层；容易造成地下水污染固体废弃物型污染任意倾倒和不当填埋工业废渣、生活垃圾、粪便、农药和化肥

污染范围比较局限和固定；污染持续时间长，不易自净，影响长久第37页/共75页◆土壤污染的特点1、隐蔽性和滞后性2、累积性和地域性3、不可逆转性4、难治理性第38页/共75页三、土壤的自净和污染物的转归一）土壤的自净soilself-purification

受污染的土壤通过物理、化学和生物学作用，使病原体死灭，各种有害物质转化到无害的程度，土壤可恢复到污染前的状态。

▲

土壤污染及其去污，决定于污染物进入量与土壤天然

净化能力之间的消长关系▲

土壤的净化能力决定于土壤物质组成及其特性，也和

污染物的种类和性质有关。

第39页/共75页1、物理净化多相的疏松多孔体系→2、化学净化化学反应体系→→阻留稀释吸附迁移挥发

水解反应氧化还原反应中和反应etc.

转化降解迁移第40页/共75页3、生物净化◆无机化

含氮有机物硝酸盐

含碳化合物

含硫和磷的有机物氨化二氧化碳、水甲烷有氧厌氧氨硝化有氧厌氧硫酸盐和磷酸盐

硫醇、H2S、磷化氢

第41页/共75页◆腐殖质化

有机物在土壤微生物的参与下不断分解又不断形成，最后变成腐殖质的过程

（人工堆肥）◆被生长在土壤中的植物吸收、降解，并随茎叶、种子离开土壤◆被土壤中的蚯蚓等软体动物食用第42页/共75页1、迁移流动扩散

外力作用→转移二）污染物的转归2、转化化学物质通过物理、化学、生物学作用改变其化学结构和性质的过程3、降解复杂化合物→简单化合物4、残留第43页/共75页◆农药降解：光化学降解、化学降解和生物降解◆重金属转化：土壤胶体和腐殖质的吸附和螯合

影响重金属转化的土壤特性▲土壤的pH酸性：重金属离子→水溶性化合物→吸收或迁移↑▲土壤的氧化还原状态还原条件下：重金属→不溶于水的硫化物→固定→吸收↓第44页/共75页四、土壤污染的危害一）严重的经济损失土壤重金属污染造成全国每年粮食减产1000多万吨被重金属污染的粮食每年多达1200万吨合计经济损失至少200亿元

二）食物品质不断下降每年生产的“镉米”多达数亿公斤

多个城市的蔬菜都受到一定程度的硝酸盐污染第45页/共75页3、危害人体健康

◆途径：土壤－作物－（动物）－人体◆特点：作用对象广泛，影响区域广、危害人口多◆毒性：急性、慢性和远期效应4、导致其他环境问题

◆大气污染◆地表水污染、地下水污染◆生态系统退化第46页/共75页六、土壤污染对健康的影响一）重金属污染对健康的影响

镉、汞、铅、铊、砷、铬1、镉cadmium,Cd污染对健康的影响◆工业用途：锌、铜、铅矿的冶炼，电镀、蓄电池、合金、油漆、塑料◆污染来源：含镉磷肥的施用、污水灌溉◆镉的本底值：0.06mg/kg◆镉的环境容量：1mg/kg◆进入途径：消化道与呼吸道第47页/共75页★镉与痛痛病Itai－ItaiDisease

第48页/共75页◆我国主要的镉污染区贵州赫章铅锌矿镉污染区江西大余镉污染区浙江温州镉污染区沈阳张士灌区镉污染区上海市郊的川沙污染区、松江炼锌厂地区污染区接触人群镉摄入量536.52μg／天／人我国平均水平37－46μg／天／人WHO的建议限量57－71μg／天／人，日本“痛痛病”区的摄入量是267－353μg／天／人第49页/共75页◆镉的毒性

分布:与金属硫蛋白结合而分布于体内各脏器

肾、肺、肝、睾丸、脑、骨骼和血液系统

半衰期:

10~30年

建议每周摄入量<400～500μg

长期、低剂量接触

▲肾脏损伤(以近曲小管损伤为主）：肾小管吸收功能↓尿中低分子蛋白含量↑，尿糖↑，尿酶改变▲肠粘膜损伤：钙吸收↓▲干扰与胶原代谢有关的酶活性→维生素D的合成↓→体内钙磷代谢失调，尿钙和尿磷增加→

骨质疏松或骨质软化第50页/共75页

致癌性：▲动物实验：引起皮下注射部位、肝、肾和血液系统的癌变▲流行病学调查：污染区居民的恶性肿瘤标化死亡率＞非污染区居民提示污染区居民的肿瘤高发生率可能与镉污染有关1993年国际癌症研究机构将镉确定为IA级致癌物第51页/共75页◆镉慢性中毒（痛痛病）的临床表现

