人卫第八版《卫生学》人类和环境.ppt
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1、卫生学,第一章 人类和环境 Human and environment,杨新文 中南大学公共卫生学院,全国高等医药院校五年制本科临床医学专业第八轮规划教材,3,3,主要内容,人类的环境 环境污染及对健康的影响 环境污染的防治,第一节 人类环境 Human living environment,一、环境及其基本构成,定义 WHO公共卫生专家委员会认为“环境 (Environment)是指在特定时刻由物理、化学、生物及社会的各种因素构成的整体状态,这些因素可能对生命机体或人类活动直接或间接地产生现时的或远期的作用”。,一、环境及其基本构成,分类: 按其属性分类: 自然环境(大气、土壤、水、生物)
2、社会环境(经济、文化、人际、社会心理等) 原生环境 自然环境 次生环境,一、环境及其基本构成,分类 原生环境与次生环境 原生环境(primary environment): 指天然形成的、未受或少受人为因素影响的环境。由于自然因素引起生态系统的破坏,称原生环境问题或第一环境问题。 次生环境(secondary environment): 人为活动影响所形成的环境,由于人为活动引起环境污染导致生态平衡的破坏称次生环境问题或第二环境问题。,原生环境 次生环境 定 义 天然形成的 人类活动影响下形成的 有益作用 清洁的空气、 通过改造,使其优于原生 水、土壤及 环境,更适于人类生存 适宜的阳光和 小
3、气候 不良影响 生物地球化学性疾病 破坏生态平衡, 造成环境污染,一、环境及其基本构成,一、环境及其基本构成,构成环境的主要因素 1.生物因素(Biological factor) (1)各种动物、植物和微生物,他们之间通过食物链存在着相互依存、相互制约的关系。 (2)生物圈(biosphere):地球上所有生命物质及其生存环境整体。即:生物存在的地球表层。,一、环境及其基本构成,(4)旧传染病与新传染病共存 霍乱、伤寒、鼠疫、炭疽、结核病、HIV、 疯牛病、非典、禽流感、手足口病等。,1.生物因素(Biological factor),一、环境及其基本构成,构成环境的主要因素 2. 化学因素
4、(Chemical factor): 环境中各种天然的与人工合成的有机的和无机的化学物质,数量巨大、种类繁多。,一、环境及其基本构成,2. 化学因素(Chemical factor): (1)正常的化学组成是生存繁衍的基础; (2)人为排放是环境污染的主要来源; (3)如:有害气体、烟尘、挥发性烃类、重金属化合物、化学致癌物、持久性有机污染物和内分泌干扰物等。,一、环境及其基本构成,构成环境的主要因素 3.物理因素(Physical factor): 存在于环境中的气候条件、噪声、振动、电磁辐射、电离辐射等。,一、环境及其基本构成,3.物理因素(Physical factor):,一、环境及其
5、基本构成,构成环境的主要因素 4.社会心理因素(Social psychological factor),二、生态系统与生态平衡 (ecosystem & ecological balance),(一)生态系统及其基本构成 1.在一定空间和时间范围内,由生物群落及其生存的环境所构成的一个有物质、能量和信息流动的功能系统。 2.是由生产者、消费者、分解者和无机界四大因素所组成的完整体系。,二、生态系统与生态平衡 (ecosystem & ecological balance),二、生态系统与生态平衡 (ecosystem & ecological balance),二、生态系统与生态平衡 (ec
6、osystem & ecological balance),(二)生态平衡(Ecological balance) 1.生态平衡是人类健康的生态学基础 2.生态系统中的生产者、消费者和分解者之间,生物群落与非生物环境之间,物质、能量的输出和输入,生物学种群和数量,以及各种群数量之间的比例,始终保持着一种动态平衡关系,称之为生态平衡。,二、生态系统与生态平衡 (ecosystem & ecological balance),(三)食物链与生物放大作用 1.食物链(food chain): 生物之间彼此以食物的形式进行着物质和能量交换的链状关系。各种食物链在生态系统中相互交错形成食物网(food
