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地球化学环境与常见地方病


环境大视野
ISSN1672-9064 CN35-1272/TK

地球化学环境与常见地方病
贾红霞 肖 昕 张 双 白新雷 孙宗连 (江苏省资源环境信息工程重点实验室 中国矿业大学环境与测绘学院 江苏徐州 221008)
摘要 通过分析地质环境中地形地貌、地质构造、地层岩性、土壤及水文地质条件与地方病分布之间的关系,为防治地方

病提供了一定的环境地质依据。 从环境的角度认识地方病产生的原因,使人们认识一些地方病产生的地球化学成因,并通过 调节人类自身的行为来预防地方病,使人们能够更加科学、健康地生活。 关键词 地球化学环境 地方病 地方病防治 文章编号:1672-9064(2010)02-0046-03 方病的分布与宏观地貌存在着一定关系(见表 1)。 中图分类号:X142 文献标识码:A

人类的生存依赖于自然环境,自然环境的优劣将直接影 响人们的身体状况。 地 质环境中的微量元 素通过土壤 - 水 植物 - 食物 - 人体这个食物链 进入人体,在极端的 情况下,由 于某一元 素(或某几 种 元 素 ) 含 量 不 足 或 过 剩 的 结 果 ,导 致 人体内环境稳 定性调节紊乱,产生严 重的功能障碍,并使 一 定数量的人群,患 有共同的病症,引起地 方病的产生 [1,2]。 地 方病是在某一特定地区,与一定的地质环境有密切关系的疾 病。 从环境地质学角度来看,地方病是由于地壳中元素分布 不均匀,某些地区某种或某些元素严重不足或显著偏高所造 成的。 在一定的生物地球化学省境内,就产生生物地球化学 地方病。 一般分为“正的生物地球化学省”与“负的生物地球 化学省”,前者是由于在该地带内某些元素含量过高造成的, 后者是由于在该地带内某些元素含量过低引起的 。
[3]

微观地貌对地方病的分布起着明显的控制作用。往往在 同一地区,由于微观地貌的不同,患病程度有较大的差异,甚 至出现“健康岛”。 如在塔里木河中下游地区,甲状腺肿分布 广泛,但 病情差异大,病情随地 面起伏增大与剥蚀 程度增 强 而加重(见表 2)。

我国是一个地方 病流行比较严重的 国家 。 地方 病 分 布 广 、病 情 重 、受 威 胁 人 口 多 ,不 仅 严 重 危 害 了 病 区 人 民 的 健 康,而且也阻碍着当地经济的发展。目前,我国主要的地方病 有:碘缺乏病( IDD )、地方性氟中毒、地方性硒中毒、克山病、 大骨节病等 。 它们在时空上的分布 和地质环境中的地 形 地 貌、地质构造、地 层岩性、土 壤 、水 (地 表 水 ,地 下 水 ) 等 因 素 密切相关。

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地形地貌与地方病
地貌条件反映了地表化学物质组成的差异,其对于局部

地区元素的迁移、聚集、腐殖质的形成、堆积和流失有重要的 影响。许多地方病的分布往往与地貌、微地貌密切有关。山地 分水岭、 岗地等高峻地形有利于元素的淋溶, 引起 F 、I 、Se 、 上述现象是由于地貌与地质构造、地层岩性、土壤类型、 水 (地表水和地下 水 ) 的 运 动 有 关 ,也 与 水 量 和 水 质 有 着 密 切的联系。 在一定程度上,地貌可间接地影响生命元素的地 球化学行为,从而导致某些元素分布的不均匀性。 虽然地质 环境中的元素进入人体的途径是相当复杂的, 但一般讲来, 生命元素通过土壤 - 水 - 植物 - 食物 - 人体这个食物链进入人 体,因而长期生活在 地球化学异常带的 人们 ,必然会导 致 体

Ca 、Fe 、M n 、Cu 、Zn 等生命元素 的地球化学 负 异 常 , 从 而 导
致 IDD 、克山病、大骨 节病等 地 方 病 的 发 生 与 流 行 ;平 原 、洼 地有利于元素的富集与腐殖质的堆积,引起各生命元素的富 集,导致氟中毒、硒中毒等地方病的发生与流行。虽然大部分 地 方 病 在 所 有 地 貌 (山 区 、丘 陵 、高 原 、平 原 、沙 漠 ) 都 有 分 布,宏观地貌并不是它们分布的主要特征,但从整体上看,地

