第3章-地球化学环境与人类健康.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第3章 地球化学环境与人类健康2,4 地球化学环境与人类疾病,一、我国地方病生物地球化学区的成因类型及地理分布,生物地球化学区,是指地表元素缺乏或过剩而引起生物与环境的化学平衡遭到破坏的地区，它是在地质、地形、气候、水文、土壤、植物和人文等问题的综合作用下形成的。,1、蒸发浓缩型,2、矿床或矿化地层型,3、矿泉型,4、生物积累型,5、湿润山岳型,6、沼泽泥炭型,7、沙土型,二、几种主要的地方病,地方性疾病,指具有一定的发病区域环境的疾病，影响范围大，潜伏周期长，突发性流行，不易根治的疾病。,世界地方性甲状腺肿分布示意图,(一)地方性甲状腺肿,地方性甲状腺肿,1、地质地理分布特点,(1)地理分布,主要分布于亚洲的、欧洲的阿尔卑斯山、高加索山、南美的安第斯山，澳大利亚的新西兰岛、新几内亚岛，非洲马达加斯加岛。我国该病广泛分布于山区和内陆。,(2)地质分布,主要分布于地层中有机质层不发育或缺失，饮水和土壤中碘不足的地区。,2、地球化学环境,(1)碘的环境地球化学,碘在自然界的特征,碘在自然界一般呈碘化物、碘酸盐或有机碘化物的形式存在。碘在地表环境中具有很强的迁移能力，易淋溶淋失。,(2)土壤中的碘,沿土壤剖面随风化程度的增强从基岩到土壤表层碘含量逐渐升高，在含有机质层碘含量最高。降水对土壤碘起淋溶作用。,(3)碘在水系统和生物圈的行为,海水中的碘被氧和氮氧化形成分子态具有挥发性进入大气圈，近海岸土壤和大气中碘含量较高。,海生植物含碘量最高，比克拉克值高,100-1000,倍，陆生植物含碘量比克拉克值高,10,倍。,碘在煤、石油和沥青质沉积物中富集，这些地区碘含量偏高。,3、地球化学环境中的碘与地方性甲状腺肿关系,当水碘低于最适浓度的下限,(10g/L),时，饮水中含碘量愈低，地方性甲状腺肿患病率愈高，二者呈负相关关系,当水碘高于最适浓度的上限浓度时，饮水中的碘含量愈高，地方性甲状腺肿患病率愈高，两者呈正相关关系,4、环境干扰因素包括,某些元素的干扰,污染水干扰碘的吸收,食物中的致甲状腺肿物质,辨识疾病图片,问题：你知道这种疾病的名称与病因吗？,第一组,第二组,问题：你知道这些是哪种疾病的特征？,它与什么有关？,辨识疾病图片,碘缺乏病的含义：,由于机体在不同发育时期(,从胚胎发育至成年期）,摄入碘不足而造成的一组相关疾病。,包括甲状腺肿、克汀病（呆,小病）及缺碘造成的早产、死胎、,先天畸形、甲状腺功能低下精神,发育迟缓等一系列病理变化。,甲状腺肿、克汀病最为突出。,地理分布：山区丘陵平原,内陆沿海,乡村城市,农业区牧区,人群分布：青春期发病率高,女性男性,流行病学特征：,重区无差异,甲状腺肿的临床表现：,症状与体征：,地甲病患者除颈部逐渐变粗外，并无明显症状。腺肿大当,压迫周围器官时，可出现局部,症状。如心悸、气短、呼吸困,难、吞咽困难等症状。,克汀病临床表现：,亚克汀病：不同程度的,智力低下,是该病的突出的症状。,不同程度的,呆、小、聋、哑、瘫,。,又称,呆小病,5、地方性甲状腺肿的防治,查明天然水中碘的分布规律，提供适量碘的饮水水源；,查明水中,Ca,、,F,、,Mg,、,Mn,等元素的含量,查明地区性的食物特征，如蔬菜、食盐、海产品等对该病的干扰；,测定水中有机质的含量和细菌指数、水中的亚硝酸盐含量。,对于该病的有效防治方法是使用碘盐、进行改水、限制使用“促甲状腺肿”物质。,最简单,最经济,最有效,根据病因,采取预防措施,缺碘：,食盐加碘：,食用富含碘的食物,碘油注射,口服碘化钾片,外科手术,补碘,非缺碘：,根据病因,采取预防措施,第一营养工程,辨识疾病图片,第一组,问题：你知道这是哪种疾病吗？,它与什么有关？,第二组,问题：你知道这些是哪种疾病吗？