地球化学与人体健康
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发布时间：2022-08-02 13:39
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时间：2024-05-10 04:44
（一）人体中化学元素与环境中化学元素的关系
人类是自然环境演变到一定阶段的产物。为了生存，人体必须从环境中摄取日常所需的元素和物质，并通过肌体内部的自我调节来适应环境的变化，以保持人体与环境的化学平衡。英国地球化学家Hamilton通过人体血液的成分分析发现，除原生质中C、H、O、N和岩石中的Si以外，人体中60余种元素的含量与地壳中元素的相对组成十分相似（图5-2），这说明环境与人体之间的化学组成存在着密切的关系。如果人类的正常环境受到污染或破坏，环境的元素特别是微量元素就会出现异常，使人体内的微量元素比例失调，导致危及人体健康的后果。
（二）地球化学环境与地方病
地方病是指在一定区域内流行的疾病，是指由于环境中某种或某些化学元素的不足或过量所引起的生理失调。
图5-2 人体血液中和地壳中元素含量关系
1.甲状腺肿
地方性甲状腺肿是一种世界范围特定地区的疾病，在我国也有广泛分布。在我国，山区多于平原，内陆大于沿海。
地方性甲状腺肿是由于人体中碘缺乏或过量而引起的。人体中70%～80%碘主要集中于甲状腺体中。甲状腺的功能是产生甲状腺素，甲状腺素一旦合成，便进入血液，并与血清蛋白相结合而被输送到各个组织中，起激素的作用。人体中缺碘时，甲状腺素的合成减少，因此，会产生因缺少甲状腺素而引起的各种病变，这些病变称为碘缺乏性生物反应，其表现有如下几种：引起甲状腺肿大；妇女怀孕期缺碘时，易造成婴儿发育不良，生长迟缓、矮小、智力低下，甚至痴呆，这就是所谓的克汀病；*缺碘时易引起黏液性水肿、心跳减慢、性机能减退、听力下降。
人体所需的碘主要通过饮水和食物来补充。*每日需摄入的碘量在100～300 μg。而当人体摄入的碘过量时，也会出现甲状腺肿大，如沿海地区的居民长期使用碘含量较高的海产品时，也会引起甲状腺肿。但只要消除摄入高碘的来源，甲状腺肿的发病率就会随之降低。
在环境中碘是分散元素，其迁移能力强，易流失。碘的这一特点造成碘在环境中的分布极不均匀，有些地区缺碘，有些地区则富碘。在一些地区的碘含量调查中也会发现，有些地区的食物和饮水中的碘既不缺乏也不过量，但该地区确实流行甲状腺，可能预示着在饮水或食物中存在干扰和抑制人体吸收碘的因素，如水中Ca、Mg、F、Mn等过高或蔬菜中亚*盐、*盐等的存在，都能抑制或阻碍人体对碘的吸收。
2.氟中毒
氟中毒也是一种世界常见的疾病。在我国氟中毒主要分布在干旱-半干旱地区如华北平原以及一些温泉地带。我国的氟中毒主要来自饮水、生活煤烟污染和食物。
氟是人体不可缺少的微量元素之一。正常人每天摄入的氟在4mg左右，40%～50%的氟供机体需要，其余的通过尿、汗液排出体外。人体中氟主要集中在骨骼、牙齿和头发中。氟易取代羟磷灰石中的OH-形成氟磷灰石，氟磷灰石比羟磷灰石更坚硬，不容易被酸腐蚀。当人体摄入的氟量较低时，造*体缺氟而引起龋齿，牙的耐酸和耐磨性降低。但当人体摄入的氟过量时，会造成氟中毒，如氟斑牙、骨骼变形和神经细胞变性等。
人体中的氟主要来自饮用水，少部分来自茶叶、海盐及藻类等。在高温多雨湿润地区的地表和地下水中，氟含量低，因此，生活在低氟地区的居民应适量补氟。在干旱、半干旱地区的地下水中氟含量较高，目前认为，当人们长期饮用含氟大于1.0×10-6的水时，居民易患氟中毒症。
3.克山病
克山病是一种病因未明的地方病，表现为心肌坏死。1935年在我国黑龙江省克山县首次发现此病，因此而得名。在我国克山病，主要分布在黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山西、山东、陕西、湖北、四川等地。在国外，仅在朝鲜、日本有过克山病的报道。
有关克山病病因的假说较多，主要有：①认为环境中与心肌代谢有关的某种或某些元素的缺乏（如Se、Mo等）。过量摄入亚*盐、有机物、Ba等或其比例失调。持Se缺乏观点者认为，克山病病区也因环境中Se缺乏而引起的动物白肌病。克山病分布区的粮食和土壤中的低Se带与克山病分布基本一致，因此，认为克山病与环境中Se的缺乏有关。②生物病因说，认为主要致病因子是某些病原微生物或其代谢产物。
4.大骨节病
大骨节病是以骨关节粗大、变形为主要特征的地方病，患者在初期不易察觉，在晚期发生关节畸形和功能障碍。在我国，大骨节病主要分布在黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山西、山东、陕西、四川、甘肃、青海和*等地的山区和半山区。在国外，大骨节病主要分布在俄罗斯、朝鲜、日本、越南、瑞典和荷兰等国。
大骨节病的病因也尚未查明。致病的原因目前有三种假说：①认为环境中S、Mg、Ca等元素不足和过量，从而引起Ca在骨骼中的沉淀不足，使关节变形；②大骨节病与克山病的分布区与低Se带分布区一致。据此认为大骨节病与环境中Se缺乏有关；③腐殖酸中毒说，根据病区均分布在饮水中腐殖酸含量过高的地区。
人类的生存和社会发展与地球的生态环境密切依存，地球不同系统（岩石圈、生物圈、水圈和大气圈）和不同部分之间，始终处于动态平衡之中，存在着广泛的物质和能量交换。环境地球化学日益成为当代科学研究的重要领域，并将对人类的健康和社会的可持续发展做出更大的贡献。人类只有一个地球，认识自然、保护地球、合理利用自然、优化环境，这是人类的共同使命和要求。