作者简介:贾红霞(1985~ ),女,山东济宁人,在读硕士。 专业方向:环境科学。

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内某些微量元素的不 足或过剩,当达到一 定的 限 度 时 ,便 引 起地方病的发生。

越低,IDD 的发病率越高。 人体食物链中的碘主要是从岩石 土壤作物人体的方式 来实现的, 因而 IDD 的分 布与地层岩 性有着密切的联系(见表 3 )。 从表中可看出,不同岩性区,患 病率明显不同,除第四 纪红土区外,其他岩 性区均为 IDD 流 行区,其中以花岗岩区患病率最高。

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地质构造与地方病
我国一些地方病除具有区域性和带状分布的特点外,还

有一些虽然不具典型的带状分布,却围绕某一地质地理单元 分布。如 : 碘缺乏病主要流行于我国山区和内陆(在世界上主 要集中于几大著名山脉,如喜马拉雅山、阿尔卑斯山、安第斯 山等); 克山病病带除了大 兴安岭 - 太行山 - 秦岭 - 云贵高原 病带外,还有长白山 - 沂蒙山病带等。 通过对地方病病带、地 质构造带和地球化学异常带空间分布规律的研究发现 :① 地 方病病带在地理位置上与地质构造带密切相关,其主要分布 于地质构造带及其附近,且大多集中于 2 个构造带的交叉复 合部位, 如地氟病病带范围与氟异常等值线区基本吻合,我 国主要分布在大兴安岭云贵高原经向构造带与燕山、祁连山 秦岭两个东西向构造带交切形成的 2 个十字交叉状部位;② 东 西向的天山阴山大 兴安岭砷中毒带与 对应 的 纬 向 构 造 带 基 本吻合, 也与其东西 向展布的高砷地 球 化 学 异 常 带 相 一 致;③ 地氟病(地方性氟中毒) 病带与大于 600ppm 的氟异常 等值线范围基本 上重合;④ 克山病、大 骨节病病 带 与 氟 异 常 带和低硒低钼异常带吻合,且大体上与北北东北方向的大兴 安岭太行山武陵山云贵高原经向构造带一致,由此可见地方 病带、地球化学异常带和地质构造带 3 者之间存在着密切联 系。 地质构造带是地球动力作用最活跃最集中地带,也是地 壳最脆弱地带,在此地球内部能量的释放和地球物质循环表 现最为突出。 地壳深部物质和地表物质的交换循环主要是通 过构造活动和热流体 运动实现的 ,伴随 能量的释放和物质的循环在构造带产 生元素的地球化学运动。 元素的地球化 学运动是地球物质运动的一种表现形 式,受构造运动作用控 制,所以元素的地球 化 学 异 常 代 表 了 地质构造作用的形迹,它的形态、走向、组合和规模基本是与 某些地质构造带相一致,在这样的活动带内出现生物和人体 的某些异常情况是可能的,这也正好说明产于构造带内的地 方病可能正是受这种构造作用控制。

岩石性质由地质地球化学过程所决定,岩石的化学组份 由元素的地球化学行为控制,特别是某些必需微量元素的地 球化学行为导致不同岩石中生命元素分布的不均衡性,从而 引发地方病。 岩石是土壤发育的母质,它不仅决定了土壤的 结构和化学成分,而且广泛影响着地表水和地下水的化学成 分。 因此,研究地层岩性与地方病的关系问题具有重要的意 义。 但由于表生地球化学作用的影响甚大,同一地区由于元 素迁移形式和强度的不同而常出现元素的贫化区和富集区。 因此,对于地层岩性与地方病的关系要作具体分析。

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土壤与地方病
土壤是地质环境的重要组成要素,是元素在地理环境中

循环的一个重要的中间介质。 土壤对地方病的控制主要是通 过饮水和食物起作用。 作物及人体食物链中的微量元素以土 壤作物人体立体剖面的形式完成。 土壤中微量元素的含量直 接制约着各种地方病的发生和发展,不同的土壤中微量元素 的含量受元素的地球化学行为影响而不同(见表 4)。

