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1、第九章 地质环境与人体健康第一节 表生环境地球化学特征l l一一 地壳中的元素地壳中的元素l l克拉克值（丰度）克拉克值（丰度）： 元素在地壳中的平均质量百分比。l l元素存在的方式元素存在的方式： 少数单质，多以化合物形式出现。地壳主要元素平均质量分数（地壳主要元素平均质量分数（%） 由由图图可可知知，O O、SiSi、AlAl、FeFe、CaCa、MgMg、NaNa、K K，这这8 8种种元元素素占占99.24%99.24%，其其中中O O、SiSi、AlAl、FeFe占占88.31%88.31%。在在地地壳壳中中己己知知的的9090多多种种元元素素中中，其其余余8080多多种种元元素素总
2、总和仅占和仅占0.76%0.76%。这说明各种元素在地壳中的含量是极不均匀的。这说明各种元素在地壳中的含量是极不均匀的。l l二二 表生环境中元素的迁移转化表生环境中元素的迁移转化l l（一）表生环境中元素迁移的特点（一）表生环境中元素迁移的特点地表环境中的元素迁移主要受外动力地质作用地表环境中的元素迁移主要受外动力地质作用的影响，即以太阳能、重力能和月亮引力作为的影响，即以太阳能、重力能和月亮引力作为能源的作用。因而元素的迁移具有周期性、地能源的作用。因而元素的迁移具有周期性、地带性和地区性的特点。带性和地区性的特点。水是元素迁移的主要介质。水是元素迁移的主要介质。生物及其活动对元素有迁移聚
3、集作用。生物及其活动对元素有迁移聚集作用。地貌特征及其物理化学条件影响元素的迁移。地貌特征及其物理化学条件影响元素的迁移。人类活动影响元素的迁移聚集。人类活动影响元素的迁移聚集。l l（二）地表环境中元素迁移的类型（二）地表环境中元素迁移的类型l l1 1 按介质类型划分：按介质类型划分：空气迁移空气迁移水迁移水迁移生物迁移生物迁移 2 2 按元素迁移方式划分：按元素迁移方式划分： 机械迁移机械迁移 化学迁移化学迁移 生物迁移生物迁移l l（三）元素的迁移能力（三）元素的迁移能力l l按元素中水中的迁移系数划分：l l强淋出：Cl、Br、I、Sl l易淋出：Ca、Mg、Na、Fl l活动的：C
4、u、Ni、Col l惰性的和不活动的：Fe、Al、Til l（四）影响地表环境元素迁移的外在因素（四）影响地表环境元素迁移的外在因素l l1 PH值l l2 Eh值l l3 络合作用l l4 腐殖质l l5 胶体l l6 气候l l7 地质与地貌l l三三 表生环境地球化学的地带性特征表生环境地球化学的地带性特征l l表生环境地球化学的地带性与气候、植被、土壤的地带性基本一致。P219表9-1l l四 人类活动对原生地球化学影响第二节 原生地球化学异常与人体健康l l一一 地球化学元素与人体健康地球化学元素与人体健康l l1 人体中元素含量与地质环境中元素的相关性人体中元素含量与地质环境中元素
5、的相关性l l除了人体主要元素C、H、O、N及地壳的主要元素Si外，人体血液中的其他元素的含量与元素中地壳中的平均含量具有高度的相似性。l l英国汉密尔顿实验数据P223图9-1l l2 微量元素的生理功能微量元素的生理功能l l人体中微量元素包括：l l人体所必需的：铁、锌、铜、锰、氟、碘、硒等。成人每日所需微量元素见P223表9-2l l对人体不起生理作用的：铝、金、银、锆等。l l对人体有毒的：砷、镉、汞、铅、铊等。l l微量元素在人体中的生理功能微量元素在人体中的生理功能在酶系统中起到活化中心作用在酶系统中起到活化中心作用在激素和维生素中起特异的生理作用在激素和维生素中起特异的生理作用
6、输送作用。如铁元素输送作用。如铁元素调节血压、离子平衡和体液酸碱度作用调节血压、离子平衡和体液酸碱度作用 3 人体中微量元素的协同和拮抗作用人体中微量元素的协同和拮抗作用l l拮抗作用：拮抗作用：拮抗作用：拮抗作用：是某些元素具有抑制生物体吸收其是某些元素具有抑制生物体吸收其它元素的作用它元素的作用, ,这种作用称之为拮抗作用。这种作用称之为拮抗作用。 l l拮抗作用是指不同拮抗作用是指不同激素激素对某一生理效应发挥相对某一生理效应发挥相反的作用。反的作用。 l l二二二二 人体对环境致病因素的反应和地方病人体对环境致病因素的反应和地方病人体对环境致病因素的反应和地方病人体对环境致病因素的反应
