1、环境医学绪论蔡红平老师讲稿环境医学1925 年，日本熊本县水俣湾渔村修建氮肥厂，生产氮肥及醋酸乙烯1945 年，疯猫及自杀猫出现1950 年，怪病病人出现：开始口齿不清、步态不稳，发展到耳聋眼瞎、全身麻木、神经失常，最后高叫着死去1956 年，熊本大学组成对策委员会，组织专家进行调查1966 年，历经 10 年，证明是甲基汞中毒引起1974 年，官方承认患者达 14000 人，申请待审 4000 人，死亡 41 人。至此，环境污染引起的公害病甲基汞中毒（水俣病）引起国际社会广泛关注。甲基汞中毒（水俣病）症状急性与亚急性型水俣病短期内大量摄入引起特异性体征(Hunter-Russell 症候群)
2、 ：末梢感觉麻木，视野向心性缩小，共济运动失调，语言障碍，听力障碍慢性型水俣病长期连续摄入小剂量引起症状出现慢，不明显，不一定全面。一般感觉障碍开始的多。胎儿型(先天性水俣病)孕妇摄入甲基汞通过胎盘侵入胎儿，影响胎儿脑组织及其他系统的发育。松花江甲基汞污染区渔民的临床调查与分析 环境与健康杂志 ，11：4，1994对松花江沿江渔民现场普查 2371 人次，住院检查 126 人次，对照渔民 700 人。结果发现沿江部分渔民体内已有相当量甲基汞蓄积，并查出周围型感觉障碍，周边性视野缩小，感觉神经性耳聋三项体征，体征出现率和体征组合出现率与对照组相比有显著性差异，结论是甲基汞中毒导致这些体征，目前已
3、诊断慢性甲基汞中毒病人例。工业用汞：工业用途在 3000 种以上(工业含汞废水的排放是环境中汞污染主要来源) 。 采矿业：汞矿的开采和冶炼；化工业：作为催化剂用于有机物聚合、氢化、脱氢、氧化、氯化等；电子工业：用汞联接电路，制造开关和电池；仪表制造业：温度计、压力计、比重计等；冶金工业：汞齐法摄取贵金属。农业用汞 用作杀虫剂、杀菌剂、防霉剂和选种剂等。医院汞污染口腔科用汞合金补牙；升汞作用消毒剂；破碎的温度计、压力计等。一 环境医学的基本概念和原理 环境医学的概念环境的组成生态系统与生态平衡环境医学主要是研究环境与人体健康之间的关系，揭示环境因素对健康影响的发生、发展规律，为充分利用对人群健康
4、有利的环境因素，消除和改善不利的环境因素提出卫生要求和预防措施。汞的环境卫生标准及预防措施汞的环境卫生标准地面水及生活饮用水：0.001mg/L鱼：0.3mg/kg预防措施汞进入环境，依靠自净作用很难消除，应以预防为主，不向环境中排汞。污染水域限制捕捞、禁食鱼、贝（特别是孕产妇及婴幼儿）二 环境的组成有利生态系统和生态平衡1、生态系统(ecosystem)：一定空间范围内，生物群落（动、植、微）与非生物因素通过能量流动和物质循环而共同构成的统一体。2、生态平衡（ecosystem equilibrium)及失调:生物群落与非生物因素的能量流动和物质循环处于稳定状态时称为生态平衡，反之，则表现为
5、生态平衡的破坏或失调。生物群落（生命系统）生产者：绿色植物、光合细菌消费者：草食动物（初级） 、肉食动物（次级） 、大型肉食动物（三级）分解者：微生物非生命系统：光、水、空气、土壤、矿物元素、有机物等食物链（food chain，FC）：生物系统中的各种生物之间，以摄食和被摄食的关系逐级传递物质和能量，彼此呈相互依存的链状关系，称食物链。生物富集多通过食物链进行。生物富集 (biological enrichment，BE) ：又称生物浓缩，是指生物体从周围环境中吸收某种浓度低的污染物并逐渐积累，使生物体内该污染物的浓度超过环境中浓度的过程。富集系数（enrichment coefficien
6、t, EC)：生物富集的程度用富集系数表示，即生物体内污染物的浓度与生物生长环境中该污染物浓度之比。海水被 DDT 污染，浓度为 0.000005ppm；浮游生物富集后体内可达 0.04ppm（富集约 1000 倍） ；鱼吞食浮游生物后，体内富集到 2.07ppm（富集约 40000 倍） ；水鸟吞食鱼类后，体内可高达 75.5ppm（富集约 100 万倍） ，导致水鸟大批中毒或死亡。污染物生物富集必须具备的条件是： 污染物易为各种生物吸收； 进入生物体内后较难分解和排泄； 污染物急性毒性小。理化性质1.污染物因素 剂量效应关系作用剂量剂量反应关系作用时间2.机体因素：健康状况、生理状况、遗传
