第13講地球化學(xué)課件

1、環(huán)境地球化學(xué) 第1頁,第四節(jié) 地球化學(xué)環(huán)境與人類疾病,三、幾種主要的地方病地方性疾?。菏侵妇哂幸欢ǖ陌l(fā)病區(qū)域環(huán)境的疾病，它是一種影響范圍大，潛伏周期長(zhǎng)，并具突發(fā)性流行，不易根治的疾病。目前對(duì)引起這些地方性疾病流行的原因還不甚清楚。在病因上概括起來可歸為兩類不同

2、的觀點(diǎn)：一類認(rèn)為是當(dāng)?shù)丨h(huán)境生物性因子引起；另一類認(rèn)為無機(jī)元素缺乏或過多而引起的。從生物地球化學(xué)環(huán)境的角度來看，生物的和非生物因素的共同作用，對(duì)于地方病的流行和分布都是至關(guān)重要的。,環(huán)境地球化學(xué) 第2頁,第四節(jié) 地球化學(xué)環(huán)境與人類疾病,中國幾種地方性疾病分布示意圖1-克山病

3、；2-大骨節(jié)?。?-地方性氟中毒,環(huán)境地球化學(xué) 第3頁,第四節(jié) 地球化學(xué)環(huán)境與人類疾病,1．地方性甲狀腺腫致病原因碘缺乏或過剩都會(huì)導(dǎo)致人體甲狀腺代謝功能障礙，發(fā)生甲狀腺腫。這是一種世界范圍的地方性疾病，它嚴(yán)重危害人類健康，在地方性甲狀腺腫嚴(yán)重流行的地區(qū)，同時(shí)流行克

4、汀病，其特征是聾、啞、傻、矬，且終生殘廢。地方性甲狀腺腫的分布主要分布于北半球的高緯度地帶，包括歐洲、亞洲、美洲的北半部，略呈帶狀。地理特征上，集中分布于世界幾大山脈，如亞洲的喜馬拉雅山區(qū)在尼泊爾境內(nèi)為最重的病區(qū)，患病率高達(dá)90％～100％；歐洲的阿爾卑斯山、高加索山、南美的安第斯山，該病廣泛分布，澳大利亞的新西蘭島、新幾內(nèi)亞島，非洲馬達(dá)加斯加島是該病較重的流行地。我國是世界甲狀腺腫流行較嚴(yán)重的國家之一，該病廣泛分布于山區(qū)

5、和內(nèi)陸。,環(huán)境地球化學(xué) 第4頁,第四節(jié) 地球化學(xué)環(huán)境與人類疾病,世界地方性甲狀腺腫分布示意圖,環(huán)境地球化學(xué) 第5頁

6、,第四節(jié) 地球化學(xué)環(huán)境與人類疾病,碘的地球化學(xué)與生物地球化學(xué)作用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。在不同介質(zhì)及不同條件下，碘的含量和賦存狀態(tài)各不相同：碘在地表環(huán)境中具有很強(qiáng)的遷移能力，易淋溶淋失 。我國的地方性甲狀腺腫的分布特征我國的地方性甲狀腺腫主要分布在山區(qū)。在內(nèi)陸某些起伏較大的地區(qū)，山上發(fā)育低碘地方性甲狀腺腫，山下易澇地帶則有高碘地方性甲狀腺腫發(fā)生。保持碘的能力較差的沙土

7、地區(qū)也易發(fā)生地方性甲狀腺腫；保持碘能力過強(qiáng)的土壤又會(huì)使植物對(duì)碘吸收發(fā)生困難，也可造成低碘地方性甲狀腺腫的流行，如黑龍江的樺川縣。干旱、半干旱氣候的油田區(qū)和沿海地區(qū)往往因攝取過量的碘而引起地方性甲狀腺腫。,環(huán)境地球化學(xué) 第6頁,第四節(jié) 地球化學(xué)環(huán)境與人類疾病,人體中的碘碘

8、是參與甲狀腺素合成的必需微量元素，人體含碘量約為10～25mg，有80％的碘富集于甲狀腺體中 。人體主要從飲水和食物中吸收碘，吸收率很高，幾乎可達(dá)100％，每人每日需碘量為100～300μg不等。正常需碘量約為200μg，攝入量低于50μg為不足，大于1000μg則會(huì)產(chǎn)生毒害。 生理功能無機(jī)碘進(jìn)入機(jī)體后主要為甲狀腺體所吸收，通過甲狀腺激素與過氧化酶作用使其氧化，活性得到加強(qiáng)，置換甲狀腺球朊中酪氨酸基中的氫離子，通過一系列的置換形

