1、第二章 环境与健康的关系v1、掌握人类环境的基本构成：生态系统、生态平衡、掌握人类环境的基本构成：生态系统、生态平衡、食物链、生物放大作用。了解全球性环境问题及其食物链、生物放大作用。了解全球性环境问题及其对人类健康的影响。对人类健康的影响。v2、掌握环境与人体的关系、环境有害因素对机体作、掌握环境与人体的关系、环境有害因素对机体作用的一般特征。用的一般特征。v3、掌握环境污染对健康的不同影响。、掌握环境污染对健康的不同影响。v4、掌握环境与健康关系的研究方法。、掌握环境与健康关系的研究方法。v深入研究环境与健康的关系，阐明其相互作用规律，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
2、地对于更好地利用有益因素利用有益因素，避免有害因素避免有害因素，消除环消除环境污染境污染，预防疾病预防疾病，增进健康增进健康，具有十分重要的意，具有十分重要的意义。义。v自然环境：指环绕在人类周围的各种自然因素自然环境：指环绕在人类周围的各种自然因素（大气圈（大气圈-atmospheric sphere、水圈、水圈-hydrosphere、土壤岩石圈、土壤岩石圈lithosphere、生物圈、生物圈-biosphere）；）；v人为环境人为环境(anthropogenic environment)：工工农业生产活动过程造成环境污染；农业生产活动过程造成环境污染；人为环境：人为环境：利用有利因素
3、、抵御不利因素（严寒、酷暑等）利用有利因素、抵御不利因素（严寒、酷暑等）v社会环境（社会环境（social environment）由政治、经济、）由政治、经济、文化等社会因素构成。文化等社会因素构成。第一节第一节 人类的环境人类的环境一、人类自然环境的构成一、人类自然环境的构成(constitution of natural environment for humankind)（一）大气圈（一）大气圈（atmospheric sphere）v包括整个大气层：对流层、平流层、中间层、热层、包括整个大气层：对流层、平流层、中间层、热层、逸散层逸散层v各种气体各种气体：O2、N2、Ar、CO2、C
4、H4等等层序层序高度高度温度分布变化温度分布变化对流层对流层017千米千米随着高度的增加而降低随着高度的增加而降低平流层平流层1750千米千米随着高度的增加而升高随着高度的增加而升高中间层中间层5080千米千米随着高度的增加而降低随着高度的增加而降低暖层暖层80500千米千米随着高度的增加而升高随着高度的增加而升高外层外层5001000千米千米随着高度的增加而升高随着高度的增加而升高v臭氧层：在平流层中，因强烈日光辐射，与氧发生臭氧层：在平流层中，因强烈日光辐射，与氧发生光化学反应生成臭氧（光化学反应生成臭氧（O3），臭氧层能吸收太阳辐），臭氧层能吸收太阳辐射中具有对生物强烈杀伤力的短波紫外线
5、，从而保射中具有对生物强烈杀伤力的短波紫外线，从而保护地球表面的生物得以生存。护地球表面的生物得以生存。（二）水圈（二）水圈（hydrosphere）v包括地表水和地下水，还有大气中的水包括地表水和地下水，还有大气中的水v水圈中的总水量水圈中的总水量13.6亿亿km3，覆盖地球面积的，覆盖地球面积的71%。v除海洋以外的地表水约除海洋以外的地表水约3500多万多万km3。v功能：可进行水循环功能：可进行水循环。当某种水体（如河水）受到当某种水体（如河水）受到污染，污染物也将会通过水循环而进入大气、土壤、污染，污染物也将会通过水循环而进入大气、土壤、食物和人体。食物和人体。（三）岩石圈（三）岩石
6、圈（lithosphere）v通常指地壳，主要由岩浆岩和沉积岩构成。通常指地壳，主要由岩浆岩和沉积岩构成。v岩浆岩是由地球深处的炽热岩浆侵入地壳或喷出地岩浆岩是由地球深处的炽热岩浆侵入地壳或喷出地表冷却而形成的岩石表冷却而形成的岩石，组成以组成以SiO2为主。为主。v沉积岩又称水成岩，由沉积在水盆地中或陆地上的沉积岩又称水成岩，由沉积在水盆地中或陆地上的物质固结而形成的岩石。大多含有动植物化石。占物质固结而形成的岩石。大多含有动植物化石。占地壳岩石总体积的地壳岩石总体积的5%，地表分布面积的，地表分布面积的75%。所含。所含矿产极为丰富，如煤、石油等矿产极为丰富，如煤、石油等。v土壤是岩石经过
