第一篇:环境污染与人类健康
环境污染及其人类健康人侵害
一、教学目标
通过介绍对人类有害污染,使学生能够远离污染,从而养成健康的身体。
使学生懂得污染对人类造成的危害,从而在今后的工作中,从自己做起,从现在做起,为把我们国家建设成为一个到处是绿水青山作出贡献。
二、教学重点
(1)什么是环境污染
(2)环境污染有哪些,它造成的原因是什么。
三、教学内容
(1)环境污染的定义:是指由于自然的人为的因素致使自然环境发生变化,并超出
了其自净能力,从而破坏了生态平衡,影响到人类健康的现象。
(2)*环境污染产生的原因:随着世界人口的迅速增加以及工业化的迅速发展、人类
对自然资源的毁灭性的开发与利用,环境污染问题愈来愈严重,已经开始威胁人类的生存。
(3)*空气污染对内健康的危害:空气污染主要是由工业生产中散发来的尘埃、烟灰
等有害气体对空气的污染。目前,空气中的污染物已达一百多种。
(4)对人体的直接危害:呼吸道的鼻炎、咽炎、气管炎、肺结核、肺癌;心血管系
统的功能下降;内脏器官的肝肿大、肾炎;神经系统的头晕、头痛、失眠、神经衰弱。另外,对内分泌系统、骨骼系统、少年儿童发育都有负面影响。
(5)对人体的间接危害:导致佝偻病、眼部病症的发生。
(6)*水污染对健康的危害:水污染主要是指由工厂排出的未经净化处理的污水、生
活污水、垃圾和各种有害物质流入、渗入水中,使江、河、湖、海遭到污染。
(7)对人体的直接危害:人们直接饮用受污染的水,会导致各种肠胃疾病,严重受
污染的水会直接导致特异性疾病的发生,甚至危及生命。
(8)对人体的间接危害:通过食物链,有害的水浇灌农用物,污水中的水产类、食
用有害物质的动物等最后由人类来食用,会危及人类的健康。
*噪声音污染对健康的危害:噪音污染是指由生产、交通、生活中发出的超常规的振动。
(1)对人体的直接危害:导致人心烦躁、引起头痛和听力障碍。当噪声达到100分
贝时,人就烦躁难受;达到130分贝时耳朵疼痛;达到160分贝时耳膜破裂;达到170分贝时会导致死亡。
(2)对人体的间接危害:长时间生活在噪声达70~90分贝时的环境中,会引起神经、心血管、消化系统紊乱,内分泌功能失调,导致寇心病、脑血管疾病和心理疾病发生。
第二篇:环境污染与人类
地下水污染与人类健康
姓名:刘思齐 学院:外国语学院学号:201101144
4内容摘要:地下水是水资源的重要组成部分,是人类赖以生存的物质基础。它是中国北方城市重要的供水来源更是中国非常重要的战略储备资源,因此地下水环境的好坏关系到国民经济的发展和人们身体健康。然而近年来由于人类活动的影响,特别是城市生活污水、垃圾以及工业三废的排放,农业生产大量使用农药化肥等,导致地下水污染问题日益突出,严重制约着国民经济的可持续发展,威胁着人类生命的健康,同时也给环境带来了很大的压力。地下水不同于地表水,被喻为人类的“生命水”。一旦遭受污染,治理需千年的时间。如今一些企业为躲避查处,将致命性污水通过高压水井直接注入地下,一名名村民因饮用污染水而染上怪病,一个个村庄沦为“癌症村”,“生命之源”变成“绝命之源”。关键词:地下水污染 污染来源 污染现状 癌症村 人类健康 治理
一、地下水污染简介
地下水污染(ground water pollution)主要指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使质量下降的现象。地表以下地层复杂,地下水流动极其缓慢,因此,地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。地下水一旦受到污染,即使彻底消除其污染源,也得十几年,甚至几十年才能使水质复原。至于要进行人工的地下含水层的更新,问题就更复杂了。地下水污染的原因主要有:工业废水向地下直接排放,受污染的地表水侵入到地下含水层中,人畜粪便或因过量使用农药而受污染的水渗入地下等。污染的结果是使地下水中的有害成分如酚、铬、汞、砷、放射性物质、细菌、有机物等的含量增高。污染的地下水对人体健康和工农业生产都有危害。地下水污染与地表水污染有一些明显的不同:由于污染物进入含水层,以及在含水层中运动都比较缓慢,污染往往是逐渐发生的,若不进行专门监测,很难及时发觉;发现地下水污染后,确定污染源也不像地表水那么容易。更重要的是地下水污染不易消除。排除污染源之后,地表水可以在较短时期内达到净化;而地下水,即便排除了污染源,已经进入含水层的污染物仍将长期产生不良影响。
二、地下水污染从何而来
1.沿海地区海水入侵和倒灌。海水倒灌是指海水入侵淡水含水层的现象。造成海咸水入侵的主要原因是地下水淡水的过量开采。如果地下淡水过量开采,滨海或岛屿上淡水—海水界面可以处于不平衡状态。我国北方沿海地区,进人80年代以来,出现连续多年的干旱,降雨量偏低,地下水补给量减少,但是工农业需用水量却不断增加,地下淡水“入不敷出”,导致海水入侵。
2.工业污染。工业“三废”(废水、废气、废渣)是地下水污染的主要因素之一。工业废水如工业电镀废水、工业酸洗污水、冶炼工业废水、轻工业废水和石油化工有机废水不经过处理而排人城市下水道、江河湖海或直接排到水沟、大渗坑里,导致地下水化学污染。
3.农业污染。由于农业活动而造成的地下水污染源主要包括土壤中剩余农药、化肥、动植物遗体的分解以及不合理的污水灌溉等。它们引起大面积浅层地下水质恶化,其中最主要的是NO3—N的增加和农药、化肥的污染。
4.生活污染。一边是经济的不断发展,大量塑料、金属、电池等不可消化的新垃圾出现,一边是基础设施和管制的缺失,农村污水、垃圾直排现象愈发严重。生活垃圾随着日晒雨淋及地表径流的冲洗,其溶出物会慢慢渗入地下,污染地下水。
三、中国地下水污染现状
中国地下水资源现状:64%遭受严重污染,中国水资源总量的1/3是地下水,而全国90%的地下水遭受了不同程度的污染。据报道,有关部门对118个城市连续监测数据显示,约有64%的城市地下水遭受严重污染,33%的地下水受到轻度污染,基本清洁的城市地下水只有3%。初步调查表明,华北平原局部地区地下水存在重金属超标现象,主要污染指标为汞、铬、镉、铅等,主要分布在天津市和河北省石家庄、唐山以及山东省德州等城市周边及工矿企业周围;局部地区地下水有机物污染较严重,主要污染指标为苯、四氯化碳、三氯乙烯等,主要分布在北京市南部郊区,河北省石家庄、邢台、邯郸城市周边,山东省济南地区—德州东部,河南省豫北平原等地区。在华北平原的各大省份中,“水危机”一直是河北省最为关注的公众议题。数据显示,该省人均水资源307立方米,仅为全国人均值的1/7,是中国严重资源性缺水省份之一。而河北七成以上的用水来自地下水。
四、地下水污染的危害
人及动物饮用农药污染的地下水会引起各种怪病,如怪胎、肿瘤、皮肤及神经系统疾病等。农业灌溉水、农村家畜产生的有机废物、城镇居民产生的生活垃圾和生活污水,其中含有纤维素、淀粉、尿素、洗涤剂,还含有多种微生物,这些污染物质渗入地下水中引起水的理化指标变差,COD、BOD升高,严重者出现水质浑浊、恶臭以至于不能饮用,并且由于微生物的作用使含氮有机物转变为亚硝酸盐和硝酸盐,长期饮用高硝酸盐浓度的地下水会引起消化道疾病、婴儿高铁血红蛋白症,导致婴儿窒息或死亡,据调查,地下水硝酸盐含量高的地区,人群的消化道癌症发病率高出对照区二至五倍之多。
地下水中含有超量的汞、铬、镉、砷及铅等金属元素及其化合物,每一种物质的超量存在都会对人及动物造成严重的危害。这些金属元素及其化合物在自然界生物体内都有蓄集作用,即通过生物链的传递使污染物的浓度不断扩大,造成的危害也就越来越大。它们可以在人体的肝、肾、脾以及脑组织、骨组织等重要部位富集,长期饮用含超标汞的地下水可引起肝炎、肾炎、运动失调等疾病,往往导致死亡或遗患终生。镉在人体中有很强的富集作用,饮用被镉污染的水往往引起人的慢性中毒,损害人的肝、肾和骨骼等。镉的致癌致畸作用也在动物实验中得到了证实。砷及其化合物都是强毒性的,摄入超量的砷会引起慢性中毒,潜伏期可长达几年甚至几十年,最终将造成癌变或畸变。
五、地下水污染催生“癌症村”
知名环保人士、原美国夏威夷大学环境专家董良杰介绍,“其实脏水还不可怕,可怕的是毒水!”我们肉眼看到的往往是发黑、发绿的脏水,大多是浅表水被污染了,其中污染物大多为有机物,通过现有的污水处理办法,还有改善的可能,而如果是被铬、砷、汞这类重金属污染,几乎不可能被处理掉,那才是有毒的、致病的、甚至致命!
