灾害地质学第9章课件

灾害地质学第9章表生环境地球化学异常与地方病

昆明理工大学灾害地质学了解表生环境中元素的迁移转化、表性环境地下水位的地带性特征、人类活动对原生地下水位环境的影响了解原生地球化学环境与人体健康、环境污染与人体健康本章学习内容及要求本章学习内容及要求本章重点：表生环境中元素的迁移转化、表性环境地下水位的地带性特征、人类活动对原生地下水位环境的影响原生地球化学环境与人体健康、环境污染与人体健康本章难点：表生环境中元素的迁移转化、表性环境地下水位的地带性特征、人类活动对原生地下水位环境的影响原生地球化学环境与人体健康本章重点及难点本章重点：本章重点及难点

在各种动力地质作用下，组成岩石圈的各类岩石不断地形成和转化，它们的化学成分是自然条件下地壳表层系统化学成分的本底含量。由于各地裸露的岩石类型不同，因此构成了不同地带地表元素背景值的差异性。人类在地球上出现以后，随着其活动规模的不断扩大，表生地球化学环境的演化规律越来越复杂。人类活动的大量废弃物排放到岩石圈表面，进入水圈、生物圈和大气圈，参与环境中的各种化学反应，从而改变局部的或全球的环境地球化学性质。人类生长发育所必须的各种元素在不同地带的相对富集和缺乏就导致了各种地方病的发生。在各种动力地质作用下，组成岩石圈的各类岩石不断地形成和转化第一节表生化学环境特征

在宇宙中，一切物质均处于不停地运动之中。组成地壳物质的化学元素也在不断地进行着地球化学循环。在表生环境中，这种地球化学循环主要表现为元素的迁移转化。在一定的物理化学条件或人类活动的作用和影响下，表生环境中的元素随时空变化而发生迁移转化，并在一定的条件下发生重新组合与再分布，形成元素的分散或聚集，由此产生元素的“缺乏”或“过剩”。第一节表生化学环境特征在宇宙中，一切物质均处于不停地运一、表生环境中元素的迁移转化（一）表生环境中元素迁移的特点1.表生环境是地球内部能量释放与太阳辐射能相互作用的地带，由于地球公转自转的影响，表生环境中元素的迁移过程具有周期性和地带性变化的特点。2.水的循环使地表中的多种元素发生以淋滤淀积为主的迁移聚集过程。3.生物的新陈代谢造成元素的生物循环。4.由于岩石圈表层地质地理环境的差异，元素在迁移过程中不断发生再分配与重组合等各种物理化学和生物化学作用。5.人类活动影响元素的迁移富集过程，可造成局部地区元素分布异常。第一节表生化学环境特征一、表生环境中元素的迁移转化第一节表生化学环境特征（二）表生环境中元素的迁移类型1.按迁移介质类型划分①大气迁移②水迁移③生物迁移2.按物质运动的基本形态划分①机械迁移②物理化学迁移③生物迁移（二）表生环境中元素的迁移类型（三）元素的性质及其迁移强度1.化学键（离子键型矿物比共价键型矿物更易溶解和迁移。）

2.化合价（元素的化合价愈高，溶解度就愈低。低价元素的化合物其迁移能力大于高价元素）

3.原（离）子半径（就化合物而言，相互化合的离子其半径差别愈小，溶解度也愈小，离子半径的差别愈大，则溶解度愈大）4.水迁移系数（自然界中元素的迁移强度有很大的差异）他将这些元素分为:(i)强烈淋溶的(Cl,Br,I,S4+等)，(ii)易淋溶的(Ca,Mg,Na,F等)，(iii)活动的(Cu,Ni,Co等)，(iv)惰性的和(V}实际上不活动的(Fe,Al,Ti等)五个等级。（三）元素的性质及其迁移强度（四）影响表生环境元素迁移的外在因素

1.pH值：在表生环境中，pH可影响元素或化合物的溶解与沉淀，决定着元素迁移能力的大小。大多数元素在强酸性环境中形成易溶性化合物，有利于元素的迁移；2.氧化还原电位（Eh）：

环境中的氧化还原条件对元素的迁移具有一定的影响。一些元素在氧化环境中可进行强烈迁移；3.络合作用：在地表环境中，重金属元素的简单化合物通常很难溶解，但当它们形成络离子后，则易于溶解发生迁移。4.腐殖质：雾元素可被有机胶体吸附，并随水大量迁移。5.胶体吸附与元素迁移：胶体对元素迁移的影响主要发生在气候湿润地区。湿润气候条件下的天然水多呈酸性，且有机质丰富，有利于胶体的形成，元素常以胶体状态发生迁移。6.气候条件：直接影响和间接影响两种。7.地质与地貌：地质构造、地层岩性及地形地貌等也对元素的迁移具有一定的影响。