7、风化作用和生物作用而形成的。土壤是岩石经过风化作用和生物作用而形成的。v成分：矿物质、有机质、微生物、水和空气。当土壤受到污成分：矿物质、有机质、微生物、水和空气。当土壤受到污染时，可能通过生物富集、水分蒸发和渗透使污染物向植物、染时，可能通过生物富集、水分蒸发和渗透使污染物向植物、大气及水体转移。大气及水体转移。（四）生物圈（四）生物圈（biosphere）v有生物生存的地球表层，叫生物圈。有生物生存的地球表层，叫生物圈。v包括大气圈下层、岩石圈的上层、水圈和土壤圈，包括大气圈下层、岩石圈的上层、水圈和土壤圈，其范围通常指海平面以下其范围通常指海平面以下12km至海平面以上约至海平面以上约1
8、0km。v生物圈内生存着生物圈内生存着200多万种生物多万种生物,我国有我国有60多万种，多万种，其中昆虫其中昆虫20多万种多万种。v各种生物之间相互依赖、相互制约，不断进行着物各种生物之间相互依赖、相互制约，不断进行着物质循环（质循环（substance cycle）、能量流动（）、能量流动（energy flow）和信息传递（和信息传递（message transmission），使生物圈充），使生物圈充满了生机与活力。满了生机与活力。二、生态环境二、生态环境(Ecological environment)v生态环境生态环境与人类生存和发展有关的生态系统所与人类生存和发展有关的生态系统所构
9、成的自然环境。构成的自然环境。v生态系统的组成：生态系统的组成：w生产者（生产者（producer）（绿色植物、光合细菌等）（绿色植物、光合细菌等）w消费者（消费者（consumer）（动物，根据食物类型可分为）（动物，根据食物类型可分为多个级别）多个级别）w分解者分解者(decomposer)（微生物）（微生物）w无机界（无机界（the inorganic world）（空气、水、阳光、）（空气、水、阳光、矿物质等）矿物质等）（一）生态系统（一）生态系统（ecosystem）的主要特征）的主要特征稳态系统稳态系统整体性整体性开放性开放性自调性自调性可持续性可持续性（二）生态系统的服务功能（二
10、）生态系统的服务功能v生态系统服务生态系统服务由自然系统的由自然系统的生境生境、物种、生物、物种、生物学状态和生态过程所生产的物质及其所维持的良好学状态和生态过程所生产的物质及其所维持的良好生活环境对人类的服务性能。生活环境对人类的服务性能。v生境（生境（habitat，Biotope 希腊语希腊语 bios=生命生命+topos=地点）指生物的个体、种群或群落生活地域的环地点）指生物的个体、种群或群落生活地域的环境，包括必需的生存条件和其他对生物起作用的生境，包括必需的生存条件和其他对生物起作用的生态因素。态因素。（三）生态系统健康（三）生态系统健康v生态系统健康生态系统健康(ecosyst
11、em health)是指具有活力、结构是指具有活力、结构稳定和自调节能力的生态系统，是生态系统的综合特稳定和自调节能力的生态系统，是生态系统的综合特性。性。v活力指生态系统的功能性，包括维持系统本身复杂特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；性的功能和为人类的服务功能；v结构稳定指具有平衡、完整的生物群落，多样的生物结构稳定指具有平衡、完整的生物群落，多样的生物种群；种群；v生态系统自调节功能主要靠其反馈作用，通过正、负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，在受胁迫时出现维持系统的正反馈相互作用和转化，在受胁迫时出现维持系统的正常
12、结构和功能，保证系统达到一定的稳态。常结构和功能，保证系统达到一定的稳态。v负反馈：反馈信息与控制信息的作用方向相反，因负反馈：反馈信息与控制信息的作用方向相反，因而可以纠正控制信息的效应。而可以纠正控制信息的效应。v负反馈调节的主要意义在于维持机体内环境的稳态，负反馈调节的主要意义在于维持机体内环境的稳态，在负反馈情况时，反馈控制系统平时处于稳定状态。在负反馈情况时，反馈控制系统平时处于稳定状态。v正反馈：反馈信息不是制约控制部分的活动，而是正反馈：反馈信息不是制约控制部分的活动，而是促进与加强控制部分的活动。促进与加强控制部分的活动。v正反馈的意义在于使生理过程不断加强，直至最终正反馈的意
13、义在于使生理过程不断加强，直至最终完成生理功能，在正反馈情况时，反馈控制系统处完成生理功能，在正反馈情况时，反馈控制系统处于再生状态。于再生状态。v自然资源的过度开发、森林植被的破坏、野生动自然资源的过度开发、森林植被的破坏、野生动植物生存环境恶化等，导致生物种群减少及其关植物生存环境恶化等，导致生物种群减少及其关系失调，自然生态环境中生物结构和组成改变等，系失调，自然生态环境中生物结构和组成改变等，即造成生物多样性（即造成生物多样性（biodiversity）锐减。）锐减。v人类生产、生活活动排放的人类生产、生活活动排放的“三废三废”，农药、化，农药、化肥的大量施用等均可污染环境，造成环境破
