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环境介质中的迁移和转化对环境因素暴露的影响:
扩大暴露范围,增加暴露途径,改变污染物性质和毒性,影响暴露剂量。
环境暴露是环境因素产生健康有害效益的决定因素,暴露的途径、强度和时间与之密切相关。
暴露途径:
总暴露量,吸收率,作用靶
强度:
剂量-反应关系—随着暴露剂量的改变,产生某种反应的数量而随之改变的相关关系
时间:
暴露频度、持续期
化学物的联合毒性作用:
凡两种或两种以上的化学物同时或短期内先后作用于机体所产生的综合毒性作用。
联合作用类型:
1相加作用-多种化学物质的联合效应的强度为各单独作用强度的总和
2协同作用-两种化学物质所产生的联合效应的强度远远超过各单个物质作用强度的总和
3增强作用-某一化学物本身对机体并无毒性,另一化学物对机体有一定毒性,但当二者同时进入机体时,则可使后者的毒性大为增强。
4拮抗作用-两种化学物同时进入机体后,其中一种化学物可干扰另一种化学物的生物学作用,或两种化学物互相干扰,使其联合效应的强度低于各自单独作用的强度之和。
健康效应谱spectrumofhealtheffect:
不同级别的效应在人群中的分布
易感人群:
对环境有害因素反映更为敏感和强烈的人群。
●环境污染environmentalpollution:
进入环境的污染物的量超过了环境的自净能力,造成环境质量下降和恶化,直接或间接影响到人体健康。
→化学性,物理性,生物性
✧急性危害:
环境污染物在短时间内大量进入环境,可使暴露人群在较短时间内出现不良反应、急性中毒甚至死亡。
E.g.烟雾事件,事故性排放,生物性污染
✧慢性危害:
环境中有害物质以低浓度、长时间反复作用于机体所产生的危害。
E.g.非特异性影响,引起慢性疾患,持续性蓄积危害
●国际癌症研究机构IARC对化学致癌物的分类:
1类:
对人致癌,87种。
要求:
1)有设计严格、方法可靠、能排除混杂因素的流行病学调查;
2)有剂量-反应关系;
3)另有调查资料验证,或动物实验支持。
2A类:
对人很可能致癌,63种。
对人类致癌性证据有限,对实验动物致癌性证据充分。
2B类:
对人可能致癌,243种。
对人致癌性证据有限,对实验动物致癌性证据并不充分;
或对人类致癌性证据不足,对实验动物致癌性证据充分。
3类:
对人的致癌性尚无法分类,即可以对人致癌,493种。
4类:
对人很可能不致癌,仅1种。
●环境与健康关系的研究方法:
环境流行病学&
环境毒理学
1.环境流行病学:
应用传统流行病学的方法,结合环境与人群健康关系的特点,从宏观上研究外环境因素与人群健康关系的科学。
基本内容:
研究已知的环境暴露因素对人群的健康效应,探索引起健康异常的环境有害因素,暴露剂量-反应关系的研究。
基本方法:
描述性(包括生态和现况),分析性(病例-对照、定群)、实验性
暴露测量→健康效应测量→暴露与健康效应关系评价
2.环境毒理学:
1)一般毒理学测试方法:
致突变性测试方法,动物致癌试验方法,致畸性测试方法
2)环境毒理学监测:
现场直接监测,环境样品监测
●健康危险度评价HRA:
按一定的准则,对有害环境因素作用于特定人群的有害健康效应进行综合定性、定量评价的过程。
危害鉴定→剂量-反应关系的评定→暴露评价→危险度特征分析
第三章大气卫生
●大气结构:
对流层、平流层、中间层、热成层、逸散层
●大气组成:
混合气体、水汽、气溶胶
●大气物理性状:
太阳辐射(紫外线、可见光、红外线)、气象条件、空气离子
●大气污染的来源:
工农业生产(燃料燃烧、工业生产过程的排放),生活炉灶和采暖锅炉,交通运输,其他
●大气污染物的种类:
气态&
颗粒状态
1.气态:
气体、蒸汽e.g.CO,SO2,NO2,NH3,H2S
2.大气颗粒物:
由于来源和形成条件不同,其形状是多种多样的,故在实际工作中常使用空气动力学等效直径(Dp)来表示大气颗粒物的大小。
1)总悬浮颗粒物:
粒径≤100μm的颗粒,包括液体、固体或者液体和固体结合存在的,并悬浮在空气介质中的颗粒
2)可吸入颗粒物inhalableparticles:
空气动力学直径≤10μm的颗粒物,能被人体吸入呼吸道,与人体健康密切相关
3)细颗粒物:
空气动力学直径≤2.5μm的细颗粒,更易于吸附各种有毒有机物和重金属元素,对健康危害极大
4)超细颗粒物:
空气动力学直径≤0.1μm的颗粒物
●影响大气中污染物浓度的因素:
1.污染源的排放情况:
排放量,与污染源的距离,排出高度
着陆点:
烟气自烟囱排出后,向下风侧逐渐扩散稀释,接触到地貌的接触点
2.气象因素:
风和湍流,温度层结,气压,气湿
1)风和湍流:
大气湍流:
风速时大时小,并在主导风向的下风向上下、左右出现无规则的摆动;
垂直温度梯度递减率大,风速高,地面起伏程度打,湍流运动就强→有利于污染物稀释和扩散
2)温度层结:
气温的垂直梯度,决定大气的稳定程度,影响大气湍流的强弱
✧大气温度垂直递减率(γ)=0.65℃/100m
γ>0时,气温随高度递减,晴朗白天,风速小;
γ<0时,气温随高度递增,无风、少云夜晚;
γ=0时,气温不随高度变化,多云或阴天,风度较大
✧逆温类型:
辐射逆温(地面长波辐射冷却),下沉逆温(空气压缩增温),地形逆温
气块干绝热垂直递减率(γd):
空气垂直移动过程中因气压变化而发生温度的绝热变化
γ>γd时,大气处于不稳定状态,有利于空气垂直对流,大气中污染物容易扩散
γ<γd时,大气处于稳定状态,空气垂直对流弱,大气中的污染物扩散极差
γ=γd时,大气处于中性状态,空气垂直对流不剧烈,大气中污染物可以扩散,但不充分
✧烟波扩散类型:
波浪型γ>γd,锥型γ=γd,扇形γ<γd,上扬型,熏烟型
3)气压:
在稳定气压的控制下,大气污染加重。
低压,有利扩散;
高压,阻止扩散。
3.地形
●大气污染物的转归:
自净or转移or形成二次污染和二次污染物
●大气污染对健康的直接危害:
1.急性危害:
烟雾事件,生产事故
2.慢性危害:
影响呼吸系统功能,降低机体免疫力,引起变态反应,其他
光化学烟雾:
汽车尾气中的氮氧化合物(NOx)和挥发性有机物(VOCs)在日光紫外线的照射下,经过一系列的光化学反应生成的刺激性很强的浅蓝色烟雾,其主要成分是臭氧、醛类以及各种过氧酰基硝酸酯。
●大气污染对健康的间接危害:
温室效应,臭氧层破坏,酸雨,影响小气候和太阳辐射,其他:
居民生活条件等
●大气中主要污染物对人体健康的影响:
SO2;
颗粒物;
氮氧化物;
一氧化碳;
臭氧;
铅;
多环芳烃
●大气卫生标准:
为了保护人群健康和生态环境,对大气中有害物质以法律形式作出的限制规定以及实现这些限制所作的有关技术行为规范的规定。
制定原则:
1.不引起急性或慢性中毒及潜在的远期危害;
2.对主观感觉无不良影响;
3.应对人体健康无间接危害;
4.选用最敏感指标;
5.经济合理和技术可行
我国标准:
环境空气质量标准;
工业企业设计卫生标准
