1、第三章 地球化學(xué)環(huán)境與人類健康,人體與地球化學(xué)環(huán)境的關(guān)系 人體中元素的分布 微量元素與人類健康 地球化學(xué)環(huán)境與人類疾?。ǖ胤叫约膊。?4 地球化學(xué)環(huán)境與人類疾病,一、我國地方病生物地球化學(xué)區(qū)的成因類型及地理分布 生物地球化學(xué)區(qū)是指地表元素缺乏或過剩而引起生物與環(huán)境的化學(xué)平衡遭到破壞的地區(qū)，它是在地質(zhì)、地形、氣候、水文、土壤、植物和人文等問題的綜合作用下形成的。,1、蒸發(fā)濃縮型 2、礦床或礦化地層型 3、礦泉型 4、生物積累型 5、濕潤(rùn)山岳型 6、沼澤泥炭型 7、沙土型,二、幾種主要的地方病 地方性疾病指具有一定的發(fā)病區(qū)域環(huán)境的疾病，影響范圍大，潛伏周期長(zhǎng)，突發(fā)性流行，不易根治的疾病。,世界地方

2、性甲狀腺腫分布示意圖,(一)地方性甲狀腺腫,地方性甲狀腺腫,1、地質(zhì)地理分布特點(diǎn) (1)地理分布 主要分布于亞洲的、歐洲的阿爾卑斯山、高加索山、南美的安第斯山，澳大利亞的新西蘭島、新幾內(nèi)亞島，非洲馬達(dá)加斯加島。我國該病廣泛分布于山區(qū)和內(nèi)陸。,(2)地質(zhì)分布 主要分布于地層中有機(jī)質(zhì)層不發(fā)育或缺失，飲水和土壤中碘不足的地區(qū)。,2、地球化學(xué)環(huán)境 (1)碘的環(huán)境地球化學(xué) 碘在自然界的特征 碘在自然界一般呈碘化物、碘酸鹽或有機(jī)碘化物的形式存在。碘在地表環(huán)境中具有很強(qiáng)的遷移能力，易淋溶淋失。,(2)土壤中的碘 沿土壤剖面隨風(fēng)化程度的增強(qiáng)從基巖到土壤表層碘含量逐漸升高，在含有機(jī)質(zhì)層碘含量最高。降水對(duì)土壤碘起

3、淋溶作用。,(3)碘在水系統(tǒng)和生物圈的行為 海水中的碘被氧和氮氧化形成分子態(tài)具有揮發(fā)性進(jìn)入大氣圈，近海岸土壤和大氣中碘含量較高。 海生植物含碘量最高，比克拉克值高100-1000倍，陸生植物含碘量比克拉克值高10倍。 碘在煤、石油和瀝青質(zhì)沉積物中富集，這些地區(qū)碘含量偏高。,3、地球化學(xué)環(huán)境中的碘與地方性甲狀腺腫關(guān)系 當(dāng)水碘低于最適濃度的下限(10g/L)時(shí)，飲水中含碘量愈低，地方性甲狀腺腫患病率愈高，二者呈負(fù)相關(guān)關(guān)系 當(dāng)水碘高于最適濃度的上限濃度時(shí)，飲水中的碘含量愈高，地方性甲狀腺腫患病率愈高，兩者呈正相關(guān)關(guān)系,4、環(huán)境干擾因素包括 某些元素的干擾 污染水干擾碘的吸收 食物中的致甲狀腺腫物質(zhì),

4、辨識(shí)疾病圖片,問題：你知道這種疾病的名稱與病因嗎？,第一組,第二組,問題：你知道這些是哪種疾病的特征？ 它與什么有關(guān)？,辨識(shí)疾病圖片,碘缺乏病的含義：,由于機(jī)體在不同發(fā)育時(shí)期(從胚胎發(fā)育至成年期）攝入碘不足而造成的一組相關(guān)疾病。,包括甲狀腺腫、克汀?。ù?小病）及缺碘造成的早產(chǎn)、死胎、 先天畸形、甲狀腺功能低下精神 發(fā)育遲緩等一系列病理變化。,甲狀腺腫、克汀病最為突出。,地理分布： 山區(qū)丘陵平原 內(nèi)陸沿海 鄉(xiāng)村城市 農(nóng)業(yè)區(qū)牧區(qū) 人群分布： 青春期發(fā)病率高 女性男性,流行病學(xué)特征：,重區(qū)無差異,甲狀腺腫的臨床表現(xiàn)：,癥狀與體征：,地甲病患者除頸部逐漸變粗外，并無明顯癥狀。 腺腫大當(dāng) 壓迫周圍器官