关于地下水污染与疾病发生的关系,尽管国内没有直接的数据来佐证,但我国癌症逐年高发,水污染是元凶之一的说法并没有遭到反对。前不久发布“中国癌症发病地图”的全国肿瘤登记中心副主任陈万青深有体会。他在调研过程中,有一个明显的感受,那就是工业发达地区比欠发达地区的癌症发病率明显要高,城市癌症发病率也高于农村。说到其中原因,陈万青讳莫如深,“目前我国还没有关于水污染引起癌症的具体数据,但有一点是明确的是,水污染跟癌症发病率脱不了干系!”
“人体长期饮用被污染的水,积累到一定程度,会引发全身各种癌症。”陈万青说,在水污染中,一些化学物质如苯,就是强致癌物,长期摄入,会引起白血病、淋巴瘤、皮肤癌。而被污染的水中含有的重金属,如砷、铅、镉、锰等,也可能导致癌症。近年来,淮河流域
众多“癌症村”不断在国内外媒体上曝光,我国河南林州每年因食道癌死亡人数为150/10万左右,同时发现该地区的鸡也有很高的食道癌死亡率(175/10万);江苏省启东县肝癌发病率较高,而当地鸭子的肝癌发病率也高。这种“人畜共患病”现象,更加揭示出健康对环境的依赖性,尤其是水环境。
网上公布的“中国癌症村地图”,邹平“榜上有名”——其描述为“邹平孝妇河沿岸”。在上世纪80年代,孝妇河沿岸主要受上游淄博企业污染之害,51个村庄因癌症死亡400多人,此事被学者写进了一份调查报告。这就是“孝妇河沿岸癌症村”消息的源头。
一边是全国县域经济基本竞争力百强县前列,一边是毒气笼罩的癌症村,山东邹平癌症死亡名单和水污染现状触目惊心。污水涌出工厂,顺着河沟流向远方,空气中飘着刺鼻的酸臭和辛辣味。邹平县九户镇利民村村民所在的这个被称作“癌症村”东南约三百米处,有两家化工企业,福海科技和开元化工。工厂排放的污水毒气已经达到当地村民忍耐的极限。“如果有炸药的话,我会抱着炸药炸掉开元化工,今天我说的话,你们记者一定要将我的名字刊登出来。”一位村民激愤地强调。可见地下水污染对村民的生活造成了多么恶劣的影响。在上世纪七八十年代以前,邹平农村大概是这样的景致:村里有三五口水井,家家户户人工挑水吃,妇女们在井边涮衣洗菜,男人在井边谈天说地;改革开放前后,大家陆续在自家院里打井,手工摇水,生活自然方便了不少。然而,好景不长,随着企业如雨后蘑菇般地冒出,人们惊讶地发现,井水被污染了,水井越打越深,到最后出水还是不敢喝了。在紧靠邹平县长山镇镇驻地的茶棚村来了个做豆腐脑的,起初不了解情况,打开水管就用了自来水点卤,由于不清楚那是浅层水,结果那批豆腐脑全都遭践泼掉了。
九户镇利民村一位刘姓老汉,既无奈又自豪地说,他买“商品水”已有14年的历史,是全村买水“第一人”。一家农民娇贵得买水喝?刚开始还引起村民的笑话和不解。到后来,村里成批量地出现癌症病人,一查几乎个个都是晚期,这时大家才佩服他的”英明“。现在,村里所有人都只喝”商品水“,再穷的人家也不敢在这方面省钱。
除了山东,近年来,我国接二连三发生水质污染事件,导致大量地下水被破坏。生活在北京市西四环外的永合庄村和北天堂村居民,从2005年开始就不用村里的地下水了。原因是当地有两个大型野垃圾填埋站,垃圾渗液让地下水受到严重污染。近年来,大部分村民逐渐搬离,剩下的不到1/5的村民基本上就喝政府每天用水车送来的水。虽然地下水对人们的健康生活尤为重要,但并没得到珍惜,地下水污染问题非常普遍。
五、地下水污染的防治
地下水污染带来的危害是触目惊心的,地下水污染一般不容易发觉,不像地表水,可以从水体的颜色、嗅味等物理性状来初步判断是否受到污染。具有污染途径隐蔽、污染机理与污染防治系统庞大、地下水流慢等特点,一旦污染很难治理,即使花很大的代价,耗时较长,也难奏效。因此,在地下水环境保护工作上要坚持以防为主的方针,宁肯在预防上投入足够的人力、物力,而不要在污染发生后付出更大代价去治理。坚持“预防为主、防治结合、分类管理、综合治理”原则,既要积极治理现存的污染,保护地下水的用户,防止水质的进一步恶化,又要采取有力的措施防止新的污染产生,以全面保护地下水资源。
1、合理开发和利用地下水资源从可持续发展的角度出发,有计划地开发和利用这些有限的地下水资源。保护地下水资源,制止过量开采地下水,减少地下水位下降幅度,防止地面沉降等,以减少污水的下渗。在开发利用过程中做到采补平衡,严格控制地下水开采量的同时,还应采取多种措施加大对地下水的回灌补给。
2、提高公众环境意识并加强地下水保护宣传力度严格贯彻执行我国的《水污染防治法》《水法》等法规,本着“谁污染,谁治理”的原则,加强执法力度,使每个人都能准确地理解我们的行为给地下水质造成了什么影响。建设必要的污水处理设施;抓好重点污染源的综
合治理,对毒性大的污染物,必须在厂内处理,对于毒性小的污染物汇入城市污水处理厂进行集中处理。统筹规划、合理布局。
3、建立水质监测网并重点做好水质监测工作加强基础设施建设,建立水质监测站网,迅速补充和完善地下监测井网,逐步建立和完善水环境监测体系。设立地下水观测专用井,建立地下水动态监测与分析预测服务系统。对重点污染地区(段)进行重点监测,系统掌握区域地表水、地下水水质的污染发展变化及动态特征,为开发利用和管理保护提供及时、科学的依据。
4、欧洲、北美和澳大利亚等地区,在地下水污染防治工作中,已经从以污染治理为重点转变为以防止污染为重点,其中采取的一个重要措施即是进行地下水环境脆弱性评价,并编制评价图册这种方法值得我国借鉴。脆弱性调查评价可以为决策、管理人员和规划、设计人员提供有关地区地下水环境的条件,指导工程选址、选线,也将对地下水水质监测起指导作用。对于脆弱性高的地区,可以加强监测,这样使得监测网的布设更为科学和合理,避免人力、物力的分散和浪费。
六、结语
地下水是生态循环系统中不可或缺的一部分对于人类生存和社会的可持续发展发挥着重要作用。为保障人类的健康和经济的可持续发展,污染防治需要每个人的关心和参与,保护地下水不受污染是我们的责任与义务。对于已污染的地下水,要查明污染源,切断污染途径,努力开发研究有效的污染治理技术。对于没有污染的区域,要未雨绸缪,防患于未然,积极采取预防措施,避免污染的发生。要全面贯彻“预防为主,防治结合”的方针,确保地下水环境的洁净与安全。
参考文献
1、期刊论文 赵勇胜 地下水污染场地污染的控制与修复-吉林大学学报(地球科学版)2007,37(2)、林年丰 环境水文地质学 1990、武汉地质学院 地球化学 1979
第三篇:环境污染对人类健康的危害
环境污染对人类健康的危
摘要:环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降,影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。目前,全球范围内的环境污染对人体健康的危害已受到人们越来越多的关注。环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响,具体包括:水污染、大气污染、噪声污染、放射性污染等。