,它与什么有关？,第三组,问题：你知道这些是哪种疾病的特征吗？,它与什么有关？,(二)地方性氟病,地方性氟病是一种世界性地方病，遍及五大洲，主要表现是氟中毒引起的斑釉牙、氟骨症和氟摄入不足引起的龋齿。,流行特征,地区分布：,饮水型病区：平原丘陵山区；,多发干旱和干旱的盐渍,地区、温泉地区、富氟,矿区等。,染煤型病区：西南地区、西北地区。,饮茶型病区：西藏、内蒙、四川等少,数民族地区,人群分布：好发青壮年；女性男性,氟骨症的发病机理：,氟,在血液中,氟化钙,沉积,骨、韧带,关节钙化,（硬化）,钙+氟,血钙,甲状旁腺,功能活跃,溶骨过程,骨质脱钙,（骨质疏松）,四肢骨骼变形,脊柱弯曲变形,N根症状,腰背酸痛,肌肉萎缩,指端感觉,异常,关节僵硬,严重,关节固定,（三不见）,上下肢弯曲,驼背,截瘫,（甲状旁腺,素 ）,1、地质地理分布特点,(1)地带性氟中毒的分布与自然地理纬度有关，其主要分布于干旱及半干旱带，年降水量为200400mm左右，或更少。,(2)非地带性的氟中毒有以下几种情况,与火山有关的氟病区，如冰岛、意大利、日本等国,与含氟岩石或含氟矿床有关的氟病区，如埃及、突尼斯、阿尔及利亚、摩洛哥等国,与磷酸盐矿床,(Ca,5,P0,4,3,F),有关的氟病区,与冰晶石,(Na,3,AIF,6,),矿床有关的氟病区,与一些著名温泉有关的氟病区，如我国北京的小汤山温泉、怀来盆地温泉区,中国地方性氟中毒分布示意图,2、地球化学环境,(1)环境中氟化物的水溶性较低，不易发生迁移,(2)生物圈氟含量不高，煤矿区氟含量高,(3)天然水中氟的主要来源是含氟矿物及矿床,地方性氟病注意：,氟斑牙：乳牙发生机会少，,恒牙形成期发生。,生在高氟区，长在高氟区，,氟斑牙和氟骨症均可发生。,成年后迁入氟区，仅出现氟骨症。,氟中毒有“欺辱外人”的现象。,同一病人既有骨质疏松，,又有骨质硬化。,3、预防,(1)高氟水区降氟,(2)低氟水改良,防治措施,预防：,饮水型：更换水源、饮水除氟。,煤烟型：更换燃料、改造炉灶、,加强排烟，避免食物污染。,饮茶型：研制低氟茶，,用低氟茶代替砖茶。,(三)克山病,是一种原因未明的以心肌病变为主的疾病，亦称地方性心肌病。主要为急性和慢性心功能不全，心脏扩大，心律失常以及脑、肺和肾等脏器的栓塞。,1、地质地理分布特点,(1)具有温暖和中度湿润的气候特点，土壤富含腐殖质，偏酸性，均为农耕区。,全国克山病分布示意图,中国硒营养背景值示意图,(2)与大规模厚层沉积的中、新生代陆相沉积岩系有关，多处于地质剥蚀区如山地和丘陵地带，地球化学环境属于可溶性元素淋失环境。,2、地球化学环境,(1)属于可溶性元素淋失环境，饮用水属偏酸性水，使许多金属阳离子发生溶解迁移；属于碳酸钙型水，水中钙、镁含量较低。,(2)土壤富含腐殖质，对微量元素具有地球化学屏障作用。,3、预防,(1)流行区采用亚硒酸钠作为预防性服药，使用含硒酵母、含硒食盐,(2)农村使用含硒液浸过的种子种植，植物根部施加含硒肥料以提高农作物中含硒量,(3)改水（或换水）阻截致病因子进入人体,(四)区域环境与癌症,目前的研究表明，约有80的癌症是由环境因素引起的，其分布具明显的地区性和地带性，有集中高发的现象，其中消化系统癌症的地区性分布最为明显。,1、癌症的分布特征,(1)胃癌主要分布在中、高纬度地带。胃癌高发带的主要自然特征是气候寒冷湿润、植被繁茂、土壤多富含腐殖质；地表水、潜水丰富，为富含腐殖质的重碳酸盐硅质软水，矿化度一般为100200mg/L，甚至小于100mg/L，Ca、Mg、Se、Mo、Cu、Zn等元素缺乏。,(2)肝癌主要流行于低纬度地带。肝癌高发区属于干旱、半干旱的环境，水源缺乏；或者是处于湿热气候的沿海地带,其特点是饮水水质不良。,(3)食管癌的主高发区主要位于东南非和中亚地区。