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环境与健康

环境与健康

Environment and Health
课程编号】ENV13013 所属模块】学科基础课
学分数】2 适用专业】环境科学/环境工程
学时数】32 开设学期】秋季
【已开设次数】0 【建议选课人数】100-200 (配备助教)
授课教师姓名】夏星辉/郭学军 授课教师职称】教授/副教授
授课教师联系方式】Email:xiaxh@bnu.edu.cn; guoxj@bnu.edu.cn 
【先修课要求】无需
一、课程简介 如果把人类理解为一个理性群体,我们之所以如此的关注环境,其中的一个核心原因是因为环境影响甚至决定我们和子孙后代的健康和福祉。环境与健康是一门阐述环境与生物体相互作用和关系的科学,尤为侧重于环境污染对人类健康的影响。本课程将讲述典型环境因素,包括物理、化学和生物环境因素对人类和其他生物体的健康影响;并探讨典型环境元素和环境污染物,如微量元素、化学品、重金属、有机污染物、氮磷常规污染物、新型污染物等的来源、主要环境过程、化学和环境行为特征,以及环境介质进入生物体的方式和途径;还将讨论典型污染物对生物体,尤其是人体的健康影响及其影响机理,着重于细胞和分子水平解释环境污染与健康之间的响应关系,包括跨膜运输和细胞代谢、受体模型、三致毒性、活性氧和氧化胁迫、线粒体损伤、污染物导致的细胞程序性凋亡和细胞死亡及其机理等。 二、教学目标
本课程的目标是使学生熟悉环境与健康之间的相互联系,让学生建立环境保护的价值理念。通过本课程的学习,使学生了解典型的环境因素,如物理、化学和生物环境因素对人类和其他生物体的健康影响;了解典型环境污染物,如化学品、重金属、有机污染物、氮磷常规污染物、新型污染物等的化学和环境行为特征,以及从环境介质进入生物体的方式和途径;熟悉典型污染物对生物体,包括人体的健康影响及其影响机理,从个体到细胞和分子水平解释环境污染与健康之间的响应关系。本课程力图通过系统性和生动性的知识讲授,使学生掌握基本的环境和健康的科学知识,培养基本的环境科学素养和环境保护意识。
三、教学内容和学时分配
第一章我国环境质量状况及污染物的主要类型(2学时) 主要内容:我国大气环境质量状况及主要污染物类型,包括氮氧化物、硫氧化物、挥发性有机污染物以及PM2.5等;水环境质量状况及主要污染物类型,包括河流、湖泊、海洋和地下水的环境质量状况;土壤环境质量状况及主要污染物类型,不同土地利用类型土壤的污染特征。 教学要求:了解我国主要的大气、水和土壤环境问题以及导致这些问题的主要污染物类型 重点、难点:不同环境介质的主要污染物种类 其他教学环节:实际环境污染问题的讲解 第二章环境中的微量元素与健康(2学时) 主要内容:环境中的氟、碘、硒和砷等微量元素含量与水体健康的关系,包括氟中毒病与环境的关系、克山病与环境的关系、碘缺乏病与环境的关系、砷中毒病与环境的关系,大骨节病与环境的关系等,以及这些地方病的防治途径。 教学要求:了解地方病形成的原因以及防治途径。 重点、难点:地方病与环境中元素含量的关系,以及导致元素含量异常的地质环境。 其他教学环节:案例分析和课堂讨论,布置课后作业 第三章氮磷化合物的来源、迁移转化及健康效应(4学时) 主要内容:水体含氮化合物的来源及迁移转化特征,包括点源、面源和内源对污染来源的贡献,含氮化合物的氨化、硝化和反硝化过程;含磷化合物的来源及迁移转化特征;氮磷污染与水体富营养化的关系,富营养化水体产生水华和赤潮释放的藻毒素对人体健康的影响。 教学要求:了解环境中氮磷的主要来源,在环境中转化的关键过程;以及富营养化对水质的影响。 重点、难点:氮磷在环境中的转化过程,水华产生的藻毒素等对人体健康的影响 其他教学环节:案例分析和课堂讨论,布置课后作业 第四章有毒有机污染物的种类、特征及毒性效应(2学时) 主要内容:有毒有机污染物的主要种类及来源;有毒有机污染物的性质,包括其持久性特征、长距离迁移特征、疏水亲脂特征、生物富集特征等;有毒有机污染物的主要环境行为,包括在液-固界面的吸附解吸过程、生物降解过程、生物富集过程等;有毒有机污染物对生物体的毒性效应。 教学要求:了解有毒有机污染物的种类和主要特征,以及对生物体所产生的毒性效应 重点、难点:有毒有机污染物的环境行为 其他教学环节:案列讲解和讨论,布置课后作业 第五章环境中有毒有机污染物的生物有效性和在食物链中的传递(2学时) 主要内容:有毒有机污染物的存在形态,包括与环境中不同组分结合的形态;有毒有机污染物生物有效性的表征方法以及不同存在形态有毒有机污染物的生物有效性;有毒有机污染物在水生生物体内的生物富集作用,以及在不同营养级间的传递作用和对人体健康的影响。 