有害物理因素的环境毒理学.ppt

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1、第十一章 有害物理因素的环境毒理学,环境噪声污染放射性污染射频电磁辐射污染,第一节 环境噪声污染,一、环境噪声源及污染特点,城市环境噪声来源 交通噪声交通工具 50%70%工业噪声气动源，如风机、风扇、高炉排气等机械振动源，如纺织机、凿岩机等。施工噪声建筑工地的各种施工机械 社会生活噪声有高音喇叭以及商业交际等社会活动和家用电器等,一、环境噪声源及污染特点,环境噪声污染特点 环境噪声是能量污染发生源停止发声污染即自行消除，不留后作用 环境噪声是感觉公害 评价噪声污染危害时不仅要考虑污染源的性质、强度，还要考虑受害者生理与心理状态。老年人和青年人，健康人与病患者，白天和晚上等。环境噪声具有局限性

2、和分散性 受影响的只是离生源近的地区(声能量随距噪声源距离增加，建筑物、绿化林带的阻挡而衰减)噪声源分散，数量多和有流动性。,二、环境噪声对人体健康的影响,长期在噪声较强的环境中生活与工作，对人体可能产生两类不良的影响听觉器官的损伤全身系统的不良影响神经系统心血管系统内分泌系统,二、环境噪声对人体健康的影响,听觉器官的损伤听觉适应保护性反应噪声严重的环境内-感到刺耳般的难受；脱离噪声环境-耳朵内嗡嗡作响-听觉敏感性下降-很快恢复听觉疲劳较强的噪声环境(长年累月无防护)-离开噪声环境后-听觉敏感性的恢复变慢(min-h)-恢复噪声性耳聋发生听觉疲劳后-在强烈噪声环境(长期无防护地)-听力损失逐渐

3、加重-不能恢复听觉器官-器质性病变,二、环境噪声对人体健康的影响,听觉器官的损伤据调查长期在90dB噪声环境中工作的人，5-10年后有10%患噪声性耳聋。,二、环境噪声对人体健康的影响,听觉器官的损伤对城市噪声的研究发现，环境噪声是老年耳聋的重要因素国外大城市老年耳聋者中，男性多于女性(男性接触噪声的机会一般比女性多)。居住在偏僻寂静农村、山林里的老人，比居住在喧闹城市的老人，耳聋少。,二、环境噪声对人体健康的影响,对神经系统的影响噪声作用于人的中枢神经系统，使人的基本生理过程大脑皮层的兴奋和抑制平衡失调，导致条件反射异常，使人的脑血管张力遭到损害，神经细胞边缘出现染色质的溶解，严重的可引起渗

4、出性出血灶，脑电图电势改变。这些生理学变化，在早期可以恢复的，时间久了，就会导致病理学变化，产生神经衰弱症(神经官能症)。噪声作用于中枢神经系统，还会影响人体器官的功能。胃机能紊乱，消化液分泌异常，造成消化不良、食欲不振、恶心呕吐，导致胃病的发病率提高。,二、环境噪声对人体健康的影响,对心血管系统的影响可引起交感神经紧张，导致血压波动增大。年轻人血压降低，老年人血压升高。在心电图的检查中，常见的有窦性心动过速或过缓、窦性心律不齐、传导阻滞等。在高噪声车间工作的工人，高血压、动脉硬化和冠心病的发病率比低噪声车间的高。,二、环境噪声对人体健康的影响,对内分泌的影响经常性噪声刺激会使母体的内分泌腺体

5、功能紊乱使脑垂体分泌的催产激素过剩，强烈刺激子宫肌收缩而导致早产。子宫收缩会影响子宫内血管向胎儿输送氧气和养料，使胎儿缺乏营养和氧气而造成发育障碍或死亡环境噪声还对人的睡眠、学习、工作效率有影响。,三、环境噪声标准及其居民主观评价法,环境噪声标准依据保护人的听力、睡眠、休息、交谈、思考不同的地点和人的行为状态目的控制噪声对人的影响，为合理实施噪声控制技术和噪声立法提供依据。适用区域特殊住宅区；居民、文教区；一类混合区；二类混合区，商业中心区；工业集中区；交通干线道路两侧。,三、环境噪声标准及其居民主观评价法,为了防止噪音，我国著名声学家马大猷教授曾总结和研究了国内外现有各类噪音的危害和标准，提

