环境污染对人体健康危害的研究，是当前医学地理学的新课题。随着近代工农业的迅猛发展，给人类社会发展提供了很好的物质条件，例如火箭上天，给人类带来了探测宇宙奥妙之便;石油化工三大合成(合成塑料，合成纤维，合成橡胶)的发展，大大丰富了人类生产和生活用品;在农业上大量农药的使用，消灭了农作物的病虫害，为农业生产夺得了大丰收，这是好的一面。但事物总是“一分为二”的，近代工业发展却引出了“三废”污染环境，仅1991年，我国共发生环境污染事故达3038起，其中，废水污染事故1816起，废气污染事故962起，固体废物污染事故85起，噪声污染事故24起，据16个省、市统计，经济损失在万元以上的渔业污染事件251起，直接经济损失约1.4亿元，其中养殖业损失占73%，天然水产资源损失占27%，由于水质污染，已导致上海市郊的40%粮食、80%猪肉、24%水产、36%蔬菜受污染程度已超过国家允许标准，因而严重危害着人民的身体健康。
环境污染对人体健康的危害是一个比较复杂的问题，也是医学卫生和生命科学界面临的一个新课题，有的用人类的生命证明问题的严重性，有的通过实验研究已经查明机理，有的尚须进一步深入探索，但随着人类科学技术的进步必将越来越为人们研究清楚，掌握它的规律性，一方面促进工农业生产的持续发展，同时又将污染环境的程度降到人们生活所能接受的程度。现简要归纳成几个方面来探讨环境污染对人体健康的危害。
(一)环境污染引起中毒的类型
1.引起急性中毒和死亡
急性中毒是由于大量的毒物于短期内进入机体所致，即一次大量毒物引起中毒，甚至死亡。在50～70年代由于人类环境遭到三废严重污染，各种各样的急性中毒和死亡事件层出不穷，引起广大人民强烈反抗，反公害斗争曾成为资本主义国家的一个重要社会问题。表9-1是世界上著名的几起严重急性中毒和死亡的公害事件的简况。
在资本主义国家的这些急性中毒事件，有的曾多次发生，有的至今还在蔓延。例如英国伦敦烟雾事件，从1873年～1962年的90年中，曾发生过8次严重大气污染事件，引起人群急性中毒，总共死亡了8000余人。1952年12月5日到9日是最严重的一次烟雾事件，当时逆温层在60～150米低空，因此，从家庭和工厂的烟囱里排出的烟尘和SO2等污染物被逆温层封盖而滞留下来，地面空气中污染物浓度不断增积，飘尘浓度最高达 4.46mg/m3，超过卫生标准0.15mg/m3近30倍。中毒症状特点是：在浓雾初期伦敦市民感到胸闷、咳嗽、喀痰、喉痛、呕吐，呼吸困难，因缺氧血管呈暗紫色，进而发烧，心音不全，浓雾中后期死亡率急剧上升，支气管炎的死亡率最多，其次是肺炎、肺结核以及其他呼吸道疾病和循环系统疾病，在烟雾严重时，甚至有突然昏迷死亡病例。根据病理解剖，烟雾中死亡多属急性闭塞性换气不全，造成急性缺氧或引起心脏病恶化所致。
现在我们知道伦敦烟雾事件的主要有害物质是飘尘和SO2。
表9-1 世界重大公害事件简况
飘尘是直径小于10μm的灰尘，大部分比细菌还小，它可以几小时甚至几年飘浮在空中;大于10μm的灰尘很快就降落在地面上的叫降尘。其中大于5μm的粒子能被鼻毛阻留与呼吸道粘膜颤毛粘附排除，小于0.5μm的粒子能被粘附在上呼吸道表面随痰排出。而只有0.5～5μm之间的飘尘，可直接达肺泡而沉积，对肺组织产生作用，并能进入血液循环送到全身各个器官，根据调查资料，当飘尘浓度 100mg/m3(全年24小时平均值)时，慢性支气管炎等非传染性呼吸道疾病增加;幼儿气道不畅，呼吸紧张，当飘尘浓度达150mg/m3(全年24小时平均值)时，病患者、体弱者、老人死亡率增加，视程不到8公里，飞机飞行困难。