5、時(shí)，可出現(xiàn)局部 癥狀。如心悸、氣短、呼吸困 難、吞咽困難等癥狀。,克汀病臨床表現(xiàn)：,亞克汀病：不同程度的智力低下 是該病的突出的癥狀。,不同程度的呆、小、聾、啞、癱。,又稱 呆小病,5、地方性甲狀腺腫的防治 查明天然水中碘的分布規(guī)律，提供適量碘的飲水水源； 查明水中Ca、F、Mg、Mn等元素的含量 查明地區(qū)性的食物特征，如蔬菜、食鹽、海產(chǎn)品等對(duì)該病的干擾； 測(cè)定水中有機(jī)質(zhì)的含量和細(xì)菌指數(shù)、水中的亞硝酸鹽含量。 對(duì)于該病的有效防治方法是使用碘鹽、進(jìn)行改水、限制使用“促甲狀腺腫”物質(zhì)。,最簡(jiǎn)單 最經(jīng)濟(jì) 最有效,根據(jù)病因 采取預(yù)防措施,缺碘：,食鹽加碘： 食用富含碘的食物 碘油注射 口服碘化鉀片 外

6、科手術(shù),補(bǔ)碘,非缺碘：,根據(jù)病因 采取預(yù)防措施,第一營養(yǎng)工程,辨識(shí)疾病圖片,第一組,問題：你知道這是哪種疾病嗎？ 它與什么有關(guān)？,第二組,問題：你知道這些是哪種疾病嗎？ 它與什么有關(guān)？,第三組,問題：你知道這些是哪種疾病的特征嗎？ 它與什么有關(guān)？,(二)地方性氟病 地方性氟病是一種世界性地方病，遍及五大洲，主要表現(xiàn)是氟中毒引起的斑釉牙、氟骨癥和氟攝入不足引起的齲齒。,流行特征,地區(qū)分布： 飲水型病區(qū)：平原丘陵山區(qū)； 多發(fā)干旱和干旱的鹽漬 地區(qū)、溫泉地區(qū)、富氟 礦區(qū)等。 染煤型病區(qū)：西南地區(qū)、西北地區(qū)。 飲茶型病區(qū)：西藏、內(nèi)蒙、四川等少 數(shù)民族地區(qū) 人群分布：好發(fā)青壯年；女性男性,氟骨癥的發(fā)病機(jī)

7、理：,氟,在血液中,氟化鈣,沉積,骨、韌帶 關(guān)節(jié)鈣化 （硬化）,鈣+氟,血鈣,甲狀旁腺 功能活躍,溶骨過程,骨質(zhì)脫鈣 （骨質(zhì)疏松）,四肢骨骼變形 脊柱彎曲變形,N根癥狀,腰背酸痛 肌肉萎縮 指端感覺 異常,關(guān)節(jié)僵硬,嚴(yán)重,關(guān)節(jié)固定 （三不見）,上下肢彎曲,駝背,截癱,（甲狀旁腺 素 ）,1、地質(zhì)地理分布特點(diǎn) (1)地帶性氟中毒的分布與自然地理緯度有關(guān)，其主要分布于干旱及半干旱帶，年降水量為200400mm左右，或更少。,(2)非地帶性的氟中毒有以下幾種情況 與火山有關(guān)的氟病區(qū)，如冰島、意大利、日本等國 與含氟巖石或含氟礦床有關(guān)的氟病區(qū)，如埃及、突尼斯、阿爾及利亞、摩洛哥等國 與磷酸鹽礦床(Ca

8、5P043F)有關(guān)的氟病區(qū) 與冰晶石(Na3AIF6)礦床有關(guān)的氟病區(qū) 與一些著名溫泉有關(guān)的氟病區(qū)，如我國北京的小湯山溫泉、懷來盆地溫泉區(qū),中國地方性氟中毒分布示意圖,2、地球化學(xué)環(huán)境 (1)環(huán)境中氟化物的水溶性較低，不易發(fā)生遷移 (2)生物圈氟含量不高，煤礦區(qū)氟含量高 (3)天然水中氟的主要來源是含氟礦物及礦床,地方性氟病注意：,氟斑牙：乳牙發(fā)生機(jī)會(huì)少， 恒牙形成期發(fā)生。,生在高氟區(qū)，長(zhǎng)在高氟區(qū)， 氟斑牙和氟骨癥均可發(fā)生。,成年后遷入氟區(qū)，僅出現(xiàn)氟骨癥。,氟中毒有“欺辱外人”的現(xiàn)象。,同一病人既有骨質(zhì)疏松， 又有骨質(zhì)硬化。,3、預(yù)防 (1)高氟水區(qū)降氟 (2)低氟水改良,防治措施,預(yù)防：,飲