6、出了三条建议：为了保护人们的听力和身体健康，噪音的允许值在7590分贝。保障交谈和通讯联络，环境噪音的允许值在4560分贝。对于睡眠时间建议在3550分贝。,三、环境噪声标准及其居民主观评价法,对环境噪声的主观评价调查主观评价社会调查法家庭访问调查居民填写印发函调表主观评价分级(4个等级)无任何干扰，有一定干扰，中等干扰，很受干扰；很安静，较安静，吵，很吵。50%居民“吵”噪声强度许可噪声标准的上限值调查完毕噪声测定统计分析物理参量与主观评价关系居民对噪声不满的预报公式，为控制环境噪声和制定噪声标准提供科学依据。,第二节 放射性污染,一、放射性污染的来源,天然放射线+人工放射线天然放射线地壳中

7、的铀、钍和钾的放射线同位素40钾等天然放射线物质内照射：天然放射线物质通过食物或呼吸进入人体宇宙射线产生的外照射天然放射性本底这些天然辐射源所产生的总辐射水平人类能适应,一、放射性污染的来源,人工放射线核武器的使用与试验全世界开展的核试验，增加了全球性的环境放射性污染核燃料的开采、加工与再处理含铀、钍等矿石开采与粉碎过程中，产生氢气和放射性粉尘；提炼及核燃料再加工过程中，排放放射性“三废”。核电站排放放射性“三废”核电站的反应堆等设施发生事故局部地区放射性污染同位素应用同位素在工业、农业和医学上应用，产生放射性废弃物,公众所受辐射照射比例（1993年）,二、放射性物质对人体健康的作用机理,机理

8、放射不同类型的射线，如、x、中子、质子等，对机体均导致电离。剂量愈大，射线能量愈强，对机体的作用也愈深远。射线：带正电荷，穿透力较弱，但电离能力强，对机体主要是内照射，能引起机体组织的很大损伤。射线：带负电荷，穿透力比射线大，在体内的危害性次于射线。射线、X射线：不带电荷，而穿透力很大，外照射危害很大，在体内也能引起穿透影响，较、射线的内照射危害小。中子流不论内外照射的危害都很大。质子流带正电荷，作用和射线相似，但能量很大的质子或加速质子的危害比射线大。,二、放射性物质对人体健康的作用机理,机理射线的电离辐射对机体损伤途径直接损伤，即辐射直接将机体物质的原子或分子电离，破坏机体内某些大分子结构

9、，使这些分子的共价键断裂，生成离子或自由基，也可能将它们打成碎片。间接损伤，即射线首先将体内广泛存在的水分子电离，生成活性很强的自由基和分子产物，继而通过它们与机体的有机成分作用，产生与直接作用相同的后果。有人认为间接损伤是电离辐射的主要损害途径。,三、放射性污染对人体健康的影响,放射性污染物进入环境后，通过体内照射和体外照射影响人体健康。急性效应 当人体受到大剂量照射，其有害的结果几乎立即可以观察到。远期效应 长期小剂量照射，近期后果十分轻微，有可能在若干年内发现不了，要经过一段相当长的潜伏期，甚至延续到下一代才能看到较明显的有害效果。,三、放射性污染对人体健康的影响,急性辐射损伤躯体效应电

10、离辐射损伤效应出现在受照射人身上。根据发生时间的早晚，把辐射引起的躯体效应，分急性效应和远期效应。急性辐射损伤一次或短期内接受大剂量辐射引起的急性生物效应。核武器爆炸、核反应堆意外事故等造成的损伤。全身大剂量外照射会明显伤害人体的各种组织、器官和系统，表现出急性照射效应。,三、放射性污染对人体健康的影响,辐射的远期效应辐射致癌人体细胞经常受到放射线照射，可能引起突变，即细胞不受控制地连续进行分裂，恶心繁殖生长，最终形成肿块。甲状腺癌是一种因外照射引起的癌症之一，发病率与照射剂量大小、性别有关。铀矿工人肺癌发病率高内照射诱发癌症铀矿工人长期接触放射性氡气及其子体放射性产物，并吸入体内肺部沉积。辐

11、射致癌的潜伏期较长，可从几年到几十年，潜伏期长短与照射方式、剂量率、剂量大小，及其他因素有关。,三、放射性污染对人体健康的影响,辐射的远期效应白血病核爆炸、职业性照射或者多次接受放射治疗引起,日本原爆受害者肿瘤发生率随时间的变化,0,10年,20年,30年,40年,白血病,白血病之外的肿瘤,2年,三、放射性污染对人体健康的影响,辐射的远期效应白内障放射性照射可引起眼睛晶体混浊，严重时白内障 寿命缩短电离辐射破坏非特异性免疫机制，降低机体的防御能力，增加毛细血管、粘膜、皮肤和其他防御屏障的通透性，容易并发感染，缩短寿命，导致死亡 遗传效应染色体畸变与基因突变,三、放射性污染对人体健康的影响,慢性