二氧化硫是具有辛辣刺激味的无色气体，其毒性作用如表9-2示。
表9-2 二氧化硫的毒性作用
根据上述资料，伦敦的SO2和飘尘的浓度都不足以引起急性中毒死亡，但实际上却引起了大量的人急性中毒而死。有人把英国伦敦和纽约的大气污染事件中SO2，飘尘浓度同死亡数做了统计分析，得出SO2和飘尘浓度之积同死亡人数之间相关非常密切，相关系数γ=0.98，并得出下列相关公式：
D=0.6SP
式中：S——SO2浓度(ppm)
P——飘尘浓度(mg/m3)
D——死亡人数
SO2和飘尘一起对人产生相乘的毒性作用，因为飘尘中含有铁、锰等金属是SO2氧化成硫酸的最好触媒，这种硫酸烟雾的毒性比SO2大10倍;SO2氧化产生的硫酸又以飘尘为核心，附着在飘尘上进入人的呼吸系统后容易粘附在人体肺部细胞上产生强烈刺激症状，引起支气管炎反射性痉挛，重者窒息而死。
SO2和飘尘两者，何者为“主犯”，人们曾进行过如下分析(表9-3)。
从表9-3分析我们可以看出，1952年飘尘浓度比1962年将近高一倍，但1962年的SO2浓度却比1952年稍高，但死亡人数反而少80%以上，这说明造成伦敦急性中毒事故的“主犯”是飘尘，而SO2是最大的帮凶。英国医学界对城市居民早晨的痰量进行过调查研究，经统计分析得出如下结果：
1959年飘尘浓度 0.4mg/m3，痰量 30ml，1965年飘尘浓度 0.1mg/m3，痰量14ml;1965年SO2浓度反而较过去升高，这进一步说明烟气中飘尘对人体伤害是起主导作用。因此，英国决定把大气污染净化重点放在除尘上。
在我国，由于某些工厂企业单位不能认真贯彻执行“三废”治理和排放的有关管理制度的
表9-3 伦敦两次烟雾事件特点
规定，违反操作规程，设备发生故障，也曾发生过多起环境污染造成的急性中毒事件。1991年9月3日发生在江西上饶沙溪镇的毒烟雾事件，是我国建国以来罕见的环境事件，主要由于司机违反操作规程，使2.4吨—甲胺农药全部泄漏，造成全镇191户家庭受害，死亡30余人，涉及到23户家庭;轻、重伤者共达650余人，估计经济损失达200多万元。
2.慢性中毒
环境中有害物质低浓度长期反复对机体作用，所产生的危害称为慢性中毒危害，日本三大公害病：水俁病、骨痛病、四日市喘息病就是典型的慢性中毒病例。今简要介绍如下：
(1)水俁病：
因这种病首先在日本熊本县南部水俁市发生故名水俁病。50年代水俁市共有居民一万多人，但已有558人患了水俁病，82人死亡。患者症状：皮肤麻木，听觉失灵，视野缩小，语言不清，面部表情痴呆，不能辨认亲人，继之神经失常，运动失调，全身痉挛、不能饮食，瘫痪昏迷，直至死亡。患者发现汞含量高达60～1000ppm。尸检结果：
原因分析：水俁市有一个新日本氮肥公司乙醛车间，每生产一吨乙醛就要用汞一公斤，因此在生产过程中排出大量含汞废水，含汞量达10～20ppm，从该厂生产以来已有约2000吨汞污水排入水俁湾中，当地鱼体中含汞量 1959年为 20～30ppm，1961年为 20～60ppm，而汞在鱼体内可变成甲基汞，当地人民长期吃了这种鱼，并饮用当地受汞污染的河水，就引起慢性汞中毒，经十年左右发展成为水俁病患者。动物实验：猫的饲料中每天加入1～2mg甲基汞，在白鼠每天饲料中加 0.5mg甲基汞，都是在30天内即发病，兔子每天饲料中加 30mg，十天即发病，进一步证明水俁病的病因是甲基汞。
(2)骨痛病(痛痛病)：