7、web)。 物质和能量在生物间的转移 环境污染物在生物体内转移和逐级放大,二、生态系统与生态平衡 (ecosystem & ecological balance),(三)食物链与生物放大作用 2.生物富集作用与生物放大作用 生物富集作用(bioconcentration) 指环境污染物在生物体之间沿着食物链逐级增高,使其在生物体内的浓度明显超过其在环境介质中的浓度的现象。 该作用的强弱可用生物富集系数Cb/Ce表示。,二、生态系统与生态平衡 (ecosystem & ecological balance),(三)食物链与生物放大作用 2.生物富集作用与生物放大作用 生物放大作用(biomagn
8、ification) 环境中某些不易降解的化学性污染物,可沿着食物链在生物体之间转移并逐级增高其在生物体中的浓度,使高位营养级生物体内的浓度明显高于低位营养级生物体内的浓度,称为生物放大作用。,二、生态系统与生态平衡 (ecosystem & ecological balance),污染物发生生物富集和生物放大的条件 该污染物易于为各种生物所吸收 在生物体内难以分解排泄 该污染物逐渐积累时,对生物体不造成 致命的伤害 存在食物链的关系,三、人与环境的关系,(一)统一性 通过新陈代谢与环境进行物质和能量的交换,从而实现人与环境物质上统一。,三、人与环境的关系,(二)人对环境的适应性 1.人类在长
9、期发展中与环境相互作用所形成的遗传特征。如地区适应、气候适应、热适应和光适应等均是通过各种生理生化调节,防御系统动员等与不利环境因素保持平衡,以适应环境的变化。 2.机体对环境的适应能力有一定限度。,三、人与环境的关系,(三)人与环境的相互作用 1.环境因素对健康影响的双重性 自然环境中有诸多环境因素对机体健康的影响具有两重性 。要充分利用有利环境条件,克服、避免、改造不利的环境因素,与环境保持生态平衡。 2.环境污染严重威胁人类健康和生存发展 现代人类疾病70%90%与环境有关,与环境有关的疾病死亡率约占总死亡率的90%。,三、人与环境的关系,(三)人与环境的相互作用 3. 环境因素的遗传易
10、感性 人类基因组计划(human genome project,HGP)和环境基因组计划(environmental genome project,EGP)的研究揭示:人群中存在基因多态性,是个体对环境因素的感受性不同的根本原因。表明:人类健康、疾病、寿命的本质就是环境因素与机体内因(遗传因素)相互作用的结果。,第二节 环境污染及对健康的影响 (Environmental pollution and its effect on health),由于各种人为的或自然的原因,使环境构成发生重大变化,造成环境质量恶化,破坏了生态平衡,对人类健康造成直接的、间接的或潜在的有害影响,这种现象称为环境污染
11、( environmental pollution)。 严重的环境污染和破坏,对公众造成的危害称公害(public nuisance )。,(一)环境污染物:进入环境并能引起环境污染的物质称环境污染物(pollutants) 。 1.一次污染物(primary pollutant): 由污染源直接排入环境,其物理和化学性质均未发生改变的污染物称为一次污染物。 包括有害气体、颗粒物、重金属及各种无机或有机化学物质。如SO2、CO、NO、铅、苯并芘等。,一、环境污染物及其来源,一、环境污染物及其来源,2.二次污染物(secondary pollutant): 指排入环境中的污染物在其物理、化学、生
12、物等因素作用下发生变化,或与环境中的其他物质发生反应形成了理化性质和毒性完全不同于一次污染物的新污染物。 如:氮氧化物和挥发性有机物在日光照射下形成的光化学烟雾,排入水体的无机汞化合物在底泥微生物作用下生成的甲基汞化合物等。,水体的富营养化(eutrophication) 大量含氮、磷等物质的生活污水和工业废水排入水体,使水中的藻类植物急遽增生、大量繁殖,使水的感官和化学性状迅速恶化。这种现象称为水体的富营养化现象。,一、环境污染物及其来源,3.持久性有机污染物(persistent organic pollutants, POPs) 指人类合成的能持久存在于环境中,通过生物 食物链(网)累积
13、,对人类健康及环境造成有害影响的 化学物质。这类物质一般具有半挥发性、持久性、蓄积 性和高毒性等特点,可经多种途径进入机体,在脂肪 组织、肝脏等器官组织及胚胎中积聚,对肝、肾等脏器 及神经系统、内分泌系统、生殖系统、免疫系统等产生 急慢性毒性,并具有明显的致癌、致畸、致突变和 内分泌干扰作用等。,一、环境污染物及其来源,联合国环境规划署2001年提出首批控制的 12种持久性有机污染物是: (1) 有机氯杀虫剂:DDT、氯丹、灭蚁灵、艾氏剂、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、毒杀酚; (2)工业化学品:六氯苯和多氯联苯; (3)工业生产过程或燃烧生产的副产品,如二噁英类和呋喃类。,一、环境污染物及其来源,
