环境医学概论

环境环境自然环境自然环境物理环境因素物理环境因素化学环境因素化学环境因素生物环境因素生物环境因素社会环境社会环境教育环境因素教育环境因素社会学环境因素社会学环境因素医疗环境因素医疗环境因素经济环境因素经济环境因素文化环境因素文化环境因素 按照环境是否受按照环境是否受人类活动人类活动的影响，还将环境分为原生环的影响，还将环境分为原生环境和次生环境。境和次生环境。（三）原生环境与次生环境（三）原生环境与次生环境有利健康因素有利健康因素不利健康因素不利健康因素促进健康促进健康地地 方方 病病 破坏生态平衡破坏生态平衡:次生环境质量恶化次生环境质量恶化 保持生态平衡保持生态平衡:次生环境优于原生环境次生环境优于原生环境促进健康促进健康引起疾病引起疾病表表1 1 原生环境与次生环境的比较原生环境与次生环境的比较原生环境原生环境次生环境次生环境定义定义天然形成的基本未受天然形成的基本未受人为活动影响的环境人为活动影响的环境受到人为活动影响的环受到人为活动影响的环境境与健康与健康的关系的关系存在对健康有利的许存在对健康有利的许多因素，如清洁的水、多因素，如清洁的水、空气、土壤和微小气空气、土壤和微小气候，但也会给健康带候，但也会给健康带来不良影响，如引起来不良影响，如引起生物化学性疾病，即生物化学性疾病，即地方病地方病等。等。改造后的环境更加适合改造后的环境更加适合于人类生存，如房屋、于人类生存，如房屋、风景区、疗养院等；但风景区、疗养院等；但人为活动以及对环境改人为活动以及对环境改造严重破坏了生态平衡，造严重破坏了生态平衡，带来许多环境污染问题，带来许多环境污染问题，严重可引起严重可引起公害病公害病。生物地球化学性疾病生物地球化学性疾病(biogeochemical disease)(biogeochemical disease)由于由于原生环境中水原生环境中水、土壤里某些元素含量异常土壤里某些元素含量异常,对当地居民身体健康产生不良的影响对当地居民身体健康产生不良的影响,出现的具有出现的具有明显的明显的地区性地区性特点的疾病特点的疾病。环境问题环境问题:1.:1.原生环境问题原生环境问题 2.2.次生环境问题次生环境问题 3.3.社会环境问题社会环境问题联系：联系：发病的区域性发病的区域性发病的人群性发病的人群性存在剂量反应关系存在剂量反应关系区别：区别：致病原因致病原因社会环境问题社会环境问题 人口无止境的增长，给地人口无止境的增长，给地球球“运载能力运载能力”提出挑战。提出挑战。贫富差距，加剧了对人类贫富差距，加剧了对人类生存环境的破坏。生存环境的破坏。环境污染是造成生态破坏环境污染是造成生态破坏的主要原因。的主要原因。二、生态系统与生态平衡二、生态系统与生态平衡生态系统生态系统生物群体生物群体生产者：生产者：绿色植物、能进行光绿色植物、能进行光合作用的细菌合作用的细菌消费者消费者一级消费者：草食动物一级消费者：草食动物二级消费者：肉食动物二级消费者：肉食动物三级消费者：肉食动物三级消费者：肉食动物四级消费者：杂食动物四级消费者：杂食动物分解者：分解者：具有分解能力的微生物具有分解能力的微生物和低等原生动物和低等原生动物非生物环境：空气、水、日光、无非生物环境：空气、水、日光、无 机盐类、氨基酸等机盐类、氨基酸等生产者生产者一级消费者一级消费者二级消费者二级消费者分解者分解者无机界无机界(空气空气,土壤土壤,水水,太阳太阳辐射等辐射等)草食动物草食动物绿色植物绿色植物生物群落生物群落微生物微生物肉食动物肉食动物生态系统特点：生态系统特点：大小不等大小不等任何一个生物群落与其环境都可以组成一个生任何一个生物群落与其环境都可以组成一个生态系统态系统 。例如池塘、森林、湖泊、城市、矿区。例如池塘、森林、湖泊、城市、矿区都是性质不同的生态系统，地球上最大的生态都是性质不同的生态系统，地球上最大的生态系统即生物圈。系统即生物圈。组成复杂组成复杂任何生态系统都有生产者、消费者、分解者和任何生态系统都有生产者、消费者、分解者和无机界组成。无机界组成。可进行良性循环可进行良性循环 植物、动物及它们的废物都可以作为别的生物植物、动物及它们的废物都可以作为别的生物的食物被利用。生态系统作为一个整体没有纯的食物被利用。生态系统作为一个整体没有纯粹的废物。粹的废物。