14、坏，肥的大量施用等均可污染环境，造成环境破坏，影响人类健康影响人类健康。第二节第二节 人与环境的辩证统一关系人与环境的辩证统一关系v“人与天地相参，与日月相应人与天地相参，与日月相应”、天人合一的观点，、天人合一的观点，即人与环境之间的对立统一。即人与环境之间的对立统一。v客观环境的多样性和复杂性：客观环境的多样性和复杂性：（1）多种环境介质，）多种环境介质，（2）生活环境、居住环境，）生活环境、居住环境，（3）受污染的环境，）受污染的环境，（4）气候条件的变化，）气候条件的变化，（5）社会环境因素）社会环境因素一、人与环境在物质上的统一性一、人与环境在物质上的统一性1、人与环境之间的生态平衡
15、、人与环境之间的生态平衡 动态平衡动态平衡2、人与环境在物质上的统一性、人与环境在物质上的统一性地壳和人体血液中化学元素丰度地壳和人体血液中化学元素丰度相关相关地球表层地球表层92种元素种元素人体人体81种种二、人对环境的适应性二、人对环境的适应性v“顺四时而知寒暑、服天气而通神明顺四时而知寒暑、服天气而通神明”v进化论：人类适应自然环境的能力是长期自然选择进化论：人类适应自然环境的能力是长期自然选择的结果。的结果。v气候适应：人在某气候条件下生活和工作一段时间气候适应：人在某气候条件下生活和工作一段时间后，机体对这种气候的适应能力，包括生理行为、后，机体对这种气候的适应能力，包括生理行为、新
16、陈代谢等方面的适应性变化。新陈代谢等方面的适应性变化。v热应激反应热应激反应热应激蛋白热应激蛋白v新生儿褐色脂肪新生儿褐色脂肪v血脑屏障、胎盘屏障、皮肤粘膜的机械屏障血脑屏障、胎盘屏障、皮肤粘膜的机械屏障v高原反应高原反应即急性高原病即急性高原病(acute high altitude disease,AHAD)，是人到达一定海拔高度后，身体为适应因海拔高度而造成的是人到达一定海拔高度后，身体为适应因海拔高度而造成的气压差、含氧量少、空气干燥等的变化，而产生的自然生理气压差、含氧量少、空气干燥等的变化，而产生的自然生理反应，海拔高度一般达到反应，海拔高度一般达到2700米左右时，就会有高原反应
17、。米左右时，就会有高原反应。机体在适应一段时间后可以发生一系列的适应性变化机体在适应一段时间后可以发生一系列的适应性变化,如通如通气量增加气量增加,以便使组织利用氧达到或接近正常水平；加快心以便使组织利用氧达到或接近正常水平；加快心脏速率、加大心脏泵血能力脏速率、加大心脏泵血能力,以使每分钟心脏搏出血量增加，以使每分钟心脏搏出血量增加，改善缺氧状况；增加红细胞和血红蛋白量以增加携氧能力来改善缺氧状况；增加红细胞和血红蛋白量以增加携氧能力来保证肌体的氧气供应等。保证肌体的氧气供应等。三、人与环境的相互作用三、人与环境的相互作用v人类改造和利用环境的主观能动性人类改造和利用环境的主观能动性v1、利
18、用环境中的有利因素（、利用环境中的有利因素（profitable factors)，抵御不利因素（抵御不利因素（harmful factors）v2、人类为了生存发展人类为了生存发展向大自然索取、开发资源、向大自然索取、开发资源、创造财富创造财富过度开发引起环境破坏过度开发引起环境破坏危害人类健危害人类健康。康。v1998年长江流域特大洪灾，是三分天灾，七分人年长江流域特大洪灾，是三分天灾，七分人祸。祸。v长江流域的水旱灾害所以严重，除了气象方面的客长江流域的水旱灾害所以严重，除了气象方面的客观原因外，主要的还是由于流域内生态系统的失调，观原因外，主要的还是由于流域内生态系统的失调，集中表现为
19、：在人口急剧增长的情况下，土地资源集中表现为：在人口急剧增长的情况下，土地资源过度利用和不合理的开发。过度利用和不合理的开发。v在山区，毁坏森林、陡坡开荒；在平原，盲目围湖在山区，毁坏森林、陡坡开荒；在平原，盲目围湖造田，占用行洪洲滩。这些都招致自然界的报复。造田，占用行洪洲滩。这些都招致自然界的报复。在长江流域，山区水土流失对当地的危害，比黄河在长江流域，山区水土流失对当地的危害，比黄河更大。这是因为，长江流域为岩石山区，表土层很更大。这是因为，长江流域为岩石山区，表土层很薄，经过一定时期的冲刷，表土冲光，岩石裸露，薄，经过一定时期的冲刷，表土冲光，岩石裸露，形成形成“石化石化”，使当地人民
