地质环境与人体健康

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1、第九章地质环境与人体健康第一节表生环境地球化学特征第二节原生环境地球化学异常与人体健康第三节环境污染对人体健康的影响当前时间12/26/20171一、地壳中的元素地壳中的元素含量是指在地壳形成和演化过程中，不同地壳部位和地质体中元素的平均含量。它是地球圈层分异演化的结果。通常将地壳中元素的平均含量称为丰度值，即“克拉克值”。地壳中的元素尤其在地表环境条件下的元素绝大多数以化合物形式存在，只有极少数以原子结合成单质形式存在。元素之间相互结合成化合物，除了受外界环境中的物理化学条件影响外，还取决于原子本身的结构和性质。自然环境中元素的存在形式主要有独立矿物、类质同像混入物、胶

2、体吸附、有机化合物和络合物等。它们都是元素的共生组合形式。人类在地球上出现以后，人类活动对地表环境化学演化产生越来越明显的影响。人类活动的大量废弃物排放到岩石圈表面，进入水、生物和大气系统，参与环境中的各种化学反应．可能改变局部的或全球的环境化学性质。当前时间12/26/20172有害物的阈限量人群都处在一定的地球化学场作用下，人体中各种化学元素的平均含量与地壳中各种化学元素已建立了相适应的关系（如人体血液中60多种元素的含量与地壳元素丰度有明显的相关性。见下图）。地质环境中某种元素过高、过低或存在对人体有害的其他元素，均会给人类带来危害。如克山病和大骨节病与水土中富有机

3、质、腐殖酸（-OH）、Fe、Cu、Zn，贫SO42-、P、Se等有关。确定对人体健康不利的原生有害物的最大值和人类活动排放有害废弃物的最大容纳能力，是地质环境容量评价的重要指标。当前时间12/26/20173当前时间12/26/20174人所摄取的微量元素（mg/d）当前时间12/26/20175人所摄取的微量元素（mg/d）续表当前时间12/26/20176二、表生环境中元素的迁移转化在宇宙中，一切物质均处于不停地运动之中。组成地壳物质的化学元素也在不断地进行着地球化学循环。在地表环境中，这种地球化学循环运动主要表现为元素的迁移转化。在一定的物理化学条件或人类地球化学活

4、动的作用和影响下，地表环境中的元素随时空间变化而发生迁移转化，并在一定环境下发生重新组合与再分布，形成元素的分散或聚集，由此而产生元素的“缺乏”或“过剩”。(—)表生环境中元素迁移的特点元素在地表环境中的迁移与在地壳内部的迁移显然是不相同的，因为地表环境与地壳内部的环境条件不同：元素的迁移特点除受自然地理条件影响外，还明显地受人类地球化学活动的影响。当前时间12/26/20179(1)地表环境是地球内部能量释放与太阳辐射能量作用的交织带：由于太阳辐射能量占优势，因而地表环境中元素的迁移过程亦具有周期性、地带性和地区性变化特点。(2)地表环境中水是较强的天然溶解剂：水在大气

5、圈和岩石圈上部进行着不断的溶解循环，出现以淋滤与淀积为主的化学元素的水迁移过程；人类活动对水资源的开发利用，更加剧了元素在地表环境中的迁移作用。(3)地球表面是生物的生存环境：各种生命体活动对元素的吸收(或摄人)与分解(排泄)造成元素的生物小循环。(4)地球表面的地质与地貌条件不同：由于地球表面地质、地貌条件的不同，使地表环境的物理化学条件如氧化还原、酸碱度、氧化还原电位等也有所不同，元素在迁移过程中发生再分配和重新组合的地质地理迁移循环。(5)地表环境是人类生存与活动的地方：人类活动影响元素的迁移过程，在局部地区可能改变元素的迁移环境，引起某些元素和化合物的浓集。当前时

6、间12/26/201710(二)地表环境中元素的迁移类型地表环境中元素的迁移包含元素空间位置的移动以及存在形态的转化两层意思，前者指元素从一地迁移到另一地：后者则指元素在空间迁移过程中从一种形态转化为另一种形态。地表环境中的元素迁移需要借助某种介质进行。介质不同，其迁移类型亦不同。按介质类型，可将元素的迁移分为空气迁移、水迁移和生物迁移三种形式。当前时间12/26/2017111．按介质类型划分(1)空气迁移：空气迁移是指元素以气态分子、挥发性化合物和气溶胶等形式在空气中进行的迁移。属于空气迁移的化学元素有o、H、N、c、I等。以气溶胶(硫酸盐、硝酸盐气溶胶)形式迁移只是

7、在近代工业发展以来，因工业废物的大量排放才出现的一种形式。(2)水迁移：水迁移是指元素在水溶液中以简单的或复杂的离子、络离子、分子、胶体等状态进行的迁移。元素可以胶体溶液或真溶液的形态随地表水、地下水、土壤水、裂隙水和岩石孔隙水等发生迁移运动。水迁移是地表环境中元素迁移的最主要类型，大多数元素都是通过这种形式进行迁移转化的。(3)生物迁移：土壤、水、肥料或农药中的元素通过生物体的吸收、代谢和生物本身的生长发育以至死亡等过程实现的迁移，属于生物迁移。这是一种非常复杂的元素迁移形式，不同的生物种或向一生物种不同的生长期对元素的吸收