7、因素、营养条件3.环境因素的联合效应4.环境致病因素的健康效应第二节 环境污染对人体健康的影响（一）环境污染及其相关概念环境污染（environment pollution):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，这种现象称为环境污染。几次重大的公害事件环境污染源自然因素：天然环境：砷、氟过多 生物地球化学性疾病自然灾害：火山爆发、风暴、火灾等。人为污染（主要来源）工业三废、生活“三废” 、农业生产、交通运输、医源性污染、战争、其它急性危害大量的环境毒物在短时间内进入机体所致；急性中毒发生的常见
8、原因（以下因素的单独或联合）：往往有比较严重的污染源或事故排放（印度博帕尔事件、开县井喷、天原化工厂氯气泄漏等） ；特殊的地理条件不利于污染物扩散、稀释。如河谷盆地、海滨靠山等地（马斯河谷、伦敦烟雾事件） ；特殊的气象条件。如强烈的日光，气温逆增，无风或微风，持续大雾等（光化学烟雾事件） 。London type smog（煤烟型烟雾事件） 英国伦敦 1873 年1965 年共发生 12 次烟雾事件，最严重的 1 次在 1952 年(London crisis) 。o 特殊地理条件：河谷盆地；o 特殊气象条件：持续大雾形成逆温，无风或微风；o 严重污染源：工厂和居民大量燃煤，排放出大量烟尘和
9、SO2；o 多人死亡美国洛杉矶 1940 年代末期发生多起光化学烟雾事件。o 特殊地理条件：海滨靠山、低纬度；o 特殊气象条件：强烈日光、气温逆增、无风或微风、夏季至初秋等；o 严重污染源：汽车尾气、工业生产和垃圾焚烧排放 NOX 和烃类物质经紫外线照射生成以氧化剂为主的光化学物质；o 人群急性中毒事件及大量物品毁损。生产事故Los Angeles smog光化学烟雾的定义及成分主要污染源：汽车尾气光化学型烟雾的危害 对眼睛具有强烈的刺激作用；对呼吸道强烈刺激作用；抑制免疫系统；致敏反应;加速衰老；组织缺氧。 天原化工厂爆炸 ，氯气泄露，15 万群众疏散慢性危害慢性特异性及非特异性损害慢性持续
10、性蓄积危害致癌致畸致突变慢性危害的定义及机制定义：污染物低浓度、长期、反复对机体作用所产生的危害称为慢性危害。机制： 物质蓄积：material accumulation，毒物本身在体内的蓄积功能蓄积：functional accumulation，毒物对机体微小损害的逐次累积1、慢性特异性及非特异性损害慢性特异性损害有明确对应的因果关系水俣病、痛痛病等（后面举例详述）慢性非特异性损害无明确对应的因果关系影响儿童生长发育；使机体抵抗力降低，人群中慢性疾病的发病率和死亡率增高。2、环境污染的持续蓄积性危害许多物质具有环境滞留性、生物富集性及体内蓄积性后果遗传负荷增加慢性疾病发生生殖功能受损三致其
11、他致癌作用Boyland （1969 年）和 Higgison（1975 年）的学说：人类癌症 1020%与遗传有关， 80%90%与环境因素有关（其中化学因素占 80%85% ，余为物理及生物性因素） 。致癌物分类：直接、间接遗传毒性、非遗传毒性其它方式多阶段致癌学说启动 /促进/进展/-环境中主要致癌性因素：空气：多环芳烃、苯、甲醛、氡气等水：砷、微囊藻毒素等食物：亚硝胺、黄曲霉毒素等致突变作用突变：定义：遗传物质（染色体、基因、DNA）的突然改变。为生物界正常现象，有利有弊。可自发，也可人工诱导严重突变是畸变与癌变的基础：发生在生殖细胞子代畸形；发生在体细胞个体肿瘤环境中常见的致突变物主
12、要是化学物质：卤代甲烷、汞化合物、甲醛等某些物理因素：放射线、微波等生物因素：病毒检测方法染色体：微核实验基因：Ames 实验DNA：彗星实验致畸作用广义的畸胎应包括结构、功能或精神活动的发育缺陷。目前一般指解剖结构上可见的形态发育缺陷。我国新生儿畸形率约为 1.43.3。目前有上升趋势。其中以神经管畸形和唇腭裂畸形的出现率最高。产生畸形的原因：环境因素 10%。 遗传因素 25% 综合因素（环境和遗传共同作用）65%。凡具有致畸胎作用的各种环境因素，统称为致畸物。生物因素：风疹病毒、弓形体、梅毒螺旋体等。物理因素：射线、高温、严寒、微波等。药物因素：抗肿瘤药物、某些抗生素、避孕药等。 化学因
