15.1: 环境危害的类型
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环境健康是一个侧重于自然和人为环境以及行为如何影响人类福祉的领域。 该领域致力于通过减少暴露于环境危害和促进行为改变来预防疾病、死亡和残疾。 环境危害是对人类健康和福祉的威胁（表\(\PageIndex{a}\)）。
| 潜在的决定因素 | 可能的不良健康和安全后果 |
|---|---|
| 水（数量和质量）不足、卫生设施和固体废物处置不足、卫生不当（洗手） | 腹泻和病媒相关疾病（例如疟疾、血吸虫病和登革热） |
| 水资源管理不当，包括排水不畅 | 病媒相关疾病 |
| 住房拥挤和烟雾通风不畅 | 急性和慢性呼吸道疾病，包括吸入煤炭和烟草引起的肺癌 |
| 暴露于车辆和工业空气污染 | 呼吸系统疾病、某些癌症和儿童智商下降 |
| 种群流动、侵占和建设，影响蚊子等媒介的喂养和繁殖地 |
病媒相关疾病 还可能传播其他传染病（例如艾滋病毒/艾滋病、埃博拉） |
| 接触天然存在的有毒物质 | 来自砷、锰和氟化物等物质的镇静 |
| 自然资源退化（例如滑坡、排水不畅、侵蚀） | 山体滑坡和洪水造成的伤亡 |
| 气候变化，部分原因是化石燃料的燃烧和交通、工业中的温室气体释放，以及住房、燃料、商业和工业的节能不力 |
极端高温/寒冷、仓储、洪水和火灾造成的伤害/死亡 Vectorbrone 疾病传播的间接影响、呼吸系统疾病的加重、种群混乱、海平面上升造成的水污染等 |
| 工业和商业活动造成的臭氧消耗 |
皮肤癌、白内障 间接影响：粮食产量受损 |
该表基于利沃夫斯基/世界银行（CC-BY）
传统环境危害与现代环境危害
环境危害可以分为传统危害或现代危害。 传统危害与贫困有关，主要影响低收入人群和发展中国家的人。 由技术发展引起的@@ 现代危害在受传统危害风险较低的工业化国家普遍存在。
在非洲，传统灾害的影响超过现代灾害的10倍，在亚洲国家（中国除外）的5倍，在拉丁美洲和中东的2.5倍（图\(\PageIndex{a}\)）。 供水和卫生设施不足导致的与水有关的疾病给非洲、亚洲和太平洋地区带来了特别沉重的健康负担。 仅在印度，2017年就有9万名五岁以下儿童死于腹泻。 2019年，全球有409,000人死于疟疾，其中94％发生在非洲国家。 2016年，世界上约有三分之一的家庭使用未加工的固体燃料，特别是生物质（农作物残留物、木材和粪便）在通风不良的低效炉灶中做饭和取暖。 这使人们（主要是低收入妇女和儿童）面临严重的室内空气污染，每年造成约160万人死亡（图\(\PageIndex{b}\)）。
在大多数发展中国家，现代环境风险对疾病负担的贡献与富裕国家相似，而且在许多国家还要大（图\(\PageIndex{a}\)）。 例如，中国部分地区、印度以及亚洲和拉丁美洲一些城市的城市空气污染最为严重。 低收入人群越来越多地承受传统和现代环境健康风险的 “双重负担”。 在富裕国家，他们因各种原因而承受的疾病和死亡负担是原来的两倍，环境风险造成的疾病负担增加了十倍。
生物、化学和物理环境危害
环境危害也可以根据其原因的特性分为三个相互关联的类别（生物、化学和物理）。 这些类别与传统和现代危害并不互相排斥。 例如，室内空气污染既是传统危害，也是化学危害。 不同的危害可以相互作用并相互加剧。 例如，洪水主要是一种物理危害，但它可能导致水传播疾病（一种生物危害）的传播。 同样，空气污染（一种化学危害）会损害呼吸道组织，使人体更容易受到呼吸道感染（一种生物危害）。 传染病（生物危害）也会削弱免疫系统，使个人更容易受到化学危害。
