环境卫生学完整版本

绪论环境卫生学的定义1、环境卫生学：是研究自然环境和生活环境与人群健康的关系，揭示环境因素对人群健康影响的发生、发展规律，为充分利用环境有益因素和控制环境有害因素提出卫生要求和预防对策，增进人体健康，提高整体人群健康水平的科学。二、环境卫生学的研究对象1、以人类及其周围的环境为研究对象，阐明人类赖以生存的环境对人体健康的影响以及人体对环境的作用所产生的反应，即环境与机体间的相互作用。2、在一定条件下，环境介质的三种物质形态可以相互转化，其承载的物质也可以相互转移。3、环境卫生学研究的环境通常包括自然环境和生活环境。前者如大气圈、水圈、土壤岩石圈和生物圈；后者如人类为从事生活活动而建立起来的居住、工作和娱乐环境以及有关的生活环境因素等。4、人类赖以生存的自然环境和生活环境中的各种因素，按其属性可分为物理性、化学性、生物性三类。四、一些概念1、环境内分泌干扰物（EEDs）：有些环境化学物质，如有机氯化合物、二噁英、烷基酚、邻苯二甲酸酯等，对维持机体内环境稳态和调节发育过程的体内天然激素的生成、释放、转运、代谢、结合、效应造成严重的影响，被称为~。2、一次污染物：是指从污染源直接排入环境未发生变化的污染物。3、二次污染物：是指某些一次污染物进入环境后在物理、化学或生物学作用下，或与其他物质发生反应而形成与初始污染物的理化性质和毒性完全不同的新的污染物。4、生物地球化学性疾病：由于地壳表面化学元素分布的不均匀性，使某些地区的水和（或）土壤中某些元素过多或过少，当地居民通过饮水、食物等途径摄入这些元素过多或过少，而引起某些特异性疾病，称为~。环境与健康的关系人类的环境1、环境：是指以人为主体的外部世界，是地球表面的物质和现象与人类发生相互作用的各种自然及社会要素构成的统一体，是人类生存发展的物质基础，也是与人类健康密切相关的重要条件。2、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。可分为自然环境、人为环境和社会环境。一、人类自然环境的构成大气圈、水圈、土壤岩石圈、生物圈二、生态环境1、生态系统：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。2、生态系统的主要特征整体性、开放性、自调控、可持续性生态系统的服务功能为人类社会、经济和文化生活提供了不可替代的资源和条件。生态系统服务：由自然系统的环境、物种、生物学状态和生态过程所产生的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性能称为~。4、生态系统健康通常把具有活力、结构稳定和自调节能力的生态系统看作是健康的生态系统。人与环境的辩证统一关系1、人体与环境的关系是生物发展史上长期形成的一种既相互对立、相互制约又相互依存、相互转化的辩证统一关系。一、人与环境的辩证统一关系1、人与环境在物质上的统一性2、人类对环境的适应性：气候、热、光3、人与环境之间的生态平衡4、环境因素对健康影响的双重性5、人与环境相互作用的生物学基础二、人与环境的可持续、协调发展1、首先，要树立协调的发展观2、其次，要发挥科学技术的调控作用3、人与环境息息相通，密不可分，环境的变化可以直接或间接影响人类。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（一）环境物质在环境介质中的迁移环境物质的迁移是指环境物质在环境中发生的空间位移过程。其物质一旦进入环境介质，首先是在接纳物质的单一介质（空气、水或土壤）内迁移，然后可进入包括生物在内的其他环境介质。单一介质内的迁移不同介质间的迁移生物性迁移：食物链和食物网（二）环境化学物在环境介质中的转化1、化学转化：指污染物通过各种化学反应过程发生的转化。以光化学氧化和催化氧化为主。大气中的挥发性有机物、氮氧化物等污染物通过光化学氧化作用生成臭氧、过氧乙酰硝酸酯及其他类似的氧化性物质，统称为光化学氧化剂。