14、(二)环境污染物的来源 1.生产性污染(Productive pollutant) 生产过程中产生的“废气、废水、废渣”,称为“工业性三废”。,一、环境污染物及其来源,废气 土壤 废水 环境 空气 废渣 水、食品,一、环境污染物及其来源,2.生活性污染 粪便、污水和垃圾统称“生活性三废”。,环境感观性状的改变 污水 恶臭、蚊蝇孳生、传播 粪便 环境 疾病 垃圾 水水体“富营养化” 白色垃圾,3.其他污染 (1)交通运输工具 噪声、振动以及各种废气,已成为城市环境污染物的主要来源。 (2)电磁波辐射 电力设备、无线通讯、广播电视、医疗设备、家用电器等可产生包括微波在内的各种波长的电磁波,已成为最
15、为普遍的环境影响因素之一 。,一、环境污染物及其来源,(3)放射性废弃物 医用和军用的原子能及放射性同位素机构使用的各种放射性核素。由于自然灾害或管理疏忽的事故,造成泄露或任意排放,对生态环境和人群健康造成巨大的危害。,一、环境污染物及其来源,(4)电子废弃物 包括日常生活中使用过的各种废旧电脑、 家用电器、通信设备、办公设备等。 电子废弃物中含有铅、镉、汞、六价铬、 聚氯乙烯、溴化阻燃剂等大量有毒有害物质。 特别在以拆解电子废弃物为主要产业的地区, 已形成了以重金属和持久性有机污染物为主要 特征的高污染暴露环境。,一、环境污染物及其来源,(5)抗生素的广泛使用和滥用 环境中的抗生素污染主要来
16、源于医用药物和农用兽药的使用,其带来的健康危害主要表现为广谱的生态毒性和细菌抗药性增高。而环境致病菌耐药性的增加和扩散,将会对人类的公共健康和临床用药构成潜在的威胁。,一、环境污染物及其来源,二、环境污染物的迁移与自净,(一)环境污染物的迁移 迁移是指污染物在环境中发生空间位置的相对移动过程。污染物一经排放,能够进入任何一种环境介质。 蒸发/挥发进入空气 吸附进入土壤 溶解进入水体 吸收、吸入、摄食进入生物体,污染物本身理化性质 物理作用 影响迁移 非生物环境 的因素 化学反应 环境条件 生物转化 生物环境 生物蓄积 分解代谢 生物富集,二、环境污染物的迁移与自净,二、环境污染物的迁移与自净,
17、(二)环境污染物的自净(self-purification) 污染物进入环境后,在自然的物理、化学或生物因素作用下,经过一定时间,环境中的污染物浓度或总量降低,该过程被称为环境污染物的自净。 环境自净能力取决于环境的结构、状态和污染物的性质、数量。,二、环境污染物的迁移与自净,1.物理净化: 通过稀释、沉降、吸附、蒸发、升华等作用 ,使其在环境中的浓度下降。 环境物理条件 (温度、流量、流速、风速) 影响因素 污染物的物理特性 (比重、形态、分散度),二、环境污染物的迁移与自净,2.化学净化: 氧化、还原、水解、中和 化学性状和结构改变 毒性下降或无毒 影响因素: 环境化学条件(pH值、化学组
18、分、氧化还原电势); 污染物的化学性质。,二、环境污染物的迁移与自净,3. 生物净化 吸收、分解或降解、转化 好气菌CO2、H2O、氨氮等 有机污染物 无害化 厌气菌CH4、H2S、NH3等,二、环境污染物的迁移与自净,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,(一)环境污染物的吸收 环境污染物通过各种途径经机体生物膜进入血液的过程称为吸收。 1呼吸道 环境中以气体、蒸气和气溶胶形式存在的污染物主要经呼吸道进入人体。,(1)呼吸道的特点: 表面积大,空气流速慢 肺泡壁薄,毛细血管丰富,通透性强 经呼吸道吸收的污染物不经肝脏转化、解毒 (2)影响污染物经呼吸道吸收的因素: 污染物在空气中的分压 污
19、染物的溶解性 血气分配系数 污染物在空气中的分散度,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,2消化道 是水和食物中的有害物质的主要吸收途径。 (1)特点: 消化道任何部位均具吸收能力,小肠是污染物的主要吸收部位; 以扩散方式为主,也可经载体转运; 可在肠肝循环的过程中反复被吸收。 (2)影响因素:污染物的脂溶性、肠道细菌及肠道蠕动状况等。,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,3皮肤 环境污染物主要通过表皮和皮肤附属器吸收。 (1) 特点: 经皮吸收需通过三道屏障 表皮角质层:主要屏障,可阻止分子量300的物质进入 连接角质层:阻止水、电解质、水溶性物质,容许通过 脂溶性物质 基膜(表皮与真
