第一章自然环境与健康.ppt

热爱地球，热爱我们赖以生存的家园。爱它的青山绿水，爱它的碧草蓝天 ,第一章 自然环境与健康,2,第一章 自然环境与健康,第一节 人类与自然环境（了解） 一、环境的概念 二、自然环境的构成因素 三、人类与环境的辨证关系 第二节 环境污染与人类健康（掌握） 一、环境污染及其转归 二、环境污染对人群健康的影响及特征 第三节 环境介质与健康（掌握） 一、大气与健康 二、水环境与健康 三、土壤与健康 四、生物地球化学性疾病,优美的自然环境,恶劣的工作环境,第一节 人类与自然环境（ environment),一、环境的概念： 是人类和生物共同生存的空间和赖以生存的外部条件，也是地球表面的物质现象与人类发生相互作用的各种自然及社会因素所构成的统一体。,5,人类环境的组成,6,自然环境分为原生和次生环境两类,次生环境：即在人为活动影响下形成的环境，称为次生环境。 次生环境是环境卫生学研究的重点。,原生环境：即天然形成，基本未受人为活动影响的自然环境。其中存在许多对人群健康有利的因素。但也有不利的自然环境因素。,社会环境：人类在生产、生活和社会活动过程中形成的生产关系、阶级关系和社会关系。 社会环境是由政治、经济和文化等要素构成的。社会环境是人类活动的产物，但反过来它又成为人类活动的制约条件，也是影响人类与自然环境关系的决定性因素。,生物在地球上生活的范围，包括有生命存在的部分大气圈、水圈、岩石土壤等，即包括海平面以下约12公里海平面以上约10公里的范围。 是地球表面有生命的地带。,生物圈(biosphere）,生态系统与生态平衡,生态系统（ecosystem）是指生物群落与其生存的周围环境，不断进行物质、能量和信息的交换共同构成的生物与环境的综合体。 生态系统 = 生物群落 + 生物群落的环境 或： 生态系统 = 生命系统 + 环境系统 生态系统可大可小： 小至一滴水，一把土，一片草地，一个湖泊，一片森林； 大至一个城市，一个地区，一个流域，一个国家乃至整个生物圈。,生态平衡：是指生态系统内部，生物群落之间不断发生的能量、物质和信息的交换与转移处于相对平衡的状态。 能量流动、物质循环和信息交换是一切生命活动的齿轮，也是生态系统的三大基本功能。生态系统功能的实现主要是通过食物链（网）和营养级来实现的。,生态平衡(ecological equilibrium),11,食物链(food chain),在生态系统中，一种生物被另一种生物吞食，后者再被第三种生物所吞食，这种生物间以食物连接起来的链锁关系称为食物链。 食物链是生态系统中物质、能量、信息流动、传递、交换和循环的一种重要方式，在维持生态平衡中起着重要作用。在生物圈中，人类与其他生物以食物为重要纽带，保持着非常密切的联系。 “大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米，虾米吃稀泥”,12,13,二、自然环境的构成因素,（一）物理因素 （二）化学因素 （三）生物因素,三、人类与环境的辨证关系,1.人与环境的统一性 2.人对环境的适应性 3.人与环境的相互作用 机体与周围环境之间保持着动态平衡。,15,第二节 环境污染与人类健康 一、环境污染及其转归 二、环境污染对人群健康的影响及特征,16,一、环境污染的概念,1. 环境污染 (environmental pollution) *： 由于各种人为或自然的有害因素进入环境，超过了环境的自净能力，使环境的组成或状态发生改变，扰乱和破坏了生态系统和人类生产生活条件，造成环境质量恶化，对人群或生物的健康造成了直接、间接或潜在的有害影响，称为环境污染,17,2.环境污染物 (environmental pollutant):,环境污染物：造成环境污染的物质。 