同时,土壤中微量元素的含量与该地区的岩石和土壤的 性质密切相关。 如 IDD 常见于以石灰石、白垩土、砂土、灰化 土及泥炭土为土壤成 分的地带;而在黑、红 色 土 及 含 有 大 量 胶体颗粒和有机物的栗色土壤为主要成分的地带中,IDD 较 少见 [9]。 土壤对地方病的影响还与其所处的地形地貌、地质构造 等因素有关。 如处于地质构造活动剧烈、岩石强烈风化、淋溶 迁移作用强烈、水土流失严重的山地、丘陵区,微量元素流失 严 重,引 起 F 、I 、Se 、Ca 、Fe 、M n 、Cu 、Zn 等 生 命 元 素 的 地 球 化 学负异常,从 而 导 致 地 方 病 的 发 生 与 流 行 ,如 IDD 、克 山 病 、 大骨节病等; 但如果处于地势低平,元素迁移速度极慢的元 素堆 积区,引起各生命元 素的富集,则又易引 发 一 些 地 方 病 的发生与流行。 如在南疆平原区绿洲带分布的地氟病 [10]。

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地层岩性与地方病
地层岩性与地方 病之间的关系在很 早就 引 起 了 人 们 的

注意,霍勃契耶夫(1960 )指出 ,大 骨 节 病 的 分 布 与 侏 罗 纪 海 相地层(砂岩、页岩) 分布相吻合,与其相邻的灰岩地区则没 有发现大骨节病。 在我国 [5,6],克山病、大骨 节病分布区的岩 性主要为花岗岩和喷出岩(如大兴安岭病区即位于华力西期 酸性侵入岩、喷出岩风化带或残积、坡积地段,小兴安岭和长 白山病区为酸性花岗岩和玄武岩出露区域), 其次分布于内 陆河湖相砂岩、页岩、泥岩及黄土区内(如青藏高原东段和四 川盆地病区属于中生代内陆湖相沉积,松辽平原和陕甘黄土 高原病区则属于中生代地层之上的第四纪松散堆积物)。 碘 缺乏病(IDD )的发 生与地层中碘的缺 乏有着密切联系 ,据 有 关研究证实 : 当碘在饮用水中的含量低于 10ug/L 时,碘含量

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水文地质条件与地方病
水是人类生存的基本条件之一,饮水中的元素极易被人

体吸收。因此,饮用水对人体健康的影响是不容忽视的。许多 研究结果证实,饮用水中某些生命元素的余缺直接影响着地 方病的发生与流行。 大骨节病、地方性甲状腺肿、克山病、地 氟病等地方病多分布于一定的区域水文地质单元内,其病因

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多为饮水型。 饮水型地方病的发生与其饮用水中化学物质或 某些元素 (如 F 、I 、Se 、Cu 、Zn 、Sr 、Fe 、Mn 、Ca 、Mg 和 SiO2 及腐 殖酸等) 的异常(不足或过剩)有密切的相关性(见表 5 )。 据 有关研究表明,当碘在饮水中含 量低于 10ug/L 时,甲状腺肿 的发病率与碘含量呈负相关;当碘在饮水中含量超过 100ug/

