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生活环境和健康中南大学公共卫生学院陈律chenlvcsu@yahoo.com.cn第三节地质环境和土壤第一部分：生物地球化学性疾病地方性甲状腺肿及克汀病地方性氟病地方性砷中毒（自学）克山病（自学）第二部分：土壤污染和疾病（自学）地质环境与疾病生物体与环境的关系：一方水土养一方人生物体内的元素：常量元素：占人体总量99.95%，碳、氢、氧、氮、硫、磷、钠、钾、钙、镁、氯等11种微量元素：在生物组织中正常含量均小于人体重量0.01%必需微量元素：生命和机体正常生理活动必需，铁、铜、锰、锌、钼、铬、钴、碘、硒、氟等10种非必需微量元素：无明显生理功能的微量元素※可能必需微量元素——硅、镍、硼、矾※具有潜在毒性微量元素——铅、镉、汞、砷、铝、锡、理第一部分生物地球化学性疾病由于地壳表面化学元素分布的不均一性，造成某地区的土壤和水中某种（些）化学元素过多或过少或比例失常，通过食物和饮水使人体内某种（些）元素过多或过少而引起的一类疾病，称为生物地球化学性疾病（biogeochemicaldisease)。地方病在我国分布地方性甲状腺肿：全国约有700多万人，地方性克汀病：25万多人，亚临床克汀病1000万人地方性氟病中氟斑牙患者4186万，氟骨症200万人，受威胁人口3.7亿克山病受威胁人口8290万人，患者近年来已明显减少。生物地球化学性疾病的基本特征1.具有明显的地区性：2.该地区具有该病的发生条件（微量元素过多或缺乏、适宜浓度）3.非病区健康人进入病区，可患病，且属危险人群4.从地方病区迁出后，病情不会加重，有的可逐渐减轻甚至痊愈。5.某些易感动物也可患某种地方病6.消除该地区的特异致病因子后，可使该地区变为健康区。通常可将生物地球化学性疾病分为元素缺乏和元素过多两种类型：碘缺乏病（iodinedeficiencydisorders,IDD）地方性氟中毒（endemicfluorosis）地方性砷中毒（endemicarsenicpoisoning）一、碘缺乏病碘缺乏病（iodinedeficiencydisorders,IDD）是指从胚胎发育至成年期由于碘摄入不足而引起的一系列病症,包括地方性甲状腺肿、地方性克汀病、地方性亚临床克汀病、流产、早产、死产、先天畸形等。一）碘（iodine,I）在自然界的分布空气、水、土壤、岩石、动植物体内，以碘化物形式存在，易溶于水，山区＜平原＜海洋。水碘含量与碘缺乏病的流行有密切关系，在碘缺乏病区多在10g/L以下。陆产食品中的碘，受土壤水溶性碘含量的影响，不同地区所产蔬菜和粮食的碘含量不同，大约为10-100g/kg。在碘缺乏地区碘含量较低，一般在10g/kg以下。海产品中碘含量较高，可达到100g/kg以上，特别是海藻类碘含量更高。常见食物中的平均含碘量（µg/kg）食物鲜重干重平均值范围平均值范围谷类4722~726534~92豆类3023~36234223~245蔬菜2912~201385204~1636水果1810~2915462~277牛奶4735~56——鸡蛋93———肉5029~97——淡水鱼3017~40——海水鱼83217~40—471~1591海带2000—10000—贝类798308~130038661292~4958二）碘在体内的代谢人体需要的碘有80-90%来自食物，10-20%来自饮水；人的最低生理需要量75µg/d，供给量150µg/d。碘以消化道吸收为主，主要是在胃和小肠迅速被吸收。食物中的无机碘溶于水形成离子碘。空腹时，1-2h可完全被吸收；胃内有食物时一般在3h内；胃肠道内的钙、氟、镁等能阻碍碘的吸收；蛋白质和热量摄入不足，影响胃肠道对碘的吸收。血液中的碘主要是蛋白结合碘，组织中的碘主要以有机碘的形式存在。正常成人体内含碘量约为25-50mg，大部分以甲状腺球蛋白的形式贮存于甲状腺内（约8-15mg）。