关键词:环境污染;人类健康;危害;地方病
一、环境污染概述
环境污染是指人类活动所引起的环境质量下降而对人类及其他生物的正常生存和发展产生不良影响的现象。当各种物理、化学和生物因素进入大气,水、土壤环境,如果其数量、浓度和持续时间超过了环境的自净力,以致破坏了生态平衡,影响人体健康,造成经济损失时,称为环境污染。环境污染的产生是一个从量变到质变的过程,目前环境污染产生的原因主要是资源的浪费和不合理的使用,使有用的资源变为废物进入环境而造成危害。
环境污染会给生态系统造成直接的破坏和影响,如沙漠化、森林破坏、也会给生态系统和人类社会造成间接的危害,有时这种间接的环境效应的危害比当时造成的直接危害更大,也更难消除。例如,温室效应、酸雨、和臭氧层破坏就是由大气污染衍生出的环境效应。这种由环境污染衍生的环境效应具有滞后性,往往在污染发生的当时不易被察觉或预料到,然而一旦发生就表示环境污染已经发展到相当严重的地步。当然,环境污染的最直接、最容易被人所感受的后果是使人类环境的质量下降,影响人类的生活质量、身体健康和生产活动。例如城市的空气污染造成空气污浊,人们的发病率上升等等;水污染使水环境质量恶化,饮用水源的质量普遍下降,威胁人的身体健康,引起胎儿早产或畸形等环境污染是指人类直接或间接地向环境排放超过其自净能力的物质或能量,从而使环境的质量降低,对人类的生存与发展、生态系统和财产造成不利影响的现象。
二、环境污染的主要类型
(一)空气污染
1、空气污染概述
大气是由一定比例的氮、氧、二氧化碳、水蒸气和固体杂质微粒组成的混和物。就干洁空气而言,按体积计算,在标准状态下,氮气占78.08%,氧气占20.94%,氩气占0.93%,二氧化碳占0.03%,而其他气体的体积则是微乎其微的。各种自然变化往往会引起大气成分的变化。例如,火山爆发时有大量的粉尘和二氧化碳等气体喷射到大气中,造成火山喷发地区烟雾弥漫,毒气熏人;雷电等自然原因引起的森林大面积火灾也会增加二氧化碳和烟粒的含量等等。一般来说,这种自然变化是局部的,短时间的。随着现代工业和交通运输的发展,向大气中持续排放的物质数量越来越多,种类越来越复杂,引起大气成分发生急剧的变化。当大气正常成分之外的物质达到对人类健康、动植物生长以及气象气候产生危害的时候,我们就说大气受了污染。
2、对人体健康的危害
人需要呼吸空气以维持生命。一个成年人每天呼吸大约2万多次,吸入空气达15~20立方米。因此,被污染了的空气对人体健康有直接的影响。大气污染物对人体的危害是多方面的,呼吸系统:刺激肺部使其出现炎症;肺功能下降,肺部排除污染物的能力降低;导致鼻炎、慢性咽炎、慢性支气管炎、支气管哮喘、肺气肿等疾病恶化;引起哮喘等过敏性疾病和矽肺、石棉肺、肺气肿等肺病。
心血管系统:可引起血液成分的改变,血液粘度增加,血液凝集以及血栓形成;可引起动脉收缩,血压升高。
免疫系统:降低免疫功能,增加对细菌、病毒等感染的易感性,使机体对传染病的抵抗力下降;病原微生物随颗粒物进入体内后,使机体抵抗力下降,诱发感染性疾病。
神经系统:导致高级神经系统紊乱和器官调解失能,表现为头疼、头晕、嗜睡和狂躁等。
癌症的发生:颗粒物所吸附的多环芳烃化合物(PAHs)是对机体健康危害最大的环境三致(致癌、致畸、致突变)物质,其中苯并芘(a)能诱发皮肤癌、肺癌和胃癌。
此外,大气颗粒物还可造成胎儿增重缓慢;影响儿童的生长发育和功能;导致患有心血管疾病、呼吸系统疾病和其他疾病的敏感体质患者过早死亡。比如,1952年12月5~8日英国伦敦发生的煤烟雾事件死亡4000人。人们把这个灾难的烟雾称为“杀人的烟雾”。据分析,这是因为那几天伦敦无风有雾,工厂烟囱和居民取暖排出的废气烟尘弥漫在伦敦市区经久不散,烟尘最高浓度达4.46毫克/米3,二氧化硫的日平均浓度竟达到3.83毫升/米3。二氧化硫经过某种化学反应,生成硫酸液沫附着在烟尘上或凝聚在雾滴上,随呼吸进入器官,使人发病或加速慢性病患者的死亡。
3、空气污染物的种类
空气污染物的种类包含很多,它们的型态可能是固体状的粒子,也可能是被滴或是气体,或是这些型态的混合存在。目前我国法令所定义的空气污染物有那些种类呢?依据空气污染防制法及相关规定所定义,空气污染物可分为四大项目,分别为气状污染物(包括硫氧化物一氧化碳、氮氧化物等)、粒状污染物(包括悬浮微粒、金局煤烟、等)、二次污染物,及恶臭物质(包括氯气、硫化氢、等。比较常见的空气污染物包括悬浮微粒、一氧化碳、硫氧化物、氮氧化物和 碳氢化合物等,大多是由人为因素而产生。在我国法令中对于人为因素(如烟囱排放、交通工具排放等)而产生之空气污染物,大多订有「排放标准」来规范们的排放。
(二)水污染
1、水污染概述
随着工业进步和社会发展,水污染亦日趋严重,成了世界性的头号环境治理难题。
近些年,水质恶化也困扰着美国人。一直以来,纽约市民以自来水质纯美而自豪,其他州的面包商甚至特地使用纽约市自来水以生产货真价实的纽约圈饼。7年前寄生虫侵入密尔沃基供水系统,造成100人死亡,40万人致病后,水质问题备受关注,如今纽约市民每天生活在饮水不净的威胁下。1998年,美国总统克林顿宣布了一项投资23亿美元的清洁水行动计划,治理美国已受污染40%的水域。
虽然人们已经认识到污染江河湖泊等天然水资源的恶果,并着手进行治理,但毕竟已经遭受了巨大的损失,虽已醒悟但为时较晚。
2,水污染的危害
日趋加剧的水污染,已对人类的生存安全构成重大威胁,成为人类健康、经济和社会可持续发展的重大障碍。据世界权威机构调查,在发展中国家,各类疾病有8%是因为饮用了不卫生的水而传播的,每年因饮用不卫生水至少造成全球2000万人死亡,因此,水污染被称作“世界头号杀手”。
水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品质量,甚至使生产不能进行下去。水的污染,又影响人民生活,破坏生态,直接危害人的健康,损害很大。
(1)危害人的健康水污染后,通过饮水或食物链,污染物进入人体,使人急性或慢性中毒。砷、铬、铵类、笨并芘等,还可诱发癌症。被寄生虫、病毒或其它致病菌污染的水,会引起多种传染病和寄生虫病。重金属污染的水,对人的健康均有危害。被镉污染的水、食物,人饮食后,会造成肾、骨骼病变,摄入硫酸镉20毫克,就会造成死亡。铅造成的中毒,引起贫血,神经错乱。六价铬有很大毒性,引起皮肤溃疡,还有致癌作用。饮用含砷的水,会发生急性或慢性中毒。砷使许多酶受到抑制或失去活性,造成机体代谢障碍,皮肤角质化,引发皮肤癌。有机磷农药会造成神经中毒,有机氯农药会在脂肪中蓄积,对人和动物的内分泌、免疫功能、生殖机能均造成危害。稠环芳烃多数具有致癌作用。氰化物也是剧毒物质,进入血液后,与细胞的色素氧化酶结合,使呼吸中断,造成呼吸衰竭窒息死亡。我们知道,世界上80%的疾病与水有关。伤寒、霍乱、胃肠炎、痢疾、传染性肝类是人类五大疾病,均由水的不洁引起。