2、生物转化：指环境化学物通过生物相应酶系统的催化作用所发生的变化过程。（三）环境介质中的迁移和转化对环境因素暴露的影响1、扩大暴露范围2、增加暴露途径3、改变污染物性质和毒性4、影响暴露途径二、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，没有环境的暴露，也就没有相应的效应。（一）暴露途径同一种有害化合物，可以有不同的污染来源。1、影响总暴露量暴露的途径越多，总暴露量可能越大，产生的效应也越明显。2、影响吸收率不同暴露途径吸收率不同，当吸收率高、吸收量大时，产生的效应就强，危害也大。3、改变作用靶进入体内的途径不同，首先到达的器官和组织不同，作用的机制也不同。（二）剂量-反应关系1、与机体出现各种有害效应关系最为密切的是有害物质到达机体靶器官或靶组织的数量。2、剂量-反应曲线分为无阈值和有阈值两种类型。（三）暴露时间1、作用剂量不仅与环境介质中物质浓度有关，而且与暴露时间有关。2、有害因素的暴露可以是一次短时间的，也可以是多次长期的或者无限期持续性的。3、对于环境污染物的暴露，往往是在较低剂量下数月或数年内的重复暴露。4、重复暴露的时间包括暴露频度和暴露持续期两个要素。5、从理论上讲，化学污染物进入机体经历6个生物半减期后，在体内最大可能的蓄积量趋于稳定，此后，摄入量与排出量趋于平衡。摄入量愈大，达到平衡后其最大蓄积量也愈大；摄入量少，则体内最大蓄积量也少。环境多因素暴露与联合作用（一）环境因素的多样性包括物理性、化学性和生物性因素。（二）联合作用的类型-看例子1、相加作用：如大部分刺激性气体的刺激作用；具有麻醉作用的化合物；两个有机磷农药同时进入机体时，其抑制胆碱酯酶的作用。2、独立作用：如酒精与氯乙烯的联合作用（亚细胞水平）。3、协同作用：如马拉硫磷与苯硫磷的联合作用为协同作用。4、增强作用：如异丙醇对肝脏无毒，但当其与四氯化碳同时进入体内时，则可使四氯化碳的毒性大大高于其单独作用。5、拮抗作用：如肟类化合物和有机磷化合物竞争与胆碱酯酶结合，致使有机磷化合物毒性效应减弱。四、人群健康效应谱与易感人群（一）人群健康效应谱健康效应从弱到强分为5级污染物在体内负荷增加，但不引起生理功能和生化代谢的变化；体内负荷进一步增加，出现生理代偿性的非病理学改变；引起某些生化代谢或生理功能的异常改变；机体功能失调，出现临床症状；出现严重重度，导致死亡。影响人群易感性的因素1、非遗传因素：年龄、健康状况、营养状况、生活习惯、暴露史、心理状态、保护性措施等。2、遗传因素：性别、种族、遗传缺陷和环境应答基因的基因多态性等。自然环境与健康自然环境物理因素与健康1、地质灾害：地震、火山爆发、滑坡、崩塌、泥石流；2、气象灾害：台风、龙卷风、焚风、暴雨洪涝、干旱、霜冻、雪暴、冰雹和沙尘暴；极端天气：高温、寒冷高原特殊地理环境地球化学因素与健康地表化学元素分布1、常量元素：占人体内化学元素总量的99.95%，如碳、氢、氧、氮、硫、钾、钠、磷、钙、镁、氯等11种元素。2、微量元素：在人体内正常含量小于人体体重0.01%的化学元素，包括锌、铁、铜、锰、钴、铬、钒、锡、硒、氟、碘、钼、铝、铅、镉、汞、铊、镍、锶、锂、硅及多种稀土元素等。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的合成，与内分泌活动密切相关；4、维持正常的生殖功能；5、对生长发育、机体免疫功能和感官功能均有明显影响和重要作用。地球化学因素与疾病生物地球化学性疾病，也是地方病，如碘缺乏病、地方性氟病、地方性砷中毒和地方性硒中毒等。环境污染与健康1、环境污染：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，称为~。2、环境污染物种类繁多，通常分为化学性、物理性和生物性三类。