一次污染物(primary pollutant) ： 由污染源直接排入环境，其物理和化学性状都未发生改变的污染物。如：汞、SO2、NOx、CO、CO2等。由一次污染物造成的环境污染称一次污染。 二次污染物 (secondary pollutant)： 一次污染物在物理、化学、生物等因素作用下发生变化，形成物理、化学性状与一次污染物不同的新污染物。如：光化学烟雾、酸雨、甲基汞等。,18,例如： NOx +碳氢化合物（hydrocarbons） 在阳光紫外线的作用下发生光化学反应产生的具有很强氧化力的化合物（如臭氧、过氧酰基硝酸脂、醛类等），称为光化学烟雾。,19,污染源（pollution source)：污染物的发生源 人为污染源分类： 生产性污染： 工业三废和农业生产中农药滥用 生活性污染： 生活废弃物未经处理或处理不当 其他污染： 交通运输及放射性污染,20,3.公害(public nuisance)： 人为的原因造成广泛的环境污染，引起对居民健康的严重危害和生态的破坏，称之为公害。 4.公害事件(public nuisance incident)： 严重公害引起大量居民患病或死亡的事件。 5.公害病(public nuisance disease)是人类活动造成严重环境污染引起公害所发生的地区性疾病。公害病不仅是一个医学概念，而且具有法律意义，须经严格鉴定和国家法律的正式认可。,21,22,23,环境污染物的种类,1.物理性因素 气象灾害、极端天气、噪声、振动、热、微小气候、电离辐射、电磁辐射等 2.化学性因素 有害气体、重金属、农药、化肥、有机或无机化学物等。化学性污染物是全球环境污染的主要来源。 3.生物性因素 细菌、真菌、病毒、寄生虫及虫卵、支原体、原虫、有毒动植物和生物性变应原(如植物花粉、真菌孢子、尘螨和动物皮屑)等。,24,物理性因素,X-线照片,电磁辐射,25,环境污染物的来源*,1.生产性污染 工业“三废”(废水、废气和废渣)，农药，化肥残留等。 2.生活性污染 人畜粪便、生活垃圾、生活污水等。 3.其他污染 交通、医源性、电离辐射和电磁辐射，以及森林火灾、水灾、地震、火山暴发和泥石流等。,26,环境污染物的转归,1.迁移（单一介质、不同介质、生物性迁移） 生物富集作用：生物学迁移主要通过食物链进行，在这一过程中，生物体内化学物质的浓度会随着营养级的提高而逐步增大，即生物放大作用。 海水DDT浓度0.00005ppm浮游生物0.04ppm（约1000倍）鱼2.07ppm（约4万倍）海鸟75.5ppm（约100万倍） 2.化学转化 指化学污染物通过氧化、还原、中和或水解反应发生的转化。 3.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。,二、环境污染对人群健康的影响及特征*,1.急性毒性作用 2.慢性毒性作用 非特异性影响： 慢性中毒： 3.特殊毒性作用 致癌作用(carcinogenesis)： 致畸作用(teratogenesis)： 致突变作用(mutagenesis)： 4.环境内分泌干扰物危害(environmental endocrine disrupting chemicals，EDCs),28,环境污染物一次大量或24小时内多次接触机体后，在短时内使机体发生急剧的毒性损害甚至死亡。如：急性CO中毒 、H2S中毒等。,1.急性作用(acute effect),2.慢性作用（chronic effect) 环境中浓度较低的污染物，长期反复对机体作用时所产生的危害。主要是因为毒物在体内的蓄积(物质蓄积)或由于毒物损害作用的蓄积(机能蓄积)所致。如水俣病和痛痛病。 