土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座

一、地质环境与疾病在地球地质发展过程中，自然地形成了地壳表面化学元素不均匀分布。这么，地球上不一样地域土壤、水体和植物中化学元素种类和含量存在着差异，继而影响到该地域生活人群对化学元素摄入量。常量和微量元素依据化学元素在人体内含量多少，可分为常量和微量元素两类。

土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第1页常量元素碳、氢、氧、氮、硫、钾、钠、磷、钙、镁、氯等11种元素，占人体内化学元素总量99.95％，称为常量元素。

微量元素在人体内正常含量小于人体体重0.01％化学元素称为微量元素。它包含锌、铁、铜、锰、钴、铬、钒、锡、硒、氟、碘、铂、铝、铅、镉、汞、铊、镍、锶、锂、硅及各种稀土元素等。

土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第2页必需微量元素当前认为有14种微量元素（如锌、铁、铜、钼、铬、锰、钴、镍、锡、钒、碘、硒、氟、硅等）在生物体内是维持正常生理、生化功效、生长发育和生殖繁衍所必不可缺元素，称为必需微量元素。非必需微量元素

因其无或还未发觉在生物体内有益生物学作用微量元素，称为非必需微量元素。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第3页

生物地球化学性疾病因为自然或人为原因，使地壳表面元素分布不均衡，致使有地域土壤和水中一些元素含量过高或过少，造成该地域人群中发生某特异性疾病，称为生物地球化学性疾病。生物地球化学性疾病特点1、显著地域性，且与某种化学元素关系亲密土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第4页2、与某种化学元素有显著剂量-反应关系3、能够用当代医学理论来加以解释。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第5页(一)碘缺乏病碘是人体必需微量元素，是合成甲状腺素主要元素，成人每人每日需碘量为100～150μg，WHO推荐为140μg。碘缺乏病系指胚胎发育到成人期因为摄入碘不足或利用碘效率降低而引发一个地方病。它包含地方性甲状腺肿、地方性克汀病、地方性亚临床克汀病、流产、早产、死胎等。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第6页流行情况

本病是世界上流行最广泛一个地方病，我国病区涉及29个省、自治区和直辖市，病区人口4．25亿，占世界病区人口40％本病流行趋势在地理分布上形成一条规律，即山区大于丘陵，丘陵大于平原，内陆大于沿海，农村高于城市，农区高于牧区。流行区内，发病可见于任何年纪人。女性发病高峰多在12一18岁，男性9-15岁土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第7页发病机制

碘缺乏对人损害是一个连续过程，不但可引发甲状腺肿大，而且可造成脑组织受损智力迟滞，体格发育障碍等。（l）对甲状腺影响：缺碘时甲状腺素合成降低，使血液中甲状腺素浓度降低，反馈地造成垂体前叶分泌促甲状腺素增多，促使甲状腺增生肿大。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第8页土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第9页（2）对脑组织影响：妊娠早期缺碘，致使甲状腺激素合成不足，甲状腺素缺乏可使胎儿大脑皮层、基底核以及内耳结构发育受阻，造成生后智力缺点及耳聋。出生后继续缺碘，甲状腺素缺乏，此时会影响神经细胞树突，髓鞘形成和胶质发育，造成抽象能力缺点和智力低下。缺碘影响大脑蛋白质合成和突触间神经信息传递、递质生成和释放，以及神经细胞发育等轻者可能仅表现智力低下，重者则可出现经典克汀病症状。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第10页土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第11页发病原因1）缺碘。缺碘是引发本病流行主要原因普通当饮水中碘含量低于5～l0μg／L或每日摄入量低于40μg时往往有本病发生。