9、成碘酪氨酸、二碘酪氨酸、三碘酪氨酸和四碘酪氨酸，三碘酪氨酸和四碘酪氨酸就是甲狀腺素（甲狀腺素貯存于濾泡中，它與血清蛋白相結(jié)合，被輸送到各組織中，起著激素作用 ）。癥狀缺碘對(duì)人的主要表現(xiàn)為：甲狀腺體腫大，生長(zhǎng)發(fā)育停滯，體力和智商水平下降，腦電活動(dòng)降低，細(xì)胞代謝異常，皮膚毛發(fā)生長(zhǎng)異常，中樞神經(jīng)發(fā)育不全，嚴(yán)重者導(dǎo)致克汀病。,環(huán)境地球化學(xué)

10、 第7頁,第四節(jié) 地球化學(xué)環(huán)境與人類疾病,地球化學(xué)環(huán)境中的碘與地方性甲狀腺腫一般的規(guī)律是，地方性甲狀腺腫的發(fā)病率山區(qū)高，平原低。土壤、作物和飲水中的碘含量與地方性甲狀腺腫的發(fā)病率呈負(fù)相關(guān)，但幾個(gè)因素相對(duì)講，惟有飲水中的含碘量與地方性甲狀腺腫的關(guān)系比較一致，并具有可比性。當(dāng)水碘低于最適濃度的下限(10μg/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

11、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。,環(huán)境地球化學(xué) 第8頁,第四節(jié) 地球化學(xué)環(huán)境與人類疾病,但也有研究表明，有些地區(qū)的水土并不缺碘，可是甲狀腺腫卻嚴(yán)重流行，其的產(chǎn)生的原因是由于環(huán)境中存在著某些干擾因素，這

12、些干擾因素包括：某些元素的干擾 飲水中較多的鈣、鎂、錳、氟等元素可以干擾人體對(duì)碘的吸收，尤其是鈣干擾作用最強(qiáng)。 污染水干擾碘的吸收 許多資料表明，在亞洲、非洲、拉丁美洲有許多國家因飲用水嚴(yán)重受到有機(jī)(微生物)污染，而引起地方性甲狀腺腫嚴(yán)重流行。 食物中的致甲狀腺腫物質(zhì) 某些蔬菜，如卷心菜、黃白菜、大豆等含有致甲狀腺腫物質(zhì)，它們能抑制氧化作用的進(jìn)行，從而阻礙甲狀腺對(duì)碘的吸收利用。,環(huán)境地球化學(xué)

13、 第9頁,第四節(jié) 地球化學(xué)環(huán)境與人類疾病,地方性甲狀腺腫的防治 因?yàn)樵诘偷夂透叩猸h(huán)境中都可以發(fā)生地方性甲狀腺腫此病，而且還有許多干擾因素促使該病流行。因此要進(jìn)行有效地防治，還是一個(gè)十分復(fù)雜的問題。為了更有效地防治地方性甲狀腺腫，環(huán)境地球化學(xué)工作者應(yīng)做到：查明天然水中碘的分布規(guī)律，提供適量碘的飲水水源；

14、 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)。,環(huán)境地球化學(xué) 第10頁,2．氟的生

15、物地球化學(xué)與地方性氟病,地方性氟病是一種世界性地方病，遍及五大洲。我國主要主要流行于貴洲、陜西、甘肅、山西、山東、河北、吉林、黑龍江等省。這種病的主要表現(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。,世界地方性氟病與齲齒分布示意圖1-地方性氟病；2-齲齒,環(huán)境地球化學(xué)

16、 第11頁,(1)地方性氟病的分布,世界范圍內(nèi)，地方性氟中毒的分布表現(xiàn)為地帶性和非地帶性的。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200～400mm左右，或更少。這種地帶主要位于赤道南北的15o～35o之間，它包括了中國、原蘇聯(lián)、和蒙古境內(nèi)的干旱、半干旱區(qū)。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

17、、阿爾及利亞、摩洛哥等國，與磷酸鹽礦床(Ca5[P04]3F)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)。,環(huán)境地球化學(xué) 第12頁,中國地方性氟中毒分布圖,環(huán)境地球化學(xué)

18、 第13頁,(2)氟的地球化學(xué)與生物化學(xué)作用,人體內(nèi)的氟及氟的來源氟是一種重要的生命必需微量元素。在人的骨骼、肌肉、血液和臟器中都有它的存在。正常人體的含氟量為1390mg。一個(gè)70kg重的成年人，日攝入氟是為3.8mg，其中1.4mg是通過飲水?dāng)z入的 。氟的來源主要有兩種，一是礦物、巖

19、石被風(fēng)化；二是火山噴發(fā)。 氟極易為水遷移，在酸性環(huán)境中呈離子狀態(tài)。但水的含氟量與氣候帶密切相關(guān)，在濕潤(rùn)的淋溶區(qū)，水氟含量很低，為0.02～0.2mg/L；在干燥區(qū)，水氟含量一般為0.8～1.5mg/L，局部地區(qū)大于1.5mg/L；海水氟含量為0.10mg/L，河水氟含量為0.02～7mg/L，潛水0.02～28mg/L，承壓水0.5～1.0mg/L。 天然水中氟的主要來源是含氟礦物、含氟礦脈及礦床。干旱的古地理環(huán)境是高氟地下水形