生物危害
在人类历史的大部分时间里，生物危害是健康中最重要的因素。 生物危害是由细菌、真菌、寄生虫、原生动物、病毒和朊病毒等病原体（致病生物或传染性颗粒）引起的传染性（传染性）疾病。 细菌是具有小而简单的细胞的单细胞生物。 细菌性疾病的例子包括肺结核、霍乱、细菌性肺炎和痢疾。 真菌可能有一个或多个细胞，其细胞类型比细菌更复杂。 真菌病包括念珠菌病（酵母菌感染）或脚掌等轻微感染，但它们也可能导致严重的呼吸道感染（组织胞浆菌病、球孢子菌病等），尤其是在免疫系统受损的人群中。 寄生虫是来自几个 phyla（群体）的动物，它们会吸收宿主的营养。 例子包括通常通过食用未煮熟的肉获得的绦虫和血吸虫（血吸虫）。 与真菌一样，原生动物的细胞比细菌更大、更复杂，但它们是单细胞的，缺乏真菌细胞周围的坚硬细胞壁。 疟疾（图\(\PageIndex{c}\)）、非洲锥虫病（昏睡病）和贾第虫病是由原生动物引起的。 病毒是传染性颗粒，其遗传信息被蛋白质外壳包围，但从技术上讲，它们不被视为生物，部分原因是它们不由细胞组成。 COVID-19、流感、麻疹、普通感冒、埃博拉病毒病（埃博拉出血热）和人类免疫缺陷病毒（HIV）/获得性免疫缺陷综合征（AIDS）都是由病毒引起的。 朊病毒（蛋白质传染性颗粒）甚至比病毒更简单，因为它们缺乏遗传物质，只含有蛋白质。
尽管传染病造成的死亡比例总体上有所下降（癌症和心血管疾病等非传染性疾病造成的死亡比例更高），但传染病在2017年仍造成约五分之一的死亡。 在发展中国家，这些死亡率最高，其中许多是儿童。 营养不良、不干净的水、恶劣的卫生条件和缺乏适当的医疗保健都导致传染病的传播和高死亡率，使传染病的问题更加复杂的是抗生素耐药病原体、耐农药病媒等因素，和人口过剩。
化学危害
化学危害是有毒物质，对活生物体造成损害。 空气污染物（例如二手烟或一氧化碳）、重金属和杀虫剂就是几个例子。 我们可以接触到来自各种住宅、商业和工业来源的这些污染物。 有时，有害的环境污染物是通过生物产生的，例如来自霉菌或有毒藻类繁殖的污染物。 毒素可以根据其来源、用途、化学结构和性质或作用进行分类。 表根据毒素的作用\(\PageIndex{b}\)描述了几类毒素并提供了示例。 下文将更具体地讨论其中一些示例。
| 污染物 | 定义 |
|---|---|
| 致癌物 | 一种可能单独或与另一种物质一起产生癌症（不受控制的细胞生长）的药剂。 例子包括甲醛、石棉、氡气、氯乙烯和烟草。 |
| 致畸剂 |
一种可能导致发育中的胚胎出现物理缺陷的物质。 例子包括酒精和香烟烟雾。 |
| 诱变剂 | 一种诱导 DNA 遗传变化（突变）的物质。 例子包括放射性物质（例如氡和核燃料及废物）和亚硝酸。 某些形式的辐射（参见物理危害）也是诱变剂。 |
| 神经毒素 |
一种可能对神经系统的化学、结构或功能造成不利影响的物质。 例子包括铅和汞。 |
|
内分泌干扰物 |
一种可能干扰人体内分泌（荷尔蒙）系统并对人类和野生动物产生不良发育、生殖、神经和免疫影响的化学物质。 人们认为，各种各样的物质，包括天然和人造物质，都会造成内分泌干扰，包括药物、二恶英和二恶英类化合物、砷、多氯联苯（PCB）、滴滴涕和其他杀虫剂、单氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）、邻苯二甲酸盐和增塑剂，例如双酚 A（双酚 A）。 |