(2)对工农业生产的危害水质污染后,工业用水必须投入更多的处理费用,造成资源、能源的浪费,食品工业用水要求更为严格,水质不合格,会使生产停顿。这也是工业企业效益不高,质量不好的因素。农业使用污水,使作物减产,品质降低,甚至使人畜受害,大片农田遭受污染,降低土壤质量。海洋污染的后果也十分严重,如石油污染,造成海鸟和海洋生物死亡。
(3)水的富营养化的危害在正常情况下,氧在水中有一定溶解度。溶解氧不仅是水生生物得以生存的条件,而且氧参加水中的各种氧化-还原反应,促进污染物转化降解,是天然水体具有自净能力的重要原因。含有大量氮、磷、钾的生活污水的排放,大量有机物在水中降解放出营养元素,促进水中藻类丛生,植物疯长,使水体通气不良,溶解氧下降,甚至出现无氧层。以致使水生植物大量死亡,水面发黑,水体发臭形成“死湖”、“死河”、“死海”,进而变成沼泽。这种现象称为水的富营养化。富营养化的水臭味大、颜色深、细菌多,这种水的水质差,不能直接利用,水中断鱼大量死亡。
3、水污染的事例
1.1水俣病事件 1953 1956年
日本熊本县水俣镇一家氮肥公司排放的废水中含有汞,这些废水排入海湾后经过某些生物的转化,形成甲基汞。这些汞在海水、底泥和鱼类中富集,又经过食物链使人中毒。当时,最先发病的是爱吃鱼的猫。中毒后的猫发疯痉挛,纷纷跳海自杀。没有几年,水俣地区连猫的踪影都不见了。1956年,出现了与猫的症状相似的病人。因为开始病因不清,所以用当地地名命名。1991年,日本环境厅公布的中毒病人仍有2248人,其中1004人死
1.2骨痛病事件 1955 1972年
镉是人体不需要的元素。日本富山县的一些铅锌矿在采矿和冶炼中排放废水,废水在河流中积累了重金属“镉”。人长期饮用这样的河水,食用浇灌含镉河水生产的稻谷,就会得“骨痛病”。病人骨骼严重畸形、剧痛,身长缩短,骨脆易折。
1.3剧毒物污染莱茵河事件 1986年
11月1日,瑞士巴塞尔市桑多兹化工厂仓库失火,近30吨剧毒的硫化物、磷化物与含有水银的化工产品随灭火剂和水流入莱茵河。顺流而下150公里内,60多万条鱼被毒死,500公里以内河岸两侧的井水不能饮用,靠近河边的自来水厂关闭,啤酒厂停产。有毒物沉积在河底,将使莱茵河因此而“死亡”20年。
1.4、“托里坎荣”号油船污染事件 1967年3月18日 英国西南七岩礁海域
该船满载11.7万吨原油在锡利群岛以东的七岩礁海域触礁,致使8万吨原油流入海中,留在船体内的原油被引爆,造成英国、法国海域原油污染。造成大量鱼贝类和海鸟死亡,赔偿金额达720万元美元。这一事件后,海洋污染成为海事的重要问题。
(三)环境激素污染
1、环境激素是指由于人类的生产和生活活动而释放到环境中的,影响人和动物内分泌系统的化学物质,具有类似雌激素的作用,学术上称之为“外源性内分泌干扰物”。
2、环境激素的种类
1.有机化合物:苯并[a]芘、双酚A(2,2-双酚基丙烷)、二苯酮、邻苯二甲酸酯、苯乙烯、二噁英等。
2.杀真菌剂:苯菌灵(苯莱特)、六氯(化)苯、代森锰锌等。3.杀虫剂:β-六氯化苯(β-六六六)、甲萘威(西威因)、氯丹(八氯)等。
4.除草剂:甲草胺(杂草索、澳特拉索)、杀草强(氨三唑)、阿特拉津(莠去津)等。
5.杀线虫剂:1,2-二溴-3-氯丙烷、涕灭威(丁醛肪威)等。6.金属:镉、铅、汞等。
7.天然和合成的激素药物:雌三醇、雌酮、己烯雌酚等。8.植物性激素:豆科植物及白菜、芹菜等植物的植物性激素。
3、环境激素对人体的影响 3.1.对体形的影响
激素对人体形态的塑成起至关重要的作用。环境激素的存在,可能会干扰人体内生长激素等各种激素的分泌,导致“袖珍女孩”“巨人”的出现。大量食用含有环境激素类物质的大鱼大肉后,还会引起肥胖。3.2.对生殖系统的影响
●导致孩子早熟。近年来,儿童月经初潮、胸部发育等性发育异常病例逐年增加。这种内分泌失调的情况与孕妇在怀孕期间以及儿童成长过程中所吃的食物有密切关系,如肉类、鱼类、各种保健品及某些蔬菜。
●多胎现象的出现。双胞胎、三胞胎、四胞胎、五胞胎、六胞胎、七胞胎的生育奇迹都已出现。除了遗传因素,利用药物促排卵是多胎增多的主要原因之一。
●男性精子数量减少、质量降低。我国专家发现,1984~1996年,男子每次射精的精子总数减少近1/3,精子密度下降了27%。若照此下去,今后不能产生足够精子的男性会越来越多,加之精子运动能力降低、畸形增多,人类繁衍后代的能力也将越来越差。
3.对胎儿的影响
胎儿在母体内受到环境激素影响之后,胎儿发育及一生中可能会出现畸形、低能等各种异常现象,如男性的尿道下裂、睾丸停止发育、小阴茎、精子数量减少等,女性的子宫内膜异位症、乳腺癌等,以及智能低下、多动、学习障碍等。
每一个环境污染的实例,可以说都是大自然对人类敲响的一声警钟。为了保护生态环境,为了维护人类自身和子孙后代的健康,必须积极防治环境污染。为了做好环境污染的防治工作,我们每一个公民必须努力增强环境意识:一方面要清醒地认识到人类在开发和利用自然资源的过程中,往往对生态环境造成污染和破坏;另一方面要把这种认识转变为自己的实际行动,以“保护环境,人人有责”的态度积极参加各项环境保护活动,自觉培养保护环境的道德风尚。
四、防止措施
1、大气颗粒物对健康诸多不利影响,更应该控制污染,如:
(1)改善能源结构,使用清洁能源。
(2)减少工业生产中烟尘的排放。
(3)控制汽车尾气的排放。
(4)加强对工地、道路扬尘的管理。
(5)加强绿化,保持水土。
2、对于水体污染,日常生活中,我们要养成良好的卫生习惯和生活习惯,在自己的能力范围内保持水体不受污染;在生活中使用洁净水,增强节水意识和环保意识,即不浪费一滴水资源,也不污染一滴水资源。
参考文献:
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【3】 郎铁柱 钟定胜,环境保护与可持续发展,天津大学出版社
【4】 刘维屏等编,环境科学与人类文明,浙江大学出版社 【5】 佚名,新的灾难 环境激素污染, [1] 周岩.环境污染对人体染色体不稳定性的影响.临床医药实践,2003(12)[2] 于军.浅谈大气污染对人体健康的影响.青海师专学报.2004(24)[3] 秦惠基.化学污染[M].北京人民军医出版社,2007 [4] 邰启生.环境污染与公众健康[M].北京: 北京出版社, 1991.[5]李爱琴。浅谈重金属污染对健康的危害。河南:河南机电高等专科学校学报,2005