地形地貌对元素的迁移影响十分明显，一般山区为元素的淋失区，低平地区为元素的堆积富集区。（四）影响表生环境元素迁移的外在因素1.pH值：在表生环境二、表生环境地球化学的地带性特征

（一）酸性、弱酸性还原的地球化学环境带（二）中性氧化的地球化学环境带（三）碱性、弱碱性氧化的地球化学环境带（四）酸性氧化的地球化学环境带（五）非地带性的地球化学环境二、表生环境地球化学的地带性特征

（一）酸性、弱酸性还原的地灾害地质学第9章课件三、人类活动对原生地球化学环境

的影响

人类是生物圈的重要组成部分。20世纪初以来，伴随人口的增加和社会经济的发展，人类的各种生产和生活活动向地表环境中排放出大量化学元素或化合物，并与原生地球化学环境叠加，参与环境中的各种化学反应，使表生地球化学环境演化更加复杂。人类活动对表生地球化学环境最明显的影响是环境污染，其中最重要的是工业生产、农药和化肥的大量使用对水体、大气和土壤等环境的污染。某些化学元素或化合物通过食物链作用，在人体中产生积累，严重影响人体健康。三、人类活动对原生地球化学环境

的影响

人类是生物圈的重要第二节表生地球化学环境异常与人体健康

由于地球化学元素的地带性分布规律，某些人体组织不可缺少的微量元素在一定的环境中却非常缺乏或含量过高，结果导致生活在这些环境中的人群因对某些微量元素的摄入量不足或摄入过多而发病。第二节表生地球化学环境异常与人体健康

由于地球化学元素的第二节表生地球化学环境异常与人体健康

一、原生地球化学环境与人体健康（一）地球化学元素与人体健康1.人体必须的常量元素2.人体微量元素及其作用3.人体（成人）对微量元素的需要量4.主要微量元素的生理功能、缺乏症状和食物来源第二节表生地球化学环境异常与人体健康

一、原生地球化学环人体必须的常量元素在体内含量较多的氧、碳、氢、氨、钙、磷、钾、硫、钠、镁、氯等11种元素，称为人体必需的常量元素，约占人体总灰分(质量分数)的60%--80%。人体必须的常量元素在体内含量较多的氧、碳、氢、氨、钙、磷、钾人体微量元素及其作用

量低于0.lg/kg的元素称为微量元素。目前已知，人体必需的微量元素有铁、锌、碘、铜、硒、氟、锢、钻、铬、镍、锡、钒和硅等14种。微量元素对人体生理功能的影响主要包括:1、促进酶的催化作用;2、参与激素的分泌活动，如甲状腺、肾上腺分泌激素的活动；3.是遗传物质核酸的构成部分;4、参与新陈代谢—人体内氧化还原系统的活动。人体微量元素及其作用

量低于0.lg/kg的元素称为微量元素灾害地质学第9章课件灾害地质学第9章课件灾害地质学第9章课件

地方病的判断依据及分类我国主要的地方病几种主要地方病的流行特征预防策略与措施

医学专家认为，当今人类疾病的90%以上与人体内微量元素的“贫”、“富”有关。医学专家认为，当今人类疾病的90%以上与人体内微量元素的“贫一、地方病的判断依据及分类地方病的判断依据该地区的各类居民，任何民族其发病率在其他地区居住的相似的人群中，该病的发病频率，甚至不发病迁入该地区的人经一段时间后，其发病率和当地居民一致人群迁出该地区后，发病率或患病症状减轻或自愈除人之外，当地的易感动物也可发生同样的疾病第一节概述一、地方病的判断依据及分类地方病的判断依据第一节概述地球化学性地方病自然疫源性地方病与特定生产生活方式有关地方病病因未明地方病