13、素：某些亚硝基化合物，某些烷基和苯类化合物，某些农药如敌枯双，某些重金属如铅、砷、镉、汞，塑料增塑剂邻苯二甲酸酯等。其他因素：酗酒、大量吸烟、缺氧、严重营养不良等均有致畸作用。环境内分泌干扰物environmental endocrine disruptors定义（USEPA）：能干扰机体天然激素合成、分泌、转运、结合或清除的各种外源性物质。来源：自然界（如某些植物激素）人工合成（环境污染的主要来源）名称衍变环境雌激素（Environmental estrogens, EEs）外源性雌激素（Xenoestrogens, XEs）内分泌干扰物（Endocrine disrupting chemi
14、cals，EDCs）内分泌活性化合物（Endocrine active compounds, EACs)环境内分泌干扰物（Environmental endocrine disruptors, EEDs）机制：模拟(mimicking)。在结构及性质上均类似天然激素；拮抗(antagonizing)。结构上类似但性质上不同，从而作为竞争者，阻滞或拮抗天然激素与受体的结合；改变（altering ）激素的代谢。影响体内激素的合成、储存、释放、转运、清除等多个过程；弱化（modifying ）受体水平。如调低受体数量，或降低受体与正常激素结合的敏感度等。危害及后果：人类及动物生殖能力下降：精子平均
15、数从 1940 年 1.13 亿/ml 下降到 1990 年的 0.66 亿/ml，不育症患者越来越多。生殖系统肿瘤发病率增加：乳腺癌、前列腺癌等儿童性发育异常 .美国 USEPA 公布的第一批环境内分泌干扰物质（ 67 种（类） ）Dioxins and furans 二恶英及其多氯代苯并呋喃类（1）高温焚烧含氯有机物后形成；（2）农药中的杂质或副产品；（3）纸浆的氯化漂白过程中形成Polychlorinated biphenyl (PCBs)多氯联苯 热媒、无碳复写纸、电容器变压器绝缘Polybromobiphenyl (PPB) 多溴联苯 防火材料Hexachlorobenzene (H
16、CB) 六氯苯 杀菌剂Pentachlorophenol (PCP) 五氯苯酚 杀菌消毒剂、除草剂、防腐剂2,4,5-Trichlorophenoxyacetic acid 2,4,5-三氯苯氧基乙酸（ 2,4,5-滴）除草剂2,4-Dichlorophenoxyacetic acid 2,4-二氯苯氧基乙酸（2,4-滴）除草剂Amitrole 杀草强 除草剂、树脂硬化剂Atrazine 莠去净 除草剂Alachlor 草不氯 除草剂Simazine (CAT) 西玛津 除草剂Hexachlorocyclohenane Ethyl Parathion 六氯环己烷乙基对硫磷 杀虫剂Carbary
17、l 西维因 杀虫剂Chlordane 氯丹 杀虫剂Oxychlordane 氧化氯丹 氯丹的代谢中间产物Trans-Nonachlor 反式-九氯 杀虫剂1,2-dibromo-3-chloropropane 1,2-二溴-3- 氯丙烷 杀虫剂DDT 滴滴涕 杀虫剂DDE and DDD 滴滴伊和滴滴滴 杀虫剂（DDT 的代谢中间产物）Kelthane (Dicofol)三氯杀螨醇 杀虫剂Aldrin 艾氏剂 杀虫剂Endrin 异狄氏剂 杀虫剂Dieldrin 狄氏剂 杀虫剂Endosulfan (Benzoepin) 硫丹 杀虫剂Heptachlor 七氯 杀虫剂Heptachlor ep