第四篇:环境污染对人类健康的危害
环境污染对人类健康的危害
Nageta 环境污染对人体健康的不利影响,是一个十分复杂的问题。有的污染物在短期内通过空气、水、食物链等多种介质侵入人体,或几种污染物联合大量侵入人体,造成急性危害。也有些污染物,小剂量持续不断地侵入人体,经过相当长时间才显露出对人体的慢性危害或远期危害,甚至影响到子孙后代的健康。这是环境医学工作者面临的一项重大研究课题。现就近几十年来,由于环境污染造成的对人体的急性、慢性和远期危害,分述如下:
一、急性危害
光化学烟雾,也是近年来美、日等国经常发生的一种急性危害。这是汽车排气中的氮氧化物和碳氢化物在阳光紫外线照射下,形成光化学氧化剂[O3、NO2、NO和过氧乙酰硝酸酯(PAN)等],与工厂排出的SO2遇水分产生硫酸雾相结合而形成的光化学烟雾。当大气中光化学氧化剂浓度达到0.1ppm以上时,就能使竞技水平下降,达到0.2—0.3ppm时,就会造成急性危害。主要是刺激呼吸道粘膜和眼结膜,而引起眼结膜炎、流泪、眼睛疼、嗓子疼、胸疼,严重时会造成操场上运动着的学生突然晕倒,出现意识障碍。经常受害者能加速衰老,缩短寿命。这种光化学烟雾事件,多发生在汽车多的城市,如美国的洛杉矶、日本的东京等。我国随着经济建设的迅速发展,大中城市汽车日益增多,应引起重视。改革内燃机及其燃料,是控制光化学烟雾污染的方向。
环境污染对人体造成的急性危害,近年来在我国也有发生,如 1971年7月13日17时许,某市冶炼厂镍冶炼车间,由于输送氯气的胶皮管破裂,造成氯气污染大气的急性中毒事件,使工厂周围284名居民受害。同时也使附近工厂受到影响,不能正常生产;桂林永福县某公社在水稻抽穗扬花时,用西力生农药(含2%氯化乙基汞)防治稻瘟病,每亩喷撒0.56斤,过了10天收割的稻米社员吃后,184人中有62人中毒。经化验,大米含汞量达0.62—0.7毫克/公斤,发病的潜伏期以16-22天者为多。
二、慢性危害
1.大气污染对呼吸道慢性炎症发病率的影响
国内外大气污染调查资料还表明,大气污染物对呼吸系统的影响,不仅使上呼吸道慢性炎症的发病率升高,同时还由于呼吸系统持续不断地受到飘尘、SO2、NO2等污染物刺激腐蚀,使呼吸道和肺部的各种防御功能相继遭到破坏,抵抗力逐渐下降,从而提高了对感染的敏感性,这样一来,呼吸系统在大气污染物和空气中微生物联合侵袭下,危害就逐渐向深部的细支气管和肺泡发展,继而诱发慢性阻塞性肺部疾患(慢支、喘支、支喘和肺气肿)及其续发感染症。这一发展过程,又会不断增加心肺的负担,使肺泡换气功能下降,肺动脉氧气压力下降,血管阻力增加,肺动脉压力上升,最后因右心室肥大,右心功能不全而导致肺心病。我国某大气污染地区1974年—1975年调查的几种死因的标化死亡率(1/万)的结果:污染区的肺心病为6.16,两个对照区分别为2.23和3.31,也说明了这一转归。
2.铅污染对人体健康的危害
1)环境中铅的污染来源 一是工矿企业,由于铅与锌、铜等有色金属多属共生矿,在其开采与冶炼过程中,铅制品制造和使用过程中,铅随着废气、废水、废渣排入环境而造成大气、土壤、蔬菜等污染;二是汽车排气,汽车用含四乙铅的汽油作燃料(现在全世界有两亿多辆汽车,每年排出的总铅量多达40万吨)。
2)铅对神经系统的损害 铅能引起末稍神经炎,出现运动和感觉异常。常见有伸肌麻痹,可能是铅抑制了肌肉里的肌磷酸激酶,使肌肉里的磷酸肌酸减少,使肌肉失去收缩动力而产生的。但有人在显微镜下检查,发现神经和脊髓前角细胞有变性,从而阻碍了伸肌运动神经冲动的传递,而造成麻痹。感觉异常在前臂和小腿多有发生,早期有闪电样疼痛,进而发展成为感觉减退和肢体无力。
被吸收的铅,在成年人体内有91—95%形成不稳定的磷酸三铅[Pb3(PO4)2]沉积在骨骼中,在儿童多积存于长骨干的骺端,从X线照片上可见长骨骺端钙化带密度增强,宽度加大,骨骺线变窄。幼儿大脑受铅的损害,比成年人敏感得多。儿童经常吸入或摄入低浓度的铅,能影响儿童智力发育和产生行为异常。有人研究,对血铅超过60微克/100毫升的无症状的平均9岁的儿童,经追踪观察,数年后,就发现有学习低能和注意力涣散等智力障碍,并伴有举止古怪等行为异常的表现。有人报导232个只有胃肠功能紊乱而无脑病症状的轻度铅中毒的儿童中,有19%最终出现智力障碍,有13%出现癫癎样疾患。如以血铅超过40微克/100毫升作为儿童铅吸收的标准,则在一些欧美主要工业国家的城市儿童中,铅吸收者约占30%。美国有40万儿童,血铅含量普遍升高,其中有16000名需要作驱铅治疗,3200名有中度到高度脑障碍,铅还可透过母体的胎盘,侵入胎儿脑组织,危害后代。类此问题,在澳大利亚、日本等国家,都有程度不同的发生,已引起了各国的极大关注。
目前,各国都在开展铅对儿童健康危害的剂量-反应关系的研究,为制订大气、饮水、食品中含铅量的标准提供依据,以保护儿童和成人不受铅害。
3.水体和土壤污染对人体造成的慢性危害 1)水俣病 这种病1956年发生在日本熊本县水俣湾地区,故称水俣病,这是一种中枢神经受损害的中毒症。重症临床表现为;口唇周围和肢端呈现出神经麻木(感觉消失)、中心性视野狭窄、听觉和语言受障碍、运动失调。但慢性潜在性患者,并不完全具备上述症状。据日本环境厅资料,水俣湾地区截至1979年1月被确认受害人数为1004人,死亡人数206人。1964年又在新泻县阿贺野川下游发现此病,此后在鹿儿岛,有明海等地区也报导有此病发生。
经日本熊本大学医学院等有关单位研究证明,这种病是建立在水俣湾地区的水俣工厂排出的污染物造成的。工厂在生产乙醛时,用硫酸汞作催化剂(每生产一吨乙醛,需用一公斤硫酸汞),在硫酸汞催化乙炔的反应过程中,副产品甲基汞随废水排入水俣湾海域。同时也有先机汞排出,无机汞在水体中经微生物作用也可甲基化。甲基汞在水中被鱼类吸入体内,使鱼体含汞量达到 20—30 ppm(1959年),甚至更高。大量吃这种含甲基汞的鱼的居民即可患此病。病情的轻重取决于摄入的甲基汞剂量,短期内进入体内的甲基汞量大,发病就急,出现的症状典型。长期小量地进入人体,发病就慢,症状也不典型。总之,吃含甲基汞的鱼的人,都遭到程度不同的危害。日本和瑞典学者研究结果认为,每日每公斤体重摄入的甲基汞量,不应超过0.5微克(日本)或0.4微克(瑞典)。2)铬对人体的慢性危害 我国某地区的铁合金厂,因排出含铬废水而污染附近的地下水,使有的井水含铬量最高超过我国生活饮用水卫生标准达400倍。该厂附近的居民,由于长期饮用被铬污染的井水,发生口角糜烂、腹泻、腹痛和消化道机能紊乱等病症。
此外,环境污染引起的慢性危害,还有镉中毒、砷中毒等。
