第二章(1)人类的环境

第二章环境与健康Environmentandhealth教学目标：1.掌握概念:环境、生态系统、生态平衡、食物链、生物富集2.熟悉:环境污染对健康的危害；环境污染的特点环境与健康关系的研究方法以及健康危险度评价的基本内容和方法第一节人类的环境Human’slivingenvironment环境是人类赖以生存的空间，保护环境就是保护自己。环境概念环境（environment）是人类赖以生存的空间及其所包含的各种因素，他为人类提供空气、食物、水，还提供了人类在智力、道德、社会和精神等方面获得发展的基础和机会。WHO公共卫生专家委员会认为：环境“是指在特定时刻由物理、化学、生物及社会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或远期作用”。环境自然环境社会环境（大气圈、岩石圈、水圈、生物圈）经济、文化、人际、社会心理原生环境primaryenvironment次生环境secondaryenvironment一、环境的组成人类是生物圈内对环境影响最大的生物，20世纪60年代以来，先后启动了大型的国际研究计划，如：世界科协提出的《国际生物学计划》联合国教科文组织发起的《人与生物圈计划》国际科学联合会筹划的《国际地圈-生物圈计划》加深人类对其环境的认识，推动着环境、生态等相关学科的发展，变革着人类的生活观念和人类的发展战略。原生环境：天然形成的,未受或少受人为因素影响的环境有利健康因素不利健康因素促进健康地方病“正常”空气,水,土壤,阳光,微小气候,风光“不正常”水、土壤：元素含量异常次生环境：人类活动下形成的环境，环境污染是主要问题破坏生态平衡:次生环境质量恶化保持生态平衡:次生环境优于原生环境促进健康引起疾病(一)生物因素Biologicalfactor微生物寄生虫支原体原虫环境中能引起传染病和寄生虫病的生物病原因子旧传染病与新传染病共存霍乱、伤寒、鼠疫、炭疽HIV、疯牛病、非典、禽流感、人-猪链球菌感染人为原因(环境污染)自然原因:洪水、地震、风景、火山爆发燃料燃烧工业废水污染或灌溉农田(汞;镉;砷)空气水土壤食物化学组成变化（二）化学因素Chemicalfactor硫氧化物SOx氮氧化物NOx一氧化碳CO烟尘挥发性烃类CHx重金属化合物Pb，Mn苯并芘B(a)P气象因素(微小气候)放射元素——电离辐射生活、生产环境阳光电磁辐射人为原因自然原因：异常气象物理因素变化放射物质使用微光、激光应用机器、交通噪声、振动(三)物理因素Physicalfactor(四)社会心理因素Socialpsychologicalfactor政治制度经济水平文化程度生活方式卫生服务心理人类健康二、生态系统与生态平衡Ecosystemandecologicalbalance种群:一个物种在一定空间范围内的所有个体的总和生物群落:所有不同种的生物的总和为生物群落生态系统：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要素：生产者；消费者；分解者；非生物环境功能：物质循环；能量流动；信息传递(一)生态系统Ecosystem生态环境（ecologicalenvironment）是与人类生存和发展有关的生态系统所构成的自然环境。生物圈内的生物不仅种类多，数量庞大，具有生物多样性的特征。生活环境(livingenvironment)是与人类生活关系密切的各种自然的和人工的环境条件，如居住、工作、娱乐和社会活动环境。生物圈：生物生存的地球表层。范围：11km深地壳、海洋及15km以内的地表大气层生态系统是指生物群落（包括微生物、动物、植物及人类等）与非生物环境（空气、水、无机盐类、氨基酸等）所组成的自然系统。在生物群落中，又分为生产者（绿色植物、化能合成菌等）消费者（草食、肉食、大型肉食动物）、分解者（细菌、真菌及放线菌等微生物）三个部分。