地方病與地質環(huán)境ppt課件

1、2021年9月 地方病與地球化學環(huán)境郭清海中國地質大學武漢環(huán)境學院水文地質環(huán)境地質前沿常見地方病氟中毒砷中毒地方性甲狀腺腫地方性克汀病大骨節(jié)病克山病國家對地方病與地球化學環(huán)境方面的研討投入宏大。僅以中國地調局水文地質環(huán)境地質調查中心在2006年啟動的一個工程為例近年來國家對科學研討的投入逐年添加，在本研討方向的研討經費更是不斷上漲?？梢妵覍Φ胤讲『偷厍蚧瘜W環(huán)境關系研討的注重。飲用水中氟化鈣的構成會影響牙齒的鈣化，使牙齒鈣化不全，牙釉質受損氟斑牙氟骨癥 體中吸收過量的氟會引起氟骨癥早期出現(xiàn)四肢、脊柱骨骼和全身各關節(jié)疼痛、全身乏力，嚴重的可呵斥肢體功能發(fā)生妨礙，全身骨骼和關節(jié)變形，甚至癱瘓；內蒙

2、阿拉善右旗雅布賴鹽池地域飲用水中含氟量達10 mg/L。根據國外報導攝入15 -20 mg/d，繼續(xù)10 a后，可出現(xiàn)氟骨癥; 攝入總量為20 mg /d，繼續(xù)20 a以上，可導致殘廢；飲用水氟含量達4 mg/L即可導致氟骨癥；超越10 mg/L時，會引起殘廢。砷中毒 砷中毒砷中毒 砷中毒 Skin cancer due to arsenic poisoning砷中毒 砷中毒Regions of arsenic poisoning in ChinaRegion of arsenic poisoningRegions under threat地方性甲狀腺腫俗稱“大粗脖，以甲狀腺腫 大為主要病癥分

3、布很廣世界約有16億人生活在碘嚴重缺乏地域，中國就有4.25億亞洲的喜馬拉雅山地域非洲的剛果河流域南美的安第斯山區(qū)歐洲的阿爾卑斯山區(qū)北美的美國和加拿大之間的大湖盆地周圍以及太平洋新西蘭的一些地域我國除上海市以外，各省、自治區(qū)、直轄市都有不同程度的地方性甲狀腺腫流行區(qū)缺碘性甲狀腺腫病人3000多萬人地方性克汀病的人數超越25萬地方性克汀病地方性克汀病是由于更嚴重的缺碘而引起的。它主要表現(xiàn)為癡、呆等病癥。在嚴重的甲狀腺腫流行區(qū)，孕婦缺碘，呵斥胎兒甲狀腺激素缺乏，患病小孩出生后，就會表現(xiàn)不同程度的呆、小病癥，所以本病又稱“呆小癥。 是一種以軟骨壞死為主要改動的地方性變形性骨關節(jié)病，研討闡明能夠與缺硒

4、有關。主要發(fā)生于兒童和少年，臨床表現(xiàn)為關節(jié)疼痛、增粗變形，肌肉萎縮，運動妨礙。本病在我國分布于由東北斜向西南的寬帶狀地域內，包括14個省、市、區(qū)的302個縣多病因地方病-大骨節(jié)病地理分布東南暖和潮濕地帶與西北冰冷干旱地帶之間的過渡地域以山區(qū)、半山區(qū)、丘陵地多見。山谷、河谷、等低洼潮濕地域發(fā)病尤重。病區(qū)大至與土壤低硒地帶一致硒地方病-大骨節(jié)病典型地方病案例研討1. 山西太原盆地高氟地下水的地球化學成因2. 西藏部分大骨節(jié)病區(qū)飲用水的水化學特征太原盆地地質簡圖與剖面圖太原盆位置于山西省中部，包括太原市、陽曲縣、清徐縣、榆次市、交城縣、文水縣、祁縣、太谷縣、介休市、孝義市、平遙縣、汾陽縣等12個行政

5、區(qū)。盆地周邊出露的基巖地層包括寒武-奧陶系碳酸鹽巖、石炭-二疊系煤系地層及三疊系碎屑巖。盆地內新生代堆積物厚度普通為幾十2000m，最厚達3800m。 1. 山西太原盆地高氟地下水的地球化學成因盆地地下水流向和氟含量等值線以田莊斷裂為界，太原盆地可分為南北兩個子盆地；A區(qū)：北部子盆地補給、徑流區(qū)；B區(qū)：北部子盆地排泄區(qū)； C區(qū)：南部子盆地補給、徑流區(qū)；D區(qū)：南部子盆地排泄區(qū)；地下水氟含量沿流向呈上升趨勢，高氟水 1.5 mg/L普通分布在排泄區(qū) (Zone B and Zone D)；山前也有零星高氟水樣，如 well 30 in Zone A, well 3, 4 in Zone C;在所采