易感人群：40岁以上的多胎生育妇女

最短潜伏期：2～4年

主要临床表现：腰背痛、膝关节痛→全身刺痛多发性骨折、四肢弯曲变形，脊柱受压缩短变形骨软化和骨疏松行动困难，被迫长期卧床

第52页/共75页◆《环境镉污染健康危害区判定标准》规定了环境镉污染健康危害区的

判定原则

观察对象

健康危害指标

联合反应率第53页/共75页★联合反应率cooperationrate几项健康危害指标都达到判定值，而且同时出现在同一受检者的例数与受检总人数的百分比人群临界浓度populationcriticalconcentration▲理论基础第54页/共75页健康危害指标及其联合反应率的判定标准健康危害指标判定值联合反应率判定值（％）尿镉（μg/g肌酐）尿β2球蛋白（μg/g肌酐）尿NAG酶（U/g肌酐）*1510001710注：*NAG酶：N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶第55页/共75页

观察对象▲观察地区：有明显的工业镉污染源和环境长期受到含镉工业废弃物污染，当地饮用水、灌溉水和自产粮食、蔬菜等食品含镉量或单项或多项超过国家标准规定的含镉限量的地区▲观察人群：长期居住在污染区并食用当地自产的粮食、蔬菜等主要食品的非流动居民。平均每日镉摄入量达到300μg，年龄在25～54岁的长期定居居民●应用：确定个体健康危害和群体健康危害●适用地区：环境受到含镉工业废弃物污染，并以食物链为主要接触途径而能导致镉对当地一定数量的定居人群产生靶器官肾脏慢性损伤的污染危害区第56页/共75页●确定方法：

▲根据镉污染区现场环境流行病学调查资料▲

先决条件：当地接触镉的定居人群镉负荷量（尿镉）↑▲

排除职业性镉接触▲结合健康危害指标及联合反应率水平●判定原则▲三项健康危害指标同时达到判定值的受检者——

镉污染所致慢性早期健康危害个体并列为追踪观察对象▲三项健康危害指标同时达到判定值的一群受检者例数占受检总人数的联合反应率达到判定值的地区——

该污染区镉已构成对当地定居人群的慢性早期健康危害第57页/共75页2、铊thallium,Tl污染对健康的危害◆理化性质：稀有金属元素，银白色，质软自然界中，多以一价形式存在强亲硫性◆工业用途：制造光电管、合金、低温温度计、颜料、染料和焰火

第58页/共75页◆毒性：

进入途径：呼吸道和消化道

分布：

肾、骨骼、肝、胃肠、心、脾、神经组织及肌肉组织

排泄：肾脏和肠道

靶器官：神经系统、毛囊、肝肾

毒性：高毒性，Tl3+>Tl+

第59页/共75页

作用机制：▲Tl+mt-SH→干扰含巯基的氨基酸代谢抑制氧化磷酸化过程▲影响细胞内钾、钠离子平衡→影响Na+—K+—ATP酶的去磷酸化作用▲作用于神经系统的某些酶、递质→脑细胞的脂质过氧化速度↑→儿茶酚胺代谢紊乱，抑制线粒体δ—ALA合成酶的活性▲直接抑制毛囊角质生成→脱发▲影响生殖功能，降低性欲和男性的性交能力▲致畸性第60页/共75页◆铊慢性中毒的临床表现

铊中毒特征：毛发脱落，呈斑秃或全秃

第61页/共75页

神经系统症状：▲周围神经系统症状

下肢酸、麻和蚁走感，痛觉异常过敏，轻触即剧痛难忍，并由足底向上扩展，两腿沉重感、无力，甚至不能行走或站立上肢较少波及▲脑神经损害症状视、动眼、三叉和面神经麻痹，视力下降甚至失明，视网膜炎、球后视神经炎和视神经萎缩

第62页/共75页

▲中毒性脑病谵妄、惊厥及昏迷，或精神异常、行为改变▲自主神经系统紊乱心动过速或过缓、暂时性高血压◆铊慢性中毒的辅助诊断▲神经-肌电图检查：早期发现周围神经损害▲尿铊检测：正常值上限——尿铊5μg/L第63页/共75页二）农药污染对健康的影响1、农药用途：防治农业病虫害和控制杂草的化学药品控制某些疾病的病媒昆虫的重要药剂2、农药种类：有机氯类：滴滴涕、六六六有机磷类：对硫磷、马拉硫磷有机砷类：福美砷有机汞类：西力生氨基甲酸酯类：一甲呋喃丹菊酯类：敌杀死3、进入途径：呼吸道、消化道、皮肤第64页/共75页3、农药对健康的危害：1）急性毒性作用：有机磷农药→胆碱酯酶↓→乙酰胆碱分解↓→乙酰胆碱聚积→神经功能紊乱→恶心、呕吐、流涎、呼吸困难、瞳孔缩小、肌肉痉挛、神志不清第65页/共75页2）慢性毒性作用：◆有机磷农药：血中胆碱酯酶活性显著而持久的降低，伴有头晕、头痛、乏力、食欲不振、恶心、气短、胸闷，肌束纤颤◆有机氯农药：食欲不振、上腹部和胁下疼痛、头晕、头痛、乏力、失眠、噩梦◆高毒性农药：肝脏肿