3、影响特点：（1）多样：可发生迁移、富集和转化（2）复杂：多因素联合作用（3）长期：低水平长时间（4）广泛：受影响人群广、反应的个体差异大环境污染对人群的急、慢性危害（一）急性危害1、大气污染烟雾事件2、过量排放和事故性排放引起的急性危害3、生物性污染引起的急性传染病（二）慢性危害低浓度的环境污染物对机体损害的逐渐积累，包括该物质在机体内的物质或功能蓄积是产生慢性危害的根本原因。非特异性影响引起慢性病持续性蓄积危害环境污染与致癌危害根据其对人的致癌危险分成4类：1、1类：对人致癌，107种2、2A类：对人很可能致癌，59种2B类：对人可能致癌，267种对人的致癌性尚无法分类，508种对人很可能不致癌，仅1种环境与健康标准体系基准与标准1、基准：是指在特定条件下某污染物或有害因素暴露于不同环境和对象与其所产生的有害危险度之间关系，反映的是污染物与效应的关系，是通过科学研究得出的对人群不产生有害或不良影响的最大剂量（浓度），是根据剂量-反应关系和一定的安全系数确定的。不考虑社会、经济和技术等人为因素，不具有法律效力。是通过大量科学实验和调查研究而确定的。2、标准：以基准为科学依据，考虑社会、经济和技术条件等因素，并由国家管理机构批准发布执行，具有法律强制性和约束力。3、基准是标准的核心，是标准的科学依据，基准的数值决定了标准的基本水平。一般而言，基准值和标准值是一致的，但在某些特殊情况下，标准值也可严于基准值。4、基准与标准的比较基准标准定义根据环境中有害物质和机体之间的剂量反应关系，考虑敏感人群和暴露时间而确定对健康不会产生直接或间接有害影响的相对安全剂量（浓度）以保护人群健康为直接目的，对环境中有害因素提出的限量要求以及实现这些要求所规定的相应措施。是评价环境污染对人群健康危害的尺度两者的关系标准的科学依据基准内容的实际体现法律效力无有环境与健康关系的研究方法环境流行病学研究方法从宏观上研究外环境因素与人群健康。环境流行病学研究的基本内容和方法1、研究的基本内容（1）研究已知的环境暴露因素对人群的健康效应（2）探索引起健康异常的环境有害因素（3）研究暴露剂量-反应关系2、研究方法（1）描述性研究：生态和现况（2）分析性研究：病例-对照、定群（3）实验性流行病学研究环境暴露与健康效应的测量1、暴露测量：被检测的剂量有三种-外剂量、内剂量、生物有效剂量。2、健康效应的测量（1）测量的对象：调查对象复杂，涉及面广，工作量大，可进行焦小娜样本的特定人群研究和抽样调查。（2）测量的内容:包括疾病率的测量和生理功能测量。3、暴露与健康效应关系评价以上测量的结果，应采用正确的流行病学和卫生统计学方法进行分析。特别注意混杂因素控制和因果关系判断。健康危险度评价1、健康危险度评价（HRA）：是按一定的准则，对有害环境因素作用于特定人群的有害健康效应进行综合定性、定量评价的过程。2、健康危险度评价的特点（1）健康保护观念的转变：安全是相对的（2）把环境污染对人体健康定量化危险度评价的基本内容和方法（一）危害鉴定1、危害鉴定：是健康危险度评价的首要步骤，属于定性评价阶段。其目的是确定在一定的接触条件下，被评价的化学物是否会产生健康危害及其有害效应的特征。（1）应用于危害鉴定的流行病学研究的要求对照组与暴露组选择适当；混杂因素和其他各种偏倚的考虑和排除；有害效应的特异性；观察的人群应足够大，观察时间应超过潜伏期。健康有害效应一般分为四类致癌（体细胞致突变性）致生殖细胞突变发育毒性器官/细胞病理学损伤国际权威机构对致癌性已作出评价的化合物，可直接应用其结果。若被评价的化学物在一定的暴露条件下不会产生健康危害，则其评价工作就此终止。（二）剂量-反应关系的评定1、剂量-反应关系评定是环境化学物暴露与健康不良效应之间的定量评价，是健康危险度评定的核心。（三）暴露评价1、人群的暴露评价是健康危险度评价的关键步骤。2、可测量或估计人群对某一化学物质暴露的强度、频率和持续时间。3、可预测新型化学物质进入环境后可能造成的暴露水平（剂量）。（四）危险度特征分析1、是危险度评定的最后步骤。分析判断人群发生某种危害的可能性大小，并对其可信程度或不确定性加以阐述。