20、完全失去生存条件。贵，使当地人民完全失去生存条件。贵州省已有不少州省已有不少“石化石化”山区，令人触目惊心。山区，令人触目惊心。（一）机体与环境之间的相互作用（一）机体与环境之间的相互作用v环境基因组计划简介环境基因组计划简介：v1997年年10月美国国家环境卫生科学研究所月美国国家环境卫生科学研究所（National Institute of Environment Health Sciences，NIEHS）提出环境基因组计划（）提出环境基因组计划（Environmental Genome Project，EGP），拟在美国人口中寻找环），拟在美国人口中寻找环境相关疾病的遗传基因的多态性（
21、境相关疾病的遗传基因的多态性（gene polymorphisms）。收集、分析和确定）。收集、分析和确定200多个环境多个环境疾病易感基因。疾病易感基因。vEGP的主要目标：的主要目标：v推进有重要功能意义的环境应答基因的多态性研究，推进有重要功能意义的环境应答基因的多态性研究，确定它们引起环境暴露致病危险性的差异；确定它们引起环境暴露致病危险性的差异；v推进基因推进基因-环境相互作用对疾病发生影响的流行病学环境相互作用对疾病发生影响的流行病学研究研究。拟研究的环境相关疾病和缺陷有拟研究的环境相关疾病和缺陷有7类：类：1、癌症：肺癌、膀胱癌、乳腺癌及前列腺癌、癌症：肺癌、膀胱癌、乳腺癌及前列
22、腺癌2、呼吸系统疾病：哮喘、纤维囊性肿、呼吸系统疾病：哮喘、纤维囊性肿3、退行性神经系统疾病：早老性痴呆、帕金森综合、退行性神经系统疾病：早老性痴呆、帕金森综合征、肌萎缩内侧硬化症征、肌萎缩内侧硬化症4、发育紊乱：智力低下、注意力缺陷、发育紊乱：智力低下、注意力缺陷-多动症多动症5、先天缺陷：口面裂、先天缺陷：口面裂6、生殖功能缺陷：不育、子宫肌瘤、子宫内膜异位、生殖功能缺陷：不育、子宫肌瘤、子宫内膜异位、青春期早熟青春期早熟7、自身免疫疾病：全身性红斑狼疮、多发性硬化症、自身免疫疾病：全身性红斑狼疮、多发性硬化症提出的需鉴定的十类基因提出的需鉴定的十类基因：DNA修复基因修复基因外源化合物代
23、谢及解毒基因外源化合物代谢及解毒基因激素代谢基因激素代谢基因信号转导基因信号转导基因受体基因受体基因免疫和炎症反应调节基因免疫和炎症反应调节基因参与氧化过程的基因参与氧化过程的基因营养因素调节基因营养因素调节基因细胞周期基因细胞周期基因细胞死亡控制基因细胞死亡控制基因v我国开展环境基因组研究的研究意义我国开展环境基因组研究的研究意义v研究基因与环境暴露在中国有很大的前途。虽然在人类基因研究基因与环境暴露在中国有很大的前途。虽然在人类基因组计划实施过程中越来越多的基因被发现，但引起人类复杂组计划实施过程中越来越多的基因被发现，但引起人类复杂疾病的相互作用基因和环境因素还有待进一步研究。疾病的相互
24、作用基因和环境因素还有待进一步研究。v中国有众多人口，具有研究复杂疾病的很多优点。如中国有众多人口，具有研究复杂疾病的很多优点。如13亿的亿的人口资源，包含有大量罕见或常见疾病的个体；在很多地区人口资源，包含有大量罕见或常见疾病的个体；在很多地区保留下来的相对异质性人群；分层相差较远；城市保留下来的相对异质性人群；分层相差较远；城市/乡村和乡村和地理上环境因素和疾病发生的情况相差很大；家系成员趋于地理上环境因素和疾病发生的情况相差很大；家系成员趋于聚集性；流行病学调查较西方国家的费用低得多。聚集性；流行病学调查较西方国家的费用低得多。v因此，有选择地研究环境对特种人群的影响，对于提高公众因此，
25、有选择地研究环境对特种人群的影响，对于提高公众的健康，具有非常现实的社会效益。的健康，具有非常现实的社会效益。（二）机体与环境相互作用的分子生物学基础（二）机体与环境相互作用的分子生物学基础v基因多态性基因多态性(gene polymorphism)v多态性（多态性（polymorphism）是指在一个生物群体中，）是指在一个生物群体中，同时和经常存在两种或多种不连续的变异型或基因同时和经常存在两种或多种不连续的变异型或基因型（型（genotype）或等位基因（）或等位基因（allele），亦称遗传多），亦称遗传多态性（态性（genetic polymorphism）或基因多态性。）或基因多态