20、成的主要原因。,環(huán)境地球化學(xué) 第14頁,地方性氟病因及癥狀影響骨骼正常發(fā)育生長(zhǎng) 人體在高氟環(huán)境中，長(zhǎng)期攝入過量的氟，在機(jī)體內(nèi)可形成CaF2。CaF2沉著于骨及軟骨組織中，破壞鈣磷代謝，從而影響骨骼正常發(fā)育生長(zhǎng) ；影響牙齒健康CaF2還可導(dǎo)致牙齒鈣化不全，牙釉受損

21、。 影響人體內(nèi)分泌功能過量的氟可抑制許多酶的活性，干擾基因合成，影響甲狀腺、胰腺、腎上腺、性腺等的內(nèi)分泌功能，從而使胃、胰、心臟、大腦、肝臟等臟器和器官受到損傷。另外，對(duì)生殖功能也有一定影響 。過量的氟對(duì)中樞神經(jīng)有毒害作用過量氟可影響神經(jīng)傳導(dǎo)，破壞條件反射，引起神經(jīng)中毒。生活在高氟區(qū)的人群，往往有肢體麻木、知覺異常、反應(yīng)遲鈍、嗜睡不醒等癥狀。嚴(yán)重的氟中毒就是氟骨癥。表現(xiàn)為骨質(zhì)被破壞、堆積、骨質(zhì)軟化，骨外膜贅骨增生，

22、韌帶鈣化，骨質(zhì)疏松。隨之而來的是肌肉萎縮、肢體變形。,環(huán)境地球化學(xué) 第15頁,(3)地方性氟病的預(yù)防,地方性氟中毒，除少數(shù)為食物型和燃煤污染型外，絕大多數(shù)屬于飲水型。因此預(yù)防氟中毒主要是采用降低水中氟含量的辦法來實(shí)現(xiàn)。降氟方法大體上可分為化學(xué)法、物理吸附法和電化學(xué)法三大類

23、，其中以化學(xué)法采用較為普遍。常用的化學(xué)降氟劑有氧化鋁(A1203)、多氯聯(lián)鋁(A12C13)、羥基氯化鋁、活性氧化鋁、硫酸鋁和明礬。這種方法可將水中的氟含量從10mg/L降至1～1.5mg/L，基本符合防病的要求。物理吸附法常采用的吸附劑有骨粉、骨炭、浮石、磷灰石及活性炭等。小規(guī)模的降氟有時(shí)還采用陽離子交換樹脂。雖然在氣候干旱的氟病區(qū)地表水、潛水含氟量多在2～3mg／L以上，但是承壓水的含氟量往往較低，常為lmg／L左

24、右。所以我國主要是采用打防氟井的辦法 。但實(shí)踐表明：打防氟井的數(shù)量多、投資大、效益差。另一方面，有些深井水取自湖沼相地層，氟含量雖然下降了，可是大骨節(jié)病和克山病卻加重了。因此，在上述地區(qū)既要打井防氟，又要防止大骨節(jié)病的發(fā)生。,環(huán)境地球化學(xué) 第16頁,低氟水的分布也很廣泛，因此齲

25、齒廣泛流行。對(duì)于低氟水的改良方法，主要是進(jìn)行氟化。數(shù)十年來國內(nèi)外飲水氟化的實(shí)踐顯示了良好的防治效果 ，特別對(duì)青少年的齲齒防治取得了良好的效果。但20世紀(jì)60年代以來，由于城市人口癌癥患病率明顯升高，且似乎表現(xiàn)為與飲水氟化城市的死亡率高于為氟化城市，因此，一度時(shí)期以來把死因歸咎為飲水氟化 。最近的研究表明，癌癥死亡率與飲水氟化無關(guān)。,環(huán)境地球化學(xué)

26、 第17頁,3．砷與砷中毒,人類對(duì)砷的利用涉及到醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、牧業(yè)、林業(yè)及其它工業(yè)部門。 在醫(yī)藥方面除了用砷化物治療梅毒、貧血，還經(jīng)常使用一定濃度的亞砷酸鉀(K3AsO3)溶液治療風(fēng)濕癥、白血病、牛皮癬；用砷酸鈉(Na3AsO4)可治療慢性皮膚病、寄生蟲病和貧血。在農(nóng)業(yè)上，常用砷酸銅、砷酸鋁、砷酸鉛等作為除莠劑，甲砷酸、二甲基丙砷酸鈣、甲基砷酸鈣等有機(jī)