甲醛
甲醛是一种无色、易燃的气体或液体，具有刺鼻的窒息气味。 它是一种挥发性有机化合物，是一种含有碳和氢的化合物，很容易变成蒸气或气体。 它也是在人体内以少量、无害的自然产生。 我们接触甲醛的主要方式是呼吸含有甲醛的空气。 使用或制造甲醛、木制品（如刨花板、胶合板和家具）、汽车尾气、香烟烟雾、油漆和清漆、地毯和永久压制织物的行业会将甲醛释放到空气中。 指甲油和商业应用的地板表面处理会释放甲醛（图\(\PageIndex{d}\)）。
一般而言，室内环境的浓度一直高于室外环境，因为许多建筑材料、消费品和织物都会排放甲醛。 室内空气中测得的甲醛含量介于百万分之0.02—4（ppm）之间。 在城市地区，室外空气中的甲醛含量从0.001到0.02 ppm不等。
重金属
重金属是形成特殊键的高密度化学元素（称为金属键，其中电子是共享的，但比共价键的收缩要小）。 砷、汞、铅和镉就是重金属的例子。
砷（As）是一种天然存在的元素，通常存在于我们的整个环境中的水、土壤、灰尘、空气和食物中。 由于农业和工业活动以及自然地质过程，砷的含量可能会因地区而异。 耕作和冶炼产生的砷往往会与土壤紧密结合，作为长期暴露来源，预计将在陆地表面附近停留数百年。 经过铬化砷酸铜（CCA）处理过的木材通常出现在现有房屋的甲板和栏杆以及游乐场设备等户外结构中。 一些地下含水层位于天然砷含量高的岩石或土壤中。
大多数砷是通过摄入食物或水进入人体的。 饮用水中的砷是世界上许多国家的问题，包括孟加拉国、智利、中国、越南、台湾、印度和美国。 砷也可能存在于食物中，包括大米和一些鱼类，这些食物是由于从土壤和水中吸收而存在的。 它也可以通过呼吸含有砷的灰尘进入人体。
砷中毒会导致各种症状和严重的健康状况（图\(\PageIndex{e}\)）。 研究人员发现，砷即使含量很低，也会干扰人体的内分泌系统。 砷也是一种已知的人类致癌物，与皮肤、肺癌、膀胱癌、肾癌和肝癌有关。
汞（Hg）是一种天然存在的金属，在某些产品中是一种有用的化学物质，具有潜在的健康风险。 汞有多种形式；人们通常接触的类型是甲基汞和元素汞。 室温下的元素汞是一种有光泽的银白色液体，可以产生有害的无味蒸气。 甲基汞是一种有机化合物，可以在长寿的掠食性鱼类体内积聚（生物放大作用）。 尽管鱼类和贝类具有许多营养益处，但大量食用鱼会增加人对汞的接触。 经常吃汞含量高的鱼的孕妇有永久伤害发育中的胎儿的风险。 这些母亲所生的孩子可能表现出运动困难、感官问题和认知缺陷。 因此，美国环境保护署建议，孕妇和幼儿不应食用任何剑鱼、鲨鱼、鲭鱼或方头鱼，因为它们的汞含量很高。 建议这些人食用汞含量低的鱼，例如鲑鱼、虾、鳕鱼和鲶鱼（图\(\PageIndex{f}\)）。 为了防止汞进入我们所吃的鱼和呼吸的空气，将含汞产品带到危险废物处理设施进行处置非常重要。 当今销售的含有少量汞的常见产品包括荧光灯和纽扣电池（图\(\PageIndex{g}\)）。
铅（Pb）是一种天然存在于地壳岩石和土壤中的金属。 它还从采矿、制造业和燃烧（燃烧）化石燃料（例如煤炭、石油、汽油和天然气）中释放出来。 铅没有明显的味道或气味。 铅用于生产电池、管道、屋顶、科学电子设备、军事跟踪系统、医疗设备以及屏蔽 X 射线和核辐射的产品。 它用于陶瓷釉料和水晶玻璃器皿。 出于健康考虑，1978年禁止在房屋涂料中使用铅和铅化合物；1986年禁止在水管上使用的焊料中使用铅和铅化合物；1995年禁止在汽油中使用铅和铅化合物；1996年禁止在食品罐上使用锡涂层铝箔。 美国食品药品监督管理局对陶瓷中的铅含量设定了限制。