20、皮间):阻止少数物质 经皮吸收的污染物,可以不经过肝脏解毒。,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,(2) 影响毒物经皮吸收的因素 污染物的溶解性(脂/水分配系数) 污染物浓度及皮肤的接触面积 皮肤的完整性 异常的气象条件,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,(二)环境污染物在体内的分布与贮存 吸收进入体内的环境污染物,随血流和体液分布至全身,经代谢后部分排泄,部分贮存在不同器官组织,对机体产生毒性作用。,1.分布(distribution) 进入体内的污染物随血液和淋巴液分散到全身各组织器官的过程。 (1)运输的形式多样性 (2)分布的不均衡性和
21、选择性 (3)影响因素,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,(3)影响因素: 时期 早期:取决于不同组织器官血液供应; 中晚期:污染物与组织器官的亲和力; 机体特定部位的屏障作用; 污染物的某些化学性质(如:脂溶性),56,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,2.贮存(storage) 进入体内的污染物由于对组织器官的亲和 力不同或化学性质不同,在一些特定的部位浓 度会较高,此部位即为该化学物的贮存部位。,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,(1)靶器官和贮存库 贮存部位就是该化学物质的毒作用部位, 此部位即为该化学物的靶器官或靶组织。 某些化学物质在贮存部位含量虽高,但未 显示出
22、明显毒作用,此部位即为该化学物的贮 库。,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,(2)蓄积作用(accumulation) 机体长期接触某毒物,可出现该毒物的量在 体内逐渐增多或其引起的损害逐步积累的现象。 物质蓄积:储存在体内的毒物的量逐渐增多 的现象。 损害蓄积:有些毒物进入体内后,用现代检测技术没有检测出其原形或代谢产物,但由其引起的损害逐步积累,最终可能导致疾病。,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,(三)环境污染物在体内的转化 进入生物体的外来化合物,在酶的催化下,发生的一系列代谢变化过程称生物转化过程。 1. 生物转化的形式 相反应:氧化、还原、水解 相反应:结合 2. 转化
23、的主要部位和主要的酶 3. 转化结果具有双重性,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,(四)环境污染物的排泄 1. 从肾脏排泄 肾脏是排泄环境化学物的最重要的器官。,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,62,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,影响污染物从肾脏排泄的因素: 毒物的理化特性 尿液的PH值 肾小球的功能,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,2. 从消化道排泄 经肝脏生物转化形成的代谢物可由肝细胞 排入胆汁而进入肠道。一部分可随粪便排出, 一部分因其脂溶性而被肠道再吸收,重新返回 肝脏形成肠肝循环。,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,影响污染物从消化道排泄的因素:
24、 污染物脂溶性 肠道细菌 肠道蠕动,65,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,3.从呼吸道排泄 呈气态或挥发性的环境化学物,可经由 此途径排泄。影响因素有: 毒物在空气中的分压 毒物的血气分配系数 肺通气量,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,4.其他途径 毛发、唾液及乳汁等 这些途径虽然不是化学物的主要排泄途径,但具有特殊的生物学意义。 (1)可作为体内毒物含量的生物标志。 (2)乳汁排泄可造成婴儿中毒。 (3)某些环境毒物在排泄过程中可引起排出器官的损害,因而产生某些特殊的临床表现。,三、环境污染物的吸收、分布、代谢和排泄,四、环境污染物的常用毒性 参数及安全限值,通常把环境中存在
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