预防学(卫生学)案例及解析
实习一
环境砷污染案例分析
【实验目的】
根据提供的实际调查资料，熟悉环境流行病学基本研究方法，掌握暴露-效应关系的调查与分析，并能根据提供的资料线索步步深入，能根据调查结果来评价环境因素对人群健康的作用。
【实验原理】
环境流行病学的剂量-反应关系，主要是人群暴露剂量的大小与群体中特定效应的出现频率间的关系；剂量-反应关系的存在是剂量与效应依存性的重要依据，是对暴露剂量和所产生的效应之间的一种定量描述，可为制定环境卫生标准、法规及进行危险度评价提供重要依据。
【实验资料】
某市为一南北走向盲状峡谷小盆地，人口12万，市区西北侧有一锡冶炼厂。常年风向频率以南风为主，下风侧有二个居民区，约13个居民点，该厂以生产精锡为主，主要污染物有铅、砷和氟等。该厂每年排入环境中的砷大约9.5吨，砷排出量占投入量19%，如以污染面积3km2计算，环境中砷负荷约3.18吨/km2/年。据当地卫生部门资料介绍，该市曾数次发生急性、亚急性人畜砷中毒事件，严重影响了该市居民的生活和生产。试问：
1．为了解该市环境砷污染对居民健康的影响，应该从哪些方面着手？
2．如何选择调查点？
3．如果经过调查得到下文资料，你应该如何评价该地环境砷污染对居民健康的影响?
【实验方法】
1.环境砷暴露状况的调查
1.1环境中砷污染现状的调查结果
采集污染区和对照区大气、室内空气、水源水、地下水及土壤，分别测定其中砷的含量，其测定结果见表1，试问该市是否存在明显的环境砷污染?若有,其污染的途径可能是什么?
答：是的，存在明显的环境污染。
途径：可能是通过大气、地表水和土壤的耕作层。通过表1和续表1的数据来看，在大气、地表水、土壤耕作层的砷含量，污染区A、B都远远大于对照区，至于室内空气、地表水、土壤深层、砷含量、污染区A、B和对照区差别都不大，尤其是地下水和土壤深层，说明污染区的砷污染并非来自土壤深层或大自然本身，而是来自表层的、人为的排放因素。
表1
某市污染区和对照区大气、室内空气、水源水、地下水及土壤中砷的含量
调查区
大气（μg/m3）
室内空气（μg/m3）
日均浓
度范围
日均超标
率（%）
年均浓度
厨房
卧室
秋
秋
冬
污染区A
0.1~6.8
30.0
2.3
3.0
2.7
1.2
污染区B
0.0~8.0
20.0
1.2
2.0
1.0
0.9
对照区
0.0~1.0
0.0
0.2
0.0
0.0
0.0
续表1某市污染区和对照区大气、室内空气、水源水、地下水及土壤砷含量
调查区
水源水（mg/L）
地下水（mg/L）
土壤（μg/g）
最大值
平均值
最大值
平均值
最大值
平均值
污染区A
50.53
21.33
0.003
0.002
221.4
80.70
污染区B
52.37
25.40
0.003
0.002
238.0
95.19
对照区
0.07
0.03
0.005
0.002
26.4
85.43
1.2
居民砷摄人量的调查结果
在距污染源不同距离的5个居民点和对照区，随机抽取10户作为砷摄入量调查对象，以户为单位逐日连续调查5天，调查其空气、水及各种食物的平均摄入量，同时采集各种食物、水及空气等样品，分别测定其砷的含量，计算不同途径每个标准人每天平均砷摄入量（见表2）。请计算居民不同途径砷摄人量对总砷摄人量的贡献率，说明该市环境污染的类型及特点。
答:首先、贡献率=摄入量/总摄入量，所以表中食物、饮水、空气的贡献率计算如表所示。
从计算结果及表中已有的数据来看，两个*P<0.01,是有统计学意义的。对污染区A来说，食物和空气的贡献率都大于污染区B
和对照区，所以其砷摄入量主要是来自食物和空气。而对污染区B来说，其砷摄入量则主要侧重于由饮水和空气。分别从消化道和呼吸道进入人体过量造成污染。
表2
居民砷不同途径摄入量(μg/d·标准人)
调查点
总摄入量
食物
饮水
空气
摄入量
贡献率（%）
摄入量
贡献量（%）
摄入量
贡献量（%）
污染区A
a
526.9**
492.8**
93%
10.0
1%
24.1**
5%
B
672.3**
612.3**
91%
45.7
7%
14.3**
2%
c
359.5*
346.0