发病程度与人体所处发育时期，以及碘缺乏程度，连续时间等原因相关。普通认为：胚胎期与出生后早期缺碘可引发克汀病、单纯聋哑病、亚克汀病；生长久缺碘，则引发甲状腺肿大，甲状腺功效低下，生殖衰退、性发育落后等。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第12页2)高碘北海道、山东日照市流行。其机制可能是摄入过多碘占据过氧化物酶活性基，使酪氨酸被氧化机会降低，甲状腺激素合成降低。3)致甲状腺肿物质①硫氰酸盐②硫葡萄糖苷4）饮用水污染或高硬度水土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第13页临床表现（l）甲状腺肿按肿大性质可分弥漫型:甲状腺峡部和叶部均匀增大，摸不到结节；结节型:在甲状腺表面上可摸到1个或几个结节混合型：在弥漫肿大甲状腺上，摸到1个或几个结节土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第14页按肿大程度，可分：①正常；②生理增大，易摸到，但不超出本人拇指末节③Ⅰ度，易看到，不超出本人1／3拳头，或能摸到结节④Ⅱ度，大于1／3至2／3拳头，脖根变粗；⑤Ⅲ度，大于2／3至1个拳头，颈部变形；⑥Ⅳ度，大于1个拳头，多带有结节。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第15页大多数地方性甲状腺肿大者除颈部变粗外，多无显著症状。巨大甲状腺肿可压迫气影响呼吸，严重时会使气管移位、弯曲、狭窄，可引发呼吸困难、肺气肿、支气管扩张及肺循环障碍等。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第16页（2）克汀病神经型常有智力低下、聋哑、下肢痉挛、瘫痪和僵直，出现特征性步态。粘液水肿型含有甲状腺功效低下全部特点：皮肤干燥与肿胀，声音嘶哑、表情冷淡、智力缺点。概括为呆、小、聋、哑、瘫五字混和型：兼有上述两型特点土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第17页（3）亚克汀病

以轻度智力落后为主，伴有神经系统轻微受损和生长发育迟缓。此病因临床异常表现不显著，易被人们所忽略。实际上其患病率远高于经典克汀病。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第18页防治

为实现年全球消除碘缺乏病目标，当前全国范围正在落实实施《中国年消除碘缺乏病规划纲要》和《食盐加碘消除碘缺乏病危害管理条例》，加强法制管理，使全民食用碘盐为主防治办法得到落实。（1）选取含碘量适宜水源水。（2）补碘：①供给含碘食盐：即食盐中加碘化钾或碘酸盐，碘化钾含量以2万～5万分之一为宜或稍高一些。加入碘酸盐（KIO3）土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第19页②口服或肌注碘油：在重度缺碘区、克汀病流行区或不易供给碘盐偏远和交通不便山区，可采取口服或肌注碘油。食盐中碘易损失，应严密包装，存放于干燥、低温和暗处。另外，在制备碘盐时，可加适量稳定剂(3)去除致甲状腺肿物质(4）净化水源降低硬度土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第20页地方性氟中毒