27、砷化物也常用作除莠劑，如果園、棉田、苗圃和草地中雜草的去除。在畜牧業(yè)上，用砷化物作為飼料添加劑促進(jìn)豬和禽類的發(fā)育生長(zhǎng)。在林業(yè)上，人們常用鉻砷合劑、砷酸鈉、砷酸鋅作為木材的防腐劑，以防止霉菌和昆蟲的侵蝕和破壞。在制革工業(yè)中常采用較大量的砷化物作為脫毛劑。總的來講，人類對(duì)砷及其化合物的用途在很大程度上是利用了它們的毒理性質(zhì)。,環(huán)境地球化學(xué)

28、 第18頁,1)砷的地球化學(xué),砷有0、3-、3+、5+價(jià)態(tài)，以后兩種價(jià)態(tài)常見。砷廣泛分布于大氣、水、土、巖石和生物體中。砷的地殼豐度不高，為1.8μg/g，。含砷礦物可分為硫化砷、氧化砷和多金屬砷化物三大類。硫化砷礦物經(jīng)氧化后較易溶解，氧化砷礦物較難溶解，而多金屬砷礦物一般情況下難溶解。三價(jià)砷與硫有很強(qiáng)的親和力，因此As3+常常被金屬硫化物所吸

29、附，或與其共沉淀。砷酸鹽可被氫氧化鐵(Fe(OH)2)吸附沉淀，因此在各類沉積鐵礦中常伴有較大量的砷。砷還可以被粘土礦物或其它的含鐵化合物吸附。砷酸鹽與磷酸鹽的化學(xué)性質(zhì)很相近，因此，在磷酸鹽礦物中和富含磷酸鹽礦物的地層中往往也富含較大量的砷。在氧化的堿性環(huán)境中亞砷酸鹽不穩(wěn)定，而砷酸鹽比較穩(wěn)定，所以As3+較多地被轉(zhuǎn)變?yōu)锳s5+；天然水中的砷主要為As5+，約占總砷量的70％～80％。在酸性還原環(huán)境中，亞砷酸鹽較穩(wěn)定，以As3+為主

30、；此時(shí)天然水中的砷以As3+為主，可占總砷量的70％一90％。,環(huán)境地球化學(xué) 第19頁,大氣中的砷 無污染的空氣中的砷含量也有0.01～1.0μg/m3。煤煙是大氣中砷的主要來源。工廠冶煉或施撒農(nóng)藥，可使空氣中的砷含量達(dá)到1～nμg/m3。巖石中的砷 巖石中的砷是

31、環(huán)境中砷的主要來源。各類巖石的平均砷含量都很相近，為1.4—2.5μg/g左右，頁巖在所有巖石中的砷含量最高，為13μg/g。 土壤中的砷 土壤中砷的平均含量大約為0.1～9.0μg/g。在砷礦區(qū)，或富砷地層周圍的土壤含砷量很高。土壤被砷污染后，其毒性的大小與土壤本身的化學(xué)成分、土壤所處的地球化學(xué)環(huán)境有關(guān)。如果土壤富含較大量的鐵、鋁、鈣等成分，雖然它們可促使砷在土壤中積累，但土壤的粘粒、氧化鐵、氧化鋁易與砷結(jié)合，形成難溶的砷化物

32、。在pH值和Eh值較高的環(huán)境里，土壤中砷的活性較高，易于溶解、遷移，易于為生物所吸收。,環(huán)境地球化學(xué) 第20頁,天然水中的砷 各種天然水砷含量在5～50μg/L之間，最高可達(dá)280mg/L。大氣降水各地區(qū)的均值大約為0.016～0.1μg/L。海水的平均含砷量為2～10μ

33、g/L。世界河水平均含砷量為2μg/L，范圍為2.5～10μg/L 。地表水、潛水的一般含砷量為0.5～5μg/L ，個(gè)別可達(dá)5—50μg/L。地下水由于埋深、Eh值、pH值、含水層的巖性不同，含砷量差別很大，一般為1～50μg/L，高者可達(dá)100～2000μg/L。溫泉水及火山溫泉水含砷量亦很高，一般為1.2—8.5mg/L 。天然水中各種形式的砷酸和亞砷酸是比較穩(wěn)定的。在氧化條件下以砷酸鹽為主 ，還原條件下以

34、亞砷酸鹽為主。在氧化環(huán)境中As3+更多地轉(zhuǎn)變?yōu)锳s5+，這一轉(zhuǎn)變可大大降低總砷（As3+、As5+的總和）的毒性。,環(huán)境地球化學(xué) 第21頁,食物中的砷 人體中的砷主要來自于飲水和食物。魚蝦類含砷量最高，為2.17～170μg/g；肉類較高，為0.85～1.3μg/g