97%
6.3
2%
7.2**
2%
污染区B
a
285.3
259.8
91%
13.9**
5%
11.6**
4%
b
392.6
371.9
95%
11.5*
3%
9.2**
2%
对照区
262.7
258.4
98%
4.3
2%
0.0
0
*与对照比较p＜0.05
**与对照比较p＜0.01
1.3人群生物学砷暴露水平的调查
研究者调查了污染区及对照区居民的发砷、尿砷平均水平，测定结果见表3，结果说明了什么问题，为何采用中位数?请对表4结果作出相应的解释？
答:根据表3的数据，污染区居民发砷、尿砷含量>>对照区，所以污染区居民体内砷含量严重超标。A、B两地已经收到砷污染。
使用中位数是为了反应资料的集中趋势，因为中位数可用于描述任何分布类型计量资料的集中趋势。人体内砷含量的分布，并非正态分布或近似正态分布，且资料开口（即属偏态分布）所以不能用平均数，只能用中位数。
从表4来看，U=1.78，P>0.05，使用统计学方法U检验，得P>0.05，尚不能排除吸烟是否为砷污染的暴露因素，不能断然的说吸烟一定导致发砷含量增高。
表3
调查区居民发砷、尿砷测定值
发砷（μg/g）
尿砷（μg/g）
调查人数
范围
中位数
调查人数
范围
中位数
污染区A
850
0.00~160.35
13.40**
804
0.07~1.65
0.12**
污染区B
346
1.18~113.59
7.76**
586
0.01~0.60
0.13**
对照区
351
0.00~18.00
0.98
348
0.00~0.27
0.05
**与对照比较p＜0.01
表4
污染区居民吸烟对发砷含量影响
暴露指标
调查人数
发砷超常数
发砷超常率
p
吸烟
174
120
68.97
u=1.78
不吸烟
563
346
61.46
p＞0.05
合计
737
466
63.23
注：该市发砷正常值为0.69±0.12μg/g
2.居民健康效应的调查
2.1
1982~1986年居民死亡原因的回顾性调查结果（表5），请计算二个污染区及对照区肿瘤年龄调整死亡率，相应结果对进一步研究目的提供了什么线索
答：肿瘤年龄调整死亡率计算如表中所示。
肿瘤在理论上说，无论是污染区还是对照区，应当是老年患者多于青年，但经过我们用标准化法，标化年龄以后，排除了“年龄”对肿瘤死亡率的影响，污染区A、B的年龄调整死亡率仍然远远大于对照区。所以说明砷污染可能导致青年或老年均患上肿瘤死亡，砷污染是肿瘤的暴露因素。
表5
调查区居民死亡率、年龄调整死亡率、肿瘤死亡专率、肿瘤年龄调整死亡专率（1982～1986）
调查区
人口数
总死亡情况
肿瘤死亡情况
死亡数
粗死亡率（‰）
期望死亡数
年龄调整死亡率（‰）
死亡数
粗死亡率（1/10万）
期望死亡数
年龄整死亡率
污染区A
9120
4.06
4.39
120.61
76.75
污染区B
97379
558
5.73
559
5.74
53.40
112.96
对照区
15841
5.74
5.37
31.56
31.56
2.2
1983~1987年新生儿畸形调查结果（见表6和表7），请对其结果作出解释，下一步应该工作应怎样进行？
答：由表6的数据得知，P>0.05尚不能认为砷污染是否为新生儿致畸的暴露因素，需要做统计推断以后才能下结论。
表7虽然有调查数据，但也没有做统计推断，不能盲目下结论，表中有砷接触史的畸形数为2，不能用卡方检验，只能用精确概率法，通过我们的计算，任然是P>0.05，正好与表6的数据交相呼应，所以产母的砷接触史可能是导致新生儿畸形的原因之一。
表6
调查区居民新生儿畸形率（1983~1987）
调查区
新生儿数
畸形数
畸形率
P
污染区A
1461
14.37
p＞0.05
污染区B
151
13.25
p＞0.05
对照区
208
4.81
表7
产母砷接触史与畸形儿发生率的关系
砷接触史
调查人数
畸形数
畸形率（‰）
有
21.74
无
1520
13.83
2.3
产妇及新生儿外周血淋巴细胞姊妹染色单体交换（SE）微核测定结果（见表8），根据其结果，说明SCE、微核在判断环境污染对人群的健康效应方面有何意义?
