第三章 环境与健康关系

第三章环境与健康的关系深入研究环境与健康的关系，阐明其相互作用规律，对于更好地利用有益因素，避免有害因素，消除环境污染，预防疾病，增进健康，具有十分重要的意义。1第一节人类的环境一、人类自然环境的构成

2二、生态环境生态环境（ecologicalenvironment）是与人类生存和发展有关的生态系统所构成的自然环境。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。3二、生态环境㈠生态系统的主要特征：整体性、开放性、自控性和可持续性。㈡生态系统服务生态系统服务（ecosystemservice）是指由自然系统的生境、物种、生物学状态和生态过程所产生的物质及所维持的良好生活环境对人类的服务性能。4美国建造的“生物圈2号”5“生物圈2号”建造在美国亚利桑那州的沙漠中，是一个人工建造的模拟地球生态环境的全封闭的实验场，“微型地球”，或“火星殖民地原型”。1993年1月，8名科学家进入“生物圈2号”。科学家们原计划让工作人员在“生物圈2号”中生活两年，为今后人类登陆其他星球建立居住基地进行探索。1994年3月，7名“生物驾驶员”第二次实验，1年半后再次失败。1996年，实验项目换了新负责人———查勒斯·巴里·奥斯蒙德，同时，哥伦比亚大学

“生物圈2号”区域面积(m2)体积(m3)土壤(m3)水分(m3)大气(m3)集约农业区20003800027206035220居住区1000110002110997热带雨林200035000600010028900热带草原/海洋/沼泽2500490004000340041600沙漠140022000400040017600“西肺”1800150000015000“南肺”180015750075015000一年多以后，氧气含量从21％迅速下降到14％，二氧化碳（CO2）和二氧化氮（NO2）的含量却直线上升，大气和海水变酸，很多物种死去，而用来吸收二氧化碳的牵牛花却疯长。大部分脊椎动物死亡，所有的传粉昆虫的死亡造成靠花粉传播繁殖的植物也全部死亡。由于降雨失控，人造沙漠变成了丛林和草地。“生物圈2号”内空气恶化直接危及了居民们的健康，科学家们被迫提前撤出“伊甸园”。6㈢生态系统健康(ecosystemhealth)生态系统健康是指生态系统具有活力和自调节能力、结构稳定的状态。活力指生态系统的功能性，包括维持系统本身复杂特性的功能和为人类的服务功能；生态系统自调节功能主要靠其反馈作用，通过正、负反馈相互作用和转化，在受胁迫时，通过自身调节来维持系统的正常结构和功能，保证系统达到一定的稳态；结构稳定指具有平衡、完整的生物群落，多样的生物种群。7（四）食物链（foodchain）在生态系统中不同营养级的生物逐级被吞食以满足生存需要而建立起来的链锁关系，称食物链。其本质是生物通过食物链使物质和能量在生物种群间得以循环和流动。食物链对环境中的物质转移和累积起重要作用。8生态系统的食物链9世界上已确认的公害病（publicnuisancedisease）如水俣病（Minamatadisease）、痛痛病（Itai-Itaidisease）都与食物链的生物放大作用有关。10第二节人与环境的辨证统一关系既相互对立、相互制约又相互依存、相互转化的辨证统一关系1.人与环境在物质上的统一性2.人类对环境的适应性3.人与环境的相互作用4.人与环境相互依存5.环境因素对健康影响的双重性11一、人与环境在物质上的统一性12二、人对环境的适应性人类的生存环境是一个动态变化的环境，环境因素不断发生变化，人体也不断通过自身调节适应环境的变化，以保持相对的稳定即人与环境的生态平衡。人体对环境异常变化的这种适应能力是有限的，如果环境变化超过了人体的正常的生理调节范围，就可引起人体某些功能、结构发生异常反应，出现病理改变，产生疾病，甚至死亡。

13三、人与环境的相互作用⒈人类活动对环境施加影响⑴生命活动的代谢产物排入环境⑵人类生活活动和生产活动的废弃物对环境污染⑶人类对自然环境的改造⒉环境条件的改变对人类产生影响14四、人与环境相互依存从生物圈这样一个大的生态系统看，人类只是其中一个组成部分，与其他生物之间互为环境，相互依存，相互受益。人类不仅从环境得到生存的空间，获得维持生命必需的食物、空气和水，而且接受生态环境提供的全方位、多种多样的生态系统服务。15五、环境因素对健康影响的双重性