●大气污染对健康影响的调查和监测:
查明大气污染来源、污染状况和对居民健康造成的各种危害
1.污染源调查:
点源污染(调查一个工厂或一座烟囱对周围大气影响);
面源污染(调查整个城市或工业区的大气污染源);
线源污染
2.污染状况监测:
1)采样点的选择:
点源污染:
四周布点,扇形布点,捕捉烟波布点;
面源污染:
按城市功能分区布点,几何状布点,根据污染源和人口分布以及城市地形地貌等因素设置采样点
2)采样时间:
一次最大浓度应在污染最严重时采样,10-20min;
日平均浓度每日至少有12-18h的采样时间;
年平均浓度每月至少有分布均匀的5-12个日均值
3)监测指标:
点源—排放主要污染物;
区域性—so2、PM10、NO2、CO、O3,还可加测监测区域内的其他主要污染物;
线源—PM2.5、NO2、CO
4)采样记录
5)监测结果的分析与评价
3.人群健康调查:
暴露评价,健康效应测定,资料统计
煤烟型烟雾事件coalsmog
光化学型烟雾事件photochemicalsmog
污染来源
煤和石油制品燃烧
石油制品燃烧
主要污染物
颗粒物、so2、硫酸雾
VOCs、NOx、O3、so2、co、PANs
发生季节
冬季
夏秋季
发生时间
早晨
中午或午后
气象条件
气温低、气压高、风速很低、湿度高、有雾
气温高、风速很低、湿度较低、天气晴朗、紫外线强烈
逆温类型
辐射逆温
下沉逆温
地理条件
河谷或盆地易发生
南北纬度60°
以下地区易发生
症状
咳嗽、喉痛、胸痛、呼吸困难,伴有恶心、呕吐、发绀等,死亡原因多为支气管炎、肺炎和心脏病
眼睛红肿流泪、咽喉痛、咳嗽、喘息、呼吸困难、头痛、胸痛、疲劳感和皮肤潮红等,严重者可出现心肺功能障碍或衰竭
易感人群
老年人、婴幼儿以及心、肺疾病患者
心、肺疾病患者
第四章水体卫生
●地球上的天然水资源分为:
降水、地表水、地下水
●水质的性状和评价指标:
1.物理性状指标:
水温,色,臭和味,浑浊度
✧天然水中臭和味的主要来源:
1)水生动植物或微生物的繁殖和衰亡;
2)有机物的腐败分解;
3)溶解的气体;
4)溶解的矿物质盐或混入的泥土
✧水的浑浊度:
水中悬浮物和胶体物对光线透过时的阻碍程度。
2.化学性状指标:
1)PH:
7.2-8.5
2)总固体:
水样在一定温度下缓慢蒸发至干后的残留物总量,包括水中的溶解性固体和悬浮性固体。
3)硬度:
溶于水中钙、镁盐类的总含量,以CACO3(mg/L)表示。
分为:
碳酸盐硬度&
非碳酸盐硬度;
暂时硬度&
永久硬度(水煮沸后不能去除的硬度)
4)含氮化合物:
有机氮、蛋白氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。
水中有机氮和蛋白氮↑→水体新近受到明显污染;
氨氮↑→新近人畜粪便污染;
亚硝酸盐氮↑→水中有机物的无计划过程尚未完成,污染危害仍然存在;
硝酸盐氮↑→含氮有机物氧化分解的最终产物;
硝酸盐氮↑,氨氮、亚硝酸盐氮含量不高→水体过去曾受有机污染,现已完成自净过程;
氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮均↑→水体过去和新近均有污染,或过去受污染,目前自净正在进行。
5)溶解氧dissolvedoxygen:
溶解在水中的氧含量,与氧分压、水温有关;
评价水体受到有机物污染及其自净程度的间接指标
6)化学耗氧量COD:
在一定条件下,用强氧化剂氧化水中有机物所消耗的氧量;