35、；谷類最低為0.02～0.10μg/g。人體每天從食物和飲水中吸取一定量的砷，攝入量為0.5—2.5mg/人·日。正常人體的總砷量約為98mg，血液中含砷為2.5mg，最多的在肺、腎、脾中，頭發(fā)、指甲、皮膚次之。中國人發(fā)砷的含量范圍為0.16～0.97μg/g，一般認(rèn)為發(fā)砷大于3μg/g，即可作為接觸砷的標(biāo)志。,環(huán)境地球化學(xué)

36、 第22頁,2)砷的生物化學(xué)性質(zhì),資料表明，As3+的毒性要比As5+大60倍。砷的生物化學(xué)作用及其毒性，在很大程度上是因?yàn)锳s3+與酶蛋白質(zhì)中的巰基(－SH)、蛋白質(zhì)物質(zhì)中的胱氨酸、半胱氨酸等含硫的氨基(－NH2)有很強(qiáng)的親和力，而As5+的親和力則很小。As3+與Se4+在機(jī)體的代謝過程中可以互相拮抗、相互取代，它們使含有大量硫的角質(zhì)素發(fā)生分解或死亡。,環(huán)境地球化

37、學(xué) 第23頁,過量的砷對(duì)植物也有較大的損害。砷對(duì)植物的破壞作用在于它能影響或阻礙植物根部對(duì)水分和營養(yǎng)的吸收和輸送；影響植物對(duì)氮的吸收，破壞葉綠素的合成；砷還能影響植物對(duì)磷的代謝，從而阻礙植物的生長(zhǎng)。 砷對(duì)人體有許多有益的作用，如久服元素砷可以強(qiáng)身壯體御寒，漁民們用砷作為御

38、寒劑。適量的砷可促進(jìn)家禽、家畜的生長(zhǎng)發(fā)育，適量的砷有助于血紅蛋白的合成。適量的砷還可刺激豌豆、蘿卜、土豆、小麥等作物生長(zhǎng)等。,環(huán)境地球化學(xué) 第24頁,3)砷中毒及其類型,砷中毒按其發(fā)病過程可分為急性和慢性兩大類。急性砷中毒多為大量意外接觸砷所引起，它可嚴(yán)重?fù)p害胃腸道

39、、呼吸道、皮膚和神經(jīng)系統(tǒng)，主要表現(xiàn)為疲乏無力、嘔吐、皮膚發(fā)黃、腹痛及神經(jīng)痛，甚至引起昏迷，嚴(yán)重者表現(xiàn)為神經(jīng)異常、呼吸困難、心肌衰竭而死亡。急性砷中毒的致死劑量為70～180mg。 慢性砷中毒表現(xiàn)為肌無力、食欲減退、皮膚角化及某些神經(jīng)癥狀。地方性慢性砷中毒主要反映在皮膚、頭發(fā)、指甲和神經(jīng)系統(tǒng)方面，此外還有全身性的癥狀。慢性砷毒患者的皮膚粗糙，而且異常干燥；頭發(fā)脆而易脫落；掌及跖部皮膚增厚，角化過度；許多部位出現(xiàn)皮疹，少數(shù)可見皮膚

40、潰瘍；軀干部位皮膚色素沉著，亦可見細(xì)小的脫色斑點(diǎn)（俗稱“蛤蟆皮”或“花肚皮”），這是診斷砷中毒的一個(gè)重要標(biāo)志?；颊叩闹?趾)甲粗糙無光澤、脆薄易損，并出現(xiàn)1～3mm寬的白色橫紋，這是砷中毒的典型特征。神經(jīng)系統(tǒng)表現(xiàn)為多發(fā)性神經(jīng)炎，如肢體感覺遲鈍、麻木、刺痛、壓痛，嚴(yán)重者表現(xiàn)為肌無力、行動(dòng)困難、運(yùn)動(dòng)失調(diào)；四肢遠(yuǎn)端麻木、感覺遲鈍，乃至失去知覺。長(zhǎng)期攝入大量的砷，可導(dǎo)致皮膚癌。,環(huán)境地球化學(xué)

41、 第25頁,(1)藥物型砷中毒,用含砷的藥物治療某些疾病如用量不當(dāng)，就會(huì)給患者的健康帶來嚴(yán)重的危害。用砷凡納明治療的梅毒患者，在32年后，出現(xiàn)典型的砷性角化癥；用亞砷酸鉀(K3AsO3)溶液治療的白血病、牛皮癬患者，結(jié)果有40.4％出現(xiàn)掌跖角化，其潛伏期平均為14年。 口服砷劑總量達(dá)30g就可導(dǎo)致內(nèi)臟部位的癌癥；終生服砷

42、20g，皮膚癌發(fā)病率為6％。前者的潛伏期為24年，后者為18年。,環(huán)境地球化學(xué) 第26頁,(2)污染和職業(yè)型砷中毒,砷污染中毒多是由于食品污染及水污染所造成。職業(yè)性砷中毒與工作人員接觸砷的機(jī)會(huì)有關(guān)。 (3)生物地球化學(xué)型砷中毒指原生環(huán)境或非人為因素所引起的砷中毒