12、小剂量照射的特点“慢性小剂量”照射与长期“低水平”照射相同。放射性物质污染环境对广大居民造成的照射就属于这一类。主要是远期效应。如果总剂量相等，分多次照射的生物效应显著低于一次照射机体受小剂量辐射损伤的程度一般较轻，可以依靠机体本身的功能进行修复，恢复正常(与一次性大剂量照射之间生物效应的明显差别)高本底地区与低本底地区居民健康状况没有显著差异。,四、放射性污染的防治,核企业厂址选择在周围人口密度较稀，气象和水文条件利于废水废气扩散稀释，以及地震烈度较低的地区，以保证在正常运行和出现事故时，居民所受的辐射剂量较低。工艺流程的选择和设备选型应考虑废物产生量少和运行安全可靠。废水和废气经过净化处理

13、，并严格控制放射性核素的排放浓度和排放量。对浓集的放射性废水一般进行固化处理，对核素污染的废物和放射强度大的废物，进行最终处置和永久贮存。在核企业周围和可能遭受放射性污染的地区进行监测。为了保障居民健康，环境中的放射性污染物应不超过规定的标准。,（1）时间防护 累积剂量与受照时间成正比 措施：充分准备，减少受照时间（2）距离防护 剂量率与距离的平方成反比 措施：远距离操作（3）屏蔽防护,外照射防护三原则,对开放源的防护,放射性物质进入体内的途径经口，消化道的摄入（ingestion）经呼吸道的吸入（inhalation）经皮肤，伤口的进入（injection）,放射性工作场所控制区的标志,第三

14、节 射频电磁辐射污染,电磁污染源,电磁污染源天然、人为天然某些自然现象引起天电噪音自然界雷电，暴雨时由于大气层中积蓄电荷放电所产生的一种电磁辐射。火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等都会产生电磁干扰。,电磁污染源,电磁污染源人为脉冲放电切断大电流电路时产生的火花放电，瞬时电流变率很大，会产生很强的电磁干扰。本质上与雷电相同。工频交变电磁场在大功率电机、变压器以及输电线等附近的电磁场，它并不以电磁波形式向外辐射，但在近场区会产生严重的电磁干扰。射频电磁辐射射频电磁辐射发射频率为100-3*105兆赫的电磁波频率范围宽广，影响区域较大，危害近场区的工作人员 目前射频电磁辐射已经成为电磁污染环境

15、的主要因素。,一、射频电磁辐射污染源,主要污染源无线电广播、电视通讯、雷达探测、高频加热和理疗用的电子设备等产生不同频率和功率的电磁辐射，对周围地区造成不同程度的射频电磁辐射污染。电磁辐射环境一般分为两种类型一般电磁辐射环境指较大区域空间内电磁场的背景值，通常是由各种辐射源、各种传播途径造成的电磁辐射环境本底。特殊电磁辐射环境指在某一电磁辐射设施附近或一个局部范围内造成的较强的电磁辐射环境，生活在电磁辐射环境内的人群可分成受职业辐射的工作人员和普通公众。,部分家电磁场数据(单位:毫高斯mG)(安全限值 2mG）,一、射频电磁辐射污染源,电磁辐射强度的单位功率：辐射功率越大，辐射出来的电、磁场强

16、度越高，反之则小；单位是瓦(W)。功率密度：指单位时间、单位面积内所接收或发射的高频电磁能量；单位是瓦/米2(W/m2)。电场强度：用来表示空间各处电场的强弱和方向的物理量；距离带电体近的地方电场强，远的地方电场弱；单位是伏/米(V/m)。磁场强度：用来表示空间各处磁场的强弱与方向的物理量；单位是安/米(A/m)。磁感应强度：表示单位体积、面积里的磁通量，用于描述磁场的能量的强度；单位是特斯拉或高斯(T或Gs)。,二、射频电磁辐射对人群健康的影响,一般认为电磁波的生物学活性随频率的增高，即波长的减短而递增，也就是微波最大，中长波最小。由于人体共振吸收频率约为70兆赫，所以超短波辐射对人体的影响

17、可能最大。射频电磁辐射的生物效应在强度大时主要是热效应，即机体把吸收的射频能转换为热能，形成由于过热而引起的损伤。射频辐射还有非致热作用。长期在非致热强度的射频电磁辐射作用下会出现乏力、记忆力减退为主的神经衰弱症候群和心悸、新前区疼痛、胸闷、易激动、脱发、月经紊乱等症状。,二、射频电磁辐射对人群健康的影响,热效应温度升高改变了细胞膜的结构：升温使细胞膜中的蛋白质分子与类脂分子的组成和排列发生变化，并使细胞膜离子通透性增加。温度升高影响血液循环：升温过高可致病理性充血、出血、水肿及血栓形成。温度升高影响细胞分裂和增殖：升温过高可造成细胞分裂停滞和间期死亡(包括凋亡和坏死)。升温影响亲水蛋白质分子