测定水体中有机物含量的间接指标,代表水体中可被氧化的有机物和还原性无机物的总量。
但不能反映有机污染物的化学稳定性及其在水中降解的实际情况。
7)生化需氧量BOD:
水中有机物在有氧条件下被需氧微生物分解时消耗的溶解氧量。
20℃,5天,1L水中减少的溶解氧量为5日生化需氧量。
8)氯化物
9)硫酸盐
10)总有机碳和总需氧量
11)有害物质
3.微生物学性状指标
1)菌落总数:
1ml水在普通琼脂培养基中经37℃培养24h后生长的细菌菌落数
2)大肠菌群:
44.5℃→粪大肠菌群;
37℃→总大肠菌群
●水体污染:
人类活动排放的污染物进入水体,其数量超过了水体的自净能力,使水合水体底质的理化性质和水环境中的生物特性、组成等发生改变,从而影响水的使用价值,造成水质恶化,乃至危害人体健康或破坏生态环境的现象。
来源:
工业废水,生活污水,农业污水,其他:
固体废弃物、城市垃圾
●水体富营养化:
当湖泊、水库水接纳过多含磷、氮的污水时,可使藻类等浮游生物大量繁殖形成水体富营养化。
●水体自净:
水体受污染后,污染物在水体的物理、化学和生物学作用下,使污染成分不断稀释、扩散、分解破坏或沉入水底,水中污染物浓度逐渐降低,水质最终又恢复到污染前的状况。
过程:
易被氧化的有机物进行的化学氧化分解,有机物在水中微生物作用下的生物化学氧化分解,含氮有机物的硝化过程
物理净化:
稀释、混合、吸附沉淀;
化学净化:
氧化还原,分解化合,酸碱中和;
生物净化:
生物分解、生物转化、生物富集
氧垂曲线:
有机物进行生物净化的过程中,复氧与耗氧同时进行,水中溶解氧含量既为耗氧与复氧2过程相互作用的结果。
So,可以把溶解氧作为水体自净的一个指标。
在水体有机物污染过程中,溶解氧变化可用氧垂曲线表示。
●水体转归:
污染物在水环境中的空间位移和形态改变。
1)污染物的迁移:
污染物从某一地点转移到另一地点,从一种介质转移到另一种介质
生物富集作用bioenrichment:
某些生物不断从环境中摄取浓度极低的污染物,在体内逐渐聚集,使该物质在生物体内达到相当高、甚至引起其他生物(或人)中毒的浓度。
由于各级生物个体的生物富集作用,使高位营养级生物体内污染物浓度大大高于低位营养级生物的现象。
2)污染物的转化:
污染物在水体中发生的物理、化学、光化学和生物学作用。
●水体污染的危害:
1)生物性:
生物性病原体,藻类毒素
水体富营养化的危害:
藻类大量繁殖聚集在一起,影响水的感官性状,使水质出现异臭异味;
藻类产生的粘液可粘附于水生动物的腮上,影响其呼吸,导致水生动物窒息死亡;
有些藻类分泌的有害物质可危害水体生态环境并使其他生物中毒及生物群落结构异常;
藻类大量繁殖死亡后,在细菌分解过程中不断消耗水中的溶解氧,使氧含量急剧降低,引起鱼、贝类等因缺氧大量死亡。
有些藻类能产生毒素,微囊藻毒素MC→肝癌
2)化学性:
汞、砷、铬、苯酚、氰化物、多氯联苯
3)物理性:
热污染、放射性污染
●水环境标准:
“六类三级”水环境质量标准、水污染物排放标准、水环境卫生标准、水环境基础标准、水检测分析方法标准和水环境样品标准六类;
国家级标准、行业标准和地方标准三级
●水体污染的调查:
污染源调查,水体污染调查,对居民健康影响调查
第五章饮用水卫生
●介水传染病:
通过饮用或接触受病原体污染的水,或食用被这种水污染的食物而传播的疾病。
E.g.伤寒、霍乱、肝炎、隐孢子虫、蓝氏贾第鞭毛虫、军团菌等
发生原因:
1)水源受病原体污染后,未经妥善处理和消毒即供居民饮用;