9、水型：更換水源、飲水除氟。 煤煙型：更換燃料、改造爐灶、 加強(qiáng)排煙，避免食物污染。 飲茶型：研制低氟茶， 用低氟茶代替磚茶。,(三)克山病 是一種原因未明的以心肌病變?yōu)橹鞯募膊?，亦稱地方性心肌病。主要為急性和慢性心功能不全，心臟擴(kuò)大，心律失常以及腦、肺和腎等臟器的栓塞。,1、地質(zhì)地理分布特點(diǎn) (1)具有溫暖和中度濕潤(rùn)的氣候特點(diǎn)，土壤富含腐殖質(zhì)，偏酸性，均為農(nóng)耕區(qū)。,全國克山病分布示意圖,中國硒營養(yǎng)背景值示意圖,(2)與大規(guī)模厚層沉積的中、新生代陸相沉積巖系有關(guān)，多處于地質(zhì)剝蝕區(qū)如山地和丘陵地帶，地球化學(xué)環(huán)境屬于可溶性元素淋失環(huán)境。,2、地球化學(xué)環(huán)境 (1)屬于可溶性元素淋失環(huán)境，飲用水屬偏酸性

10、水，使許多金屬陽離子發(fā)生溶解遷移；屬于碳酸鈣型水，水中鈣、鎂含量較低。 (2)土壤富含腐殖質(zhì)，對(duì)微量元素具有地球化學(xué)屏障作用。,3、預(yù)防 (1)流行區(qū)采用亞硒酸鈉作為預(yù)防性服藥，使用含硒酵母、含硒食鹽 (2)農(nóng)村使用含硒液浸過的種子種植，植物根部施加含硒肥料以提高農(nóng)作物中含硒量 (3)改水（或換水）阻截致病因子進(jìn)入人體,(四)區(qū)域環(huán)境與癌癥 目前的研究表明，約有80的癌癥是由環(huán)境因素引起的，其分布具明顯的地區(qū)性和地帶性，有集中高發(fā)的現(xiàn)象，其中消化系統(tǒng)癌癥的地區(qū)性分布最為明顯。,1、癌癥的分布特征 (1)胃癌主要分布在中、高緯度地帶。胃癌高發(fā)帶的主要自然特征是氣候寒冷濕潤(rùn)、植被繁茂、土壤多富含腐

11、殖質(zhì)；地表水、潛水豐富，為富含腐殖質(zhì)的重碳酸鹽硅質(zhì)軟水，礦化度一般為100200mg/L，甚至小于100mg/L，Ca、Mg、Se、Mo、Cu、Zn等元素缺乏。,(2)肝癌主要流行于低緯度地帶。肝癌高發(fā)區(qū)屬于干旱、半干旱的環(huán)境，水源缺乏；或者是處于濕熱氣候的沿海地帶,其特點(diǎn)是飲水水質(zhì)不良。 (3)食管癌的主高發(fā)區(qū)主要位于東南非和中亞地區(qū)。氣候干旱、水源缺乏、土壤鹽漬化程度較高，屬硫酸鹽重碳酸鹽水或硫酸鹽氯化物水帶；地表及地下水的礦化度均較高，且偏堿性，水中As、Se、Mo、V、Cr、B、Ni、I、F等元素富集。,中國男性食管癌高發(fā)地帶分布示意圖,中國男性肝癌分布示意圖,2、地球化學(xué)環(huán)境與癌癥