26、性。v从本质上来讲，多态性的产生在于基因水平上的变从本质上来讲，多态性的产生在于基因水平上的变异，一般发生在基因序列中不编码蛋白的区域和没异，一般发生在基因序列中不编码蛋白的区域和没有重要调节功能的区域。对于一个体而言，基因多有重要调节功能的区域。对于一个体而言，基因多态性碱基顺序终生不变，并按孟德尔规律世代相传。态性碱基顺序终生不变，并按孟德尔规律世代相传。v在预防医学方面，基因多态性的研究涉及的范围广泛，包括在预防医学方面，基因多态性的研究涉及的范围广泛，包括基因多态性与病因未知的疾病关系的研究，也包括对已知特基因多态性与病因未知的疾病关系的研究，也包括对已知特定环境因素致病易感基因的筛选
27、。定环境因素致病易感基因的筛选。v由于基因多态性有明显的种族差异，因此在基因由于基因多态性有明显的种族差异，因此在基因-环境交互环境交互作用模式上，不同的种族之间有可能不同。所以，开展我国作用模式上，不同的种族之间有可能不同。所以，开展我国人群的基因多态性与环境的作用关系的研究具有重要的意义。人群的基因多态性与环境的作用关系的研究具有重要的意义。v基因多态性的研究在职业病医学中则更具有实际的意义。对基因多态性的研究在职业病医学中则更具有实际的意义。对易感基因和易感性生物标志物的分析，将某些携带敏感基因易感基因和易感性生物标志物的分析，将某些携带敏感基因型的人甄别开来，采取针对性预防措施，提高预
28、防职业性危型的人甄别开来，采取针对性预防措施，提高预防职业性危害工作的效率。对特定的污染物易感人群和耐受人群的基因害工作的效率。对特定的污染物易感人群和耐受人群的基因多态性研究，有助于阐明环境因素的致病机制，也推动遗传多态性研究，有助于阐明环境因素的致病机制，也推动遗传易感性标志物的研究。易感性标志物的研究。我国儿童我国儿童“血铅血铅”现状现状v2011年怀远县百名儿童年怀远县百名儿童“血铅血铅”超标事件：根据超标事件：根据1月月5日和日和6日，安徽省环境监测中心站在博瑞电源有限公司周边日，安徽省环境监测中心站在博瑞电源有限公司周边1公里公里范围内开展的铅污染水平监测，表明该企业对周边土壤已产
29、范围内开展的铅污染水平监测，表明该企业对周边土壤已产生不同程度的污染，可以判定儿童血铅超标是由该企业违法生不同程度的污染，可以判定儿童血铅超标是由该企业违法排污造成的。排污造成的。v由卫生部妇幼司、世卫组织儿童卫生合作中心、首都儿科研由卫生部妇幼司、世卫组织儿童卫生合作中心、首都儿科研究所共同完成的究所共同完成的“儿童铅中毒调查儿童铅中毒调查”显示：北京显示：北京06岁组儿岁组儿童中，有近童中，有近7%的人血液中铅含量超标的人血液中铅含量超标。实际上，在我国，。实际上，在我国，儿童血铅含量偏高已是普遍存在的现象。来自中国疾病预防儿童血铅含量偏高已是普遍存在的现象。来自中国疾病预防控制中心的数据
30、显示：控制中心的数据显示：1990年，我国有年，我国有57.5%的的27岁儿童岁儿童铅摄入量超标，铅摄入量超标，2000年数字上升到年数字上升到62.1%，目前仍有，目前仍有1/3的儿的儿童通过饮食摄入超量的铅。童通过饮食摄入超量的铅。v相关研究指出，人体中的铅主要是由环境铅通过各种途径进相关研究指出，人体中的铅主要是由环境铅通过各种途径进入体内的，而工业废水、废气以及汽车排放的尾气，都是造入体内的，而工业废水、废气以及汽车排放的尾气，都是造成环境铅污染的主要原因。成环境铅污染的主要原因。v生活环境中的铅是儿童接触铅的主要途径，资料显示，居住生活环境中的铅是儿童接触铅的主要途径，资料显示，居住
31、在主要公路平行线在主要公路平行线60米以内的儿童血铅明显偏高；高浓度的米以内的儿童血铅明显偏高；高浓度的铅尘大多距地面一米以下，铅尘大多距地面一米以下，1米的高度恰好与儿童呼吸带高米的高度恰好与儿童呼吸带高度一致，因此，儿童通过呼吸吸入体内的铅远远超过成人。度一致，因此，儿童通过呼吸吸入体内的铅远远超过成人。v专家们指出，多年来血铅检查往往不被重视，而铅污染却越专家们指出，多年来血铅检查往往不被重视，而铅污染却越来越严重，特别是近年经济迅猛发展，交通繁忙，家居装修来越严重，特别是近年经济迅猛发展，交通繁忙，家居装修普遍，儿童玩具日渐丰富，来自汽油和油漆中的铅也构成对普遍，儿童玩具日渐丰富，来自
32、汽油和油漆中的铅也构成对环境的污染。环境的污染。v随着工业化的深入以及产业结构的调整，越来越多的企业将随着工业化的深入以及产业结构的调整，越来越多的企业将工厂从沿海地区转移至内地的中西部地区。在产业转移的过工厂从沿海地区转移至内地的中西部地区。在产业转移的过程中，对于环境污染的监管不力，导致各地血铅事件频发。程中，对于环境污染的监管不力，导致各地血铅事件频发。四、环境因素对健康影响的双重性四、环境因素对健康影响的双重性v紫外线：杀菌、抗佝偻病紫外线：杀菌、抗佝偻病红斑作用、致癌效应红斑作用、致癌效应v气温：人类生存必不可少气温：人类生存必不可少酷暑、严寒致人死亡酷暑、严寒致人死亡v光照：生产生