43、。,環(huán)境地球化學(xué) 第27頁,4)飲水砷標(biāo)準(zhǔn)及砷中毒防治措施,大多數(shù)國家均以總砷作為評(píng)價(jià)水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)，在氧化條件下一般天然水中As3+：As5+為3:7，若以As3+為0.05mg/L時(shí)，總砷則為0.170mg/L。砷中毒的防治，對(duì)于新開發(fā)的水源，投入使用前應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)的水質(zhì)監(jiān)

44、測(cè)；在砷中毒地區(qū)，進(jìn)行改水，在未找到合格水源之前可對(duì)高砷水采用絮凝法、石灰軟化法、活性氧化鋁吸附法降砷，實(shí)踐表明含砷0.6mg/L的1升高砷水加入1g明礬，可使砷降至0.03mg/L。,環(huán)境地球化學(xué) 第28頁,4．硒的地球化學(xué)與疾病,(1)硒的地球化學(xué) 硒的地殼豐度較低，

45、為0.05μg/g，但分布很廣。不同巖石種類的含硒量差別較大。含硒量較高的巖石有火山凝灰?guī)r、碳質(zhì)頁巖、富含黃鐵礦的頁巖及灰?guī)r，以及某些含煤地層。土壤中硒的豐度較巖石低，為0.0lμg/g。土壤含硒量差別很大，最低為0．001μg/g，最高可達(dá)105μg/g。一般，在濕潤(rùn)的偏酸性還原環(huán)境中有利于硒的淋溶和遷移，土壤中硒較缺乏；在干旱的偏堿性氧化環(huán)境中，土壤的硒易于富集，從而導(dǎo)致硒過剩；在熱帶、亞熱帶濕熱的環(huán)境中，一方面淋溶作用強(qiáng)烈，

46、另一方面風(fēng)化殼多為富含鐵、鋁的粘土礦物組成，它們對(duì)硒有較強(qiáng)的吸附能力。,環(huán)境地球化學(xué) 第29頁,天然水中的硒濃度很低，大約為0.02～0.2ng/g。它主要以硒酸鹽(Na2SeO4)和亞硒酸鹽(Na2SeO3)的形式存在。在硒缺乏區(qū)，地表水、地下水的硒濃度均值為0.5ng/g。

47、干旱區(qū)水硒濃度較高，平均為1.79ng/g。我國國家飲水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)為<10ng/g。 食物的硒量差別極大，在相同生態(tài)環(huán)境中，食物中的硒以魚類最高，肉類次之，谷物較低，水果最低。一般魚類含硒量為5.1～6.2μg/g ，肉類為0.2～1.0μg/g，谷類為0.05～0.20μg/g，蔬菜水果類均小于0.1μg/g。,環(huán)境地球化學(xué)

48、 第30頁,(2)人體中的硒代謝,人體含硒約為13mg，肌肉中有4.55mg，占人體總硒量的35％，血液中含硒量為1.1mg，占8.5％，其余的分布于全身，以臟器、頭發(fā)、指甲的含硒量較高。人體的發(fā)硒和尿硒含量直接反映出環(huán)境中硒的豐度，發(fā)硒含量是硒在人體和積累程度的標(biāo)志，尿硒濃度可作為人體硒代謝強(qiáng)度的指示。根據(jù)大量的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可將發(fā)硒含量0.24mg中毒，<

49、0.03mg為攝入不足。,環(huán)境地球化學(xué) 第31頁,(3)硒與地方性疾病,1)高硒與地方性疾病 畜類典型的硒中毒是以中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒為主的盲目蹣跚和結(jié)締組織中毒性壞死。我國湖北恩施、陜西紫陽為硒中毒區(qū)，主要與高硒含煤地層有關(guān)。湖北恩施硒中毒區(qū)在歷史上也有流行，俗稱“脫

50、甲風(fēng)”，主要流行于干旱年份。,環(huán)境地球化學(xué) 第32頁,2)低硒與地方性疾病早在100年前就在新西蘭發(fā)現(xiàn)一種由于低硒造成的動(dòng)物肌營養(yǎng)不良癥，稱為白肌病。白肌病主要分布于濕潤(rùn)的針葉林灰化土帶、落葉闊葉林棕壤帶、溫帶森林棕褐土帶和森林草原黑土帶，降雨量600～1000mm。

51、人類與低硒有關(guān)的疾?。荷婕暗窖h(huán)系統(tǒng)的有：心血管疾病、克山病；涉及到消化系統(tǒng)的有：胃癌、肝癌和胰腺癌等；造血系統(tǒng)的有：溶血性貧血、白血??；神經(jīng)性系統(tǒng)的有：營養(yǎng)性肌無力、肌萎縮。,環(huán)境地球化學(xué) 第33頁,克山病是一種病因未完全查明，慢性病程的地方性心肌病，但研究表明