（二）生态平衡（二）生态平衡（Ecological balance)*在一定时间内，生态系统中的各个环在一定时间内，生态系统中的各个环节质和量保持一种动态平衡关系，称为生节质和量保持一种动态平衡关系，称为生态平衡。态平衡。（二）（二）食物链食物链定义：生态系统中一种生物以另一种生物作定义：生态系统中一种生物以另一种生物作为食物，后者再被第三种生物作为食物，彼为食物，后者再被第三种生物作为食物，彼此以食物联接起来的锁链关系称为食物链此以食物联接起来的锁链关系称为食物链（food chainfood chain）食物网：多条食物链相互交叉相连，形成复食物网：多条食物链相互交叉相连，形成复杂的网络状食物关系即食物网杂的网络状食物关系即食物网(food web)(food web)水水水生浮游生物水生浮游生物鱼贝类鱼贝类鸟禽类鸟禽类畜类畜类昆虫昆虫植物植物土壤土壤空气空气人人生物富集作用生物富集作用(bioconcentration(bioconcentration)：环境中某些污染物含量：环境中某些污染物含量在生物体之间沿着食物链逐级增高，使生物体在生物体之间沿着食物链逐级增高，使生物体内浓度超过环境中浓度也称为生物放大作用。内浓度超过环境中浓度也称为生物放大作用。表表1-1 DDT1-1 DDT农药在环境中的富集作用农药在环境中的富集作用食物链的意义：食物链的意义：(1)(1)生态系统中生态系统中物质、能量、信息物质、能量、信息传递传递 是通是通过食物链来实现的。过食物链来实现的。(2)(2)食物链缩短了人与环境之间的距离。食物链缩短了人与环境之间的距离。(3)(3)生物之间某些物质传递具有浓度逐级增大生物之间某些物质传递具有浓度逐级增大的现象，即产生的现象，即产生生物富集生物富集现象。可通过食物现象。可通过食物链的转移并逐级增大在生物体中的浓度链的转移并逐级增大在生物体中的浓度.（三）生态系统健康（三）生态系统健康概念概念:是指具有活力、结构稳定和自调节能力是指具有活力、结构稳定和自调节能力的生态系的生态系 统，是生态系统的综合特性。统，是生态系统的综合特性。*活力活力:指生态系统的功能性指生态系统的功能性.*结构稳定性结构稳定性:指具有平衡、完整的生物群落，指具有平衡、完整的生物群落，多样的生物种群多样的生物种群.*自调节功能自调节功能:主要靠其反馈作用，通过正、负主要靠其反馈作用，通过正、负反馈相互作用和转化，保证系统达到一定的稳反馈相互作用和转化，保证系统达到一定的稳态态 .生态系统健康是实现可持续发展的重要前提生态系统健康是实现可持续发展的重要前提.(三三)相互作用相互作用主动依赖、适应环境，人类生存、发展主动依赖、适应环境，人类生存、发展适者生存的定律被破坏适者生存的定律被破坏环境自然条件的改变，形成人类遗传学特征的改变：环境自然条件的改变，形成人类遗传学特征的改变：如北极的人个头矮，四肢发达。如北极的人个头矮，四肢发达。环境基因组学：环境基因组学：环境暴露与疾病的关系环境暴露与疾病的关系 人对环境因素的遗传易感性人对环境因素的遗传易感性 引起疾病的等位基因和环境暴露的关系引起疾病的等位基因和环境暴露的关系空气空气水水土壤土壤食物食物形态形态与与组成组成要素要素化学因素化学因素物理因素物理因素生物因素生物因素社会心理因素社会心理因素环境中能引起传环境中能引起传染病和寄生虫病染病和寄生虫病的生物病原因子的生物病原因子 人类对环境异常变化的反应人类对环境异常变化的反应个体对环境异常改变将经历以下几个反应过程：个体对环境异常改变将经历以下几个反应过程：1.正常调节正常调节2.代偿状态：从预防医学角度认为，处于代偿状代偿状态：从预防医学角度认为，处于代偿状态的机体不能认为是态的机体不能认为是“健康健康”的人，而应看做是的人，而应看做是疾病临床前期。疾病临床前期。3.代偿失调代偿失调4.患病患病5.死亡死亡人体对环境异常变化的人体对环境异常变化的反应反应 剂量剂量死亡死亡患病患病准病态准病态健康健康 正常调节正常调节 代偿代偿 失代偿失代偿死亡死亡患病患病生理反应异常生理反应异常生理代偿性变化生理代偿性变化生理负荷增加生理负荷增加受影响人群的比例受影响人群的比例 对健康有影对健康有影响响对健康有潜在影对健康有潜在影响响（二（二）影响环境对人群健康作用的因素）影响环境对人群健康作用的因素 1、污染物的理化性质（、污染物的理化性质（主要因素）主要因素）接触剂量接触剂量2、作用条件、作用条件 作用时间作用时间 进入途径进入途径3、个体感受性差异：如人体的健康状况、性、个体感受性差异：如人体的健康状况、性别、年龄、生理状态、遗传因素等。