33、活必需光照：生产生活必需闪光盲、眼睛不良反应闪光盲、眼睛不良反应hormesis（兴奋效应）（兴奋效应）v某些物质在低剂量时对生物系统具有刺某些物质在低剂量时对生物系统具有刺激作用，而在高剂量时具有抑制作用。激作用，而在高剂量时具有抑制作用。v闪光盲：核爆炸的强光刺激眼睛后，使视网膜上感闪光盲：核爆炸的强光刺激眼睛后，使视网膜上感光的化学物质光的化学物质视紫质被视紫质被“漂白分解漂白分解”，从而造，从而造成暂时的视力障碍，成为闪光盲。人员发生闪光盲成暂时的视力障碍，成为闪光盲。人员发生闪光盲后，立即出现视力下降，眼发黑，后，立即出现视力下降，眼发黑，“金星飞舞金星飞舞”，色觉异常，胀痛等，严重
34、者出现头痛、头晕、恶心、色觉异常，胀痛等，严重者出现头痛、头晕、恶心、呕吐等植物神经功能紊乱症状，但症状持续时间短，呕吐等植物神经功能紊乱症状，但症状持续时间短，不经治疗，在爆后几秒到不经治疗，在爆后几秒到34小时即可自行恢复，小时即可自行恢复，不留任何后遗症。不留任何后遗症。第三节第三节 环境改变与机体反应的基本特征环境改变与机体反应的基本特征环境因素的改变环境因素的改变作用的对象人群及其反应作用的对象人群及其反应一、环境介质与环境因素暴露一、环境介质与环境因素暴露环境化学物质环境化学物质环境自净环境自净有害性增加有害性增加转归转归（一）环境物质在环境介质中的迁移（一）环境物质在环境介质中的
35、迁移1、单一介质内的迁移、单一介质内的迁移高浓度高浓度低浓度低浓度空气、水、土壤空气、水、土壤扩散、对流扩散、对流剧毒物污染莱茵河事件剧毒物污染莱茵河事件v1986年年11月月1日发生在瑞士巴塞尔市，该市桑多兹化日发生在瑞士巴塞尔市，该市桑多兹化工厂仓库失火，近工厂仓库失火，近30吨剧毒的硫化物、磷化物与含吨剧毒的硫化物、磷化物与含有水银的化工产品随灭火剂和水流入莱茵河。有水银的化工产品随灭火剂和水流入莱茵河。v顺流而下顺流而下的的150公里内，公里内，60多万条鱼被毒死，多万条鱼被毒死，500公公里以内河岸两侧的井水不能饮用，靠近河边的自来里以内河岸两侧的井水不能饮用，靠近河边的自来水厂关闭
36、，啤酒厂停产。有毒物沉积在河底，将使水厂关闭，啤酒厂停产。有毒物沉积在河底，将使莱茵河因此而莱茵河因此而“死亡死亡”20年。年。2、不同介质间的迁移、不同介质间的迁移化学物质化学物质生物体生物体空气空气水体水体土壤土壤3、生物性迁移、生物性迁移v生物性迁移指污染物通过生物体的吸附、吸收、代生物性迁移指污染物通过生物体的吸附、吸收、代谢、死亡等过程而发生的迁移。谢、死亡等过程而发生的迁移。v这是污染物在环境中迁移的最复杂而又最具体最具这是污染物在环境中迁移的最复杂而又最具体最具有意义的迁移方式。有意义的迁移方式。食物链食物链（food chain）v在生态系统中不同营养级的生物逐级被吞食以满足生
37、存需要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。而建立起来的链锁关系，称食物链。v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。环和流动。v食物链对环境中的物质转移和累积起重要作用。食物链对环境中的物质转移和累积起重要作用。生物放大作用（生物放大作用（biomagnification）v环境中的重金属（环境中的重金属（heavy metal）元素和难降解）元素和难降解（degradation）的有机物，可通过食物链而转移）的有机物，可通过食物链而转移到高位营养级生物的体内，而使其浓度逐
38、级在生物到高位营养级生物的体内，而使其浓度逐级在生物体内放大，即生物放大作用。体内放大，即生物放大作用。生物富集作用（生物富集作用（bioenrichment）v生物从环境中摄入浓度极低的重金属元素或难降解生物从环境中摄入浓度极低的重金属元素或难降解的化合物，在体内逐渐累积起来，使生物体内该元的化合物，在体内逐渐累积起来，使生物体内该元素或化合物的浓度大大超过环境中的浓度，这种现素或化合物的浓度大大超过环境中的浓度，这种现象称为生物富集作用。象称为生物富集作用。v例如，海水例如，海水DDT浓度浓度0.00005 ppm浮游生物浮游生物0.04 ppm（约（约1000倍）倍）鱼鱼2.07 ppm