18、oxide 环氧七氯 七氯的代谢中间产Malathion 马拉硫磷 杀虫剂Methomyl 灭索威 杀虫剂Methoxychlor甲氧滴滴涕 杀虫剂Mirex 灭蚁灵 杀虫剂Nitrofen 除草醚 除草剂Toxaphene (Campechlor) 毒杀芬 杀虫剂Tributyltin 三丁锡 鱼网之防腐剂、船上抗腐蚀油漆Triphenyltin 三苯锡 鱼网之防腐剂、船上抗腐蚀油漆Trifluralin 氟乐灵 除草剂Alkyl phenol (from C5 to C9) 烷基酚(从 C5 至 C9)非离子表面活性剂的降解产物Bisphenol A 双酚 A 合成树脂原料，牙科填充材料D
19、i- (2-ethlhexyl) phthalate （DEHP ） 二(2- 乙基己基)邻苯二甲酸酯 增塑剂Butyl benzyl phthalate 丁基甲苯基邻苯二甲酸酯（BBP ）增塑剂Dicyclohexyl phthalate 邻苯二甲酸二环己酯（DCHP） 增塑剂Dicyclohexyl phthalate 邻苯二甲酸二丁酯（DBP）增塑剂Diethyl phthalate 邻苯二甲酸二乙酯（ DEP） 增塑剂Benzo (a) pyrene 苯并芘 非产品Dichlorophenol 二氯酚 染料的中间产物Diethylhexyl adipate 己二酸二乙基酯 增塑剂Ben
20、zophenone 二苯酮 医疗合成原料，保香剂等4-Nitrotoluene 4-硝基甲苯 2,4-二硝基甲苯的中间产物Octachlorostyrene 八氯苯乙烯 有机氯化物副产品Aldicarb 涕灭威 杀虫剂Benomyl苯来特 杀菌剂Kepone (Chlordecoae) 开蓬 杀虫剂Manzeb (Mancozeb) 代森锌锰 杀菌剂Maneb 代森锰 杀菌剂Metiram代森联 杀菌剂Metribuzin 赛克津 除草剂Cypermethrin 氯氰菊酯 杀虫剂Esfenvalerate亚尔发菊酯 杀虫剂Fenvalerate 速灭菊酯 杀虫剂Permethrin 氯菊酯 杀
21、虫剂Vinclozolin 烯菌酮 杀菌剂Zineb 代森锌 杀菌剂Ziram 福美锌 杀菌剂Dipentyl phthalate邻苯二甲酸二戊酯（DPP） 增塑剂Dihexyl phthalate 邻苯二甲酸二己酯（DHP） 增塑剂Dipropyl phthalate邻苯二甲酸二丙酯（DprP）增塑剂Styrens 苯乙烯 制造橡胶、塑料的未反应物n-Butylbenzene 正丁苯 合成中间体、制造液晶用* 未包括具有内分泌干扰效应的药物、植物激素、真菌激素、重金属铅、镉、汞的化合物。全球环境问题温室效应臭氧层耗竭酸沉降环境内分泌干扰物持久性有机污染物生物多样性锐减抗生素滥用人类健康质量下
22、降温室气体大量排放吸收地表发射的热辐射全球表面 TContribution to global warming Carbon dioxide 55%Methane 15 %Nitrous oxides 6%Chlorofluorocarbons (CFCs) 24%危害：全球气候变暖。极地冰雪融化，全球海平面上升。生态系统变化，自然疫源性疾病、不明原因疾病增多全球性环境问题全球气候变暖问题。冰山的影子倒映在格陵兰岛沿岸的水面上。据测算，格陵兰岛的冰盖约为 260 万立方千米，目前正在以每年100 至 150 立方千米的速度消融。全球性环境问题臭氧层破坏：上世纪 50 年代，臭氧减少。1985
23、年首次在南极上空发现臭氧空洞(ozone hole)，后来在北极、青藏高原也观察到这一现象。2000 年，南极大陆上空臭氧空洞面积达 2800 万 km2。北半球中纬度地区的冬季和春季的臭氧平均损失为 6%，南半球中纬度全年为 5%。在春季，南极大陆上空的臭氧损失为 50%，北极为 15%，有害紫外线照射分别增加 130%和 22%。酸雨(acid rain；acid precipitation )中国的酸雨状况据 106 个城市的降水 pH 值监测结果统计，降水年均 pH 值范围在 4.37.47，降水年均 pH 值低于 5.6 的城市有 43 个，占统计城市的 40.6%。统计的 59 个
