三、影响污染物健康损害程度的因素

环境污染物对人体健康能否造成危害以及危害的严重程度,取决于一系列条件。不仅受污染物的理化特性、剂量、作用时间和环境条件的影响,而且与人体状态(如年龄、性别组成、健康状况、遗传因素等)也有密切关系。现将主要影响因素简介如下。

(一)剂量或强度

剂量(dosage)是指进入机体的化学物的数量,一般以每公斤体重的 mg 数表示;强度是指物理性有害因素作用于机体的数量,各种物理因素都有其特殊的强度单位。污染物引起的生物效应直接取决于剂量或强度。一定的剂量能引起一定的生物效应,这一规律可以从两个方面加以表达:一为剂量- 效应关系,它表示化学物的摄入量与某一生物体呈现某种生物作用强度之间的关系;一为剂量-反应关系,它表示一定剂量的化学物与在接受其作用的一组生物体中呈现某一效应并达到一定强度的个体数目之间的关系,可以百分率表示。不同化学物有不同类型的剂量-反应关系,主要有以下两种情况:

  1. 有毒元素、非必需元素或生物体内目前尚未检出的某种元素,因环境污染而进入人体的剂量超过一定程度即可引起异常反应,甚至进一步发展成疾病。对于这类元素主要是研究制订其最高容许限量的问题(环境中的最高容许浓度,人体的最高容许负荷量等)。以甲基汞为例其剂量-反应关系曲线见图 1-10。

图 1-10 甲基汞中毒症状发生率与人体总负荷量的关系

  1. 对于人体的必需元素,其剂量与反应的关系则较为复杂。一方面,环境中这种必需元素的含量过少,不能满足人体的生理需要时,会使人体的某些功能发生障碍,形成一系列病理变化;另一方面,如果环境中这类元素的含量增加过多,也会引起程度不同的中毒性病变。因此,对于这类元素不仅要研究和制订环境中最高容许浓度,而且要研究和制订最低供应量的问题。其剂量-反应关系曲线则呈另外一种形式(图 1-11)。在实际工作中很难确定进入体内的化学物数量,常以在环境中的浓度或强度来代表剂量,即以接触水平- 反应关系或暴露水平 - 反应关系 ( exposure - response relationship)来代表剂量-反应关系,因为接触水平(浓度或强度)与剂量是密切相关的。

图 1-11 饮用水中氟量和龋齿数、斑釉齿的关系

(二)作用持续时间

在一定剂量或强度条件下,作用持续时间长短对作用的后果具有重要影响。首先,许多环境污染物是具有蓄积性的,对于这类物质,只有作用时间达到一定阶段,毒物在体内的蓄积才能达到一定水平(中毒阈或其他作用阈),才能产生一定的损害。毒物在体内的蓄积量受摄入量、生物半减期和作用时间三个因素的影响。其中,摄入量多少主要取决于污染物在环境中的浓度;生物半减期是污染物在生物体内浓度减低一半所需要的时间,某一化学物对某种生物的生物半减期是一个相对稳定的常数。体内最大可能蓄积量可由下

式估算:设每日的摄入量为A,生物半减期为t 1 (单位为天),则体内

2

的最大蓄积量 L 为:

L=A×t 1 2 ×1.44

2

例如:某污染物的生物半减期为 10 天,每天摄入量为 1mg,连续喂养 100 天,则动物体内的最大蓄积量可按下式计算得出:

L=1mg×10 天×1.44=14.4mg

在每日摄入量一定的条件下,经过一个生物半减期时,体内蓄积量就可以达到最大蓄积量的 50%;以后增加的速度逐渐变慢,在第 2 个生物半减期时,蓄积量为最大蓄积量的 75%;在第 3 个半减期时为 87.5%;依此类推,体内毒物蓄积达到最大蓄积量的时间,至少需要 6 个生物半减期。

(三)个体感受性

人的健康状况、生理机能状态、遗传因素等,均可影响人体对环境异常变化反应的性质及强度。遗传因素的影响是显著的,如完全缺乏血清抗胰蛋白酶因子的人,对刺激性气体造成的肺损伤特别敏感;红细胞中 6-磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6-PD)缺陷的人,对硝基苯类化合物引起血液损害特别敏感。人体的健康状态、是否患有其他疾病等因素,对机体的反应也有直接影响。如 1952 年英国伦敦烟雾事件的一周内比前一年同期多死亡的 4000 人中, 80%是原有心、肺疾病的患者。其他如营养不良、不同性别、年龄等因素的影响也是不容忽视的。

由于环境污染影响整个人群,其中包括了由于上述诸多个体因素不同而对该物质特别敏感的人,即所谓高敏感人群(high-sus-ceptability group, 或高危人群 high-riskgroup),高敏感人群更易于受到损害(图 1-12)。在制订环境卫生标准时应加以考虑。

图 1-12 高敏感人群和正常人群的剂量反应关系比较

(四)多种因素的综合作用

环境污染物常常不是单一的,而是经常与其他物理、化学因素同时作用于人体,因此必须考虑这些因素的联合作用和综合影响。例如,接触振动可以促进某些化学物的毒性。某一汞矿的凿岩工中,大多数振动病患者都有汞中毒症状,而不接触振动作业的工人则汞中毒较少见;某铅矿凿岩工中有振动病症状的人,多数有铅中毒性多发性神经炎和卟啉代谢障碍,而不受振动作用的工人则无此现象。又如,锌能拮抗铅对δ -氨基乙酰丙酸脱氢酶

(ALA-D)的抑制作用,拮抗镉对肾小管的损害;而一氧化碳与硫化氢则可相互促进中毒的发展。外界环境的其他物理因素也能影响污染物的毒效应,如气温、气湿和气流可以改变化学物在生产场所的存在形态、浓度和空间分布情况,从而影响吸收和转化;辐射线可改变机体对化学物的敏感性等,都已为许多实验或临床观察所证实。