发生在日本富山县神通川流域，患者起初是大腿肌肉痛、腰痛，以后发展到全身各处疼痛，并且不断喊痛。患者呈特殊体型，身体缩短，严重者可缩短20～30cm;此病患者大多发生骨折，最后因极度的运动不足，进行性营养不良，全身衰竭而死。现已查明，该病系由神通川上游，主要生产铅和锌的神通矿场排出含有高浓度镉的废水，污染了神通川，以至该地区土壤中含镉量增高。如表9-4所示，该地所产粳米中镉含量达1ppm，当地居民长期饮用此水和食用这种食物，引起慢性镉中毒。经20～30年左右发展成为骨痛病患者。该病患者已达280人，死亡34人。
动物实验进一步弄清了该病原因，以10cm长的鲤鱼分别养在含锌，铅，铜，镉的不同金属
表9-4 神通川水系稻田和其他水系稻田土壤中含镉量比较
水中，含镉0.01ppm的水中饲养五十天，含镉0.05ppm，饲养30天，即发现鲤鱼脊柱弯曲，而在其他金属水中饲养的鲤鱼则无此现象，用X光透视发现变形鱼脊柱骨有空洞现象;饲以含镉饲料的白鼠钙的排出量多于摄取量，有的达30%，并形成同人相似的骨痛病，这样基本弄清了骨痛病的为害，主要是由于镉对动物骨骼中的钙的置换，从而产生脱钙，使骨质软化。
(3)四日市哮喘病：
哮喘病以日本四日市最甚，故名四日市哮喘病，患者达2000人以上，死亡几十人。第二次世界大战以后，日本四日市已发展成为日本石油工业基地之一，石油中含硫最高达3%，四日市工厂每年排出SO2以及各种粉尘达 13万吨，大气中SO2浓度高达 0.57～1ppm，超过卫生标准5～6倍，当人民长期吸入这种污染空气，造成慢性呼吸系统疾病的患病率增加。据该市调查证明，大气中降尘、SO2浓度和支气管哮喘、感冒、上呼吸道炎症发病情况有显著相关，如表9-5：
表9-5 四日市降尘，SO2与有关疾病的相关系数
3.持续性蓄积危害
一个成人每天需要呼吸空气12～15m3，需要水2～3L，食物1～2kg，由于“三废”对环境污染，使人类依赖生存的水、空气、食物含有引起人体有害影响的化学物质。例如有机氯杀虫剂在空气、水、食物中都有微量存在。这些毒物在空气、水、食物中虽然含量很低，但随着呼吸、饮水、食物进入人体后，不易排出，能蓄在人体内脏中，日积月累，在人体内可达到相当可观的数量。在没有使用有机氯农药时(1942年美国)人体脂肪中是没有有机氯残留的，但当世界各国普遍大量使用有机氯杀虫剂后，有机氯通过大气、水、食物进入人体内蓄积起来，使各国人体脂肪中有机氯残留量逐渐升高，其中尤以印度人为最高。而且有机氯杀虫剂在新生婴儿的体脂中也发现存在，新生儿的脂肪中有机氯显然是母亲传给他们的，喂奶是一个途径，因在母乳中也发现有机氯杀虫剂。
这种有机氯杀虫剂可在成人体内蓄积，从而使新生儿体内蓄积。这种对下一代的远期效应更值得引起重视。
此外，某些金属元素如铅、汞等在世界某些地区，随着外界环境中污染浓度增加，在人体内的出现蓄积情况，使城市居民中血铅含量比农民为高。
上海市南区污水渠道汇集了市区徐汇、卢湾、南市等地区的生活污水和工业废水，经川沙县入东海，全长30公里，其中19公里为明渠，后改为暗渠。污水日排放量为30万吨左右，37.5%为工业废水，62.5%为生活污水。工业废水主要来自印染、电镀、造纸、化工和仪表等行业。废水中含有锌、铜、镉、铅、汞、铬等多种金属元素，其中镉和镉盐的负荷量为每日1.205吨。1970年建成通水后，大面积推广污水灌溉。污灌面积达67000余亩。后因水源受到严重污染，于1980年后，才停止使用污水灌溉。但已经对土壤、粮食、蔬菜、动物和人体等造成了一定的影响。污灌区环境中镉的残留量明显高于对照区，尿镉的含量检出范围30～34.2μg/L，为对照区尿镉检出范围0～1.4μg/L高出数十倍，由于及时采取了积极措施，基本上控制了镉污染，故尚未发现明显的慢性镉中毒患者。