6、集的58個水樣中，14個為含量大于1.5 mg/L的高氟水，最高氟含量達6.2 mg/L。Box and whisker plots of the concentrations of major ions in groundwater samples in Zone A, B, C, and D排泄區(qū)地下水一切宏量組分含量均大于補給區(qū)，因此，沿地下水徑流方向含水層礦物的溶濾是影響地下水地球化學的主要水化學過程之一。石英、長石、云母是含水層堆積物中的主要礦物；一切地下水均落在高嶺土穩(wěn)定區(qū)內；盆地孔隙水系統(tǒng)中長石、云母等礦物可發(fā)生非全等溶解，并水解為高嶺土。 Na/Ca ratio versus

7、TDS value of groundwater samples in Zone A, B, C, D雖然從補給區(qū)到排泄區(qū)地下水Na、Ca含量均添加，但排泄區(qū)，特別是D區(qū)的 地下水Na/Ca比值更高；這與發(fā)生于孔隙含水層中的陽離子交換作用有關；在盆地邊緣或補給區(qū)一帶，含水層介質以粗粒相的砂卵石為主，其離子交換才干非常有限；但在徑流區(qū)及排泄區(qū)，含水層中的細粒相堆積物、特別是粘土礦物的含量漸漸添加，其外表上吸附的Na+被地下水中的Ca2+ 所交替，結果為地下水中的Na+含量添加而Ca2+含量相對減少，Na/Ca 隨之添加。 F- versus HCO3- and Na+ of all ground

8、water samples地下水中的氟含量遭到螢石溶度積常數的控制，因此水中低Ca含量有利于氟的富集。水中大量HCO3-可沉淀Ca，構成氟富集的有利條件。含高含量HCO3-和Na+的地下水為pH偏高的蘇打水，這種地下水有利于以下陰離子交換過程的發(fā)生：沿地下水徑流方向含水層礦物的溶濾過程使地下水中各宏量組分含量，包括HCO3-和Na+含量從補給區(qū)到排泄區(qū)逐漸上升；排泄區(qū)Ca-Na交換過程的發(fā)生進一步提高了地下水的Na含量；排泄區(qū)偏堿性的HCO3-Na型地下水有利于螢石的溶解以及水中羥基與含氟硅酸鹽礦物的離子交換，從而在排泄區(qū)構成了高氟地下水；盆地邊緣的高氟水能夠與工業(yè)污染有關。太原盆地高氟地下水

9、成因小結選擇了一個面積6000平方公里以上的研討區(qū)開展任務；所開展的高氟水成因研討基于系統(tǒng)的水文地質和水-巖相互作用研討；建立了一個被廣泛成認的高氟水構成的地球化學模型。研討意義已發(fā)表的論文被SCI他引13次大骨節(jié)病是一種以關節(jié)軟骨變性、壞死為主的慢性地方性疾病。疾病晚期繼而出現(xiàn)關節(jié)周圍代償性軟骨及骨質增生，使關節(jié)周徑顯著增粗變形。該疾病主要發(fā)生于兒童和少年，臨床表現(xiàn)為關節(jié)疼痛、增粗變形，肌肉萎縮，運動妨礙。1849年，俄國土地丈量員尤倫斯基Yurenski在烏洛夫河流域初次發(fā)現(xiàn)大骨節(jié)病，故該病曾稱為烏洛夫病。其后，俄國醫(yī)生卡申Kashin、別克Beck分別開展了本病的流行病學調查，確定其為一

10、種獨立的疾病，并于1906年撰文記述，因此大骨節(jié)病在國際上通稱Kashin-Beck DiseaseKBD。 2. 西藏部分大骨節(jié)病區(qū)飲用水的水化學特征中國是世界上大骨節(jié)病發(fā)病和流行范圍最廣的國家。在國外，俄羅斯西伯利亞東南部和朝鮮北部山區(qū)是主要的大骨節(jié)病病區(qū)；我國的大骨節(jié)病病區(qū)主要分布在從東北到西南的帶狀區(qū)域內，包括黑龍江、吉林、遼寧、北京、山東、山西、陜西、內蒙古、河北、河南、甘肅、四川、青海、西藏和臺灣。 西藏是國內大骨節(jié)病分布范圍最廣、病情最嚴重、活潑程度最高的地域中國地方病防治研討中心西藏大骨節(jié)病調查組，2000，所轄7個地域市均有不同程度的大骨節(jié)病流行；20世紀80年代在西藏開展的