健康危险度评价的应用1、预测预报2、为环境管理决策提供科学依据3、有害物质及致癌物环境卫生标准的研制大气卫生第一节大气的特征及其卫生学意义大气的结构按气温的垂直变化特点，可将大气层自下而上分为：1、对流层2、平流层3、中间层（上界为85km左右）4、热成层（上界为800km左右）5、逸散层（没有明显的上界）（一）对流层1、是大气圈中最靠近地面的一层，平均厚度约12km。2、特点：（1）气温随着高度的增加而降低（递减）；（2）空气具有强烈的对流运动；（3）气象变化复杂。平流层1、位于对流层之上，其上界伸展至约55km处。2、特点：（1）空气气流以水平运动为主；（2）在高约15~35km处有厚约20km的臭氧层，其分布有季节性变动；臭氧层能吸收太阳的短波紫外线和宇宙射线；（3）几乎没有水蒸气，没有气象现象，利于高空飞行。中间层1、从平流层顶至85km处的范围；2、特点：（1）气温随高度的增加而迅速降低（无规律）；（2）空气垂直对流运动。热成层1、位于85~800km高度之间2、特点：（1）气体在宇宙射线作用下处于电离状态；（2）气温随高度的增加而增加；（3）能反射无线电波。逸散层1、800km以上特点：大气稀薄、气温高、分子运动速度快。大气的组成1、自然状态下的大气是由混合气体、水汽和气溶胶组成。除去水汽和气溶胶的空气称为干洁空气。2、气溶胶可分为轻雾、浓雾、霾、粉尘、烟气、烟、烟雾和烟炱等。三、大气的物理性状大气的物理性状主要有太阳辐射、气象条件和空气离子等。（一）太阳辐射1、是产生各种天气现象的根本原因，同时也是地表上光和热的源泉。2、紫外线的作用：（150~400nm）（1）具有色素沉着、红斑、抗佝偻病、杀菌和免疫增强作用；（2）过强的紫外线可致日光性皮炎和光电性眼炎，甚至皮肤癌等。可见光（400~760nm）：综合作用于机体的高级神经系统，能提高视觉和代谢能力，平衡兴奋和镇静作用，提高情绪与工作效率，是生物生存的必须条件。红外线（>760nm）：生物学作用基础是热效应，适量具有消炎和镇静作用，过强则可引起日射病和红外线白内障。气象因素1、气温、气压、气湿、气流2、对机体的冷热感觉、体温调节、心血管功能、神经功能、免疫功能和新陈代谢功能有调节作用。（三）空气离子1、当空气离子浓度在一定范围之内时，正离子主要作用于交感神经，负离子则作用于副交感神经，适量的正、负离子联合作用于机体，对维持正常生理功能有良好作用。2、空气离子浓度在2×104~3×105/cm3时，负离子对健康呈良好作用，正离子则有不良作用。3、如离子浓度超过106个/cm3，正、负离子均产生不良作用。第二节大气污染及大气污染物的转归一、大气污染的来源1、包括天然污染和人为污染；2、天然污染主要由于自然原因形成，如沙尘暴、火山爆发、森林火灾；3、人为污染是由于人们的生产和生活活动造成的，可来自固定污染源和流动污染源。（一）工农业生产#各种工业企业是大气污染的额主要来源，工业企业排放的污染物主要来源于燃料的燃烧和工业生产过程。燃料的燃烧（1）主要工业燃料是煤，其次是石油。煤的主要杂质是硫化物，此外还有氟、砷、钙、铁、镉等化合物；石油的主要杂质是硫化物和氮化物。（2）燃料完全燃烧时的主要污染物是CO2、SO2、NO2、水汽和灰分；燃烧不完全时，则会产生CO、硫氧化物、氮氧化物、醛类、碳粒和多环芳烃。2、生活炉灶和采暖锅炉（1）采暖锅炉以煤或石油产品为颜料，是采暖季节大气污染的重要原因。（2）生活炉灶使用的燃料有煤、液化石油气、煤气和天然气。3、交通运输（1）主要燃料有汽油、柴油等石油制品；（2）燃烧后能产生大量的颗粒物、NOX、CO、多环芳烃和醛类。4、其他地面尘土飞扬或土壤及固体废弃物被大风刮起，均可将铅、农药等化学性污染以及结核杆菌、粪链球菌等生物性污染物转入大气。大气污染物的来源1、按其属性，一般分为物理性、生物性和化学性三类；2、按其在大气中的存在状态，分为气态和气溶胶。气态污染物1、包括气体和蒸汽。