铅和铅化合物被列为 “合理预计会成为人类致癌物”。 它几乎可以影响你体内的每个器官和系统。 呼吸或吞咽可能同样有害。 身体对铅暴露最敏感的部位是中枢神经系统，尤其是在儿童中，他们比成年人更容易受到铅中毒的影响。 吞下大量铅的孩子可能出现脑损伤，从而导致抽搐和死亡；孩子还可能出现血液贫血、肾损伤、绞痛和肌肉无力。 反复低水平的铅暴露会改变孩子的正常身心发育，导致学习或行为问题。 孕妇接触高含量的铅会导致流产、早产和婴儿变小。 反复或长期接触会导致铅积聚在体内，导致铅中毒。
下面的视频解释了密歇根州弗林特的供水系统在2014年是如何受到铅污染的，以及随后的政府应对措施存在问题。 这段视频是在 2016 年制作的。 截至2020年，弗林特拥有干净的水源，弗林特市正在补偿受影响的居民造成的损失。 （点击此处阅读2020年更新。 )
石棉
石棉是一种存在于岩石和土壤中的矿物纤维。 由于其纤维强度和耐热性，石棉已被用于各种建筑施工材料中，用于隔热和阻燃剂。 石棉还用于各种制成品，主要用于建筑材料（屋顶瓦片、天花板和地砖、纸制品和石棉水泥制品）、摩擦制品（汽车离合器、制动器和变速器部件）、耐热织物、包装、垫圈和涂层。 接触石棉与癌症（肺癌和间皮瘤）和另一种称为石棉沉滞症的肺部疾病有关。 在美国，《有毒物质控制法》和《清洁空气法》禁止使用石棉的某些用途，包括瓦楞纸、地板和建筑隔热材料（图\(\PageIndex{h}\)）。 相比之下，截至2019年，67个国家已完全禁止石棉。
纯氟烷基和多氟烷基物质 (PFAS)
单氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）是一组用于各种行业的人造有机化学品（图\(\PageIndex{i}\)）。 它们可以在食品包装、防污和防水织物、不粘产品（例如聚四氟乙烯）、抛光剂、蜡、油漆、清洁用品和消防泡沫中找到。
研究表明，一些全氟辛烷磺酸可对实验动物造成生殖和发育、肝脏和肾脏以及免疫学影响。 更有限的发现将一些全氟辛烷磺酸与婴儿出生体重过低、对免疫系统的影响、癌症和人类甲状腺激素干扰有关。
美国八家主要化学品制造商逐步停止在其产品中使用某些全氟辛酸（称为全氟辛酸、全氟辛烷磺酸和全氟辛烷磺酸，PFOS）和相关化学品，并将其作为其设施的排放。 但是，这些全氟辛烷磺酸仍然可以进口，其他全氟辛烷磺酸仍在美国生产。
多氯联苯 (PCB)
多氯联苯（PCB）是一组人造有机化学品。 它们属于被称为氯化碳氢化合物的广泛化学品家族，由碳、氢和氯原子组成（图\(\PageIndex{j}\)）。 氯原子的数量及其在多氯联苯分子中的位置决定了其许多物理和化学特性。 多氯联苯没有已知的味道或气味，其稠度从油状到蜡状固体不等。
事实证明，多氯联苯会导致癌症，导致出生缺陷，并影响动物的免疫、生殖、神经和内分泌系统。 人体研究证实了多氯联苯潜在的致癌和非致癌作用的证据。 多氯联苯对健康的不同影响可能是相互关联的。 一个系统的改变可能会对身体的其他系统产生重大影响。
美国从1929年开始制造多氯联苯，直到1979年根据《有毒物质控制法》被禁止。 由于其不易燃性、化学稳定性、高沸点和电气绝缘特性，多氯联苯被用于数百种工业和商业用途，包括电气设备、冷却剂、油漆、塑料、橡胶制品、颜料和染料。
双酚 A (BPA)