18、和的构象或状态及其生化反应过程。,二、射频电磁辐射对人群健康的影响,非热效应 非热效应的变化主要发生在细胞和分子水平上，进而影响其生物物理和生物化学反应过程，并引起相应的组织器官和整体的损伤效应。非热效应对机体的作用可能通过如下途径致伤：细胞产生电场振荡致伤脑组织的钙通道异常和钙浓度内外失衡致伤振荡电场中细胞转动致伤在外加电场中细胞膜击穿(破裂)致伤自由基损伤,三、射频电磁辐射的环境医学标准及预防措施,射频电磁辐射的环境医学标准对射频电磁辐射的生物学作用机理认识不同，各个国家制订的卫生标准差异很大。一般来说，居民容许辐射强度应比职业容许辐射强度低1/2-1/10。,三、射频电磁辐射的环境医学标

19、准及预防措施,射频电磁辐射污染的预防电磁场传递的途径中安设电磁屏蔽装置，使有害的电磁场强度降低至容许范围内。采取其他综合性的防治对策。工业合理布局，使电磁污染源远离居民稠密区，改进电气设备，在近场区采用电磁辐射吸收材料或装置，实行遥控和遥测，提高自动化程度等。,身边亲密的杀手,关于手机辐射问题,手机辐射也就是电磁辐射，属于微波的中波频段。手机使用频繁且就在耳边，如此近的距离躲也躲不开，电磁辐射无疑会作用于人脑。手机比一般电话辐射场要强大十几倍。如果长期使用会直接影响交感神经、迷走神经功能活动，会出现头昏，乏力，脸色发暗，皮肤干燥等现象。在中国环境卫生监测所做的对使用手机和不使用手机的人群调查发

20、现，常打手机的人比不打电机的人更容易神经衰弱、头疼、失眠、睡眠多梦。,手机型号 辐射值,专家们测定,如果手机对于每公斤人体组织的辐射值大于1.3瓦,那就会对人的遗传信息造成破坏,而现在辐射的极限值则是每公斤瓦(单位:瓦/公斤),打手机如何减少电磁辐射,移动电话接通瞬间释放的电磁波容易致癌，所以移动电话响时，一秒后再听手机。如果身边有其他电话可用，就不要使用手机。在使用手机的同时，采用可靠的电磁波防护产品。配备手机专用耳机，实现远距离的使用是比较有效的办法。在使用手机时，要尽可能地使天线远离人体，特别是头部。尽量减少每次通话的时间。平时多吃一些水果蔬菜，尤其是富含维生素的食物，如胡萝卜、海带、油

21、菜、卷心菜及动物肝脏等，以利于调节人体电磁场紊乱状态，增加机体抵抗电磁辐射污染的能力。,国内外的研究表明，手机电磁辐射对人体产生的影响主要分为热效应和非热效应两种。目前可以论证的主要作用是热效应，即电磁能转化为作用于人体的热量。简单地说，研究已经能够证明，使用手机将使局部组织乃至人体全身温度上升。电磁辐射对人体组织、细胞、DNA、染色体等产生的生理效应，即非热效应，目前仍然难以定量分析。,手机电磁辐射对人体健康的影响,显示器辐射的危害,显示器的辐射大小与尺寸的增加成正比；显示器的侧面和背面的辐射比正面大几倍；显示器的电磁辐射会损伤人眼角膜上皮细胞，使人患角膜病和白内障，同时它还会引起面部色素沉

22、着与面部皮脂分泌异常。电视产生的电磁波与显示器产生的电磁波类似，同样会影响健康。,减少伤害的一些保健措施,注意用眼卫生减少电磁辐射一定不要在电脑后面或两侧安置工作台电脑的后背或两侧发出的电磁辐射要远远大于前面的屏幕。使用电脑者身后如果有窗户，一定要挂上窗帘；在顶上或旁边如有台灯，应设法调整与电脑间的位置，避免强光直接照射到屏幕上。电脑屏幕上如果反射出窗户的明亮影象，也会造成眼部的疲劳。,减少伤害的一些保健措施,注意肌位劳损：长时间操作电脑会导致手指关节、手腕和手臂肌肉、双肩、颈脖和背部等部位的疼痛。操作电脑人员的手一般应每2小时休息15分钟，工作量很大时，每1小时就应该休息15分钟。,重点,射频电磁辐射及对人体健康的影响,