52、：病區(qū)土壤中硒的含量普遍低于其它地區(qū)，從而導(dǎo)致人體缺硒生病。在采取病區(qū)居民服用亞硒酸鈉的補(bǔ)硒措施后，幾十萬病人的治療，證明可減少克山病的發(fā)病率，并能降低病死率。該病主要分布于農(nóng)村和偏僻山區(qū)，青年婦女和兒童為主要受害者，主要表現(xiàn)為心肌細(xì)胞壞死。 在我國分布較廣。,環(huán)境地球化學(xué)

53、 第34頁,全國克山病分布示意圖,環(huán)境地球化學(xué) 第35頁,中國硒營養(yǎng)背景值示意圖,環(huán)境地球化學(xué) 第36頁,三大類病

54、因?qū)W說：營養(yǎng)說 ；中毒說 ；生物地球化學(xué)說 。三種硒分布類型：東北型 ：克山病與大骨節(jié)病基本上平行分布。西北型 ：大骨節(jié)病較嚴(yán)重。西南型 ：只有克山病，沒有大骨節(jié)病。總的來看，特定的有機(jī)環(huán)境及有機(jī)污染飲水與克山病密切相關(guān)，這也是一個(gè)Mg、Se、Mo等元素缺乏的地球化學(xué)環(huán)境。,環(huán)境地球化學(xué)

55、 第37頁,我國主要黃土區(qū)克山病、大骨節(jié)病、地方性氟中毒病分布示意圖,環(huán)境地球化學(xué) 第38頁,5．區(qū)域環(huán)境與伽師病,伽師病主要分布于新疆喀什平原的伽師縣、岳普湖縣一帶，主要癥狀是長(zhǎng)期患慢性腹瀉，血鉀普遍較低、女性不孕、男性不育、肝腫大。 伽師

56、病嚴(yán)重流行的地區(qū)是在伽師縣和岳普湖縣的東南部，與沙漠接壤，屬于荒漠鹽土區(qū)，主要分布于克孜河下游沖積平原區(qū)。,環(huán)境地球化學(xué) 第39頁,新疆喀什平原不孕癥分布圖,環(huán)境地球化學(xué)

57、 第40頁,新疆喀什平原低血鉀癥分布圖,環(huán)境地球化學(xué) 第41頁,(1)伽師病的地球化學(xué)環(huán)境,克孜河下游沖積平原為廣闊的荒漠鹽土區(qū)，該區(qū)氣候十分干旱，年降水量為56.1mm，蒸發(fā)量為2241.2mm，為降水量的40倍。由于地表

58、水、潛水很少，其分布受季節(jié)性影響很大，所以鹽分在表土層中大量聚集，尤其在封閉的洼地，往往可以見到沉積的鹽層?？俗魏影l(fā)源于西天山俄羅斯境內(nèi)的特普齊亞峰，在上游流經(jīng)了西天山大面積的第三系富含石膏的紅色巖層，即紅色泥巖夾粉砂巖層。因此，河水溶濾了大量的硫酸鹽和氯化物，使河水中含有較多的S042-、C1-、Na+、Ca2+、Mg2+、Sr2+，在上游地段就形成了礦化度較高的(0.63g/L)S－Ca型水。因此，克孜河是一條典型硫酸鹽水河，

59、由于河水大量滲漏和強(qiáng)烈蒸發(fā)，導(dǎo)致下游水量減少，水中鹽分增加，形成礦化度較高的硫酸鹽－氯化物水，在水中除了聚集有大量的氯化物外，還聚集了大量的鈉、鈣、鎂的硫酸鹽。該區(qū)的環(huán)境介質(zhì)偏堿性，氧化還原電位較高，錳、鋅的化學(xué)活動(dòng)性及生物學(xué)活性均較低。因此，在水土和谷物中，錳、鋅的含量偏低。,環(huán)境地球化學(xué)

60、 第42頁,,伽師病的患病率隨著水土中的鹽化程度增加而增加，嚴(yán)重流行的環(huán)境也是水土中鹽分，尤其是硫酸鹽高度聚集的環(huán)境。伽師病區(qū)的的地表水、潛水水質(zhì)一般較差，氯化物、硫酸鹽大大超過飲水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。 在克孜河下游地區(qū)，居民主要飲用河、渠水，或由河、渠水引入澇壩(即池塘)的澇壩水。在下游由于河渠水已高度鹽化，礦化度可達(dá)1.5～4.5g/L，S042-可達(dá)610～1710mg/L，水質(zhì)十分苦咸。,環(huán)境地球化學(xué)