双酚 A（BPA）是一种大量合成的化学物质，主要用于生产聚碳酸酯塑料和环氧树脂。 聚碳酸酯塑料有多种用途，包括用于某些食品和饮料包装，例如水和婴儿奶瓶、耐冲击安全设备和医疗设备（图\(\PageIndex{k}\)）。 环氧树脂用作涂料，用于涂覆食品罐、瓶盖和供水管道等金属制品。 一些牙科密封剂和复合材料也可能导致双酚 A 暴露。 大多数人接触双酚 A 的主要来源是饮食。 双酚 A 可以从罐装食品的保护性内部环氧树脂涂层和聚碳酸酯餐具、食物储存容器、水瓶和婴儿奶瓶等消费品渗入食物中。 双酚 A 从聚碳酸酯瓶中浸出到液体的程度可能更多地取决于液体或瓶子的温度，而不是容器的寿命。 它也存在于母乳中。
一些动物研究表明，婴儿和儿童可能最容易受到双酚 A 的影响。 它会破坏雌激素的信号传导，雌激素是一种天然产生的激素，美国国家毒理学计划（NTP）记录了人们对雌激素对幼儿和发育中胎儿的行为、大脑和前列腺影响的担忧。
以下个人选择可以减少双酚 A 的接触：
- 避免用微波炉加热聚碳酸酯塑料食品容器。 聚碳酸酯坚固耐用，但随着时间的推移，它可能会因为在高温下过度使用而分解。
- 注意塑料容器底部的回收代码。 有些（但不是全部）标有回收代码 3 或 7 的塑料可能是用双酚 A 制成的。
- 减少使用罐装食品。
- 如有可能，请选择玻璃、瓷器或不锈钢容器，特别是盛放热食物或液体。
尽管美国并未禁止使用双酚 A，但美国食品药品监督管理局于 2012 年禁止在婴儿奶瓶和吸管杯中使用双酚 A，并于 2013 年禁止在婴儿配方奶粉容器的涂层中使用双酚 A。 但是，双酚 S（BPS）等类似化合物现在被用作替代品。
邻苯二甲酸
邻苯二甲酸盐是一组合成化学物质，用于软化和增加塑料和乙烯基的柔韧性。 通过添加邻苯二甲酸盐，聚氯乙烯变得更柔软、更有弹性。 邻苯二甲酸盐用于数百种消费品。 邻苯二甲酸盐用于化妆品和个人护理产品，包括香水、发胶、香皂、洗发水、指甲油和皮肤保湿剂（图\(\PageIndex{l}\)）。 它们用于消费品，例如柔性塑料和乙烯基玩具、浴帘、墙纸、乙烯基迷你百叶窗、食品包装和保鲜膜。 接触低含量的邻苯二甲酸盐可能是由于吃了用塑料包装的含有邻苯二甲酸盐的食物，或者在装有乙烯基迷你百叶窗、墙纸或最近安装的含有邻苯二甲酸盐的地板的房间里吸入灰尘。 我们可以通过饮用含有邻苯二甲酸盐的水接触邻苯二甲酸盐。
邻苯二甲酸盐被怀疑是内分泌干扰物。 某些类型的邻苯二甲酸盐影响了实验动物的生殖系统。 2017 年，美国消费品安全委员会 (CPSC) 已禁止在设计供三岁或以下儿童使用的玩具和产品中使用浓度大于 0.1% 的几种邻苯二甲酸盐。
氡气
氡是一种天然存在的放射性气体，无色无味（图\(\PageIndex{m}\)）。 它来自几乎所有土壤中发现的铀或钍的自然衰变。 它通常从地面向上移动，然后通过地板、墙壁和地基的裂缝进入家中。 它也可以从建筑材料或井水中释放出来。 氡会迅速分解，释放出放射性粒子。 长期接触这些颗粒会导致肺癌。 根据美国环境保护署的数据，氡是不吸烟者肺癌的主要原因，也是仅次于吸烟的第二大原因。 为了降低氡暴露的风险，城市和住房发展部建议对您的房屋进行氡检测，避免吸烟以降低患肺癌的风险，并确保家中通风良好。
二氯二苯基三氯乙烷（DDT）
二氯二苯三氯乙烷（DDT）是一系列氯化碳氢化合物杀虫剂中的第一种（图\(\PageIndex{n}\)）。 这些化合物是碳和氢的链，用氯原子取代了一些氢原子。 第二次世界大战期间引入的滴滴涕以及青霉素和磺胺类药物是造成这样一个事实的原因：这是历史上第一场创伤死亡人数超过传染病死亡的人数（战斗人员和非战斗人员）的战争。