其余的碘分布于血液、肾、肌肉、脑、卵巢、肝脏、肺、睾丸等。碘主要经尿排出，从尿排泄碘80%，粪便10%，少量通过皮肤、毛发、乳汁、肺排出。尿样碘含量平均值＜5μg/L时——碘缺乏病。当尿碘＜2μg/L时——先天性克汀病。三）碘缺乏病的流行病学1．发病概况：全球碘缺乏病流行的国家：110个受碘缺乏威胁的人口：约16亿缺碘造成智力落后的人口：约3亿患地方性甲状腺肿：5亿多（10%）中国碘缺乏病区：1615个县受威胁人口：4.25亿地方性甲状腺肿：3500多万地方性克汀病：20多万2.地理分布山区＞丘陵＞平原全球碘缺乏病主要分布于：欧洲：阿尔卑斯山脉两侧（瑞士、意大利）南美洲：安第斯山脉（玻利维亚、厄瓜多尔秘鲁）非洲：刚果河流域亚洲：喜玛拉亚山地区（印度、尼泊尔、巴基斯坦、中国）大洋州：新几内亚我国碘缺乏病主要分布于：东北：大小兴安岭、长白山华北：燕山、太行山、吕梁山、五台山西北：秦岭、六盘山、祁连山和天山南北西南：云贵高原、大小凉山、喜玛拉亚山山脉中南：伏牛山、大别山、武当山、大巴山、桐柏山华南：山区地带这些地区的共同特点：地形倾斜、洪水冲刷严重、降雨量集中水土流失严重、碘元素含量极少3.人群分布地方性甲状腺肿可发生于任何年龄；在儿童和青少年，一般随年龄增加对碘的需要量增加，发病率增高。女性的最高患病率多在12—18岁，男性在9—15岁；以后随年龄增长，男性至成人后甲状腺肿患病率逐渐下降；而女性由于月经、怀孕、授乳等生理因素，其甲状腺肿的患病率仍保持在较高水平；人群发病率：女性＞男性。但在重病区男女患病率接近。四）碘缺乏病的发病机理碘缺乏甲状腺素合成垂体促甲状腺激素甲状腺代偿性增生甲状腺肿大地方性克汀病主要是由于胚胎期及出生后两年内严重缺碘，导致甲状腺素缺乏，引起机体多方面尤其是神经系统的发育障碍，其中胚胎期严重缺碘是关键。五）碘缺乏病的临床表现1.地方性甲状腺肿（endemicgoiter）由于地区性环境缺碘引起的地方病，主要症状是甲状腺肿大。地方性甲状腺肿分度:正常：甲状腺看不见，摸不着。Ⅰ度：头部保持正常位置时，甲状腺容易看到。由超过本人拇指末节大小到相当于1/3拳头大小，特点是“看得见”。甲状腺不超过本人拇指末节大小，但摸到结节时也算I度。Ⅱ度：由于甲状腺肿大，脖根明显变粗，大于本人1/3个拳头到相当于2/3个拳头，特点是“脖根粗”。Ⅲ度：颈部失去正常形状，甲状腺大于本人2/3个拳头，特点是“颈变形”。Ⅳ度：甲状腺大于本人一个拳头，多带有结节。2.地方性克汀病(endemiccretinism)是由于胚胎期缺碘，胎儿的甲状腺激素供应不足，胎儿的生长发育障碍。由于胚胎期大脑发育分化不良，可引起耳聋、语言障碍、智力障碍等，以及出生后至两岁摄碘不足，使甲状腺激素合成不足，引起甲状腺激素缺乏，明显影响身体和骨骼的生长，从而表现出体格矮小、性发育落后、粘液性水肿及其他甲状腺功能低下等症状。神经型粘肿型混合型临床表现智力低下：生活不能自理、白痴聋哑：感觉神经性耳聋、语言障碍生长发育落后：身材短小、性发育落后、克汀病面容（头大额短眼宽鼻塌）、婴幼儿生长发育落后神经系统症状：下肢痉挛性瘫痪、肌张力亢进甲状腺肿：现症甲状腺功能低下症状：粘液水肿、皮肤干燥反应迟钝、嗜睡六)碘缺乏病的防治碘盐：食盐中加碘化钾、碘酸钾碘和盐的比例：1:10万(WHO)1:2-5万(中国）一般要求：每人每天摄入碘100-200ug碘油：肌注（500mg/ml，1-2ml）口服（碘油胶丸）目标：2010年以县为单位消除碘缺乏病全国碘缺乏病宣传日1994年5月5日第1届主题：碘盐与健康1995年5月5日第2届主题：1995年基本实现全民食盐加1996年5月5日第3届主题：全民食用合格的碘盐1997年5月5日第4届主题：食用合格碘盐，严禁销售非碘盐1998年5月5日第5届主题：健康的母亲不能缺碘，缺碘的家庭不会健康1999年5月5日第6届主题：坚持科学补碘，提高人口素质2000年5月5日第7届主题：坚持食用