环境污染对人体的急性和慢性危害的划分,只是相对而言,主要取决于剂量-反应关系。如水俣病,在短期内吃入大量甲基汞,也会引起急性危害。
三、远期危害 1.致癌作用
近几十年来,各国的流行病学调查资料表明,许多传染病的发病率和死亡率在不断下降,有些传染病先后被控制。与此相反,癌症的发病率和死亡率却在不断上升。据美国有关部门统计,1900年癌症的死亡人数占各种主要疾病的第八位,而1970年则跃居第二位,仅次于心血管疾病。其他国家也有类似情况。从表4-6可以看出,我国某市一个区的恶性肿瘤从1953年居死因
据若干资料推测,人类癌症由病毒等生物因素引起的不超过5%;由放射线等物理因素引起的也在5%以下;由化学物质引起的约占90%。国际癌症研究中心(IARC)对癌症文献进行了系统的审查和评价,证明由流行病学调查确定对人致癌的化学物质有26种,经实验室研究确定致癌的化学物质有221种。在26种对人致癌的化学物质中,有8种是药物(氯霉素、己烯雌酚、环磷酰胺、4-双氯乙胺-L-苯丙胺酸、睾丸甾酮、非那西丁、苯妥英和N,N-双(2-氯乙基)-2-苯胺。有些是由于经常的职业接触致癌的,如联苯胺、苯、双氯甲醚、异丙油、芥子气、镍、氯乙烯、铬(铬酸盐工业)、氧化镉等。经常随着工业污染物进入城乡居住环境的致癌物有石棉、砷化合物、煤烟等。这些生产和生活中的致癌物,在人群中引起致癌有以下几个特点:(1)人群中接触某一化学致癌物,具有共同特性的癌症高发;(2)持续不断地接触这种化学致癌物,可引起相应的癌症发病率不断升高;(3)癌发病率与摄入这种化学物质的剂量呈现剂量-反应关系;(4)如果控制接触,可使发病率的降低;(5)用此种致癌物作动物实验,动物患癌肿与人的相似。这些特点,也是发现新致癌物的方法。现举几例说明于下。
砷化物与癌:砷矿开采和冶炼或经常使用含砷农药,会使砷化物通过废气、废水、废渣排入环境,污染空气、水、土壤以及食物,通过呼吸、饮食或皮肤侵入体内。长期饮用被砷污染的水,可使皮肤发黑,手掌、足底皮肤角化,皮肤癌、肝癌等发病率升高。
1968年,有人报告我国台湾西南沿海某地井水中含砷量高达0.25—0.85毫克/升,经过对其中37个村40421个饮用含砷水的居民调查,发现有428例皮肤癌患者。
砷与铜、铅、锌共生,在冶炼这类矿物时,含砷烟尘和废渣会污染大气和土壤,有人对美国36个冶炼和精炼铜、铅、锌工业地区的居民肺癌死亡率作调查,发现这些地区较其他地区高,这可能与砷污染大气有关。
石棉与肿瘤:石棉纤维(以温石棉为重要)呈结晶状,有锐利的尖刺。进入人体内,能刺入肺泡或胸、腹膜,使膜纤维化、并逐渐变厚,形成间皮瘤或癌,这是石棉致癌的特点。据美国Selikoff和Hammod报导,他们在1967—1977年曾分析了美国和加拿大一万七千多名石棉绝缘材料制造工人的死因,发现肺癌和间皮瘤高发,其中吸烟工人比不吸烟工人高90倍。说明接触石棉与吸烟两种因素作用下,致癌性更强。西德汉堡市的调查资料也表明,居住在造船厂(消耗大量石棉)和许多大、小石棉制造厂和工厂下风向的居民的间皮瘤发病率(0.96/10万)比该市居民的发病率(0.056/10万)高17倍多。其他国家也有类似报导。
煤烟:早在1775年英国的Pott发现清扫烟囱的工人多患阴囊癌以来,到1933年有人用荧光分析方法,才从煤焦油中成功地分离出苯并(a)芘,许多学者用苯并(a)芘对9种动物采用多种途径给药进行实验,均收到致癌阳性结果。迄今又从煤烟和焦油中提取的多环芳烃有苯并(a)蒽、二苯并(a,h)蒽、二苯并(a,e)芘、茚并芘等二十多种。这类物质属间接致癌物,必须经体内转化才具有致癌活性,例如苯并(a)芘侵入体内,经体内多功能氧化酶转化为7,8-二氢二醇-9,10环氧物才具有致癌性。
各国在城市大气中检出了苯并(a)芘。苯并(a)芘与肺癌的发生关系研究的报告很多,美国Carnow等分析了一系列有关肺癌流行病学调查资料,认为大气中苯并(a)芘浓度每增加 0.1微克/100立方米,肺癌死亡率就相应升高5%,有明显的相关关系。香烟的烟雾含有苯并(a)芘,吸烟诱发肺癌,吸烟者吐出的香烟烟雾污染空气。
上面简介了几种常见化学致癌物。此外,在环境中还能经常接触一些促致癌物,如SO2、三氧化二铁等能与致癌物同时作用于机体,增强致癌作用。这些外因再遇机体免疫功能衰退、激素分泌失调、营养吸收不良等内因,就更有助于癌症的发生。对动物实验致癌阳性的化学物质,也是对人的可疑致癌物,因为许多癌症的潜伏期长,这类化学物质,有些能在环境中滞留、蓄积并有联合作用。因此,为防止潜在性的危害,加强控制致癌物的生产和使用是一个重要的环节,而积极采取措施消除或控制致癌和促致癌物对环境的污染也是非常必要的。
2.致突变作用
环境污染物能引起生物体细胞的遗传信息和遗传物质发生突然改变的一种作用,称为致突变作用。这种致突变作用引起变化的遗传信息或遗传物质在细胞分裂繁殖过程中,能够传递给子细胞,使其具有新的遗传特性。具有致突变作用的物质称为致突变物。
突变本是生物界的一种自然现象,是生物进化的基础。然而对大多数生物个体来说,则往往是有害的。如果哺乳动物的生殖细胞发生突变,可能影响妊娠过程,导致不孕或胚胎早死等;如果体细胞发生突变,则可能是形成癌肿的基础;如果环境污染物中的致突变物,有的可通过母体的胎盘作用于胚胎,也会引起胎儿畸形或行为异常。由此可见,环境污染物中的致突变物,作用于机体时,即认为是一种毒性的表现。
近年来,各国为了及早发现环境污染物、食品添加剂、农药、医药中的致突变物采用了快速筛检办法。常用的方法有染色体畸变分析方法,如外周血细胞体外培养染色体分析、姊妹染色体单体互换分析,以及动物骨髓细胞和睾丸细胞染色体畸变分析;致突变试验方法有Ames试验等。每种方法各有其优点与局限性,染色体畸变分析,可检出体细胞和生殖细胞的畸变,结果正确可靠,但工作量大;姊妹染色体单体互换分析,灵敏简便,应用较多;Ames试验简便、快速,是一种较好的初筛法。
3.致畸作用
致畸因素有物理、化学和生物学因素。物理因素如放射性物质,可引起眼白内障,小头症等畸形(日本广岛、长畸原子弹爆炸区调查资料证实)。现已证实,生物学因素对母体怀孕早期感染的凤疹等病毒,能引起胎儿畸形等。化学因素是近三十年来研究比较多的。从1959—1961年,西德生产的Thalidomide是一种非苯巴比妥安眠药,俗称“反应停”,孕妇在妊娠反应时服用后,能引起胎儿“海豹症”畸形,这件事震动了世界。此后,各国对农药、医药、食品添加剂、职业按触毒物和环境化学污染物,都在进行着广泛的致畸研究。已经查明,有些污染物对人有致畸作用,如甲基汞能引起胎儿性水俣病,多氯联苯(PCB)能引起皮肤色素沉着的“油症儿”等。此外,农药由于种类多,使用量大,在使用过程中对环境的污染和食物上的残留问题都较大,且多具有胚胎毒性,因此,国内外对农药致畸作用的研究也较多。动物实验证明有致畸作用的农药有:敌枯双、螟蛉畏、有机磷杀菌丹、灭菌丹、敌菌丹、五氯酚钠等。