气候干旱、水源缺乏、土壤盐渍化程度较高，属硫酸盐重碳酸盐水或硫酸盐氯化物水带；地表及地下水的矿化度均较高，且偏碱性，水中As、Se、Mo、V、Cr、B、Ni、I、F等元素富集。,中国男性食管癌高发地带分布示意图,中国男性肝癌分布示意图,2、地球化学环境与癌症,(1)与岩石或土壤有关,如南非的食管癌高发区多为玄武岩层分布区；我国山西某地的食管癌可能与无烟煤的分布有关；河南的食管癌主要分布于安山岩和中更新统的洪积层分布区；广西南宁的肝癌高发区主要为石灰岩分布区。,(2)水文条件和水的化学成分,水质上看，池塘水、沟渠水的有机污染严重，NO,3,-,、NO,2,-,、NH,4,+,、腐殖酸(OH)含量高，化学需氧量(COD)高，Se、Mo、Mg、Ca含量低。,3、我国消化系统癌症高发区的环境类型,(1)山区型,(2)岩溶山区型,(3)水网平原型,(4)三角洲平原型,(五)大骨节病,大骨节病是一种伴有机体改变对称的地方性畸形骨关节病，病情有明显的地方性。在我国14个省区均有分布，主要发生在我国北方地区。,在我国，大骨节病主要分布在东北至西藏的一个狭长高寒地带，若尔盖是一个重病区之一,中国大骨节病分布图,1、地质地理分布特点,(1)大骨节病在国外主要分布于西伯利亚东部和朝鲜北部，在中国分布范围大，从东北到西南的广大地区均有报道，主要发生于黑、吉、辽、陕、晋等省，多分布于山区和半山区。,(2)水流不畅、土壤较湿润、植被较发育、腐殖质丰富。,我国主要大骨节病病区饮水水源污染程度和病情相关图解,I一无污染；II一轻度污染；III一中度污染；IV一严重污染；V一极严重污染,2、地球化学环境,发病区的饮水中腐殖酸含量和KMnO,4,耗量高，硒含量也较低。,3、大骨节病地球化学环境分区,表生天然腐殖环境病区,沼泽相沉积环境病区,黄土高原残塬沟壑区,沙漠沼泽草炭沉积环境病区,4、预防,改良水质,改善粮食质量,补硒,(六)地方性砷中毒,是由于某些地区居民长期从外环境中摄入过量的砷而引起的皮肤角化、色素沉着、癌变等为主要表现的一种慢性全身性疾病。,1、分布,在孟加拉、印度、中国、越南、泰国、柬埔寨等国家都有流行。,2、地球化学环境,(1)自然界砷广泛分布于岩石、土壤和水环境中，含砷矿石如砷铁矿、雄黄、雌黄等，砷多与锌、铜铅等元素共生于硫化物矿床中。,(2)土壤中的砷,主要来源于成土岩石，腐殖质含量较高的土壤中，由于吸附和螯合作用，使砷含量高于相对贫瘠的土壤。,(3)水中的砷,天然水中的砷含量较低，当地下水流经含砷岩层时，大量的砷溶解于水中，致使含砷量升高,天然水中各种形式的砷酸和亚砷酸较稳定，在氧化条件下以砷酸盐为主，都是,As,5+,，在还原条件下以亚砷酸盐为主，都是,As,3+,3、地方性砷中毒的病区类型,(1)饮水型地砷病区,(2)燃煤污染型地砷病区,4、预防,改换水源,饮水除砷,沉淀、过虑、吸附,限制高砷煤炭的开采和使用,改良炉灶，减少室内空气砷污染,(七）克山病,是一种营养缺乏病，属于生物地球化学病，克山病的主要症状是心脏扩大、心脏功能失调，发生心源性休克或心力衰竭，心率失常、心动过速或过缓等，是一种较严重的心肌疾病,(1)地质地理分布特点,具有温暖和中度湿润的气候特点，土壤富含腐殖质，偏酸性，均为农耕区。,全国克山病分布示意图,中国硒营养背景值示意图,与大规模厚层沉积的中、新生代陆相沉积岩系有关，多处于地质剥蚀区如山地和丘陵地带，地球化学环境属于可溶性元素淋失环境。,(2)地球化学环境,属于可溶性元素淋失环境，饮用水属偏酸性水，使许多金属阳离子发生溶解迁移；属于碳酸钙型水，水中钙、镁含量较低。,土壤富含腐殖质，对微量元素具有地球化学屏障作用。,(3)致病机理与防治,与多种元素形成络合物或螯合物，进而影响人体对,Se,、,Mn,、,Mg,等元素的吸收，导致人体缺乏这些微量元素而致病,某种低分子腐殖酸的毒性直接损害心肌而致病,