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。在高剂量时对生物系统具有抑制作用，而在低剂量时则呈现刺激作用（有益的作用）。总之，人类的健康、疾病、寿命等都是环境与机体相互作用的结果。16第三节环境改变与机体反应的基本特征

一、环境介质与环境因素暴露㈠环境物质在环境中介质的迁移⒈单一介质内的迁移⒉不同介质间的迁移⒊生物性迁移生物放大作用（biomagnification）在食物链和食物网的迁移过程中，生物体内化学物质的浓度随着营养级的提高而逐步增大的现象。17生物放大作用图例DDT含量1256倍500倍8.5万倍湖水浮游生物小鱼（脂肪）食肉鱼（脂肪）18第三节环境改变与机体反应的基本特征

一、环境介质与环境因素暴露（二）环境介质中的迁移和转化对环境因素暴露影响⒈扩大暴露范围⒉增加暴露途径⒊改变污染物的性质⒋影响暴露剂量19二、暴露特征与反应㈠暴露途径⒈影响总暴露量⒉影响吸收率⒊改变作用靶20㈡剂量-反应（效应）关系1.剂量与反应（效应）剂量(dose)：进入机体有害物质的量。反应(response)是接触一定剂量的有害因素后，表现某种生物学效应并达到一定强度的个体在群体中所占的比例。剂量-反应关系(dose-responserelationship)随着环境有害因素剂量增加，产生某种特定生物学效应的个体数而随之增加的关系。21㈡剂量-反应（效应）关系1.剂量与反应（效应）效应（effect）,即生物学效应，指机体在接触一定剂量的化学物后引起的生物学改变。剂量-效应关系(dose-effectrelationship)：是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关关系.22㈡剂量-反应（效应）关系2.剂量-反应（效应）曲线的类型剂量-反应关系可用曲线表示，即以表示反应的百分率或比值为纵坐标，以剂量为横坐标，绘制散点图所得的曲线。环境毒理学研究可见直线型、S形曲线

、抛物线型、指数曲线

、双曲线和受干扰的曲线等六种曲线类型。2324㈢暴露时间25三、人群健康效应谱与易感人群

㈠人群健康效应谱健康效应：是在某一环境暴露水平条件下，人体（群）接受有害因素的影响而产生的健康状况的损害。健康效应谱（spectrumofhealtheffect)：健康效应从无到有，从小到大，从量变到质变的连续过程。2627疾病、死亡28三、人群健康效应谱与易感人群

㈡人群易感性易感人群：对环境有害因素作用的反应更为敏感和强烈的人群称为易感人群(敏感人群)。㈢影响人群易感性的因素1.非遗传因素2.遗传因素2930气象因素：包括温度、湿度、气压、风速等多种要素，气象学把瞬间至十余天内多种气象要素的综合状态称为天气（weather），更长时期的天气的总和称为气候（climate）。第四节不良气象因素与健康31人生活在大气中，无时不受天气变化的影响，气象要素对人体的影响是通过皮肤、呼吸系统、感觉系统等来实现的。人体不同部位的感受器可接受不同的气象要素刺激，皮肤和粘膜主要接受气温、湿度、降水、风、大气酸度、太阳辐射、雾等刺激；呼吸系统主要接受气温、湿度、风、气压、气溶胶、大气电及大气中一切化学物质的刺激；感觉器官，包括：眼、鼻、耳可接受光线(如可见光)、气压、雾、大气电、气味等刺激。32（一）不良的天气和气候条件对健康的影响极端气温对健康的危害：一般人群死亡人数每年有2个高峰：盛夏和严冬盛夏酷暑、热浪袭人：心脑血管疾病患者热负荷增加，死亡的危险性增大。2003年法国8月初的热浪中有一万多人死亡上海的调查显示，炎热天午后温度每升高1oC,死亡增加10人。严冬季节：冠心病、高血压、呼吸循环系疾病等患者易发作上海气象中心和复旦大学公共卫生学院研究发现，SARS爆发和流行最适温度17～28oC,冷空气后的降温和升温引起的温度剧烈变化可能是引起SARS高发的气象原因之一。33（二）天气和气候条件对健康影响的方式1.对人体的物理作用。2.影响人体生理和代谢功能3.对生物性病原体和生物性传媒的影响4.影响环境质量，增加环境污染物对健康的不良影响