虽然，这些毒物在体内蓄积并未达到立即可见的危害，但长此以往，长期进入人体积累起来，超过人体组织器官的负担，也会造成生理生化功能的改变，就会引起远期效应，影响到神经系统，内脏功能以及生殖、遗传等，这些问题应该引起人类的警惕和重视。
(二)环境污染而致癌
环境中的某些污染物具有使动物和人体发生恶性肿瘤的特性，而能引起恶性肿瘤性疾病的污染物称为致癌物。近几十年来，全世界居民死亡原因发生了很大变化，过去以急慢性传染病死亡占首位，但近年来传染病死亡已退出前十位，而恶性肿瘤跃居首位(表9-6)。
表9-6 我国某市一个区死因前十位死亡专率统计
从表9-6以看出，恶性肿瘤从1953年的第五位，到1973年跃居首位;而肺结核从1953年第一位，到1973年退至第七位，麻疹已退出前十位。死因的改变说明了某些主要传染病随着防治工作的进展，已得到良好控制，但同时又反映了非传染病的一些严重病症，如恶性肿瘤，死亡率逐年增高，成为当前必须防治的重点。《中国环境状况公报》(1991年)公布：1991年，我国人口总死亡率为670/10万，比1990年升高0.5%，其中恶性肿瘤是城市居民的首位死亡原因，大城市恶性肿瘤死亡率为 129.9/10万，中小城市为 104/10万。在恶性肿瘤中，肺癌死亡率最高，大城市为35.2/10万人，中小城市为23.7/10万人，分别占恶性肿瘤死亡的27.1%和22.1%，近年来呈明显上升趋势。在农村地区，恶性肿瘤死亡率占总死亡率的比重也在逐年增加。大气污染是呼吸系统疾病，尤其是肺癌和慢性支气管肺炎的主要诱因之一。我国居民的肺癌发病率，宏观表现为，大城市>中等城市>小城市>农村;工业城市的肺癌发病率大于非工业城市，这与大气污染的情况相一致。那末是什么原因使肿瘤死亡率上升呢?这个问题世界各国都在探讨，争论很多，但较普遍认为与目前环境污染有关。
根据若干推测，人类的癌症主要由病毒引起的不超过5%;主要由放射性引起的在5%以下;主要由化学物质引起的占90%。而外界环境中这些化学物质主要来源是三废。目前，已发现在人类环境中有300多种化学物质具有致癌作用，这些物质有的在恶劣的劳动条件下，工人在生产过程中接触这些物质后患职业肿瘤而得到证实，有的已在动物实验中得到证实。例如：
1.多环芳烃化合物
多环芳烃是煤、石油、煤焦油、沥青等含碳有机燃料不完全燃烧的产物，它是在400～800℃燃烧时环化而成。随着工厂排出的废气和废水污染外界环境。用近代分析方法，可从煤焦油、煤烟、汽车废气等分离出芘，菲，蒽，1，2-苯并芘，二苯并芘，3，4-苯并芘(苯并〔a〕芘)，1，2，5，6-二苯并芘等30多种环芳烃组分，在上述组分中，致癌性最为强烈的是：3，4-苯并芘，1，2，5，6-二苯并蒽。但3，4-苯并芘(苯并〔a〕芘)在外界环境中存在比较普遍，较容易检出，故可作为多环芳烃的代表组分。
目前，已发现3，4-苯并芘已较普遍污染了人类环境。如在烟囱烟气中，3，4-苯并芘含量高达6289μg/1000m3，在城市大气中3，3-苯并芘已普遍被检出。
在焦化厂的废水中3，4-苯并芘含量高达0.13～9mg/L。一般地面水中含量在0.03～0·1μg/L。在一些食物中也被检出有 3，3-苯并芘，如在熏鱼及熏肉中含量 μg/kg;大豆油：机榨1.8μg/kg，有机溶剂浸提 28.8μg/kg;小麦：工业区 3.52μg/kg，农业区0.34μg/kg;香烟15～20μg/1000支。其他食物如蔬菜，谷类及咖啡也能检出3，4-苯并芘。