地方病的分类第一节概述地球化学性地方病地方病的分类第一节概述地球化学性地方病

地壳化学结构、水文地质、火山暴发等原因使地表或地下水中某些元素缺乏或过多引起的疾病。碘缺乏病饮水型地方性氟中毒砷中毒自然疫源性地方病

指某些地区自然界存在某疾病病原体与贮存宿主，在自然条件下该病在野生动物或禽畜间流行，人因与动物传染源接触而感染发病。血吸虫病鼠疫布氏杆菌病第一节概述

地球化学性地方病第一节概述与特定生产生活方式有关地方病

燃煤污染型

病区居民在室内敞烧高氟煤，煤中的氟污染了空气和粮食、蔬菜，居民长期摄入而致病。

饮茶型我国西部地区少数民族长期大量饮用含氟量高至数百毫克左右的砖茶，高者达到上千毫克而致病。还有库鲁病等与生产、生活方式密切相关的疾病。病因未明地方病

克山病大骨节病趴子病乌脚病第一节概述与特定生产生活方式有关地方病第一节概述二、我国主要的地方病纳入重点防治的地方病：碘缺乏病地方性氟中毒地方性砷中毒克山病大骨节病鼠疫布鲁氏杆菌病血吸虫病31个省、自治区、直辖市都不同程度地存在地方病的流行，受威胁人口超过5亿，各类病人数千万。第一节概述二、我国主要的地方病纳入重点防治的地方病：第一节概表28-1全国8种主要地方病病区范围及病例数

第一节概述表28-1全国8种主要地方病病区范围及病例数第一节概三、几种主要地方病的流行特征

地方性氟中毒大骨节病克山病地方性砷中毒第一节概述三、几种主要地方病的流行特征地方性氟中毒第一节概述(一)地方性氟中毒(地氟病)（endemicfluorosis）主要临床表现氟斑牙（dentalfluorosis）氟骨症（skeletalflurosis）

第一节概述

定义在特定的地理环境中发生的一种地球化学性疾病，人体长期摄入过量氟而导致的全身慢性蓄积性中毒。(一)地方性氟中毒(地氟病)（endemicfl氟斑牙牙釉质形成期摄入高氟引起的表现为牙釉质白垩、着色或缺损改变一旦形成，残留终生第一节概述氟斑牙第一节概述氟斑牙第一节概述氟斑牙第一节概述氟骨症腰腿及全身关节麻木、疼痛关节变形、弯腰驼背发生功能障碍，乃至瘫痪第一节概述氟骨症第一节概述氟骨症第一节概述氟骨症第一节概述

按氟的来源不同分为饮水型燃煤型饮茶型

（一）地方性氟中毒第一节概述按氟的来源不同分为（一）地方性氟中毒第一节地区分布世界广范分布，以中国、印度最为严重国内燃煤污染型氟中毒

目前重病区主要集中在云南、贵州、四川3省交界的山区和重庆东部、湘西、鄂西的山区，北方也有散在发生饮茶型氟中毒

分布在有饮砖茶习惯的少数民族居住的地区，包括四川、西藏、青海、甘肃、新疆、内蒙古、云南等省区第一节概述

地区分布世界广范分布，以中国、印度最为严重第一节概述氟斑牙

无明显的性别、种族差异婴幼儿症状较轻，主要表现为白垩样改变氟骨症

主要发生在成年16岁以后，特别是30岁以后年龄患病率病情通常女性比男性严重人群分布时间分布该病的发生与季节年份无明显相关

第一节概述氟斑牙人群分布时间分布第一节概述氟斑牙（白垩样改变）第一节概述氟斑牙（白垩样改变）第一节概述（二）大骨节病

（Kashin-Beckdisease）

一种地方性、多发性、变形性骨关节病主要病变是发育期儿童的关节透明软骨变性、坏死及继发的骨关节炎，严重者可导致矮小畸形，终生残疾第一节概述（二）大骨节病一种地方性、多发性、变形性骨关节病第一节概大骨节病

变形性骨关节病第一节概述大骨节病

变形性骨关节病第一节概述大骨节病矮小畸形

第一节概述大骨节病第一节概述地区分布1.主要分布在我国从川藏到黑龙江的狭长地带2.自然延长波及苏联的西伯利亚和朝鲜北部山区3.世界其他地区没有该病存在第一节概述地区分布1.主要分布在我国从川藏到黑龙江的狭长地带第1.霜期早、秋雨大、粮食水分高的次年多是大骨节病的高发年2.各病区多发季节有所不同，一般春季多发3.致病因子活跃的地方，四季都有新发病人时间分布第一节概述1.霜期早、秋雨大、粮食水分高的次年多是时间分布第一节概1.多发生于儿童和少年，成人中新发病例极少2.未见明显的性别差异3.民族间患病率差异取决于主食的粮食种类和生活方式人群分布第一节概述1.多发生于儿童和少年，成人中新发病例极少人群分布第一节一种病因未明的、以心肌坏死为主要病理改变的坏死性心病。根据心功能状态和发病过程分为急型亚急型慢型潜在型（三）克山病（地方性心肌病）（keshandisease）第一节概述一种病因未明的、以心肌坏死为主要病理改变的坏死性心病。（三克山病的病因学地球化学说，微量元素（主要是硒）、氨基酸、维生素缺乏或失衡等引起克山病早期心肌损伤生物病因学说，包括自然疫源性虫媒学说、肠道病毒传染学说和真菌毒素中毒学说，至今均未取得足够的证据证实第一节概述克山病的病因学地球化学说，微量元素（主要是硒）、氨基酸、维生我国1.病区从东北至西南形成一条较宽阔的地带病区2.多为大山脉两侧半山区或丘陵地带3.地貌多呈侵蚀区，地表水流失严重，致使硒等元素贫乏日本和朝鲜北部山区也有过本病报告