答：根据SCE、微核的数据，砷污染虽然不能确定是否一定致畸，但由表8得知，其是有致突变的作用的。
表8
调查区产妇及新生儿SCE及微核率
调查区
产妇
新生儿
SCE
微核（‰）
SCE
微核（‰）
污染区A
9.47*
1.57
9.01**
1.46
污染区B
8.93
1.77**
9.45**
1.49
对照区
7.23
1.45
5.27
1.32
*与对照比较p＜0.05
**与对照比较p＜0.01
2.4
污染区慢性砷中毒患病情况的调查结果
研究者共调查了污染区无职业砷接触史居民4848人，发现慢性砷中毒患者440例。临床特点多为起病缓、症状轻．患者主要症状头晕(52.27%)、关节痛(17.68%)、腹胀(17.05%)和腹痛(15.91%)等。主要体征为皮肤病变。有皮肤角化过度(85.99％)、色素沉着斑(37.50%)、脱色斑(32.95%)和鼻粘膜充血(16.36%)等。污染区A和污染区B慢性砷中毒年龄调整患病率分别为8.73％和10.74％。患者最小年龄12岁，污染区别居住年限最短10年。
3.暴露-效应关系（见表9），计算二个污染区及对照区肿瘤年龄调整死亡率，相应结果对进一步研究目的提供了什么线索?
答：污染区调查点a‐m是与污染源不同距离的13个居民区，其中土壤中砷、神摄入量、发砷平均水平是暴露指标，慢性砷中毒年龄调整患病率是效应指标。其中。的数据说明由于距污染源距离的远近，患病率不同。距污染源越近患病率越高，反之亦然。
表9
暴露-效应关系分析资料
污染区
调查点
距污染源
距离（km）
土壤中砷
（μg/g）
砷摄入量
（μg/d·标准人）
发砷平均
水平（μg/g）
慢性砷中毒年龄调整患病率
a
1.75
503.8
526.9
7.76
17.35
b
1.25
960.2
672.3
9.09
13.81
c
1.75
822.7
12.80
13.67
d
1.25
72.1
5.00
3.68
e
2.50
591.6
359.5
5.74
4.62
f
4.40
104.4
4.08
5.01
g
2.50
146.4
3.56
9.56
h
3.50
115.7
285.3
3.00
2.55
i
3.25
79.7
2.17
4.02
j
5.50
32.9
2.75
10.20
k
4.75
123.0
4.00
6.17
l
8.00
178.6
392.6
4.50
4.40
m
0.75
221.4
13.40
12.00
【实验结果】
1．根据表9资料，求出慢性砷中毒年龄调整患病率和距污染源距离之间关系的回归方程并进行分析，并找出污染源下风侧污染区边缘的参考值。
答：设回归方程
Y^=a+bx可得慢性砷中毒年龄调整患病率和距污染源距离之间关系的回归方程为Y=11.557-1.05x。当年龄调整患病率为0时，即当x=0时，参考值为11.557.2．
求出土壤砷含量与居民慢性砷中毒年龄调整患病率关系的回归方程，并计算土壤总砷含量的参考界限值。
答：Y=5.398+0.009x
3．分别求出砷摄入量、发砷平均水平与慢性砷中毒年龄调整患病率之间关系的回归方程，并分析结果。
答：Y=-7.783+0.037x
Y=0.869x+3.03
4．拟订一个关于环境砷污染对人群健康影响的流行病学调查研究提纲，同时指出本实习中所提供的材料还存在什么缺陷?