慢性毒作用又可分为： 慢性非特异性影响（常见病、多发病的增加） 慢性中毒（特异性中毒）,30,水俣病,因1953年首先发现于日本熊本县水俣湾附近的渔村而得名。 患者具有明显神经症状如突发性惊吓、两眼斜视、吞咽困难、阵发性抽搐、口腔张开而不能说话，有的小孩眯着眼睛发出狂笑，不能自已。症状严重的，可出现痉挛、麻痹、意识障碍等急性发作，并很快死亡。 除人体受害外，动物如猫的中毒表现也引人注目，主要是集体向大海狂奔，即所谓狂猫跳海。,31,引起水俣病的污染物,对水俣病症状最明显的胎儿进行研究表明，胎儿的发汞含量很高，为水俣地区以外健康者的10100倍，尽管母体并无特殊病症。 汞系水俣氮肥厂排出。 1963年，从工厂排出的废水和废渣中以及水俣湾的鱼、贝类中分离并提取出了氯化甲基汞（CH3HgCl）结晶，并用以进行动物试验，获得了典型的水俣病症状。同时对水俣病死者的脑组织进行病理学检查，在显微镜下发现其大脑、小脑的病理变化，均与氯化甲基汞中毒者的脑病理变化相同。,32,水俣病的作用机制,首先甲基汞进入胃与胃酸作用，产生氯化甲基汞，经肠道几乎全部吸收进入血液（无机汞只有5%被吸收）；然后在红细胞内与血红蛋白中的巯基结合，随血液输送到各器官。 氯化甲基汞能通过血脑屏障进入脑细胞，还能透过胎盘，进入胎儿脑中。脑细胞富含类脂质，而脂溶性的甲基汞对类脂质具有很高的亲和力。所以很容易蓄积在脑细胞内。甲基汞分子CH3-Hg-Cl中的C-Hg键结合得很牢固，不易断开，在细胞中呈原形蓄积，以整个分子损害脑细胞，这种损害的表现具有进行性和不可恢复性。,水俣湾的疯猫,3.特殊毒性作用 某些环境有害因素可能使人体遗传物质发生变化，导致某些先天性疾病、肿瘤和畸胎等的发生。此种作用后果往往在数年、数十年，甚至下一代才显现。 可分为： 致癌作用 致畸作用 致突变作用,34,致癌作用(carcinogenesis) 外环境中主要致癌因素有三类：,物理性因素：如放射线，紫外线长期强烈照射； 化学性因素：97年公布的肯定致癌物共有74种，其中54种是化学性因素。（苯并(a)芘肺癌；-萘胺、联苯胺膀胱癌；砷化物皮肤癌；黄曲霉毒素肝癌；石棉间皮瘤） 生物因素： EB病毒、乙肝病毒,35,致畸作用(teratogenesis),致畸就是母体接触环境有害因素后引起胎儿先天畸形，表现为机体形态结构异常。 如： 物理因素（电离辐射）；化学因素（甲苯、二硫化碳）；生物因素（风疹病毒、弓形虫、梅毒螺旋体）。,36,致突变作用(mutagenesis)：,生物体的遗传物质发生突然的、可遗传的改变，并导致遗传表型的变异。 突变发生在体细胞：肿瘤 突变发生在生殖细胞：不孕、早产和遗传性疾病,37,引起基因变异的污染物,放射线 杀虫剂 除草剂 染料、涂料 二噁英,38,4.环境内分泌干扰物危害 (environmental endocrine disrupting chemicals，EDCs),指具有类似激素作用，可模拟或对抗天然激素生理、生化作用，干扰或抑制生物体内分泌、神经和免疫系统等诸多环节的功能，从而对机体或后代产生可逆或不可逆有害效应的一类外源性物质。 邻苯二甲酸酯类、多氯联苯类、有机氯杀虫剂、除草剂、烷基酚类、双酚化合物类、植物和真菌激素、金属类等。 EDCs与生殖障碍、出生缺陷、发育异常、代谢紊乱以及某些癌症的发生发展有关。,39,广泛性：环境污染影响范围大，对象广泛； 长期性：环境污染物可长时间作用于人群，甚至终生； 多样性：多种环境污染物同时共存，联合作用； 复杂性：污染物对人体健康的损害作用，表现多样； 低浓度。,环境污染对人群健康影响的基本特征,40,第三节 环境介质与健康,一、大气与健康 二、水环境与健康 三、土壤与健康 四、生物地球化学性疾病,41,大气污染对健康的危害,1.