地区分布地区分布时间分布年度多发

急型、亚急型克山病年度发病波动较大，有高发年、平年和低发年之分。季节性

虽然该病在一年的每个月份均可发生，但急型和亚急型有明显的季节多发的特点。第一节概述时间分布年度多发第一节概述人群分布年龄生育期妇女和儿童为高发人群性别北方急型克山病女性发病比同龄男性多1～2倍以上，高时可达4～7倍第一节概述职业决大多数是自产自给的农业人口家庭集聚性

克山病有家庭多发现象民族民族混居地区，若其生产、生活方式无相似则发病无明显差异人群分布年龄生育期妇女和儿童为高发人群第一节概述居住在特定地理条件下的居民，通过饮水、空气和食物长期摄入过量的砷而引起的以皮肤色素脱失、着色、角化及癌变为主的全身性慢性中毒性疾病。

（四）地方性砷中毒（地砷病）第一节概述居住在特定地理条件下的居民，通过饮水、空气和食物长期摄皮肤角化色素沉着第一节概述皮肤角化色素沉着第一节概述地砷病的危害手/趾掌角化花肚皮-腹部色素沉着与脱失第一节概述地砷病的危害手/趾掌角化花肚皮-腹部色素沉着皮肤癌第一节概述皮肤癌第一节概述地区分布饮水型地砷病呈明显条带状、块片状、灶状和点状分布

第一节概述（四）地方性砷中毒时间分布该病没有多发季节和多发年

地区分布饮水型地砷病呈明显条带状、块片状、灶状和点状分年龄分布

任何年龄摄入过多的砷均可患病年龄该病的检出率性别分布

调查结果不相一致，多数为男性>女性人群分布第一节概述年龄分布人群分布第一节概述四、预防策略与措施

预防策略与措施防治机构监测第一节概述四、预防策略与措施预防策略与措施第一节概述（一）预防策略与措施地方病的预防与控制原则：预防为主，兼顾救治政府领导、部门配合，群众参与可持续性第一节概述（一）预防策略与措施地方病的预防与控制原则：第一节概碘缺乏病“全民食盐加碘”克山病“根据其病因采用综合性施”大骨节病“换粮、补硒、移民、退耕还林还草”地方性氟中毒和地方性砷中毒“改水、改灶”第一节概述不同疾病的策略与措施:碘缺乏病“全民食盐加碘”第一节概述不同疾病的（二）防治机构地区国家省县第一节概述（二）防治机构地区国家省县第一节概卫生部国家中国疾控地方病控制中心全国鼠疫布病防治基地寄生虫病预防控制所（二）防治机构第一节概述卫生部国家中国疾控地方病控制中心全国鼠疫布病防治基地寄生虫病省（区、市）地方病防治所省、市疾病控制中心地方病防治科第一节概述省（区、市）地方病防治所省、市疾病控制中心地方病防治科第一节县乡镇

县（旗）疾控中心地方病科乡镇卫生院第一节概述县县（旗）疾控中心地方病科乡镇卫生院第一节概述（三）监测病区地方病发病、患病情况儿童大骨节病X线检出率氟斑牙检出率甲状腺肿大率新发病例的个案调查病区外环境状况水中氟、碘含量粮食中的T2毒素含量防治措施落实情况碘盐覆盖率改水率改炉改灶率第一节概述（三）监测第一节概述地方性碘缺乏病病因学流行特征预防策略与措施地方性甲状腺肿的分型、分度及诊断际准地方性碘缺乏病病因学

碘缺乏病（Iodinedeficiencydisorders，IDD）是由于自然环境碘缺乏造成机体碘营养不良所表现的一组疾病的总称。包括地方性甲状腺肿（简称地甲肿）

地方性克汀病（地克病）地方性亚临床克汀病（亚克汀）由于碘缺乏引起的胎儿流产、早产、死产、先畸形等第二节地方性碘缺乏病碘缺乏病（Iodinedeficiencyd地方性甲状腺肿第二节地方性碘缺乏病地方性甲状腺肿第二节地方性碘缺乏病地方性甲状腺肿正位侧位第二节地方性碘缺乏病地方性甲状腺肿正位侧位第二节地方性碘缺乏病地方性克汀病第二节地方性碘缺乏病地方性克汀病第二节地方性碘缺乏病克汀病患者的傻笑一代傻、二代甲、三代四代断根芽