3，4-苯并芘在动物身上致癌作用，已得到充分证明，据报导，3，4-苯并芘的皮肤涂擦最低致癌有效剂量在敏感动物为0.05～0.1mg，皮下注射为1～2μg，引起50%实验白鼠致癌的有效剂量为80μg。特别是近年来，利用3，4-苯并芘和粉尘混合在动物身上进行真性肺癌试验的模型已经不止一次获得成功。18世纪英国扫烟囱工人常常容易患阴囊上皮癌及其它皮肤癌，此种癌症与3，4-苯并芘有密切关系。
2.芳香胺类化合物
现在有些研究证实，某些工人的膀胱癌是与职业性接触某些芳香胺类化合物有关，例如：英国调查研究了1929～1949年之间的染化厂4622名工人，发现有膀胱癌455例，其中298例有详细职业登记，经统计分析证明主要致癌物质是2-萘胺，联苯胺和1-萘胺。
目前已明确的对人致癌的芳香胺有2-萘胺，1-萘胺，联苯胺，4-氨基联苯，二氨基苯，金胺，复红，萘胺芥，安妥(1-萘荃硫脲)，染料AB黄及OB黄(2-氨基1-萘酚)，甲土立丁(邻二甲联苯胺)，邻二甲氧联苯胺，易乙酰胺(AAF)，1-氨基-2-萘酚，奶油黄(对二甲基胺偶氮苯)等芳香胺和偶氮染料。
这类物质在环境中分布较广，不仅在工业劳动的环境中人类常有接触，就在日常生活中，人类也可以从空气中，食物中以及塑料中摄入芳香胺类化合物。
目前，已初步了解到芳香胺致癌物的一些作用机制，发现多环芳烃的胺基位置，相当于荼的2—位或联苯对位，都有较强的致癌性。
3.亚硝基化合物
最近数年，发现有些亚硝基化合物，对多种动物已证实是有很强的致癌性，并且能在动物的各种脏器上诱发肿瘤。在天然水和食物中存在微量的亚硝基化合物，但是硝酸盐和亚硝酸盐广泛被用作食物防腐剂，从而增加了这类化合物进入体内的机会，亚硝酸盐进入胃后能和胃中仲胺形成亚硝胺，它是一种很强的致癌物质。
4.无机物
现在已有不少的报告证明职业性接触某些无机物与癌有关，例如在制铬业工人中常常发现有支气管癌;在炼镍工人中常常发现有鼻腔癌;铬冶炼中，工人肺癌的发病率比其它工人高出几倍至几十倍;放射线可能引起白血病;在石棉工业中工人常常有间皮瘤和肺癌;常与无机砷盐类接触的工人们容易得皮肤癌和支气管癌。
5.自然界中的致癌物质
属于自然致癌物质中，分布最广泛并且最重要的一组即霉菌毒素。霉菌毒素中，尤以黄曲霉素更为重要。在最近某些国家流行病学调查中，结果说明，膳食中黄曲霉毒素的含量与人群中肝癌的发病率是有直接相关的。另一种杂色黄曲霉毒素对实验动物有明显的致癌性。
上述这些致癌物质绝大部分是从三废中来的，现在有些资料说明，环境污染与癌症死亡率有密切相关。如据英国调查资料，它们调查了53个县城降尘量与肺癌死亡率相关系数为0.667，与胃癌死亡率相关系数为0.408，(P<0.01时γ=0.357)。并且也调查了53个市区烟尘与肺癌死亡率相关系数为0.586，二氧化硫与肺癌死亡率0.615(P<0.01时γ=0.357)，说明大气污染与肺、胃癌死亡率有很显著相关。所以治理“三废”，保护环境是防治肿瘤中的一个很重要的措施。
(三)环境污染引起突变和畸变