现为不同程度智力障 碍;有不同程度的听 力、语 言 及 运 动 神 经障碍;甲状腺功能低下症,有不同程度的身体发育障碍,克 汀病 形象(傻相、面宽、眼距宽 、塌鼻梁、腹部膨隆等 )不 同 程 度的甲状腺功能低下表现(粘液水肿、皮肤毛发干燥、X 线骨 龄 落 后 和 骨 骺 愈 合 延 迟 、 血 浆 PBI 降 低 、 血 清 T4 、TSH 升 高),严重者可以达到白痴程度。 大骨节病是一种地方性变形性骨关节病,国内又叫矮人 病、算盘珠病等,国际医 学界称本病为 Kaschin-Beck 病。 本 病是多种因素共同作用的结果。 由于病因未明,缺少特异性 防治措施。 通过改善水质、调整饮食、补充无机盐等可降低其 发病率。 治疗上多采用中西医结合疗法如氨基酸类、维生素 类以及微量元素等结合中草药双鸡丸、骨质增生丸有一定疗 效。 此外理疗如药浴、针刺可有助于某些功能的恢复。 地方性氟中毒又称地方性氟病,是由于环境中氟含量过 高,进入人体内的氟过多,蓄积而引起的全身慢性氟中毒,主 要表现为氟斑牙和氟骨症。 地方性氟病应以预防为主:采用 低 氟 水 源 、药 物 除 氟 、减 少 食 物 中 含 氟 量 以 及 限 制 含 氟 “三 废”的排放。 临床上尚无特效疗法,常用对症治疗、中药治疗、 补充钙及维生素 I 等,氟斑牙可用药物脱色。 严重的氟骨症 形成椎管梗阻致截瘫者可用外科手术治疗。 克山病 K 亦称地方 性心肌病, 是首先在 我国发现的一 种原因不明的心肌病。 该病可见于任何年龄段,但以青年、儿 童和妇女居多。 相同条件下汉族的发病率明显高于其它少数 民族,可能与其生活习惯有关。 适当补充一定量的硒,可降低 发病率和死亡率。 另外改善营养、合理搭配膳食,改良饮水等 也有一定的预防作用。 克山病临床上治疗主要是对症治疗, 减轻症状,提高生活质量,降低死亡率。
参考文献
1
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L 时,甲状腺肿的发病率与碘含量呈正相关。

水文地质条件对 地方病的控制作用 主要 表 现 对 生 命 元 素的分配和再分配。 由于元素的分配和再分配,出现了水文 地 球化学的淋滤、淋滤迁 移与元素富集 3 个 带 ,在 淋 滤 带 形 成了生命元素的地球化学负异常,而在元素富集带则又形成 生命元素的地球化学正异常,在这 2 个带均可出现由于生命 元素的地球化学异常而引起的地方病。 如南疆地区,前山带 居民区的饮水中碘的含量普遍低 3ug/L , 而元素富集带的地 下水含氟普遍高于 1.1ug/L , 从而形成了前山带 的低碘地甲 病与平原区绿洲带的地氟病。 地方病总是受一定的水文地球 化学环境控制, 它们常 常分布于一定 的 区 域 水 文 地 质 单 元 内,受地下水的类型、埋藏条件、径流条件和含水层岩性等的 控制。 如克山病、大骨节病主要分布在地下水补给区与排泄 区的过渡地带, 从水文地球化学角度来说 : 该地带是元素淋 滤、迁移带 ;大兴安岭、小兴安岭、长 白山、青藏高原等 病 区 ; 地下水径流滞缓排泄不畅地带、花岗岩或喷出岩为主的坡积 洪积含水层、含淤 泥沉积物的含水层 、黄土塬或 第 四 系 下 伏 中生代内陆湖相沉积物含水层。

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地方病防治
地方病与发病区的环境地质条件有着密切的联系,地形

地貌、地质构造、地层岩性、土壤和水文地质条件对地方病的 发生和流行起着控制作用 [11]。 70 年代以来被列为 我国国家 重点防治 的地方病有地方性甲 状腺肿 、地方性克 汀 病 、地 方 性氟中毒、大骨节病、克山病等 [12]。 目前碘缺乏作为 地方性甲状腺肿的 病因 已 得 到 世 界 公 认,但近年来研究发现 还有其它因素引起 甲状 腺 肿 大 ,如 硫 氰酸盐、过氯酸盐等。 另外萝卜、黄豆、白菜等含又硫脲类及 磺胺、对氨基水杨酸等均可引起甲状腺肿大。 本病应以预防 为主,食盐 加碘是防治碘缺乏病 的简单易行 、行 之 有 效 的 重 要措施;碘化 油注射或口服碘化油 是一种长效 、经济 、方 便 、 副作用小的防治药物。 碘化油注射后 ,供碘效能可达 3~5a 。 口服碘 化油、碘化钾方法简 便,对于甲状腺机能 减 退 者 应 用 甲状腺激素治疗。 当腺体过大出现压迫症状或有恶变时,可 行甲状腺次全切除术。 地方性克汀病也是由于缺碘引起的。 症状及表现:出生、 居住于低碘地方性甲 状腺肿地区 ;有精神 发育 不 全 ,主 要 表

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

2004,19 (3 )
孙殿军 . 中国地方病病情与防治进展 . 疾病控制杂志,2002 ,6 (2 )

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