61、 第43頁,(2)伽師病的病因分析,伽師病的發(fā)生與特定的地球化學(xué)環(huán)境有密切的關(guān)系。在病區(qū)水土中富集了大量的鈉、鈣、鎂硫酸鹽，鉀、鍶等元素也很豐富，而錳、鋅明顯不足。病區(qū)的環(huán)境介質(zhì)偏堿性，氧化還原電位較高，錳、鋅的化學(xué)活性及生物活性均較低。所以病區(qū)谷物中的錳、鋅含量亦較低。鉀是一種具有

62、多種重要生物學(xué)功能的元素，是組成細(xì)胞的主要陽離子，它對(duì)維持細(xì)胞的正常結(jié)構(gòu)和功能具有重要作用。病區(qū)環(huán)境是一個(gè)富鉀的環(huán)境，水土和作物中鉀的含量都十分豐富，但地方性的慢性腹瀉，導(dǎo)致體內(nèi)的鉀大量流失；攝入大量的鈉進(jìn)入腎曲管后與鉀進(jìn)行交換，從而引起鉀的流失；機(jī)體內(nèi)鈉、鉀之間的拮抗作用，使鉀從尿中排出；高鎂可引起鉀的代謝障礙；鉀還可以隨汗水排出體內(nèi)。慢性低鉀會(huì)影響蛋白質(zhì)的合成，進(jìn)而導(dǎo)致蛋白質(zhì)營養(yǎng)不良癥。 鎂對(duì)機(jī)體最大的影響是形成硫酸鎂后

63、的導(dǎo)瀉作用，使肝臟的解毒功能下降，導(dǎo)致機(jī)體對(duì)某些毒物耐量的降低；大量的鎂促使電解質(zhì)代謝紊亂，同時(shí)對(duì)鉀也有拮抗作用；高鎂還可干擾機(jī)體對(duì)錳、鋅等微量元素的吸收。,環(huán)境地球化學(xué) 第44頁,錳是一種十分重要的生命必需的微量元素，兒童缺錳，生長(zhǎng)發(fā)育受到抑制，成年人缺錳影響生育。病區(qū)

64、環(huán)境本來就缺鋅，由于鈣的濃度很高影響機(jī)體對(duì)鋅的吸收，再加上長(zhǎng)期腹瀉，鋅隨糞便大量排出，就更促使鋅的缺乏。 伽師病病區(qū)具高硫酸鹽、高鎂、高鈉、高鈣和低鋅、低錳等特征，主要是通過飲水而作用于人群和畜類的。長(zhǎng)期飲用高硫酸鹽水的人群幾乎都有稀便、腹鳴、腹脹的癥狀。其帶來一些不良的后果是，使體內(nèi)的鉀大量流失，以致來不及補(bǔ)充而處于低鉀狀態(tài)，影響機(jī)體對(duì)營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收，導(dǎo)致營養(yǎng)缺乏癥；體液大量流失，使血溶量減低而導(dǎo)致低血壓，使腸道內(nèi)的錳、鋅

65、等微量元素流失，促使體內(nèi)的元素缺乏，可引起電解質(zhì)及酶代謝的紊亂，使機(jī)體的代謝平衡受到破壞。因此，高硫酸鹽既是伽師病發(fā)病的誘導(dǎo)因素，又是發(fā)病的基礎(chǔ)條件?？傊?，伽師病是因?yàn)槎喾N元素過剩及少數(shù)元素不足所引起的一種地方性綜合癥 。,環(huán)境地球化學(xué) 第45頁,6．區(qū)域環(huán)境與癌癥,目前

66、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。所謂地區(qū)性，指癌癥死亡率的分布有明顯的地區(qū)性差異，或集中高發(fā)的現(xiàn)象；地帶性則指，癌癥死亡率的分布不僅有明顯的地區(qū)性特點(diǎn)，而且隨著地理緯度的變化而變化。,環(huán)境地球化學(xué)

67、 第46頁,(1)癌癥的分布特征,癌癥在世界各地均有分布，但它有明顯集中高發(fā)的現(xiàn)象。對(duì)世界各地食管癌死亡率研究后，可按其頻率劃分為四級(jí)；高發(fā)區(qū)，死亡率高于100／10萬；相對(duì)高發(fā)區(qū)，死亡率為70～100／10萬；中發(fā)區(qū)，死亡率為40～70／10萬；低發(fā)區(qū)的死亡率低于40／10萬。,環(huán)境地球化學(xué)

68、 第47頁,中國男性食管癌高發(fā)地帶分布示意圖,環(huán)境地球化學(xué) 第48頁,肝癌的分布地方性也十分明顯，按發(fā)生頻率也可分為四級(jí)：高發(fā)區(qū)死亡率大于30／10萬；相對(duì)高發(fā)區(qū)，死亡率為19～30／10萬；中發(fā)區(qū)的死亡率為10～1