土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第21页地方性氟病（endemicfluorosis）主要是居民饮用水氟含量超出国家饮水标准，或者室内空气氟浓度大于国家卫生标准，或食品含氟量超出国家卫生标准，致使当地居民所引发以氟骨症和氟斑牙为特征一个慢性全身性疾病。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第22页1．流行情况本病流行广泛。我国除上海市外，各省、市、自治区都有本病发生。病区人口约有3．3亿，氟斑牙现患4000余万，氟骨症现患260余万，主要分布于富氟岩石、矿床、盐湖及盐渍地带。2．致病原因以氟进入机体路径划分，病区可分为饮水型、食物型和空气型3种。我国病区大多以饮水型为主。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第23页饮水型饮水中含氟量如在1．0mg／L以上，氟斑牙发病率随含氟量增加而上升；如在3mg／L以上，可出现氟骨症。空气型一些地域(如云南、湖北、贵州等)因使用含有大量氟无烟煤作燃料，无烟囱排气，也无密闭设备，污染了空气，长久摄入被污染空气和食物而引发本病食物型在饮水含氟量相近似情况下，个体营养不良，尤其是缺乏维生素B＼C时，轻易促使氟骨症发生。砖茶土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第24页烧茶煮面炒菜灶台土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第25页3．发病机制(1)、破坏人体钙、磷代谢平衡氟与钙有很大亲和力，过量氟在体内与钙结合形成氟化钙，沉积于骨路和软组织中，因而使血钙含量降低，造成甲状旁腺功效增强，溶骨细胞活性增高，促进溶骨作用和骨吸收作用。氟化钙形成能影响牙齿钙化，使牙冠钙化不全，牙釉质受损。并抑制肾小管对磷全吸收，使磷大量排出。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第26页（2）对骨骼影响：①临床上表现为硬化型、疏松型和混合型②破坏正常骨质晶体结构；影响成骨细胞和破骨细胞活动，又促进新骨形成，骨内股增生，因而造成骨皮质增厚、表面粗糙、外生骨疣等病变；③氟能抑制骨磷酸化酶作用，从而影响骨组织对钙盐吸收和利用。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第27页胫腓骨骨松质硬化，髓腔狭窄，并见骨间膜钙化呈羽毛状土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第28页肘曲肌腱骨化，关节肿胀和畸形土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第29页（3）对牙齿影响：适量氟可在釉质表面形成氟磷灰石保护层，降低釉质酸溶性；同时氟能抑制口腔中一些酶活性，使产酸降低，因而含有防龋作用

主要发生在牙胚发育阶段，氟可使釉细胞中毒变性，影响釉质正常发育，可使牙本质钙化不全，牙齿变脆，因而在出牙后，牙面展现混浊无光泽白垩样斑点。同时因钙化不全釉质疏松多孔，吸附色素并使色素从容。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第30页土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第31页(4)抑制酶活性氟离子与钙、镁等离子结合，使血中钙、镁离子数量降低。一些需要钙、镁离子酶，如烯醇化酶、胆碱酯酶、骨磷酸化酶等活性受到抑制，从而促进氟中毒发生。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第32页临床表现（l）氟斑牙：分三型：①白垩型：牙齿无光泽、粗糙，似粉笔状；②着色型：牙面呈微黄，黄褐或黑褐色；③缺损型：牙釉质受损脱落，呈点状、片状或地图形凹状，或呈广泛黑褐色斑块，且有浅窝或花斑样缺损，深度仅限于釉质。以上每型又可分为三度：①轻度：需在充分光线下仔细识别；②中度：肉眼即能显著识别；③重度：对面讲话时即能识别。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第33页（2）氟骨症主要症状是腰背和四肢大关节连续性疼痛，且多为酸痛。普通晨起最剧，活动后减轻。但不伴体温升高和关节肿胀，不受气候改变影响。重症患者，终日卧床，不敢活动，惧怕他人触动。另外，肢体皮肤可有以走感、紧束感、知觉减退和四肢发麻。也可出现神经衰弱综合征及胃肠道功效紊乱等症状。主要体征是脊柱和四肢大关节活动受限，肢体变形。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第34页流行病学特征（l）病区地理、地质和气候条件：饮水型病区地质背景为富氟岩石层，多为干旱少雨多风蒸发等作用强，有利于氯浓缩和富集。燃煤型病区多为山区，煤层含氟量高，气候严寒、潮湿。