急性危害 烟雾事件* ：煤烟型烟雾(coal smog)事件 ；光化学型烟雾(photochemical smog)事件 （呼吸道疾病） 事故性排放引发的急性中毒事件： 2.慢性影响,42,烟雾事件： 1. SO2 2.氮氧化物 3.可吸入颗粒尘,43,来源: 含硫燃料（煤、石油）的燃烧。 对健康的影响： (1) SO2+ H2SO4: 刺激眼、鼻咽粘膜 刺激上呼吸道收缩、分泌增多；炎症、腐蚀性组织坏死；致急性支气管炎、肺水肿。 (2) SO2+飘尘： 进入肺深部 FeO3 H2SO4 肺纤维病变 肺气肿 (3) SO2: 变态反应原，引起支气管哮喘 (4) SO2+B(a)P：促癌作用,二氧化硫 (SO2),44,45,46,NOx与光化学烟雾,概念 光化学烟雾* ：（photochenical smog) NOx和HC 刺激性烟雾(臭氧（O3）、过 氧乙酰硝酸酯(PAN)、醛类等),紫外线,47,来源 汽车废气；生活和工业生产中煤、石油燃烧,48,对健康影响,NOx 呼吸道深部 亚硝酸、硝酸 刺激、腐蚀肺组织 肺水肿（NO2以肺损害为主） 亚硝酸盐 血液+Hb 高铁Hb 组织缺氧（NO以高铁Hb症较明显） NO2 支气管哮喘 醛类化合物和PAN 刺激眼、上呼吸道粘膜 甲醛 变态反应性疾病 O3 哮喘、肺气肿、肺水肿,49,可吸入颗粒尘（IP） 颗粒物：悬浮在大气中的微粒之统称。 降尘： 粒径 10微米的固体颗粒物。 飘尘（可吸入颗粒物）：粒径10微米的固体颗粒物。 粒径10微米的颗粒物，可进入人体呼吸道，称为可吸入颗粒物。 粒径5微米的颗粒物可进入呼吸道深部。 粒径0.4微米的可自由进出呼吸道。 来源 天然 人为：燃料燃烧；工业生产；汽车排气。,50,对健康影响 （1） 本身为毒物:如铅、汞、镉尘等。 （2） 为其它污染物的载体 吸附有害气体 吸附Fe、Mn等金属氧化物 吸附B(a)P、石棉的致癌物 吸附病原微生物,51,间接危害：,温室效应（greenhouse effect) 臭氧层的破坏， 酸雨 对人类健康的影响是间接性的。,52,温室效应,大量的煤、天然气和石油燃料被用在工业、商业、住房和交通上。这些燃料燃烧时产生的过量二氧化碳就向玻璃罩一样，阻断地面热量向外层空间的散发，将热气滞留在大气中，形成“温室效应”。 制冷剂氟利昂(CFCs)能破坏臭氧层，也是强有力的温室气体。,53,温室效应对人类的影响,生物性传染媒介(蚊、蚤和虱等)增多，导致疟疾、登革热、乙型脑炎、黄热病等的发病率增加；危重病人和老年人受炎热应激反应的死亡数可明显增多。 “温室效应”使全球气象变异，产生灾难性干旱和洪涝，并使南北极冰山融化，导致海平面上升。 科学家们估计，如果气候变暖的趋势继续下去，海拔较低的孟加拉、荷兰、埃及、中国低洼三角洲等地若干岛屿国家将面临被海水吞没的危害。,54,臭氧层破坏：,臭氧层存在于距地表1640公里的平流层中,臭氧层能够吸收太阳辐射的波长小于290纳米的紫外线。臭氧层的破坏首先会导致紫外线长驱直入地球表面 制冷剂氟利昂(CFCs)是臭氧层破坏的首要原因 对人类的影响： 紫外线辐射量的增加首先会降低人体的免疫系统功能，危害呼吸器官和眼睛、诱发慢性病、增高皮肤癌发病率,55,酸雨：当代世界面临的重大环境问题之一,pH5.65，包括雨、雪、雹和雾。 SO2 H2SO4 NOX HNO3 SO2和NOx等酸性污染物溶于大气的水汽中，经过氧化可形成酸雨。,中欧国家由于酸雨枯死的森林超过100万公顷。,56,酸雨对人健康影响： 间接危害： 土壤酸化、重金属转为可溶性化合物、水质污染。 直接危害： 酸雾对眼和呼吸道粘膜有刺激性。,57,室内空气污染对健康的影响,1.室内空气污染的来源 包括：室外空气、建筑物自身、室内生活炉灶燃烧或加热、室内人和动物的活动、室内建筑装饰材料和家用化学品、室内生物性污染和家用电器等。 