39、（约（约4万倍）万倍）海鸟海鸟75.5 ppm（约（约100万倍）万倍）v世界上已确认的公害病（世界上已确认的公害病（public nuisance disease）如如水俣病（水俣病（Minamata disease）、痛痛病（）、痛痛病（Itai-Itai disease）都与食物链的生物放大作用有关。都与食物链的生物放大作用有关。（二）环境化学物在环境介质中的转化（二）环境化学物在环境介质中的转化1、化学转化、化学转化v洛杉矶光化学烟雾事件洛杉矶光化学烟雾事件 v1946年年5-12月，美国西海岸的洛杉矶市。该市月，美国西海岸的洛杉矶市。该市250万辆汽车万辆汽车每天燃烧掉每天燃烧掉11
40、00吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在吨汽油。汽油燃烧后产生的碳氢化合物等在太阳紫外光线照射下引起化学反应，形成浅蓝色烟雾，使该太阳紫外光线照射下引起化学反应，形成浅蓝色烟雾，使该市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光化市大多市民患了眼红、头疼病。后来人们称这种污染为光化学烟雾。学烟雾。v1955年和年和1970年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件，前者有年洛杉矶又两度发生光化学烟雾事件，前者有400多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，后者使全市四分之三多人因五官中毒、呼吸衰竭而死，后者使全市四分之三的人患病的人患病。2、生物转化、生物转化v水俣病事件水俣病事件 v1953年发生在日本熊
41、本县水俣镇年发生在日本熊本县水俣镇,一家氮肥公司排放的废水一家氮肥公司排放的废水中含有中含有汞汞，这些废水排入海湾后经过某些生物的转化，形成，这些废水排入海湾后经过某些生物的转化，形成甲基汞甲基汞。这些汞在海水、底泥和鱼类中富集，又经过食物链。这些汞在海水、底泥和鱼类中富集，又经过食物链使人中毒。使人中毒。v当时，最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛，纷当时，最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛，纷纷跳海自杀纷跳海自杀(也就猫跳海事件也就猫跳海事件)。没有几年，水俣地区连猫的。没有几年，水俣地区连猫的踪影都不见了。踪影都不见了。v1956年，出现了与猫的症状相似的病人。因为开始病因
42、不清，年，出现了与猫的症状相似的病人。因为开始病因不清，所以用当地地名命名。所以用当地地名命名。1991年，日本环境厅公布的中毒病人年，日本环境厅公布的中毒病人仍有仍有2248人，其中人，其中1004人死亡。人死亡。（三）环境介质中的迁移和转化对（三）环境介质中的迁移和转化对环境因素暴露的影响环境因素暴露的影响1、扩大暴露范围、扩大暴露范围v切尔诺贝利核泄漏事件切尔诺贝利核泄漏事件 v印度博帕尔事件印度博帕尔事件 v1984年年12月月3日，美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药日，美国联合碳化公司在印度博帕尔市的农药厂因管理混乱，操作不当，致使地下储罐内剧毒的甲基异氰厂因管理混乱，操作不当，致
43、使地下储罐内剧毒的甲基异氰酸脂因压力升高而爆炸外泄。酸脂因压力升高而爆炸外泄。45吨毒气形成一股浓密的烟雾，吨毒气形成一股浓密的烟雾，以每小时以每小时5000米的速度袭击了博帕尔市区。死亡近两万人，米的速度袭击了博帕尔市区。死亡近两万人，受害受害20多万人，多万人，5万人失明，孕妇流产或产下死婴，数千头万人失明，孕妇流产或产下死婴，数千头牲畜被毒死。牲畜被毒死。2、增加暴露途径、增加暴露途径空气空气土壤土壤水水生物体生物体有害物质有害物质痛痛病痛痛病(Ita ita disease)1955-1972年年日本富山县神通日本富山县神通川下游：镉污染稻谷，引起的川下游：镉污染稻谷，引起的“痛痛病痛
44、痛病”大腿、腰和关节痛，随后发展大腿、腰和关节痛，随后发展为全身，造成病理骨折、骨骼为全身，造成病理骨折、骨骼变形，从而导致呼吸和进食困变形，从而导致呼吸和进食困难。难。多见于多见于40岁以上的妇女岁以上的妇女3、改变污染物性质和毒性、改变污染物性质和毒性SO2 SO3 酸雨酸雨硫化砷（硫化砷（As2S2、As2S3）有机砷有机砷v北美死湖事件北美死湖事件 v美国东北部和加拿大东南部是西半球工业最发达的美国东北部和加拿大东南部是西半球工业最发达的地区，每年向大气中排放二氧化硫地区，每年向大气中排放二氧化硫2500多万吨。其多万吨。其中约有中约有380万吨由美国飘到加拿大，万吨由美国飘到加拿大，