二氯二苯三氯乙烷可有效对抗许多农作物害虫以及人类疾病的媒介，例如传播疟疾和黄热病的蚊子和传播鼠疫的跳蚤。 在引入滴滴涕之前，锡兰（现为斯里兰卡）的疟疾病例数每年超过一百万。 到1963年，这种疾病实际上已经从岛上消灭了。 但是，人们对滴滴涕危害的担忧日益增加，导致它在1960年代中期被遗弃，此后不久，疟疾又变得司空见惯。 由于滴滴涕残留在环境中并且不易分解，因此对疟蚊特别有效。 每年在房屋墙壁上喷洒一两次喷雾剂可以使他们远离蚊子。 滴滴涕也很便宜，进一步增加了它的吸引力，但滴滴涕有几个严重的缺点。
由于滴滴涕在脂肪组织中积聚（生物蓄积性），并在食物链的最高水平上变得更加集中（生物放大作用），因此它对白头鹰等顶端捕食者尤其有害（图\(\PageIndex{o}\)）。 雷切尔·卡森在 1960 年代畅销书《寂静的春天》中描述了记录这些影响的经典研究。 人们发现，滴滴涕使鸟的蛋壳变得脆弱和破裂，使繁殖变得不可能。 因此，根据美国法律，白头鹰被列为濒危物种。 1972 年美国禁用滴滴涕后，受影响的鸟类种群明显恢复，包括标志性的 Bald Eagle。
人身危害
物理危害是可能危及人类的额外力量。 自然灾害可能自然产生，例如自然灾害（地震、野火、山体滑坡等）或极端天气（图\(\PageIndex{p}\)）。 其他可能源于人体结构或活动（交通事故、建筑物倒塌、机械设备损伤、反复运动对身体造成的压力等） 一些物理危害，例如爆炸或辐射，可能来自自然或人为来源。
辐射是物质以射线或高速粒子形式释放的能量，某些类型的辐射会造成物理危害。 一些熟悉的辐射形式是红外辐射（热）、可见光、紫外线（UV）光、无线电波和微波炉。 我们每天都受到来自自然来源的辐射。 例如，太阳使我们暴露在紫外线辐射下。 我们还暴露于医用 X 射线和烟雾探测器等人为来源的辐射。 我们甚至在越野飞行、看电视，甚至是一些建筑材料中暴露于低水平的辐射。 某些类型的放射性物质比其他类型的放射性物质更危险。 具体而言，像X 射线和伽玛射线（核燃料和废物发射的辐射形式之一）这样的电离辐射有足够的能量来破坏分子键并取代（或移除）原子中的电子。
归因
由 Melissa Ha 从以下来源修改：
- Mathew R. Fisher 的《环境生物学》（获得 CC-BY 许可）
- John W. Kimball 的《生物学中的@@ 杀虫剂》（获得 CC-BY 许可）
- 《对@@ 人类健康的影响》摘自加州大学预科分校的 AP 环境科学（获得 CC-BY 许可）
- 环境健康概览。2003 年。 世界银行。 华盛顿特区。 （根据 CC-BY 获得许可）
- 石棉。2018 年。 环境保护局。 已于 2021 年 7 月 1 日访问。 （公共领域）
- 纯氟烷基和多氟烷基物质（PFAS）。2018。 环境保护局。 已于 2021 年 7 月 1 日访问。 （公共领域）
- 多氯联苯（PCB）。2020 年。 环境保护局。 已于 2021 年 8 月 1 日访问。 （公共领域）
- 什么是残疾调整生命周期？ 国家心理健康研究所。 已于 2021 年 6 月 1 日访问。 （公共领域）
- 辐射基础知识。2020 年。 美国 NRC。 2021 年 7 月 1 日已访问（公共领域）
- 邻苯二甲酸盐。2017 年。 国家生物监测计划。 疾病控制中心。 已于 2021 年 8 月 1 日访问。 （公共领域）