7、和地方病l l人体具一定程度的自我调节能力以适应环境的变人体具一定程度的自我调节能力以适应环境的变化。当环境异常变化超出人体自我调节的能力时，化。当环境异常变化超出人体自我调节的能力时，则将发生人体生理的异常，从而引发疾病。则将发生人体生理的异常，从而引发疾病。l l致病因素包括：致病因素包括：l l物理因素物理因素l l化学因素化学因素l l生物因素生物因素l l本教程主要探讨化学因素，即环境地球化学造成本教程主要探讨化学因素，即环境地球化学造成的致病因素。的致病因素。l l由于不同地区元素分布的不均匀性，造成某些元由于不同地区元素分布的不均匀性，造成某些元素的缺失或富集，易形成地区性的疾病
8、即地方病。素的缺失或富集，易形成地区性的疾病即地方病。l l地方病主要有：甲状腺肿；氟中毒；克山病；大地方病主要有：甲状腺肿；氟中毒；克山病；大骨节病等。骨节病等。l l三三 地方性甲状腺肿地方性甲状腺肿l l地方性甲状腺肿(endemic goiter)是甲状腺肿的一种。甲状腺肿按地区分布可分为地方性和散发性两种。地方性甲状腺肿是由于一个地区存在特定的环境致甲状腺肿因素(主要是碘缺乏)，因此，使生活在这一地区的人群中有一定比例的人发生了甲状腺肿，一定比例是指当地学龄儿童甲状腺肿大率在5%以上，即甲状腺肿的存在已构成公共卫生问题，一般来说低于5%，是属散发性甲状腺肿，大多由非缺碘因素造成。 l
9、 l1 地方性甲状腺肿地方性甲状腺肿地理分布地理分布l l世界公认地方性甲状腺肿的主要病因是缺碘，该病主要多见于远离沿海及海拔高的山区，流行地区的土壤、水和食物中含碘量极少，主要流行区是亚洲的喜马拉雅山区、南美的安底斯山区、非洲的刚果河流域，大洋洲的新几内亚等。中国的省、区除上海市外，都有不同程度的地方性地方性 甲状甲状腺肿腺肿流行区。 l l2 碘的地球化学环境l l碘属于卤族元素，化学活泼性较高，常以分子或化合物形式存在。在地表环境中常富集在海水、生物体、有机质中。l l3 碘的生物化学作用l l人体甲状腺器官中富集碘元素；碘参与甲状腺素的合成。l l4 甲状腺肿流行的影响因素P226表9
10、-3l l5 甲状腺肿的预防l l四四四四 地方性氟中毒地方性氟中毒地方性氟中毒地方性氟中毒l l地方性氟中毒就是由于人们通过空气、食物、饮水长期地方性氟中毒就是由于人们通过空气、食物、饮水长期摄入过量的氟，引起以骨骼和牙齿损害为主的全身慢性摄入过量的氟，引起以骨骼和牙齿损害为主的全身慢性蓄积性中毒蓄积性中毒 。l l表现症状：表现症状：l l氟中毒最突出的表现是骨骼和牙齿受损害。骨骼损害引氟中毒最突出的表现是骨骼和牙齿受损害。骨骼损害引起起氟骨症氟骨症，出现全身，出现全身关节疼痛关节疼痛，四肢或躯干麻木，手足，四肢或躯干麻木，手足抽搐、僵硬，严重时还有关节活动困难，弯腰驼背，胸抽搐、僵硬，严
11、重时还有关节活动困难，弯腰驼背，胸廓变形，甚至不能直立行走，丧失劳动能力。牙损害发廓变形，甚至不能直立行走，丧失劳动能力。牙损害发生氟斑牙，也叫生氟斑牙，也叫氟牙症氟牙症，表现为牙齿表面粗糙、没有光，表现为牙齿表面粗糙、没有光泽，出现白垩、黄色、棕黑色的花纹、斑点或缺损，尤泽，出现白垩、黄色、棕黑色的花纹、斑点或缺损，尤以门牙损害最严重。以门牙损害最严重。7-87-8岁以前摄入氟过多就会引起氟岁以前摄入氟过多就会引起氟斑牙，斑牙，8 8岁以后摄入氟过多就会引起岁以后摄入氟过多就会引起氟骨症氟骨症。氟斑牙一。氟斑牙一旦形成，可遗留终生。此外，摄入过多的氟还会损害身旦形成，可遗留终生。此外，摄入过