环境化学污染物以及各种因素的联合致崎作用,今后更需要加强研究,以造福于子孙后代。
第五篇:基因工程与人类健康
基因工程与人类健康(Genetic engineering and human health)
随着社会的发展,时代的进步,医学已经进入了一个飞速发展的阶段。随着人们生活水平的日益提高,随之而来的便是各种疾病。新的药物层出不穷,在医学历史上掀起一阵又一阵的波澜。近年来,尤以基因工程,蛋白质工程,胚胎细胞工程,动、植物细胞工程备受科学家青睐。其中最为基本的就是基因工程。
基因工程(genetic engineering)
基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段,将不同来源的基因(DNA分子),按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程技术为基因的结构和功能的研究提供了有力的手段。
基因工程简介
基因工程是生物工程的一个重要分支,它和细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程共同组成了生物工程。所谓基因工程(genetic engineering)是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术,是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内,使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。它是用人为的方法将所需要的某一供体生物的遗传物质——DNA大分子提取出来,在离体条件下用适当的工具酶进行切割后,把它与作为载体的DNA分子连接起来,然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中,以让外源物质在其中“安家落户”,进行正常的复制和表达,从而获得新物种的一种崭新技术
迄今为止,基因工程还没有用于人体,但已在从细菌到家畜的几乎所有非人生命物体上做了实验,并取得了成功。事实上,所有用于治疗糖尿病的胰岛素都来自一种细菌,其DNA中被插入人类可产生胰岛素的基因,细菌便可自行复制胰岛素。基因工程技术使得许多植物具有了抗病虫害和抗除草剂的能力;在美国,大约有一半的大豆和四分之一的玉米都是转基因的。目前,是否该在农业中采用转基因动植物已成为人们争论的焦点:支持者认为,转基因的农产品更容易生长,也含有更多的营养(甚至药物),有助于减缓世界范围内的饥荒和疾病;而反对者则认为,在农产品中引入新的基因会产生副作用,尤其是会破坏环境。
诚然,仍有许多基因的功能及其协同工作的方式不为人类所知,但想到利用基因工程可使番茄具有抗癌作用、使鲑鱼长得比自然界中的大几倍、使宠物不再会引起过敏,许多人便希望也可以对人类基因做类似的修改。毕竟,胚胎遗传病筛查、基因修复和基因工程等技术不仅可用于治疗疾病,也为改变诸如眼睛的颜色、智力等其他人类特性提供了可能。目前我们还远不能设计定做我们的后代,但已有借助胚胎遗传病筛查技术培育人们需求的身体特性的例子。比如,运用此技术,可使患儿的父母生一个和患儿骨髓匹配的孩子,然后再通过骨髓移植来治愈患儿。
随着DNA的内部结构和遗传机制的了解,生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密,而是设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。如果将一种生物 DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去,将DNA重新组织一下,就可以按照人类的愿望,设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型,这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同。这种做法就像技术科学的工程设计,按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”,“组装”成新的基因组合,创造出新的生物。这种完全按照人的意愿,由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术,就称为“基因工程”,或者说是“遗传工程”。
基因工程的基本操作步骤 1.获取目的基因是实施基因工程的第一步。
2.基因表达载体的构建是实施基因工程的第二步,也是基因工程的核心。3.将目的基因导入受体细胞是实施基因工程的第三步。
4.目的基因导入受体细胞后,是否可以稳定维持和表达其遗传特性,只有通过检测与鉴定才能知道。这是基因工程的第四步工作。
一、基因工程与农牧业、食品工业
运用基因工程技术,不但可以培养优质、高产、抗性好的农作物及畜、禽新品种,还可以培养出具有特殊用途的动、植物。1.转基因鱼
生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼(中国)。2.转基因牛
乳汁中含有人生长激素的转基因牛(阿根廷)。3.转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 4.转鱼抗寒基因的番茄
5.转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯 6.不会引起过敏的转基因大豆 7.超级动物
导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠 8.特殊动物
导入人基因具特殊用途的猪和小鼠 9.抗虫棉
苏云金芽胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉铃虫,把这部分基因导入棉花的离体细胞中,再组织培养就可获得抗虫棉。
二、基因工程与人类健康
基因作为机体内的遗传单位,不仅可以决定我们的相貌、高矮,而且它的异常会不可避免地导致各种疾病的出现。某些缺陷基因可能会遗传给后代,有些则不能。基因治疗的提出最初是针对单基因缺陷的遗传疾病,目的在于有一个正常的基因来代替缺陷基因或者来补救缺陷基因的致病因素。
用基因治病是把功能基因导入病人体内使之表达,并因表达产物——蛋白质发挥了功能使疾病得以治疗。基因治疗的结果就像给基因做了一次手术,治病治根,所以有人又把它形容为“分子外科”。