2)处理后的饮用水在输配水和贮水过程中,重新被病原体污染。
流行特点:
1)水源一次严重污染后,可呈暴发流行,短期内突然出现大量病人,且多数患者发病日期集中在同一潜伏期内。
若水源经常受污染,则发病者可终年不断,病例呈散发流行。
2)病例分布与供水范围一致。
大多数患者都有饮用或接触同一水源的历史。
3)一旦对污染源采取治理措施,并加强饮用水的净化和消毒后,疾病的流行能迅速得到控制。
●化学性污染对健康的影响:
慢性中毒,远期危害(致突变、致癌、致畸)
●饮水氯化消毒副产物:
卤代烃类化合物:
挥发性卤代有机物(三卤甲烷THMs)&
非挥发性卤代有机物(卤代乙酸HAAS)→致突变、致癌、致畸、神经毒性
影响因素:
有机前体物的含量,加氯量,溴离子浓度,PH等
●饮水硬度过高→心血管疾病、泌尿系统结石、胃肠功能紊乱、腹泻、刺激皮肤、堵塞毛孔等
●环境内分泌干扰物EEDS:
存在于环境中,对人类和动物体内的激素产生影响,干扰机体正常分泌物质的合成与代谢,激活或抑制内分泌系统功能的外源性化学物质。
●二次供水:
供水单位将来自集中式供水或自备水源的生活饮用水,贮存于水箱或贮水池中,再通过机械加压或凭借高层建筑形成的自然压差,二次输送至水战或用户的供水系统。
其污染会导致恶性、呕吐、腹胀、腹泻,生物性污染导致介水肠道传染病,输配水设备、防护材料中的有毒有害物质污染导致慢性危害。
●生活饮用水标准制定原则:
水中不得含有病原微生物;
所含化学物质及放射物质不得危害人体健康;
水的感官性状良好;
选择指标和确定标准限量值要考虑经济技术上的可行性。
●20XX年《生活饮用水卫生规范》
常规指标:
微生物学指标、毒理学指标、感官性状和一般化学指标、放射性指标
1.微生物学指标:
总大肠菌群—每升水不得超过3个,每100ml水样中不得检出;
耐热大肠菌群&
大肠埃希菌—每100ml水样中不得检出;
菌落总数—每ml水不得超过100个
2.毒理指标:
砷—0.01mg/L;
镉—0.005mg/L;
铬—0.05mg/L;
铅—0.01mg/L;
汞—0.001mg/L;
硒—0.01mg/L;
氰化物—0.05mg/L;
氟化物—1.0mg/L;
硝酸盐—10mg/L;
三氯甲烷—0.06mg/L;
四氯化碳—0.002mg/L;
溴酸盐—0.01mg/L;
甲醛—0.9mg/L;
亚氯酸盐—0.7mg/L
3.感官性状及一般化学指标:
色-15度;
浑浊度—1度;
臭和味—不得有易臭或异味;
肉眼可见物—不应含有;
PH—6.7-8.5;
铝—0.2mg/L;
铁—0.3mg/L;
锰—0.1mg/L;
铜—1.0mg/L;
锌—1.0mg/L;
氯化物--250mg/L;
溶解性总固体--1000mg/L;
总硬度--450mg/L;
耗氧量—3mg/L;
挥发性苯酚类—0.002mg/L;
阴离子合成洗涤剂—0.3mg/L
4.放射性指标:
总α放射性不超过0.5Bq/L,总β放射性不超过1Bq/L
*管网内出现二次污染时,游离氯易被耗尽,故末梢水中游离氯余量可作为预示有无再次污染的信号。
管网末梢水中游离氯余量不应低于0.05mg/L
●水源选择原则:
水量充足,水质良好,便于防护,技术经济合理
●水的净化处理目的:
除去原水中的悬浮物质、胶体颗粒、细菌等
常规净化工艺:
混凝沉淀(或澄清)--过滤—消毒
1.混凝沉淀:
在天然水中加入混凝剂,使水中的悬浮颗粒和胶体物质互相粘附聚合成较大颗粒,然后从水中沉降下来。
✧原理:
1)压缩双电层作用;
2)电性中和作用;
3)吸附架桥作用
✧混凝剂:
铝盐、铁盐、聚合氧化铝、聚丙烯酰胺
✧影响因素:
1)水中微粒的性质和含量;
2)水温;
3)水PH和碱度;
4)水中有机物和溶解盐含量;
5)混凝剂的种类和用量;
6)混凝剂的投加方法,搅拌强度,反应时间等
2.过滤:
具有孔隙的粒状滤料层,截留水中的杂志从而使水获得澄清的工艺过程
✧功效:
使过滤后水的浊度达到生活饮用水水质标准的要求;
去除水中大部分病原体;
残留微生物失去了悬浮物的保护作用,为滤后消毒创造了条件。
筛除作用;
接触凝集作用
1)滤层厚度和粒径;
2)滤速;
3)进水水质;
4)滤池类型
3.消毒:
杀灭外环境中病原微生物的方法
1)氯化消毒:
用氯或氯制剂进行饮水消毒的一种方法。
含氯化合物中具有杀菌能力的有效成分称为有效氯,含氯化合物分子团中氯的价数大于-1者均为有效氯。
→次氯酸HOCL,体积小,电荷中性,易于穿过细胞壁;
强氧化剂,损害细胞膜,使蛋白质、RNA、DNA等物质释出,影响多种酶系统,使细胞死亡。
病毒→核酸的致死性损害。
加氯量和接触时间(30min后0.3-0.5mg/L游离氯);
PH;
水温;
水的浑浊度;
水质微生物的种类和数量
✧方法:
普通氯化消毒法,氯胺消毒法,折点氯消毒法,过量氯消毒法
2)二氧化氯消毒;
3)臭氧消毒;
4)紫外线消毒
●饮用水卫生的调查、监测和监督
集中式:
水源卫生调查、水厂调查、水质监测
农村:
水源调查、水质监测、水性疾病监测
第六章土壤卫生
●土壤的组成:
固相(矿物质&
有机质)、液相(土壤水分)、气相(土壤空气)
●土壤分层:
覆盖层、淋溶层、淀积层、母质层、风化层
●土壤的物理学特征:
土壤颗粒的大小和排列状态决定着土壤的孔隙率、透气性、渗水性、溶水性和土壤的毛细管现象等。
土壤空气成分的变化受土壤污染程度、土壤生物化学作用和与大气交换的影响而变化。
●土壤的化学特征:
构成土壤的化学元素主要与地壳各部分成土母岩成分有着密切的关系。
背景值:
该地区未受污染的天然土壤中各种元素的含量。
环境容量:
一定环境单元、一定时间内、在不超过土壤卫生标准的前提下土壤对该污染物能够容纳的最大负荷量。
土壤有机质:
土壤中各种含碳化合物的总称,包括腐殖质、生物残体、土壤生物
土壤的化学特性包括土壤的吸附性、酸碱性和氧化还原性等
●土壤的生物学特征:
土壤细菌、藻类、原生植物
●土壤污染:
人类生产和生活活动中排出的有害物质进入土壤中,直接或间接危害人畜健康的现象。
基本特点:
土壤污染的隐蔽性,累积性与地域性,不可逆转性,治理周期长
●土壤污染源:
农业污染,工业污染,生活污染,交通污染,灾害污染
污染方式:
1)气型污染:
由大气中污染物沉降至地面而污染土壤;
2)水型污染:
工业废水和生活污水通过污水灌田而污染土壤;
3)固体废弃物污染:
工业废渣、生活垃圾粪便、农药和化肥等对土壤的污染。
●土壤自净:
受污染的土壤通过物理、化学和生物学的作用,使病原体死灭,各种有害物质转化到无害的程度,土壤可逐渐恢复到污染前得状态。
包括:
物理净化,化学净化,生物净化(病原体的死灭,有机物的净化)
病原体的死灭:
病原体进入土壤后,受日光照射,土壤中不适宜病原微生物生存的环境条件,微生物间的拮抗作用,噬菌体作用,以及植物根系分泌的杀菌素等许多不利因素的作用下而死亡。
有机物净化:
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