34第五节环境污染与健康

35一、环境污染对人群影响的特点⒈侵入人体的多途径性⒉作用对象的广泛性⒊低剂量长期性⒋作用的多样性⒌环境因素的复杂性⒍污染物的可变性36二、环境污染对人群健康的急、慢性危害

㈠急性危害⒈大气污染的烟雾事件⒉过量排放和事故性排放的环境污染事件⑴废气、废水大量排放⑵事故引发的污染事件⒊核泄漏事故⒋生物性污染引起的急性传染病37大气污染的烟雾事件1952年英国伦敦烟雾事件38事故性排放的环境污染事件

1995年3月20日东京地铁发生“沙林”毒气案39核泄漏事故切尔诺贝利核电站爆炸事故40环境生物性污染引起的急性传染病41二、环境污染对人群健康的急、慢性危害

㈡慢性危害慢性危害：环境中有害污染物(因素)以低浓度、长时间反复作用于机体所产生的危害。环境化学污染物，是否产生慢性危害与污染物(因素)的暴露剂量、暴露时间、化学污染物的生物半减期和化学特性、机体的反应特性等有关。42二、环境污染对人群健康的急、慢性危害

㈡慢性危害非特异性影响引起慢性疾患持续性蓄积危害环境污染物(因素)所致的慢性危害的主要类型431.非特异性影响环境

污染物长时间

作用

机体生理功能、免疫功能、对环境有害因素作用的抵抗力可明显减弱，对生物感染的敏感性将会增加，健康状况逐步下降

人群中患病率、死亡率增加，儿童生长发育受到影响442.引起慢性疾患包括慢性支气管炎、支气管哮喘、哮喘性支气管炎和肺气肿等呼吸器官疾病。慢性阻塞性肺部疾患453.持续性蓄积危害是指人和动物长期暴露于重金属、难于降解的有机化合物，体内浓度明显增加，但尚未达到引起特异性中毒的临床改变的现象。长期贮存于组织和器官中的毒物，在机体出现某种异常如疾病、妊娠等情况下，由于生理或病理变化的影响，可能从蓄积的器官或组织中动员出来，而造成对机体的损害。蓄积现象关注的焦点46三、环境污染与致癌危害死亡率百分比构成%我国城乡居民恶性肿瘤死亡率百分比构成变化47㈠致癌物的分类及环境化学致癌物

1.按对人的致癌危险性

1类：对人致癌(carcinogenicitytohumans)，87种。2A类：对人很可能致癌(probablycarcinogenicitytohumans)，63种。2B类：对人可能致癌(possiblycarcinogenicitytohumans)，234种。3类：对人的致癌性尚无法分类(unclassifiableastocarcinogenicitytohumans)，即可疑对人致癌，493种。4类：对人很可能不致癌(probablynotcarcinogenictohumans)，仅1种。48㈠致癌物的分类及环境化学致癌物

2.按活化的需要①不需活化的，称为直接致癌物(directcarcinogen)；如β-丙内酯、硫酸二甲酯、甲烷硫酸甲酯、氮芥、二氯甲醚等。②需活化的，称为前致癌物(procarcinogen)或间接致癌物(indirectcarcinogen)。如苯并（a）芘49㈠致癌物的分类及环境化学致癌物

3.按是否具有诱变性①诱变性致癌物，又称之为遗传毒性致癌物(genotoxiccarcinogen);②非诱变性致癌物，或非遗传毒性致癌物(nongenotoxiccarcinogen)。①促进细胞分裂剂②持久性细胞损害物质

5051㈡空气污染与肺癌52㈡空气污染与肺癌动物实验53㈢水污染与肿瘤水致突变性与肿瘤的关系

2-6表黄浦江水致突变性与肿瘤的关系水域代表居民点致突变性胃癌标化死亡率肝癌标化死亡率（1/10万）（1/10万）上游青浦阴性-可疑阳性62.756.9中游徐镇阳性86.267.7下游龙江强阳性146.081.3542.水污染与肝癌55四、环境污染与致畸危害人类出生缺陷又称为先天畸形(congenitalmalformation)，指胎儿的外观或体内器官的结构异常。56五、环境内分泌干扰物危害具有类似激素作用干扰体内内分泌功能的环境化学污染物称为环境内分泌干扰化学物(environmentalendocrinedisruptingchemicals，EDC