2019/9/1421土壤生态系统非生物环境大气水生物群落动物植物微生物物质能量信息物种流动循环人二级消费者分解者无机界（空气、水、土壤、太阳辐射等）生产者一级消费者生态系统四要素及其关系无机物光能有机物化学能有机物矿物质无机物食物链与食物网生态系统中各种生物之间由于食物关系形成的一种联系初级消费者初级消费者生产者生产者分解者初级消费者次级消费者次级消费者三级消费者2019/9/14第二章环境与健康的关系24生态系统的主要特征整体性•可持续性•开放性•自调控生态系统的服务功能生态系统服务(ecosystemservices)是指生态系统与生态过程所形成及所维持的人类赖以生存的环境条件与效用。它不仅为人类提供食物、医药及其他工农业生产的原料，而且维持了人类赖以生存和发展的生命支持系统。Costanza等人将全球生态系统服务功能划分为17类，包括气体调节、干扰调节、水分调节、水分供给、侵蚀控制和沉积物保持、土壤形成、养分循环、废气物处理、授粉、生物控制、庇护、食物生产、原材料、遗传资源、休闲、文化等。17项功能已成为人们进行生态服务评价的基本标准和参照。生态平衡在一定的时间内，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Ecologicalbalance(二)生态平衡水水生浮游生物鱼贝类鸟禽类畜类空气土壤昆虫植物人对人类重要性正面：在生态系统中维持物质能量流动，保持生态平衡负面：污染物通过食物链富集生物富集作用(bioconcentration)：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，使生物体内浓度超过环境中浓度表1-1DDT农药在环境中的富集作用环境状态环境中浓度(ppm)富集系数海水5.00×10-5藻类植物4.00×10-28.00×102鱼类2.074.14×104水鸟类75.501.51×106食物链生态系统健康Ecosystemhealth是指具有活力和自然调节能力、结构稳定的生态系统，是生态系统的综合特性。2019/9/14第二章环境与健康的关系31为了试验人类离开地球能否生存，美国从1984年起在亚利桑那州建造了几乎密封的“生物圈2号”试验基地。它占地1.3万平方米，容积20.4万立方米，设计及建设花费2亿美元，每年的维护费达数百万美元。“生物圈2号”内有土壤、水源、空气和多种多样的动植物和微生物，科学家们希望这个模拟地球环境的实验室能提供足够的食物、水和空气，供8名进入“生物圈2号”工作的研究人员生活两年。1993年1月，8名科学家进入“生物圈2号”一年多后，由于土壤中的碳与氧气反应生成二氧化碳，部分二氧化碳又与建“生物圈2号”用的混凝土中的钙反应，生成碳酸钙，导致其中氧气含量从21％降到14％；二氧化碳含量猛增。“生物圈之号”运行3年后，其中的一氧化氮含量剧增到了79％，足以使人体合成维生素B12的能力减弱，危害大脑健康。除了藤本植物比较繁荣外，所有靠花粉传播繁殖的植物都灭绝了，大树也摇摇欲坠；昆虫除了白蚁、蟑螂和蝈蝈外，几乎都死了，人造海洋中生物生存情况略好于陆地；人造沙漠由于没有控制好降雨，变成了草地；“生物圈2号”下层的温度又大大低干预计的数字。1996年，哥伦比亚大学接管了“生物圈2号”。(一)双重性（二）多样性1.相加作用：多种化学物同时存在时的毒效应为各化学物分别作用时毒效应的总和2+3=52.协同作用：多种化学物同时存在时的毒效应超过各化学物分别作用时毒效应的总和2+3=103.增强作用：一种化学物对某一器官或系统无毒作用，但与另一种化学物同时作用时使其毒作用增强0+2=104.拮抗作用：多种化学物同时存在时的毒效应小于各化学物分别作用时毒效应的总和。其机制可以是功能拮抗、化学拮抗、配置拮抗或受体拮抗2+3=4三、人类与环境的关系（三）选择性环境化学物质的亲器官性使其有相对固定的靶器官。