第九章环境地球化学调查课件.ppt

第九章 环境地球化学调查 环境问题主要包括两个方面：①第一环境—原生的、与地质背景直接有关的环境；②第二环境—由人类活动产物参与的环境。针对上述两种环境，其研究内容包括如下四个方面：①相对于人类健康必需元素而言的缺乏和过剩的地球化学调查；②对人体健康有害的元素分布调查；③人为污染源及污染区的地球化学监测；④地质历史时期环境变化的地质地球化学记录。应用地球化学主要对前三类环境问题进行调查和评价。 第一节 环境科学、人体健康与环境污染物 一、环境与环境科学 环境，就是人类生存的环境，是人类赖以生存和发展的各种因素的总和。 从地球化学学科的本身出发，研究对象主要集中于地球表层系统的各种介质（天然岩石、大气、土壤、地表水、地下水与植物等）的化学问题，即第一环境问题中自然介质中化学元素的地球化学调查与评价以及第二环境问题中人为污染源及污染区化学元素、无机化合物和有机毒害化合物的监测与评价。 二、人体健康与微量元素 对人体内无机元素来说，存在着所谓“必需元素”和“非必需元素”的提法。必需元素的三个条件为：①它存在于一种动物的所有健康的活组织中，并总能在动物体内恒定地被检测到；②当它从组织中被消耗掉或被移走时，动物就出现缺乏症状，而重新得到足够的补充时，这些缺乏症状就随之消失；③这些缺乏症状的出现，应被证实是由于分子水平上的特殊的生物化学损坏的结果。按照这样的条件，目前已知对人的生长、发育、活动和繁殖是必需的金属元素至少有20多种。如Fe、Zn、Rb、Sr、Cu、Ag、Mn、Cr、Mo、Co、V、K和Na等，还有其他如C、H、O、N、P、Cl、Br、F、Se、B、I、Si和As等元素。 图9-1（a）曲线的平台部分指示了对有机体生长和发育的最适宜浓度（即G.Bertrand最适浓度定律）。不同的元素可能有不同宽度的平台曲线。当环境中元素的供给量低于有机体所要求的最适宜浓度时，有机体的生长表现出缺乏症状；而当环境中元素的供给量超过最适宜浓度时，有机体就会中毒，甚至死亡。例如，氟具有重要的生理功能，可促进牙齿和骨骼的钙化，对神经兴奋传导有一定作用。人体正常生理需求量为0.5～1.5mg／d。当缺乏氟时，引起龋齿病，老年性骨骼变脆。当摄入过量时，则会产生氟牙病，氟中毒（腹痛、腹泻、呕吐）。图9-1（b）表示为一种非必需（无生物功能、有毒）元素过量对有机体影响的理想曲线。 三、第一环境问题--自然介质中化学元素缺乏和过量与地方病 所谓的地方性疾病，是指具有一定的发病区域环境的疾病，它是一种影响范围大，潜伏周期长，并具突发性流行，不易根治的疾病。在我国，目前主要有地方性甲状腺肿、克山病、大骨节病、地方性氟中毒病。 1．碘缺乏和过量与地方性甲状腺肿大 地方性甲状腺肿大（简称地甲病）是世界上流行最广的一种地方病。 地方性甲状腺肿主要分布于北半球的高纬度地带，包括欧洲、亚洲、美洲的北半部，略呈带状。非洲的刚果河流域、南美的巴拉那河流域都有较大面积分布，但地带性不明显。 我国是世界甲状腺肿流行较严重的国家之一，广泛分布于山区和内陆，如长白山、张广才岭、大兴安岭、小兴安岭、燕山、太行山、吕梁山、秦岭、川东和川西山区、云贵高原、青藏高原以及天山山脉、昆仑山山脉都是本病严重流行区。 目前的研究结果表明：地方性甲状腺肿的发病率山区高，平原低。土壤、作物和饮水中的碘含量与地方性甲状腺肿的发病率呈负相关。 对我国201个地区饮水的碘含量与地方性甲状腺肿患病率所作的统计分析表明，两者呈抛物线关系，方程为： y＝114.23－37.09＋2.92X2 X=lg（10×c）（μg/L） 以患病率5％作为标准，饮水的碘含量范围为10.35～317 μg/L 。当水碘低于最适浓度的下限（10μg/L）时，饮水中含碘量愈低，地方性甲状腺肿患病率愈高，二者呈负相关关系；当水碘高于最适浓度的上限浓度时，饮水中的碘含量愈高，地方性甲状腺肿患病率愈高，两者呈正相关关系。 2.氟过量与地方性氟病 地方性氟病是一种世界性地方病，主要流行于印度、原苏联、美国、美国、墨西哥、日本、马来西亚、德国、罗马尼亚、希腊、西班牙、葡萄牙、意大利、冰岛、阿根廷、阿尔及利亚、摩洛哥、东非、埃及、突尼斯、新西兰、澳大利亚等国，遍及五大洲。我国主要主要流行于贵洲、陕西、甘肃、山西、山东、河北、吉林、黑龙江等省。它的主要表现是氟中毒引起的斑釉牙、氟骨症和氟摄入不足引起的龋齿。近年，我国考古学家在山西阳高县许家寨发现了10万a前的古人类化石，其中有许多的斑釉齿，与现代许家窑村发现的斑釉齿完全一致。 地方性氛中毒的分布可分为地带性和非地带性的。 地带性氛中毒的分布与自然地理纬度有关，其主要