答：
关于砷污染对人类健康影响的流行病学调查研究提纲
一、调查课题:
环境砷污染对人类健康的影响
二、调查研究的目的与意义;
探究砷污染对人类健康的关系
三、调查的对象:
某市锡冶炼厂附近的居民
四、实践调查研究的地点;
某市锡冶炼厂附近居民区
五、调查研究的时间
六、流行病学调查研究的方法：
（1）描述性研究
(2)
分析性研究
(3)实验法
七、调查研究的内容
（1）研究地区的砷污染情况
（1）
卫生部门对环境污染的监管制度存在的问题
（2）
进一步完善政府对环境监管制度的措施与建议
八、流行病学调查研究步骤
（一）制定调查设计方案 它包括资料搜集、整理和分析资料的计划。搜集资料的计划在整个设计中占主要地位，包括以下内容：
1.明确调查目的和指标
2.确定研究对象和观察单位。
3.选择调查方法
调查方法按调查范围，可分为全面调查和非全面调查，全面调查是对总体中每个个体都进行调查，如人口普查，某种疾病的普查；非全面调查又有典型调查和抽样调查。典型调查是有意识选择好的、中间型的或差的典型进行调查；抽样调查是从总体中随机抽出一部分进行调查，是医学研究中常用的方法。
4.决定采取的调查方式 有直接观察、采访、填表和通信四种调查方式。前两种方式由调查人员亲自参与和记录，调查质量可靠。后两种方式由被调查者自己填写，若被调查者文化水平高，素质高，乐意配合调查，也可以得到可靠的资料。
5.设计调查项目和调查表 调查项目包括备查项目和分析项目。备查项目用于核查资料，如被调查者的姓名、性别、住址、电话以及调查者和调查日期。分析项目用于计算统计指标，分析健康相关因素或病因。备查项目不可过多，必要的分析项目不能少。将调查项目按逻辑顺序排列即可成调查表。
6.估计样本含量 若进行抽样调查，须估计样本含量，其方法有查表法和公式计算
资料存在的缺陷是：
一是调查的地区太过于局限性
二是调查的人数较少
三是应该再研究一个没有化工厂等污染源地区的砷对人类健康的影响
5．通过本次实习．你对于环境污染对人群健康影响的流行病学调查有什么体会?
答：通过这次实习，我们再次真切的发现人类生存与自然环境之间的密切联系。我们应充分利用自然资源来丰富我们的物质生活，创造更加舒适和方便的生活和生产环境。但同时我们却在攫取的同时将自然环境推向另一个极端：环境污染、自然资源匮乏、生态破坏等等。比如在本案中，我们在进行开采生产的时候，只是选择我们需要的，而那些不需要的，如砷、铅等有害物质就无危害意识的就扔给了环境，最后接受惩罚的还是我们自己，致使我们不仅在经济上受损，同样也在身体上受到极大的伤害，导致整个国民素质下降，这将严重影响着社会的进步，这也是我们所不愿看到的，也是全球所关注的问题。
因此，我们应该具有让自然坏境与我们的生产发展有着不可破坏的联系，保护环境就是保护我们人类自己，我们应该与自然和谐相处,同时要不断发展科学技术，提高技术水平，让科技带动我们共同创造出理想的价值。
【注意事项】
1.注意表中资料的正确分析方法；
2.正确应用统计学、流行病学的原理和方法来分析环境暴露因素与人群健康效应之间的关系。
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