45、100多万吨由加多万吨由加拿大飘到美国。拿大飘到美国。v上世纪上世纪七十年代开始，这些地区出现了大面积酸雨七十年代开始，这些地区出现了大面积酸雨区，酸雨比藩茄汁还要酸，多个湖泊池塘漂浮死鱼，区，酸雨比藩茄汁还要酸，多个湖泊池塘漂浮死鱼，湖滨树木枯萎。湖滨树木枯萎。4、影响暴露剂量、影响暴露剂量环境化学物质环境化学物质环境介质环境介质生物迁移生物迁移稀释过程稀释过程生物放大作用生物放大作用二、暴露特征与反应二、暴露特征与反应（一）暴露途径（一）暴露途径一种或多种污染来源一种或多种污染来源有害化合物有害化合物危害效应危害效应环境介质环境介质1、影响总暴露量、影响总暴露量暴露途径越多暴露途径越多 总
46、暴露量越大总暴露量越大 效应越明显效应越明显2、影响吸收率、影响吸收率v吸收率因暴露途径不同而不同：吸收率高、吸收量吸收率因暴露途径不同而不同：吸收率高、吸收量大，效应就强、危害就大；反之，亦然。大，效应就强、危害就大；反之，亦然。3、改变作用靶、改变作用靶v进入体内途径不同，最先接触的器官、组织不同，进入体内途径不同，最先接触的器官、组织不同，作用机制不同。作用机制不同。汞蒸气汞蒸气v蒸气由呼吸道吸收，金属汞由消化道吸收量其微（约为摄食量的万蒸气由呼吸道吸收，金属汞由消化道吸收量其微（约为摄食量的万分之一），但氯化汞（分之一），但氯化汞（HgCl2）则吸收迅速。汞盐也可由皮肤、粘膜）则吸收迅
47、速。汞盐也可由皮肤、粘膜吸收。金属汞和一价汞化合物进入血液后，在血内可氧化为二价汞吸收。金属汞和一价汞化合物进入血液后，在血内可氧化为二价汞离子，后者与血浆蛋白、血红蛋白结合，形成蛋白结合型汞。离子，后者与血浆蛋白、血红蛋白结合，形成蛋白结合型汞。v汞蒸气吸入后，可透过血脑屏障进入脑内。汞主要由尿和粪中排出，汞蒸气吸入后，可透过血脑屏障进入脑内。汞主要由尿和粪中排出，唾液、乳汁、汗液亦有少量排泄，肺部呼出甚微。唾液、乳汁、汗液亦有少量排泄，肺部呼出甚微。v汞是许多酶的非特异性抑制剂。汞离子对巯基（汞是许多酶的非特异性抑制剂。汞离子对巯基（-SH）、二巯基（）、二巯基（-S-S）具有高度亲和力，
48、使体内具有重要生物活性的与巯基有关的酶，）具有高度亲和力，使体内具有重要生物活性的与巯基有关的酶，如细胞色素氧化酶、丙酮酸激酶、琥珀酸脱氢酶等失去活性；汞还如细胞色素氧化酶、丙酮酸激酶、琥珀酸脱氢酶等失去活性；汞还与氨基、羧基、磷酰基结合而影响功能基因的活性。由于这些酶和与氨基、羧基、磷酰基结合而影响功能基因的活性。由于这些酶和功能基因的活性受影响，阻碍了细胞生物活性和正常代谢，最终导功能基因的活性受影响，阻碍了细胞生物活性和正常代谢，最终导致细胞变性和坏死，从而引起中枢和植物神经系统功能紊乱和肾、致细胞变性和坏死，从而引起中枢和植物神经系统功能紊乱和肾、消化道等脏器损害。消化道等脏器损害。v
49、汞还可引起免疫功能紊乱，产生自身抗体，发生肾病综合征或肾小汞还可引起免疫功能紊乱，产生自身抗体，发生肾病综合征或肾小球肾炎。升汞致死量为球肾炎。升汞致死量为0.30.5g，氧化汞为，氧化汞为11.5g，甘汞为，甘汞为23g。v水银温度计破的话，首先要打开窗户通风；然后带水银温度计破的话，首先要打开窗户通风；然后带上手套，用小铲子把水银收集起来深埋，或在上面上手套，用小铲子把水银收集起来深埋，或在上面撒些硫磺粉末，硫和汞反应能生成不易溶于水的硫撒些硫磺粉末，硫和汞反应能生成不易溶于水的硫化汞，危害会大大降低。化汞，危害会大大降低。v由于水银在常温下即可蒸发成气态，很容易被吸入由于水银在常温下即可
50、蒸发成气态，很容易被吸入呼吸道，引起中毒，所以，处理散落在地的水银时呼吸道，引起中毒，所以，处理散落在地的水银时最好带上口罩。最好带上口罩。（二）剂量（二）剂量-反应关系反应关系v剂量剂量-效应（效应（dose-effect）关系）关系 随着环境有害因素剂随着环境有害因素剂量的增加，它在机体内所产生的有害的生物学效应量的增加，它在机体内所产生的有害的生物学效应增强，这称为剂量增强，这称为剂量-效应关系。它表示进入机体的剂效应关系。它表示进入机体的剂量与某个机体所呈现出的生物效应强度间的关系。量与某个机体所呈现出的生物效应强度间的关系。v剂量剂量-反应（反应（dose-response）关系）关