11、初步伐查顯示該地域有大骨節(jié)病縣13個， 20世紀末的調查那么發(fā)現(xiàn)了20個新病縣；目前，病區(qū)共涉及33 個縣、108 個鄉(xiāng)、379 個村；病縣總人口達116.2 萬人，其中病區(qū)人口9.6 萬，現(xiàn)癥病人1.8 萬人。 西藏大骨節(jié)病區(qū)分布表示圖大骨節(jié)病的環(huán)境地質成因研討環(huán)境低硒說研討者發(fā)現(xiàn)大骨節(jié)病與環(huán)境低硒有親密關系：我國本病病區(qū)分布與低硒土壤地帶大體上一致，大部分病區(qū)土壤總硒總量在0.15 mg/kg以下，糧食硒含量多低于0.02 mg/kg。 中國土壤中總硒含量分布據Tan 等，2002大骨節(jié)病成因的環(huán)境低硒說也存在大量反例有些地域低硒，并不發(fā)生大骨節(jié)病，如陜西的榆林、洛南以及四川、云南一些克山

12、病病區(qū)；有些地方硒并不很低，卻有本病發(fā)生，如山東的益都，山西的左權、霍縣，陜西的安康，青海的斑瑪等；補硒后不能完全控制本病的的新發(fā)。為深化研討西藏大骨節(jié)病的環(huán)境地質成因，我們以西藏桑日縣、尼木縣、謝通門縣、工布江達縣為研討區(qū)，開展了以上行政區(qū)的大骨節(jié)病村與相鄰非病村飲用水水樣的采集任務；對比了病村和非病村水樣的水化學特征，總結出了病村飲用水的水化學異常。桑日大骨節(jié)病區(qū)一角桑日大骨節(jié)病區(qū)病例青稞地土壤采樣大骨節(jié)病村和相鄰非病村飲用程度均TDS對比對比結果無明顯規(guī)律大骨節(jié)病村和相鄰非病村飲用程度均硒含量對比對比結果無明顯規(guī)律環(huán)境低硒引發(fā)大骨節(jié)病是一種非常流行的大骨節(jié)病成因論大骨節(jié)病村和非病村飲用水

13、的水化學類型對比主要水化學類型均為HCO3-Ca, HCO3-CaNa, and HCO3SO4-Ca，病村有1個水樣為SO4-Ca 型，2個為HCO3-CaMg 型；以下組分在病區(qū)和非病區(qū)飲用水中無統(tǒng)計意義上的差別 大骨節(jié)病村飲用水的異常宏量組分：Al、Fe、Na大骨節(jié)病村飲用水的異常微量組分：MnVoshchenko和Ivanov以為：從飲用水中過量攝入錳可導致破骨細胞活化，妨礙骨骼生長并引起大骨節(jié)病。 微量元素對比大骨節(jié)病村飲用水的異常微量組分：Cd、Co、Cu、Ba病區(qū)含量高大骨節(jié)病村飲用水的異常微量組分：Mo 非病區(qū)含量高微量元素對比飲用水的碘含量對比環(huán)境介質碘含量對比耕作土地土壤的

14、碘含量對比環(huán)境介質碘含量對比主要糧食作物青稞的碘含量對比環(huán)境介質碘含量對比Delange et al. (1972)：人體缺乏碘攝入會引起甲狀腺機能減退，進而妨礙兒童骨骼開展Yamamuro (2001)：人體內碘缺乏可影響軟骨損害后的自我修復Moreno-Reyes et al. (2001) ：碘缺乏引起的甲狀腺機能減退可導致松果體生長妨礙、骨質發(fā)育延遲以及軟骨硬化，進而引起大骨節(jié)病的臨床病癥環(huán)境碘缺乏和大骨節(jié)病關系分析結論研討區(qū)內大骨節(jié)病村和非病村飲用水的水化學類型無顯著差別；在宏量組分中，除Al、Fe、Na外，其他組分含量在病村和非病村飲用水中無統(tǒng)計意義上的差別；在微量組分中，Se并不表現(xiàn)出在病村飲用水中含量均明顯低于非病村的特征，但病村飲用水中Mn、Cd、Co、Cu、Ba、Mo等元素與非病村相比含量異常。 除Mn、I之外，其他微量元素異常為何