污染物或其他环境因素引起生物体细胞遗传信息发生突然改变的作用，称为致突变作用。人或动物在胚胎发育过程中由于各种原因所形成的形态结构异常，称为致畸作用。环境污染可使生物界发生遗传突变和致畸变作用，已在实践中发现，并引起人们注意。据估计，美国的新生儿畸形率约为2%，中国出生胎儿的先天畸形率约为1.28%，据1989年6月公布，中国现有畸形儿约800～1000万。因为，环境中某些污染物质进入机体后能使机体细胞中的基因物质改变其原有特性，因而当细胞分裂后，新的子细胞具有新的遗传特性，这种基因物质的改变可能是细胞染色体受到破坏的结果，也可能是一种或几种核苷酸改变的结果。如果这种污染物质作用于人的生殖细胞，则其子孙后代将要携带这种基因于其细胞内，对本代不显出影响，而使其子孙后代发生遗传突变的可能，使正常妊娠发生障碍，甚至不能受孕，也可使胎儿死亡造成流产，若足月生产可能产生畸形胎儿。能引起这种遗传突变的物质称为致突变物质。另有一类所谓致畸胎物质是外界环境中的物质影响胚胎正常发育，重者可使胚胎的生长发育完全终止，因而使胎儿死亡;轻者可使胚胎生长发育的某一阶段，某一器官或某些组织功能受障碍，因而形成人体方面的畸形或生理功能方面的异常，但这种畸形并不具有遗传性。有时致突变物质作用于体细胞，使体细胞中基因发生突变，可使在正常生命过程中有的细胞到成年后则不再分离，但由于突变的原因，使这些细胞又分裂而形成癌。所以致突变过程与致癌过程在总的方面有些相似之处。
目前，在人类环境中已发现有些物质在实验室研究中能够引起低等动、植物细胞的突变，但是，还不清楚这些物质中，哪一些物质可以实际上引起人类的突变。表9—7是列出其中一部分，以供参考。
表9—7 环境中某些致畸变物质特性
在实际调查中也发现环境污染使鱼类畸形，鸟蛋孵化率降低。如日本濑户内海历来是日本的重要渔场，50～90年代，据濑户内海总调查团对沿海16个点的调查，有五处已完全没有水生生物了，并不断发现骨骼畸形和头部及组织生瘤的鱼，从鱼的肿瘤中曾检查出癌细胞，证明为恶性肿瘤。由于美、日等国大量使用有机汞和有机氯农药后使鸟类体内含量很高，致使有的鸟类绝迹，有的鸟类蛋壳变薄，甚至无蛋壳和蛋变色，蛋的破碎率变高，孵化率显著降低。
突变本来是生物界的一种自然现象，是生物进化的基础，但对大多数生物个体往往有害。哺乳动物的生殖细胞如发生突变，可以影响妊娠过程，导致不孕和胚胎死亡等，体细胞的突变，可能是形成癌肿的基础。因此，环境污染物如具有致突变作用，即为一种毒性表现。常见的具有致突变作用环境污染物有：亚硝胺类，苯并(a )芘，甲醛、苯砷、铅、DDT、烷某汞化合物、甲基对硫磷、敌敌畏、分硫磷、2，4- 滴，2，4，5- 滴，百草枯、黄霉毒素 B1等。
业已肯定环境污染物中甲基汞对人体有致畸作用。在日本水俁病流行地区，有时母亲很少或没有出现水俁病症状，而幼儿却患有先天性麻痹性痴呆或者出现畸形怪胎(天然畸形)，正是由于有机汞致畸胎所至。从动物实验中发现有致畸作用的还有四氯二苯二恶英、西维因、敌枯双、艾氏剂、五氯酚钠和脒基硫尿等。
关于致畸作用机理，一般认为有以下几种可能：①环境污染物作用于生殖细胞的遗传物质(DNA)，使之发生突变，导致先天性畸形。生殖细胞突变可遗传性，环境污染物作用于体细胞，引起体细胞突变也可引起畸形，但无遗传性。②生殖细胞在分裂过程中发现染色体不离开现象，即在细胞分裂中期成对染色体彼此不分开，以致一个子细胞多一个染色休，而另一个子细胞少一个染色体，从而造成发育缺陷。③核酸的合成过程受破坏而引起畸形。④母体正常代谢过程被破坏，使子代细胞在生物合成过程中缺乏必需的物质，影响正常发育等等
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