（四）剂量-反应关系指环境有害因素的暴露剂量与个体内生物学效应强度之间的相关关系。（五）个体感受性1.年龄2.性别3.健康状况4.营养状况5.遗传随着暴露剂量的改变，产生某种反应（定量反应或定性反应）的数量而随之改变的相关关系称为剂量-反应关系(dose-responserelationship)。健康效应谱（spectrumofhealtheffect）：指人群暴露于环境污染物时产生的不良反应在性质、程度和范围上所表现出的征象。它反映了环境污染引起的健康危害在人群中的分布情况。不同级别的效应在人群中的分布。人群对环境异常变化的健康效应谱死亡患病机能代偿疾病前状态生理反应的异常变动生理反应正常范围内的变动作用强度潜在健康效应对健康有害影响人体对环境致病因素的反应四、环境污染及其对健康的影响Environmentalpollutionanditseffectonhealth2019/9/14第二章环境与健康的关系38由于各种人为的或自然的原因，使环境的构成发生重大变化，并造成环境质量恶化，破坏了生态平衡，对人类健康造成直接的、间接的或潜在性的有害影响，这种现象称之为环境污染。人为排放造成环境污染的物质则称为环境污染物或环境污染因素。环境污染：2019/9/14第二章环境与健康的关系39公害（publicnuisance）严重的环境污染叫公害。特点：区域性，多为人为，连续污染，受害人数多，动植物同时受害。公害病（publicnuisancedisease）严重环境污染造成的地区中毒性疾病。2019/9/14第二章环境与健康的关系401996年4月20日，联合国环境规划署发表报告指出，从饮用水。空气到海洋和森林，整个地球环境全面恶化；南极臭氧空洞正以每年一个美国陆地面积的速度增大；全球1.25亿人生活在空气混浊的城市；12亿人生活在缺水的城市，14亿人的生活环境中缺乏生活污水排放装置；每年全球地表土壤流失200亿吨，减少森林460万公顷……2019/9/14第二章环境与健康的关系41全球性的三大危机:环境污染生态破坏.资源短缺2019/9/14第二章环境与健康的关系421949年以来，我国的GDP增长了10多倍，但矿产资源消耗也增长了40多倍。2003年，我国已成为煤炭、钢铁、铜的世界第一消费大国，世界第二石油和电力消费大国。而创造的GDP仅相当于世界总量的4％。现在每增加1亿元GDP需要投资高达5亿元，而在“六五”、“七五”时期，投资两元就可以增加一元的GDP。2019/9/14第二章环境与健康的关系43据国家环保总局和国家统计局2006年联合发布的《中国绿色国民经济核算研究报告2004》显示，2004年中国由于大气污染共造成近35.8万人死亡，约64万名呼吸和循环系统病人住院，约25.6万新发慢性支气管炎病人，造成的经济损失达1527.4亿元人民币。全世界20个不适合人类居住的城市，中国占16个2019/9/14第二章环境与健康的关系44五、环境有害因素对机体作用的一般特征环境有害因素能否对机体造成危害及其程度，受到许多条件的影响，其中最主要的影响因素为：•环境有害因素作用强度（剂量或浓度）•作用时间•机体的健康状况•易感特征等（一）环境污染物的来源Sourceofenvironmentalpollutant1.生产性污染废气煤烟和粉尘；有毒粉尘；有害气体废水化学毒物；有机溶剂；农药废渣Hg；Cd；Pb；HCN；Cr；P等；有机废渣2.生活性污染废气生活炉灶；饮食摊点等废水洗涤剂、粪尿——水体富营养化（eutrophication）废渣食物残渣；白色垃圾随意倒堆的生活垃圾山3.其他污染交通污染噪声放射元素交通性污染2019/9/14第二章环境与健康的关系51环境污染对健康影响的特点(一)广泛性污染影响范围大，人口多，对象广泛。(二)长期性可长时间作用于人群，甚至终生。(三)多样性有特异性、非特异性损害，有局部的、全身的，有急性、慢性的，有近期、远期的。(四)复杂性各种因素的联合作用。(