24、南方城市中，41 个城市降水年均 pH 值小于 5.6，占 69.5%。我国酸雨属硫酸型，主要来源于大量的二氧化硫排放。我国酸雨的特征是 pH 值低、离子浓度高，硫酸根(SO42-)、铵(NH4+)和钙离子(Ca 2+)浓度远远高于欧美，而硝酸根(NO 3-)浓度则低于欧美。酸沉降（ acid deposition；acid precipitation ）环境污染物种类环境污染物一般分类三类：化学性污染物 (chemical pollutants)：种类最多，威胁最大( 特别是有机污染物)。目前美国化学文摘 中登记的化学物资以每周 6000 种的速度递增，而其中大部分是在自然界中从未发现过的新
25、化合物。据统计，在过去的 100 年中，地球上人工合成化学物质的浓度已从稍大于零增加到了约1ug/kg，按目前速度，100 年后将增加到 mg/kg 级。将对生态环境造成极大的压力，也对人类健康构成极大的威胁。物理性污染因子 (physical roles)：部队常见噪声、紫外线、电磁辐射、电离辐射等。生物性污染物 (biological pollutants)：发展中国家常见 各种病原微生物和寄生虫卵、生物毒素等。大气污染的来源持久性有机污染物 (Persistent Organic Pollutants，POPs)生物多样性（biodiversity）锐减生物多样性包括三个层次生态系统多样
26、性：如“地球之肺”热带雨林， “地球之肾”天然湿地等。物种多样性：地球上每天有 100 种生物绝种。种内基因多样性：不同的人种、鸟种、微生物种类等多样性锐减主要为人类活动所致无限制采伐、掠夺性开采、过度捕捞狩猎、严重污染对人类前途构成致命威胁（生态平衡失调）犹如缺了零件的飞机。抗生素滥用（antibiotic abuse）1928 年弗莱明发明青霉素，1940 年用于临床，使人类平均寿命从 40 岁提高到了 65 岁。目前许多毁灭性新旧传染疾病正在逐渐出现。如目前全球已有 17 亿人感染了结核杆菌，约有 2000 万结核病病人，每年死亡 300 万人。在抗生素投入使用至今的 60 年间，很多细
27、菌就对抗生素产生了严重的耐药，有的甚至产生了多重耐药。20世纪 50 年代在欧美首先发生了耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的感染，很快席卷全球，有 5000 万人被感染,50多万人死亡。细菌产生耐药性的速度远远快于人类新药开发的速度，如不遏止，人类将进入“后抗生素时代”，也即回到抗生素发现之前的人们面对细菌性感染束手无策的黑暗时代。 人类健康及生活质量下降亚健康状态者增加严重危害健康的慢性疾病糖尿病、高血压、心脑血管疾病等发病率增加、高发年龄提前癌症发病率上升、高发年龄提前不育症患者增加新型、不明原因传染病增多：SARS、禽流感等耐药性疾病增多心理疾患增多、自杀率增加青少年发育、行为问题及犯罪率增加更
28、年期提前第三节 研究方法环境监测环境流行病学环境毒理学（实验室研究） 数学模型 环境监测（Environmental Monitoring）定义：通过对环境的调查、采样和分析，了解，预测或推测环境对人群健康的影响内容检测：不定期、间断的采样分析监测：定期、或连续性的采样分析方法化学分析、仪器分析、生物学系统综合评价野外、实验室 环境流行病学(Environmental Epidemiology)定义应用流行病学的原理和方法研究某环境因素对人群健康的影响内容环境检测（监测）：某污染物时间及空间分布人群调查：暴露和非暴露人群的健康指标的差别原则大样本：人群数量足够有效性：选择敏感人群及高危人群可比性：暴露与非暴露人群除了研究因素不同外，其余条件最好完全相同。 （很难做到，故需结合实验室研究）实验研究 环境毒理学（Environmental toxicity）定义：在严格控制的实验室条件下采用生物模型（in vivo, in vitro）研究环境因素的生物学效应。方式：急性、亚急性、亚慢性、慢性层次：整体、器官、组织、细胞、分子、基因等意义：确立病因、了解机制、探索预防和拮抗方法。不能完全代替人群研究（因有种属差异） ，必须与环境流行病学研究结合才能得出全面和正确的评价。