教学要求:了解有毒有机污染物的生物有效性和生物富集作用 重点、难点:有毒有机污染物的存在形态对其生物有效性的影响 其他教学环节:课堂讨论以及研究案例分析,布置课后作业 第六章重金属的种类、特征和在环境中的迁移行为(2学时) 主要内容:重金属的种类及主要污染来源;重金属(Cu, Pb, Zn, Cd, Cr, As)在环境中的存在形态以及迁移、吸附解吸、氧化还原等过程;具有挥发性特征的重金属汞的全球性迁移特征,被水生生物的富集特征以及对生态系统和人体健康的影响 教学要求:了解主要重金属的来源和主要环境行为 重点、难点:重金属的存在形态对其迁移能力和生物富集的影响 其他教学环节:专家讲座 第七章环境污染物的暴露途径(4学时) 主要内容:典型环境介质中污染物的暴露途径:大气污染物的主要暴露途径,水体污染物的主要暴路途径,土壤污染物的暴露;典型污染物的暴露途径:重金属污染物的暴露途径;有机污染物的暴露途径;病原体的暴露途径。 教学要求:了解典型污染物的暴露途径 重点、难点:污染物暴露的主体途径的确定 其他教学环节:课堂讨论,列举一个典型污染物,分析其来源及其暴露风险 第八章环境污染物的跨膜运输及其代谢过程(2学时) 主要内容:污染物通过细胞膜的方式:影响细胞和组织水平的污染物运输的因素,污染物的运输通道;污染物的代谢途径:CYP450基因的结构、对污染物的代谢和作用机理、以及CYP450基因表达的调控,污染物的代谢和代谢机理,比如羟基化、还原反应、水解反应,甲基化、硫化等。 教学要求:了解污染物的典型暴露方式,在生物体内的跨膜运输,以及典型的代谢反应 重点、难点:污染物在生物体内的跨膜运输方式 其他教学环节:列举一个污染物,课堂讨论其跨膜运输的可能途径 第九章环境污染物的细胞毒性及其致毒机理(4学时) 主要内容:活性氧和氧化胁迫:污染物的生物活化,活性中间体的稳定性,影响污染物活化的因素,活性氧的种类及其毒性;污染物-受体模型:受体模型的概念,受体家族的种类,典型的污染物-受体模型及其反应类型;受体竞争分析,受体竞争的影响;线粒体损伤:线粒体的功能和结构,线粒体导致的细胞程序性凋亡和死亡,污染物导致的线粒体损伤及其细胞凋亡;污染物导致的细胞死亡:细胞对胁迫的反应,细胞损伤和细胞死亡,细胞损伤的形态学特征,污染物导致的细胞程序性凋亡及其机理。 教学要求:了解污染物的典型致毒机理 重点、难点:污染物-受体模型 其他教学环节:课堂讨论,列举一个污染物,课堂讨论其可能的致毒机理;其他的污染物致毒方式; 第十章环境污染物的“三致”毒性(4学时) 主要内容:环境污染导致的DNA损伤和突变:DNA的内源损伤,DNA的环境损伤,突变的概念, DNA损伤和基因突变的关系;DNA复制和修复:碱基切割修复,核苷剪切修复,错配修复,重组修复;致癌机理:癌症简介,化学物致癌,癌症的遗传学原理,如致癌基因和抑制基因;化学物致癌性的评估方法。 教学要求:了解污染物的致癌分子机理 重点、难点:污染物的致癌分子机理 其他教学环节:课堂讨论,列举一个污染物,课堂讨论其致癌机理,以及研究实例; 第十一章案例分析:典型污染物的健康影响(4学时) 主要内容:典型重金属对人体的健康影响:人体内的微量元素,重金属的毒性模式,重金属与氧化胁迫,金属硫蛋白;典型有机污染物对人体的健康影响:农药对健康和生态的影响,多环芳烃和多氯联苯对健康的影响;典型日用化学品和药物的人体副作用:抗生素的副作用;典型致病菌的致病机理:病原体与人体免疫系统的关系;细菌对抗生素的耐药机理。 教学要求:了解典型污染物对人体的健康影响及其机制 重点、难点:典型有机物和重金属对人体的健康影响 其他教学环节:专家讲座
四、教材与学习资源
主要教材 1  Molecular and Biochemical Toxicology, Forth eds, Smart RC and Hodgson E., Wiley, 2008 2  Mechanistic toxicology: the molecular basis of how chemicals disrupt biological targets. Boelsterli, Urs A., Boca Raton : CRC Press, 2007. 3 《地球环境与健康》,谭见安等编著,化学工业出版社,2004 参考书籍 《环境与健康》,刘新会等,森林舞会飞禽走兽出版社,2009 网络学习: USEPA相关网站;WHO相关网站
五、教学策略与方法建议
本课程是一门公识课,学生是大一的新生。本课程的目标是使学生熟悉环境与健康之间的相互联系,让学生建立环境保护的价值理念。因此,讲授者必须深入浅出,生动有趣的把知识传授给学生,既要注重知识的广度和一定的深度,又要让讲授的知识生动、活泼、有趣,发人深省,要求老师除了能把重要的知识点讲清讲透,还要求能引人入胜,具有很大的难度,对教师是一个很大的挑战,既要灌输知识,还要能让学生深刻体会环境的价值观和哲学观。本课程以课堂授课为主要教学方式,辅以课堂讨论和课堂作业,要求学生在讨论前预先查阅相关文献资料,以培养学生自主思考、总结观点、搜集有用信息并关注前沿问题的能力。同时,本课程的另一个特点是要邀请国内外最优秀的环保专家,进行环境与健康的相关讲座,让这门课更具广度和深度。
六、考核方式
平时考查结合闭卷考试。其中作业占20%,课堂讨论占20%,期末考试(闭卷)占 60%。