第二节地方性碘缺乏病克汀病患者的傻笑一代傻、二代甲、三代四代断根芽第二节地

一、病因学碘缺乏碘缺乏病的影响因素致甲状腺肿物质营养因素环境污染遗传因素

第二节地方性碘缺乏病一、病因学第二节地方性碘缺乏病

二、流行特征地区分布时间分布人群分布第二节地方性碘缺乏病二、流行特征第二节地方性碘缺乏病地区分布IDD是世界上分布最广、受威胁人口最多的一种疾病

流行较重亚洲的喜马拉雅山区欧洲的阿尔卑斯和比里牛斯山区南美的安第斯山区非洲的刚果河流域大洋洲的巴布亚新几内亚北美洲的五大湖盆地全球共有22亿人口（占全世界人口的38%）生活在缺碘地区我国是世界上IDD分布广泛、病情严重的国家之一,主要流行特征是山区多于平原，内陆多于沿海，乡村多于城市

第二节地方性碘缺乏病地区分布IDD是世界上分布最广、受威胁人口最多的一种疾图28-2世界碘缺乏病波及的国家第二节地方性碘缺乏病图28-2世界碘缺乏病波及的国家第二节地方性碘缺乏病时间分布表28-21994、2000年度中国碘缺乏病范围例数第二节地方性碘缺乏病时间分布表28-21994、2000年度中国碘缺乏病范围例流行地区的人群任何年龄均可发病5岁以下儿童发病较少，一般在青春发育期开始发病，随着年龄患病率增高，40岁以后逐渐愈是病情严重的地区，甲状腺肿发病的年龄愈早10岁以前男女患病率无显著差异成人患病率女性>男性,但重病区患病率性别差异小第二节地方性碘缺乏病人群分布流行地区的人群任何年龄均可发病第二节地方性碘缺乏病人群分三、预防策略与措施预防策略“全民食盐加碘”

预防措施碘盐碘油碘化饮水碘化食品和调味品第二节地方性碘缺乏病三、预防策略与措施预防策略第二节地方性碘缺乏病无碘盐加碘盐第二节地方性碘缺乏病无碘盐加碘盐第二节地方性碘缺乏病监测掌握流行强度、流行趋势评价干预措施的效果为制定新的防治策略与措施提供依据现况调查碘盐调查病情调查

第二节地方性碘缺乏病监测第二节地方性碘缺乏病碘盐调查以县为单位进行合格碘盐的碘含量标准:35±15mg/kg

第二节地方性碘缺乏病碘盐调查第二节地方性碘缺乏病

病情调查(1)调查人群

我国每隔2～3年对8～10岁学校儿童的甲状腺肿大率进行调查(2)调查方法

省按病情程度分两层，每层按PPS方法抽取30个县，单纯随机抽样法从每个县（或市、区）中抽取一所小学随机抽查40名8～10岁学生的甲状腺大小(3)调查指标

碘盐覆盖率合格碘盐食用率学龄儿童尿碘水平8～10岁学龄儿童甲状腺肿大率

第二节地方性碘缺乏病病情调查第二节地方性碘缺乏病判定标准如下B超法甲状腺肿大判定标准根据GB16398-1996标准，8岁儿童甲状腺容积>4.5ml，9岁儿童甲状腺容积>5.0ml，10岁儿童甲状腺容积>6.0ml人群缺碘的判定标准尿碘中位数<100g/L，并且其中<50g/L的样品数>20%外环境缺碘的判定标准饮水中碘含量<10g/L第二节地方性碘缺乏病判定标准如下第二节地方性碘缺乏病常用的统计学指标为第二节地方性碘缺乏病常用的统计学指标为第二节地方性碘缺乏病第二节地方性碘缺乏病第二节地方性碘缺乏病四、地方性甲状腺肿的分型、分度及诊断际准分型标准分度标准诊断标准第二节地方性碘缺乏病四、地方性甲状腺肿的分型、分度分型标准第二节地方性（一）分型标准弥漫型甲状腺均匀增大，摸不到结节结节型在甲状腺上摸到一个或多个结节混合型在弥漫肿大的甲状腺上，摸到一个或多个结节

第二节地方性碘缺乏病（一）分型标准第二节地方性碘缺乏病（二）分度标准

0度

没有任何可触及的或可见的甲状腺肿大，即所谓“看不见，摸不着”I度

当颈部处于正常位置时，