别、年龄、生理状态、遗传因素等。4、多因素综合作用：呈现为相加作用、多因素综合作用：呈现为相加作用、增毒、增毒作用或拮抗作用作用或拮抗作用1.1.剂量剂量-效应（效应（dose-effectdose-effect）关系）关系 随着环随着环境有害因素剂量的增加，它在境有害因素剂量的增加，它在机体内机体内所产生所产生的有害的生物学效应增强，这称为剂量的有害的生物学效应增强，这称为剂量-效效应关系。它表示进入机体的剂量与应关系。它表示进入机体的剂量与某个机体某个机体所呈现出的生物效应强度间的关系。所呈现出的生物效应强度间的关系。2.2.剂量剂量-反应（反应（dosedoseresponseresponse）关系）关系 是是指随着剂量增加，产生某种特定生物学效应指随着剂量增加，产生某种特定生物学效应的的个体数个体数增加，通常以出现特定生物学效应增加，通常以出现特定生物学效应的个体占总测试个体数的百分数来表示。这的个体占总测试个体数的百分数来表示。这是环境有害因素作用于是环境有害因素作用于人群人群后，机体反应的后，机体反应的一般表示方法。一般表示方法。3.3.剂量效应关系和剂量反应关系剂量效应关系和剂量反应关系环境因素的剂量不同，会产生不同的效环境因素的剂量不同，会产生不同的效应。环境因素的剂量与机体所呈现的生物效应应。环境因素的剂量与机体所呈现的生物效应强度之间的关系称为剂量强度之间的关系称为剂量-效应关系。（正变）效应关系。（正变）环境因素剂量不同在不同人群中某种效环境因素剂量不同在不同人群中某种效应的发生率不同，这种关系称为剂量应的发生率不同，这种关系称为剂量-反应关反应关系。系。剂量剂量-效应（反应）关系可以曲线来表示。不同化效应（反应）关系可以曲线来表示。不同化合物的曲线形状和特征不同合物的曲线形状和特征不同,有三种类型有三种类型.1 1）无阈值化合物：无阈值化合物：指遗传毒性致癌物。从理论指遗传毒性致癌物。从理论上说，一个致癌物分子即可能在一个细胞引发肿上说，一个致癌物分子即可能在一个细胞引发肿瘤，因此认为这类化合物无安全剂量。瘤，因此认为这类化合物无安全剂量。2 2）有阈值化合物：有阈值化合物：在大于其阈值才产生有害效在大于其阈值才产生有害效应，属于阈值化合物。应，属于阈值化合物。3 3）必需元素：必需元素：有两个阈值，低于或高于其阈值有两个阈值，低于或高于其阈值均会产生有害效应。均会产生有害效应。（三）作用时间与蓄积效应（三）作用时间与蓄积效应污染物在体内的蓄积量决定因素：污染物在体内的蓄积量决定因素：摄入量摄入量作用时间作用时间污染物本身的生物半减期污染物本身的生物半减期污染物摄入量大，生物半减期长，持续作污染物摄入量大，生物半减期长，持续作用时间长，污染物在体内的蓄积量大，用时间长，污染物在体内的蓄积量大，对对人体的危害性也大。人体的危害性也大。生物半减期：生物半减期：是指污染物在生物体内浓度是指污染物在生物体内浓度减一半所需的时间，污染物减一半所需的时间，污染物 摄入量相等，摄入量相等，生物半减期长的物质对人体毒作用的危险生物半减期长的物质对人体毒作用的危险性比半减期短的大。性比半减期短的大。(四）人群易感性四）人群易感性 定义定义:对环境有害因素作用的反应更为敏感和强烈的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）人群称为易感人群（敏感人群）影响因素影响因素:第一类第一类影响人群易感性的是遗传因素：性别、种影响人群易感性的是遗传因素：性别、种族、遗传缺陷、环境应答及基因多态性等。族、遗传缺陷、环境应答及基因多态性等。第二类第二类是年龄、健康状况和营养状态等因素。是年龄、健康状况和营养状态等因素。第三类第三类是行为（如吸烟、饮酒、膳食和运动习惯）是行为（如吸烟、饮酒、膳食和运动习惯）等因素。等因素。2.2.敏感人群敏感人群：易受环境损伤的人群称为敏感：易受环境损伤的人群称为敏感人群。人群。（五）微量元素的健康效应（五）微量元素的健康效应 1.1.