（2）性别和年纪与发病关系

氟病发生，与性别无关。但有些病区，女性患者病情较重，可能与妇女生育、授乳等相关。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第35页氟斑牙发病年纪，普通乳齿患病较少，恒齿多见，以7－15岁发病率最高。氟骨症普通都在10或15岁以后发病。患病率和病情均随年纪增加而升高和加重。氟斑牙是地方性氟病敏感指标。患氟斑牙者不一定有氟骨症，而患氟骨症者往往有氟斑牙。但成年后迁入病区而患氟骨症者，普通均无氟斑牙。3）饮水含氟量与氟斑牙率关系：在一定范围内，饮水含氟量越高，氟斑牙率也越高。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第36页但因各地总摄入量有差异，且氟吸收又受很多原因影响，报道不完全一致。综合国内各地流行病学调查资料，水氟与氟斑牙关系，大致为水氟在0．5－1.0mg／L时，氟斑牙率为10％－20％;氟在l．0－l.5mg/L时，氟斑牙率为40％－50％;氟＞l.5mg／L时，氟斑牙率为90％－100％。不过必须指出，这种剂量一反应关系，在一些国家相差很大，如美国水氟为2．0mg／L时，1－12岁儿童中可发生氟斑牙。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第37页防治方法(1)改用含氟量低水源；(2)在含氟量高饮水不能改变水源情况下，可采取除氟方法：比如用碱式氯化铝每升水加O．58，作混凝沉淀除氟，或用活性氧化铝吸附过滤除氟；(3)改变生活燃煤习惯，改进炉灶，装置排气管道，并改变用煤堆直接烘烤粮食方法；(4)结合土地整改和农田基本建设，采取疏通河道、改造盐碱土壤、平整土地和植树造林等方法，进行综合治理，以降低氟化物蓄积。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第38页8/28/2023（新灶示意图）（新灶实物图）旧灶示意图▲土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第39页地方性砷中毒

地方性砷中毒是长久饮用含砷量过高天然水而引发一个地方病。

1．发病机制水砷以亚砷酸盐（As3+）和砷酸盐（As5+）等形式存在，进入体内易被胃肠道吸收，随血流快速分布于肝、肾、肠、脾等组织，还能经过胎盘屏障。砷吸收快，排出较慢，故含有蓄积性，易富集在含有丰富巯基表皮组织如皮肤、毛皮、指甲中。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第40页（l）抑制酶活性：As3+能与蛋白分子上巯基结合，形成稳定络合物，从而使各种酶活性受到限制，而影响细胞正常代谢，造成细胞死亡。（2）对血管、神经影响：砷是一个毛细血管毒物，也是一个神经毒物，可作用于自主神经系统和毛细血管壁，引发血管壁通透性增高，毛细血管麻痹，致使组织细胞营养缺乏，血管神经功效紊乱而造成损伤。近年来报道，砷还含有致突变、致畸和潜在致癌作用。

土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第41页土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第42页

3．预防办法

（1）另选水源；（2）除砷，先将As3+氧化成As5+，再用石灰处理。3CaO＋As2O3-→Ca3（AsO3）2。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第43页克山病是一个以心肌坏死为主要病变地域性疾病。首先在黑龙江克山县被发觉研究表明：该病主要分布在缺硒地域。防治：1、补充硒。适用维生素E2、加强营养。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第44页二、土壤污染与疾病土壤污染在人类生产和生活活动中排出有害物质进入土壤中，影响农作物生长发育，直接或间接地危害人畜健康现象，称为土壤污染。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第45页土壤污染主要起源有:(1)生活污染:包含人畜粪便、生活垃圾和生活污水等；(2)工业和交通污染:主要是工业废水、废气、废渣以及机动车废气污染；(3)农业污染:主要是农药和化肥污染土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第46页污染物污染土壤方式有3种:(1)气型污染是由大气中污染物沉降至地面而污染土壤。(2)水型污染，主要是工业废水和生活污水经过污水灌田而污染土壤。(3)固体废弃物型污染，是工业废渣、生活垃圾粪便、农药和化肥等对土壤污染。土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第47页土壤污染对健康影响1、生物性污染危害2、化学性危害土壤卫生与生物地球化学性疾病专家讲座第48页痛痛病痛痛病是一个慢性镉中毒，因得病后日夜全身猛烈疼痛，故取名为痛痛病。它首先发生在日本富山县神通川两岸地域。因为神通川上游某铅锌矿含锦选矿废水和尾矿渣污