12、(1)與巖石或土壤有關(guān) 如南非的食管癌高發(fā)區(qū)多為玄武巖層分布區(qū)；我國山西某地的食管癌可能與無煙煤的分布有關(guān)；河南的食管癌主要分布于安山巖和中更新統(tǒng)的洪積層分布區(qū)；廣西南寧的肝癌高發(fā)區(qū)主要為石灰?guī)r分布區(qū)。,(2)水文條件和水的化學(xué)成分 水質(zhì)上看，池塘水、溝渠水的有機(jī)污染嚴(yán)重， NO3-、NO2-、NH4+、腐殖酸(OH)含量高，化學(xué)需氧量(COD)高，Se、Mo、Mg、Ca含量低。,3、我國消化系統(tǒng)癌癥高發(fā)區(qū)的環(huán)境類型 (1)山區(qū)型 (2)巖溶山區(qū)型 (3)水網(wǎng)平原型 (4)三角洲平原型,(五) 大骨節(jié)病 大骨節(jié)病是一種伴有機(jī)體改變對(duì)稱的地方性畸形骨關(guān)節(jié)病，病情有明顯的地方性。在我國14個(gè)省區(qū)均

13、有分布，主要發(fā)生在我國北方地區(qū)。,在我國，大骨節(jié)病主要分布在東北至西藏的一個(gè)狹長(zhǎng)高寒地帶，若爾蓋是一個(gè)重病區(qū)之一,中國大骨節(jié)病分布圖,1、地質(zhì)地理分布特點(diǎn) (1)大骨節(jié)病在國外主要分布于西伯利亞東部和朝鮮北部，在中國分布范圍大，從東北到西南的廣大地區(qū)均有報(bào)道，主要發(fā)生于黑、吉、遼、陜、晉等省，多分布于山區(qū)和半山區(qū)。 (2)水流不暢、土壤較濕潤(rùn)、植被較發(fā)育、腐殖質(zhì)豐富。,我國主要大骨節(jié)病病區(qū)飲水水源污染程度和病情相關(guān)圖解I一無污染；II一輕度污染；III一中度污染；IV一嚴(yán)重污染；V一極嚴(yán)重污染,2、地球化學(xué)環(huán)境 發(fā)病區(qū)的飲水中腐殖酸含量和KMnO4耗量高，硒含量也較低。,3、大骨節(jié)病地球化學(xué)環(huán)

14、境分區(qū) 表生天然腐殖環(huán)境病區(qū) 沼澤相沉積環(huán)境病區(qū) 黃土高原殘塬溝壑區(qū) 沙漠沼澤草炭沉積環(huán)境病區(qū),4、預(yù)防 改良水質(zhì) 改善糧食質(zhì)量 補(bǔ)硒,(六)地方性砷中毒 是由于某些地區(qū)居民長(zhǎng)期從外環(huán)境中攝入過量的砷而引起的皮膚角化、色素沉著、癌變等為主要表現(xiàn)的一種慢性全身性疾病。,1、分布 在孟加拉、印度、中國、越南、泰國、柬埔寨等國家都有流行。,2、地球化學(xué)環(huán)境 (1)自然界砷廣泛分布于巖石、土壤和水環(huán)境中 ，含砷礦石如砷鐵礦、雄黃、雌黃等，砷多與鋅、銅鉛等元素共生于硫化物礦床中。,(2)土壤中的砷 主要來源于成土巖石，腐殖質(zhì)含量較高的土壤中，由于吸附和螯合作用，使砷含量高于相對(duì)貧瘠的土壤。,(3) 水中

15、的砷 天然水中的砷含量較低，當(dāng)?shù)叵滤鹘?jīng)含砷巖層時(shí)，大量的砷溶解于水中，致使含砷量升高 天然水中各種形式的砷酸和亞砷酸較穩(wěn)定，在氧化條件下以砷酸鹽為主，都是As5+，在還原條件下以亞砷酸鹽為主，都是As3+,3、地方性砷中毒的病區(qū)類型 (1)飲水型地砷病區(qū) (2)燃煤污染型地砷病區(qū),4、預(yù)防 改換水源 飲水除砷 沉淀、過慮、吸附 限制高砷煤炭的開采和使用 改良爐灶，減少室內(nèi)空氣砷污染,(七）克山病 是一種營養(yǎng)缺乏病，屬于生物地球化學(xué)病，克山病的主要癥狀是心臟擴(kuò)大、心臟功能失調(diào)，發(fā)生心源性休克或心力衰竭，心率失常、心動(dòng)過速或過緩等，是一種較嚴(yán)重的心肌疾病,(1)地質(zhì)地理分布特點(diǎn) 具有溫暖和中度濕潤(rùn)的氣候特點(diǎn)，土壤富含腐殖質(zhì)，偏酸性，均為農(nóng)耕區(qū)。,全國克山病分布示意圖,中國硒營養(yǎng)背景