2、分为5类：（1）含硫化合物（2）含氮化合物（3）碳氧化合物（4）碳氢化合物（5）卤素化合物（二）大气颗粒物#按其粒径大小分类1、总悬浮颗粒物（TSP）：是指粒径≤100μm的颗粒物，包括液体、固体或者液体和固体结合存在的，并悬浮在空气介质中的颗粒。2、可吸入颗粒物（IP，PM10）：指空气动力学直径≤10μm的颗粒物，因其能进入人体呼吸道而命名之，又因其能够长期漂浮在空气中，也被称为飘尘。3、细颗粒物（PM2.5）：是指空气动力学直径≤2.5μm的细颗粒。它在空气中悬浮的时间更长，易于滞留在终末细支气管和肺泡中，有些较细的组分还可穿透肺泡进入血液。更易于吸附各种有毒的有机物和重金属元素。4、超细颗粒物（PM0.1）：是指空气动力学直径≤0.1μm的大气颗粒物。#按其形成过程分类1、一次大气污染物：由污染源直接排入大气环境中，其物理和化学性质均未发生变化的污染物。2、二次大气污染物：排入大气的污染源在物理、化学等因素的作用下发生变化，或与环境中的其他物质发生反应所形成的物理性质不同于一次大气污染物的新的污染物。常见的有：SO2在大气中氧化遇水形成的硫酸盐；汽车尾气中的氮氧化物和挥发性有机物在日光紫外线的照射下，生成的臭氧、醛类以及各种过氧酰基硝酸酯（PANs）。影响大气中污染物浓度的因素（一）污染源的排放情况1、排放量：是决定大气污染程度的最基本因素。2、与污染源的距离：一般认为有害气体的烟波着陆点是烟囱有效排出高度的10~20倍，颗粒物的着陆点更接近烟囱。3、排出高度：一般认为污染源下风侧的污染物最高浓度与烟波的有效排出高度的平方成反比，即有效排出高度每增加一倍，烟波着陆点处断面污染物的浓度可降至原来的1/4。（二）气象因素1、风和湍流：风向频率图能够反映某地区一定时期内的主导风向，全年污染以全年主导风向的下风向地区污染最严重，瞬时污染以排污当时的下风向地区受影响最大。;2、温度层结：决定大气的稳定程度，影响大气湍流的强弱。稳定的垂直梯度易造成湍流抑制，使大气扩散不畅。气温的垂直梯度与污染物的稀释和扩散密切相关。（1）气温的垂直分布：常用大气温度垂直递减率（γ）来表示。它的定义是：高度每增加100m气温下降的度数，通常为0.65℃。可出现下述三种情况：气温随高度递减，多见于晴朗的白天，风速较小时，此时γ>0,空气的垂直对流良好；气温随高度递增，多见于无风、少云的夜晚，此时γ>0;气温不随高度变化，多见于多云天或阴天，风速较大时，此时γ=0。逆温的类型：辐射逆温、下沉逆温、地形逆温。大气的稳定度：表示气体垂直运动的程度。空气垂直移动过程中因气压变化而发生温度的绝热变化常用气块干绝热垂直递减率（γd）表示。当γ>γd时，大气处于不稳定状态，有利于空气垂直对流，大气中的污染物容易扩散；当γ>γd时，大气处于稳定状态，空气垂直对流弱，大气中的污染物扩散极差；当γ>γd时，大气处于中性状态，空气垂直对流不剧烈，大气中的污染物可以扩散，但是不充分。烟波扩散的类型：波浪型：γ>γd时，大气处于不稳定状态；锥型：γ=γd时，大气稳定度处于中性状态；扇型：γ<γd时，且烟囱排放口在逆温层中，大气处于稳定状态；上扬型：烟波下方出现逆温层，而其上方的大气仍为不稳定状态。熏烟型（下扩型）：烟波上空仍存在逆温层，下方大气已处于不稳定状态，烟波不能上升，只能向地面扩散下沉，形成地面空气严重污染。3、气压4、气湿地形热岛现象：人口密集的城市热量散发远远大于郊区，结果造成城区气温较高，往郊外方向气温温度逐渐降低。如果在地图上绘制等温图，城区的高温部就像浮在海面上的岛屿，称为~。大气污染物的转归自净1、扩散和沉降：主要方式2、发生氧化和中和反应3、被植物吸附和吸收（二）转移1、向下风侧更远的方向转移2、向平流层转移3、向其他环境介质中转移（三）形成二次污染和二次污染物大气污染对人体健康的影响进入途径：大气污染物主要通过呼吸道进入人体，小部分污染物也可以降落至食物、水体或土壤，通过进食或饮水，经消化道进入体内，儿童还可以经直接食入尘土而由消化道摄入大气污染物。有的污染物可通过直接接触黏膜、皮