碘盐，持续消灭碘缺乏病2001年5月15日第8届主题：加强碘盐监督管理，持续消除碘缺乏病2002年5月15日第9届主题：科学补碘、健康成长2003年5月15日第10届主题：食用碘盐，保护儿童智力2004年5月15日第11届主题：科学补碘，预防出生缺陷与智力残疾2005年5月15日第12届主题：控制碘缺乏病，保护母婴健康2006年5月15日第13届主题：普及碘盐，人口素质提高2007年5月15日第14届主题：坚持食用碘盐，预防出生缺陷二、地方性氟中毒地方性氟中毒（endemicfluorosis）是由于某些地区环境中氟过多，导致当地居民长期摄入过量氟而引起的以骨相组织改变为主要特征的全身性慢性疾病，又称为地方性氟病，包括氟斑牙(dentalflourosis)、氟骨症(skeletalfluorosis)。一）氟在自然界中的分布氟的成矿能力很强，地壳中含氟的矿物近百种，主要有氟磷灰石（含氟量4.2%），各种岩石平均为550mg/kg土壤中只有可溶性氟才能进入水中而被人饮用，或被植物吸收，经食物进入人体而发挥其生物学作用煤的含氟量随煤的种类和地区而异：贵州织金县煤中为0.17%～0.28%，湖北省宜昌市烟煤含氟量0.35%降水含氟量低，在0.05～0.39mg/L，平均0.1mg/L江河水氟含量：南方大多在0.2～0.4mg/L，北方河水氟一般高于南方湖水的含氟量一般比河水高，洼地常年积水的氟含量可高达10mg/L在长白山以西和长江以北的广大地区形成一个面积广阔的高氟区，在此区域内，浅层地下水含氟量在山区为0.5mg/L以下，低洼地区最高可达32.0mg/L，。温泉的水氟含量普遍较高，我国湖北英山县温泉水含氟量4.0mg/L，广东丰顺县17个温泉水氟含量为4.8～26.0mg/L。各种植物的平均含氟量为0.1mg/kg；不同植物含氟量（干重）差别较大，地脚植物含氟量0.5～40mg/kg，海生植物含氟量4.5mg/kg，谷类含氟量3.0mg/kg，蔬菜叶片氟含量为7.0mg/kg，茶叶氟含量为400mg/kg（也有报道达8000mg/kg）。动物性食物氟含量往往高于植物性食物，海产动物食品高于陆生动物食品。在动物食品中，骨组织及筋腱等部位含氟较高。内蒙古绵羊肉的氟含量5.01～7.30mg/kg，畜禽股骨氟含量湿重高达43～1710mg/kg。饮水、食物、生活燃煤、工业污染二）氟在体内的代谢人体氟主要来源于饮水及食物，氟主要经消化道吸收，其次为呼吸道（气体、蒸汽、粉尘），环境受到燃煤污染时，空气中含有大量氟化物经呼吸道进入体内；溶解于水溶液中的氟，包括饮水和饮料中的氟，几乎100％被吸收，食物中氟约80％被吸收；氟吸收后进入血液，在血液中约75％的氟存在于血浆，25％与血细胞结合。血浆中氟约75％与血浆白蛋白结合而运送到组织，游离的氟离子占25％。通过血液循环氟被逐渐转运到全身组织中；氟在体内分布于全身各器官组织，主要是硬组织如骨骼和牙齿等分布较多。氟通过尿液、粪便和汗液等途径排出体外，其中以肾脏排氟的途径最为重要，占50-80%。此外，乳汁、唾液、头发、指甲等也排出微量的氟。三）氟的生理功能1.骨骼和牙齿的主要成分：氟磷灰石－－增强机械强度；牙釉质中适量氟使其抗酸蚀能力增强；抑菌作用，减少酸性物质的生成；提高抗龋齿能力。2.促进生长发育和生殖功能。3.对神经肌肉的作用：氟能抑制胆碱酯酶活性，从而使乙酰胆碱的分解减慢，乙酰胆碱是神经传导介质，因而提高了神经传导效果。四）地方性氟中毒的流行病学1．世界分布：世界上分布很广，五大洲的50多个国家都有发生，亚洲的印度、中国、朝鲜、日本等十几个国家均有本病的发生。在欧洲、美洲、非洲等的20多个国家也有本病发生的报道。2．我国地方性氟中毒的分布：除上海市外，全国各省市区均有不同程度的地方性氟中毒的流行，分布在1187个病区县；病区人口3.3亿，氟斑牙现患4000多万，氟骨症现患260多万。◆病区确定①人均日摄入量＞3.5mg②人群尿