我们可以将基因治疗分为性细胞基因和体细胞基因治疗两种类型。性细胞基因治疗是在患者的性细胞中进行操作,使其后代从此再不会得这种遗传疾病。体细胞基因治疗是当前基因治疗研究的主流。但其不足之处也很明显,它并没前改变病人已有单个或多个基因缺陷的遗传背景,以致在其后代的子孙中必然还会有人要患这一疾病。
无论哪一种基因治疗,目前都处于初期的临床试验阶段,均没有稳定的疗效和完全的安全性,这是当前基因治疗的研究现状。
可以说,在没有完全解释人类基因组的运转机制、充分了解基因调控机制和疾病的分子机理之前进行基因治疗是相当危险的。增强基因治疗的安全性,提高临床试验的严密性及合理性尤为重要。尽管基因治疗仍有许多障碍有待克服,但总的趋势是令人鼓舞的。据统计,截止1998年底,世界范围内已有373个临床法案被实施,累计3134人接受了基因转移试验,充分显示了其巨大的开发潜力及应用前景。正如基因治疗的奠基者们当初所预言的那样,基因治疗的出现将推动新世纪医学的革命性变化。 基因工程将使传统中药进入新时代
转基因药用植物或器官研究、有效次生代谢途径关键酶基因的克隆研究、中药DNA分子标记以及中药基因芯片的研究等,已成为当今中药研究的热点,并将使传统中药进入一个崭新的时代。
在转基因药用植物的研究方面,中国医学科学院药用植物研究所分别通过发根农杆菌和根癌农杆菌诱导丹参形成毛状根和冠瘿瘤进而再分化形成植株,他们将其与栽培的丹参作了形态和化学成分比较研究,结果发现毛状根再生的植株叶片皱缩、节间缩短、植株矮化、须根发达等;而冠瘿组织再生的植株株形高大、根系发达、产量高,丹参酮的含量高于对照,这对丹参的良种繁育,提高药材质量具有重要意义。
面对许多野生植物濒于灭绝,一些特殊环境下的植物引种困难等问题,中国科学工作者开始探索通过高等植物细胞、器官等的大量培养生产有用的次生代谢物。研究内容包括通过高产组织或细胞系的筛选与培养条件的优化和通过对次生代谢产物生物合成途径的调控等,达到降低成本及提高次生代谢产物产量的目的。
三、基因工程在医药方面的应用
1.基因工程药品的生产: ⑴基因工程胰岛素
胰岛素是治疗糖尿病的特效药,长期以来只能依靠从猪、牛等动物的胰腺中提取,100Kg胰腺只能提取4-5g的胰岛素,其产量之低和价格之高可想而知。
将合成的胰岛素基因导入大肠杆菌,每2000L培养液就能产生100g胰岛素!大规模工业化生产不但解决了这种比黄金还贵的药品产量问题,还使其价格降低了30%-50%!⑵基因工程干扰素
干扰素治疗病毒感染简直是“万能灵药”!过去从人血中提取,300L血才提取1mg!其“珍贵”程度自不用多说。
基因工程人干扰素α-2b(安达芬)是我国第一个全国产化基因工程人干扰素α-2b,具有抗病毒,抑制肿瘤细胞增生,调节人体免疫功能的作用,广泛用于病毒性疾病治疗和多种肿瘤的治疗,是当前国际公认的病毒性疾病治疗的首选药物和肿瘤生物治疗的主要药物。⑶其它基因工程药物
人造血液、白细胞介素、乙肝疫苗等通过基因工程实现工业化生产,均为解除人类的病苦,提高人类的健康水平发挥了重大的作用。2.基因诊断与基因治疗:
运用基因工程设计制造的“DNA探针”检测肝炎病毒等病毒感染及遗传缺陷,不但准确而且迅速。通过基因工程给患有遗传病的人体内导入正常基因可“一次性”解除病人的疾苦。◆SCID的基因工程治疗
重症联合免疫缺陷(SCID)患者缺乏正常的人体免疫功能,只要稍被细菌或者病毒感染,就会发病死亡。这个病的机理是细胞的一个常染色体上编码腺苷酸脱氨酶(简称ADA)的基因(ada)发生了突变。可以通过基因工程的方法治疗。
3、转基因动物生产药物
通过转基因动物家畜来生产基因药物而言,最理想的表达场所是乳腺。因为乳腺是一个外泌器官,乳汁不进入体内循环,不会影响到转基因动物本身的生理代谢反应。从转基因动物的乳汁中获取的基因产物,不但产量高、易提纯,而且表达的蛋白经过充分的修饰加工,具有稳定的生物活性,因此又称为“动物乳腺生物反应器”。所以用转基因牛、羊等家畜的乳腺表达人类所需蛋白基因,就相当于建一座大型制药厂,这种药物工厂显然具有投资少、效益高、无公害等优点。制备转基因羊,就是将人的α抗胰蛋白酶基因通过显微操作注进母羊受精卵的雄性细胞核,并使之与羊本身的基因整合起来,形成一体,这种新的基因组可以稳定地遗传到出生的小羊身上。小山羊也成了人工创造的与它们母亲不同的新品系,它们的后代也将带有这种α抗胰蛋白酶基因。这个过程有些类植物的嫁接术。
目前,在转基因动物研制中,外源基因与动物本身的基因组整合率低,其表达往往不理想,外源基因应有的性质得不到充分表现或不表现。实验运动如牛、羊和猪的整合率一般为1%左右。、基因工程抗体的临床应用1.在肿瘤性疾病诊疗方面的应用 2.墓因工程抗体的抗感染作用 3.细胞内抗体
4.用于未来诊断的生物传感器和微矩阵技术
四、基因工程在工业及环境保护方面的应用 环境监测 环境治理(微生物技术与基因工程结合)应用基因工程技术,使植物成为能替代微生物发酵设备的生物反应器,更经济地生产出人类所需要的各种原料已经成为非常具有吸引力的领域。现在已经培育了多种可作为生物反应器的转基因植物,能产生出可分解的塑料原料、石油、工业用脂肪、糖类和酶类等。经典工业所产生废水、废气和废料,以及人民生活所产生的垃圾等各种污染物,已经构成对人类生活和生产活动的严重威胁。环境保护是人类目前面临的与人类前途生死攸关的重大问题。基因重组技术为解决这些问题提供了可能性,通过基因重组,人们可以根据需要将某种微生物的基因转移到另一种微生物中,创造一些对有害物质分解能力更强、更能适应环境要求的新菌种。利用微生物分解各种废弃物的同时能产生出重要的工业原料是转基因微生物应用的一个重点,植物的纤维素和木质素是木材工业中常见的废弃物,人们可利用转基因微生物来分解纤维素,生产工业用的原料,如乙醇等石油化工产品。许多低耗能、少污染的基因工程逐渐取代高耗能、高污染的化工产业已成为一种趋势。1975年,科学家用基因工程的方法,把能分解三种焊类的基因都转到能分解另一种烃类的假单抱杆菌内,创造出了能同时分解四种烃类的“超级细菌”。“超级细菌”能吞食和分解多种污染环境的物质,例如石油中的多种烃类化合物,汞、镉等重金属,DDT等毒害物质。
参考文献
冯斌.谢先芝 基因工程技术 [期刊论文]西南农业学报 2005(2)许冬倩.李正国.王君 基因工程技术在食品工业改造过程中的应用 [期刊论文]西南农业学报2007 20(5)
杨吉成 缪竞诚 医用基因工程 化学工业出版社2003 杨昆 基因工程与医药革命 中药报 2000 基因工程技术在制药领域的应用前景及产业化趋势 来源:中国发酵工业网 程露阳,郭亚春,黄晓形 基因工程抗体的研究进展及临床应用
[1]李立家,肖庚富.基因工程.2004.