宏量元素：碳、氢、氧、氮、硫、钾、钠、磷、宏量元素：碳、氢、氧、氮、硫、钾、钠、磷、钙、镁、氯等钙、镁、氯等1111种元素，占人体内化学元素总量种元素，占人体内化学元素总量99.9599.95。2.2.微量元素：在人体内正常含量小于人体体重微量元素：在人体内正常含量小于人体体重0.01 0.01，包括锌、铁、铜、氟、碘、等。，包括锌、铁、铜、氟、碘、等。微量元素分布：水环境、岩石土壤、大气、植物中。微量元素分布：水环境、岩石土壤、大气、植物中。地下水中：常量和微量元素相对稳定，但不同地区差异很大。地下水中：常量和微量元素相对稳定，但不同地区差异很大。地面水中：微量元素含量不稳定地面水中：微量元素含量不稳定 岩石中：类型不同，其化学组成不同。岩石中：类型不同，其化学组成不同。土壤中：不同类型的土壤差异很大土壤中：不同类型的土壤差异很大 大气中：相对恒定，但受大气污染影响。大气中：相对恒定，但受大气污染影响。植物中：主要来源于岩石、土壤、水环境、大气和人为污染植物中：主要来源于岩石、土壤、水环境、大气和人为污染 植物中微量元素具有富集作用，含量高。植物中微量元素具有富集作用，含量高。1.1.微量元素的生物学效应微量元素的生物学效应 微量元素分为微量元素分为:必需微量元素必需微量元素 非必需微量元素非必需微量元素 必需微量元素必需微量元素（essential traceelementessential traceelement）1414种种 (如锌、铁、铜、钼、铬、锰、钴、镍、锡、如锌、铁、铜、钼、铬、锰、钴、镍、锡、钒、碘、硒、氟和硅钒、碘、硒、氟和硅)作用：作用：维持正常生理、生化功能维持正常生理、生化功能 维持正常生长发育和生殖繁衍维持正常生长发育和生殖繁衍 非必需微量元素非必需微量元素:无生物学作用？无生物学作用？惰性非必需微量元素常见的有铝、枷、错等惰性非必需微量元素常见的有铝、枷、错等,毒性非必需微量元素主要指被、镐、汞、铅、砷、佗等。毒性非必需微量元素主要指被、镐、汞、铅、砷、佗等。如：帕金森氏如：帕金森氏痴呆痴呆症、症、AlzhelmerAlzhelmer氏病、肌侧索氏病、肌侧索硬化硬化症症等患病率高与体内铝蓄积增高有关。等患病率高与体内铝蓄积增高有关。生物学效应生物学效应参与激素及其辅助因子的合成，与内分泌活动密参与激素及其辅助因子的合成，与内分泌活动密切相关；切相关；维持正常的生殖功能；维持正常的生殖功能；量元素对生长发育、机体免疫功能、感官机能；量元素对生长发育、机体免疫功能、感官机能；参与酶的构成和酶的激活，参与酶的构成和酶的激活，50507070酶酶构构成特异活化中心；成特异活化中心；参与某些蛋白质的合成，发挥特殊功能。参与某些蛋白质的合成，发挥特殊功能。必需微量元素必需微量元素不能不能通过机体通过机体自身合成自身合成，必，必须从外界摄取。它们的需要量很小，但对须从外界摄取。它们的需要量很小，但对生命活动过程的作用极大。生命活动过程的作用极大。必需微量元素具有两重性，在制定卫生标必需微量元素具有两重性，在制定卫生标准时，应考虑准时，应考虑“适宜浓度适宜浓度”范围即不得低范围即不得低于的下限值和不超过的上限值于的下限值和不超过的上限值.3.3.地球化学因素与疾病地球化学因素与疾病 由于地壳表面化学元素分布不均匀、地由于地壳表面化学元素分布不均匀、地形特征和气候差别等因素形特征和气候差别等因素,可影响环境介质中可影响环境介质中化学元素的含量，从而影响人体化学元素的化学元素的含量，从而影响人体化学元素的摄入量。摄入量。生物地球化学性疾生物地球化学性疾(biogeochemical disease)(biogeochemical disease)由于地质原因使得生活在该地区的人群对某由于地质原因使得生活在该地区的人群对某种化学元素摄入量过高或过低而引发的疾病种化学元素摄入量过高或过低而引发的疾病.如碘缺乏病、地方性氟病等如碘缺乏病、地方性氟病等 四、环境医学的基本研究方法四、环境医学的基本研究方法 环境流行病学：某个或某环境流行病学：某个或某几个环境因素对人群健康（疾病几个环境因素对人群健康（疾病分布规律、疾病前状态）的影响。分布规律、疾病前状态）的影响。环境流行病学的目的：消除环境流行病学的目的：消除污染、改善环境、保护人群健康。污染、改善环境、保护人群健康。