2.室内空气污染物的种类及危害 包括化学性、物理性、生物性和放射性。 化学性污染物：包括CO、CO2、生活燃料燃烧产物(包括烟草燃烧产物、烹调油烟、甲醛及其他挥发性有机化合物(VOCs)。 物理性污染物：包括噪声、非电离辐射。 生物性污染物：军团菌；尘螨。 放射性污染物：装饰材料如氡及其子体。 3.室内空气污染引起的疾病 主要有病态(不良)建筑物综合征(SBS)、建筑物相关疾病(BRI)和化学物质过敏症(MCS)等。,58,二、水环境与健康,一、水质污染的健康危害 二、饮用水的卫生学要求 三、改良饮用水水质的卫生措施,59,水污染的危害,1.物理性污染 2. 化学性污染 汞： 酚： 多氯联苯： 3.生物性污染 介水传染病(water-borne communicable diseases)： 水体富营养化(eutrophication)：,60,生活饮用水水质标准与卫生防护,1.标准简介 （一）保证微生物学安全 细菌学指标要求：总大肠菌群数不超过3个/L；细菌总数不超过100个/ml；游离余氯不应低于0.3mg/L；管网末梢游离余氯不低于0.05mg/L （二）化学性状良好，不含有任何有害物质 （三）感官性状良好 （四）水量充足，取水方便,61,微生物学性状指标（细菌学指标）,细菌总数 大肠菌群,62,细菌总数,指1ml水样在普通营养琼脂培养基中，于37经24h培养后，生长的细菌菌落总数。 意义： (1)粪便、有机物污染时，细菌总数急剧增加； (2)不是全部细菌，更不代表致病菌； (3)仅能作为生物性污染及有机物污染的参考指标。,63,大肠菌群,总大肠菌群： 是一群需氧及兼性厌氧、在37生长时能使乳糖发酵、在24h内产酸产气的革兰氏阴性无芽胞杆菌。 大肠菌群的意义： 判定水体受到粪便污染的指标 间接判断水中致病菌的危险性大小 判断污染时间（结合粪链球菌、芽胞菌）,64,2.水的净化和消毒,（1）净化：混凝沉淀、过滤 （2）消毒（disinfection） ：氯化消毒 物理消毒法：煮沸、紫外线、超声波等 化学消毒法：氯、臭氧、碘、高锰酸钾、液氯、漂白粉 Ca(OCl)2CaCl2 或写成Ca(OCl)Cl、漂粉精Ca(OCl)2、 氯胺NH2Cl和NHCl2氯,65,氯化消毒,氯化消毒的基本原理： 氯、漂白粉、漂粉精溶于水均形成次氯酸: Cl2+H2O-HOCl+H+Cl- Ca(OCl)2+2H2O-2HOCl+Ca(OH)2 HOCl分子小，不带电荷,易和细菌接触，易穿透细菌细胞壁，作用于: 损害细菌细胞膜,溶菌,使之死亡 破坏酶系统,干扰代谢,使之死亡,66,影响氯化消毒的因素,(1)加氯量和接触时间: 需氯量：杀死细菌、氧化有机物和还原性无机物所消耗的氯量。 余氯：消毒后,水中剩余的有效氯 游离性余氯(HOCl和OCl-) 化合性余氯(NH2Cl和NHCl2)。 加氯量=需氯量+余氯量 接触时间:HOCl和OCl-,30分钟; NH2Cl和NHCl2,12h。 (2)PH值: PH值，杀菌效果 (3)水温: 水温，杀菌效果。 (4)浑浊度: 浑浊度,杀菌效果 (5) 水中微生物的种类和数量：,67,氯化消毒方法：,（1）常量氯化消毒法：按常规量加入氯消毒剂，即加氯消毒剂30分钟，游离性余氯为0.30.5mg/l。 （2）持续氯化消毒法：用于水井持续消毒。 （3）过量氯化消毒法：按常规量的10倍左右加入氯消毒剂。由于特殊情况，如发生疫情、洪灾淹没水井、淘洗水井后、战时等。,68,三、土壤与健康,土壤污染 土壤污染对健康的影响 1.重金属污染 2.农药污染 3.生物性污染,69,四、生物地球化学性疾病,1碘缺乏病 2地方性氟中毒 3大骨节病 4克山病,