12、多的氟还会损害身体其他许多重要器官并影响一些重要的代谢活动，致使体其他许多重要器官并影响一些重要的代谢活动，致使体力、脑力和抗病力等功能下降，身体发育较差。体力、脑力和抗病力等功能下降，身体发育较差。 l l1 地方性氟中毒的分布火山活动区发病带高氟演示出露区和氟矿区发病带富氟温泉区发病带沿海富氟区发病带干旱、半干旱富氟地区发病带l l2 氟的地球化学环境l l氟主要来源于地壳的矿物岩石和火山喷发。l l氟中水中的分布由高至低为盐湖水、温泉水，地下水、河水、海水l l氟在干旱地区的含量高于湿润地区的含量l l3 引起氟病的主要原因：引起氟病的主要原因：l l地方性氟中毒根据其氟的来源不同，分为
13、饮水型、地方性氟中毒根据其氟的来源不同，分为饮水型、燃煤污染型和饮茶型。燃煤污染型和饮茶型。饮水型氟中毒饮水型氟中毒就是有些地就是有些地方长期饮用含氟较多的泉水、沟水或井水所致；方长期饮用含氟较多的泉水、沟水或井水所致；燃煤污染型氟中毒就是有些地方（特别是产煤山燃煤污染型氟中毒就是有些地方（特别是产煤山区）长期敞灶燃烧含氟较高的煤烘炕食物和取暖，区）长期敞灶燃烧含氟较高的煤烘炕食物和取暖，煤燃烧释放的氟便污染了食物和室内空气，人们煤燃烧释放的氟便污染了食物和室内空气，人们吃了被污染的食物、水和吸入污染的空气，摄入吃了被污染的食物、水和吸入污染的空气，摄入了过量的氟，长期如此，即发生氟中毒；饮茶
14、型了过量的氟，长期如此，即发生氟中毒；饮茶型氟中毒就是发生在我国西部地区少数民族长期大氟中毒就是发生在我国西部地区少数民族长期大量饮用高氟砖茶水所致的一种地氟病，砖茶系粗量饮用高氟砖茶水所致的一种地氟病，砖茶系粗老茶叶所制，茶树具有天然富氟功能，茶叶越老老茶叶所制，茶树具有天然富氟功能，茶叶越老含氟越高，砖茶的氟含量是普通茶叶的几倍至几含氟越高，砖茶的氟含量是普通茶叶的几倍至几十倍十倍 l l4 4 氟病的防治：氟病的防治：l l三三 大骨节病大骨节病l l大骨节病是一种地方性、多发性、变形性骨关节大骨节病是一种地方性、多发性、变形性骨关节病。病。中国中国又叫又叫柳拐子病柳拐子病、水土水土病、
15、算盘指病、骨病、算盘指病、骨节风等，国际医学界称本病为卡辛节风等，国际医学界称本病为卡辛贝克氏病贝克氏病（KaschinKaschinBeck DiseaseBeck Disease）。大骨节病在）。大骨节病在中国中国病情重、分布范围广，主要发生于黑、吉、辽、病情重、分布范围广，主要发生于黑、吉、辽、陕、晋、甘、藏、青等陕、晋、甘、藏、青等1515个省，在国外主要分布个省，在国外主要分布于西伯利亚东部和朝鲜北部，多分布于山区和半于西伯利亚东部和朝鲜北部，多分布于山区和半山区，平原地区少见。本病基本病变是发育中儿山区，平原地区少见。本病基本病变是发育中儿童的关节童的关节透明软骨透明软骨的变形与坏
16、死继发的的变形与坏死继发的骨关节炎骨关节炎。 l l病因：l l生物地球化学说：主要是缺硒。l l真菌毒素说：l l有机中毒说：水中的腐殖质有机酸致病l l六六 克山病克山病l l克山病（克山病（KDKD），亦称地方性），亦称地方性心肌心肌病（病（ECDECD），于），于19351935年在我国年在我国黑龙江省黑龙江省克山县发现，因而命名克克山县发现，因而命名克山病。山病。7070年代末急性克山病的发病率已由建国初年代末急性克山病的发病率已由建国初期的期的52/1052/10万下降到万下降到0.3/100.3/10万。万。19801980年农村改革开年农村改革开放后，本病已戏剧性地消失了。在放后，本病已戏剧性地消失了。在静静的白桦静静的白桦林林中有所描述，还有部分人受此折磨。主要病中有所描述，还有部分人受此折磨。主要病变是变是心肌心肌实质变性，坏死和纤维化交织在一起，实质变性，坏死和纤维化交织在一起，心脏扩张心脏扩张，心室心室壁不增厚，附壁血栓常见，光镜壁不增厚，附壁血栓常见，光镜下可见心肌变性坏死。电镜下可见线粒体肿胀，下可见心肌变性坏死。电镜下可见线粒体肿胀，嵴分离和断裂。嵴分离和断裂。 克山病是一种流行于荒僻的山岳、克山病是一种流行于荒僻的山岳、高原及草原地带的以高原及草原地带的以心肌病心肌病为主的疾病。为主的疾病。 l l七 癌症（略）
