课件：第三节-地质环境和土壤.ppt

,卫生学,公共卫生管理学院 卫生学教研室,2019,1,-,第二章 生活环境和健康 Living Environment and Human Health,2019,2,-,第三节 地质环境和土壤,主要内容,1.地质环境与疾病,2.土壤环境与疾病,1）碘缺乏病 2）地方性氟中毒 3）地方性砷中毒 4）克山病 5）大骨节病,1）土壤污染 2）土壤污染对健康的危害 3）土壤的卫生防护原则,2019,3,-,由于各地形成土壤的母质(岩石)成分/气候/地形地貌等因素的不同 地球表面的元素分布不均 一些地区的水、土壤、空气中某些或某种化学元素过多/缺乏。 生物体 环境元素,动态 平衡,一、地质环境与疾病,2019,4,-,生物体内元素,宏量元素：占人体总量的99.95%，C、H、O、 N、S、P、Na、K、Ca、Mg、Cl,微量元素：在生物组织中的正常含量均小于人体体重的0.01%,微量元素,必需微量元素：指那些具有明显营养作用及生理功 能，维持生物生长发育、生命活动及繁衍不可缺少的元素 Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、Cr、I、Se、F,非必需微量元素：无明显生理功能的微量元素,一、地质环境与疾病,2019,5,-,1995年FAO/WHO将微量元素中Fe、Cu、 Mn、Zn、Mo、Cr、Co、I、Se、F等10种 列为必需微量元素；将Si、Ni、B 和 V列 为可能必需微量元素；而将Pb、Cd、Hg、 As、Al、Sn和Li列为具有潜在毒性，但低 剂量可能具有功能作用的微量元素。,一、地质环境与疾病,2019,6,-,必需微量元素从摄入不足到过量摄入的剂量-反应曲线,一、地质环境与疾病,2019,7,-,由于某地区地壳中的元素分布不均衡，导致当地水、土壤、植物中某种微量元素过高或缺乏，使当地人和动物从外界中获得该元素的量不能满足或超过机体正常需要而引起的某些特异性疾病,称为生物地球化学性疾病（biogeochemical disease），又称为化学元素性地方病（endemic disease）。,生物地球化学性疾病,2019,8,-,由于自然的或人为的原因，地球的地质化学条件可能存在着区域性差异。如果这种区域性差异超出了人类和其他生物所能适应的范围，就可能使当地的动物、植物及人群中发生特有的疾病，称为生物地球化学性疾病（biogeochemical disease），又称为化学元素性地方病（endemic disease）。,生物地球化学性疾病,2019,9,-,碘缺乏病 地方性氟中毒 地方性砷中毒 克山病 大骨节病,布氏杆菌病 炭疽病 血吸虫病,化学元素性地方病 生物源性地方病,生物地球化学性疾病,2019,10,-,化学元素性地方病的特点,疾病的发生有明显的地区性 疾病的发生与地质中某种化学元素水平之间明显相关 疾病的发生与当地人群某种化学元素的总摄入量之间存在摄入量-反应关系,2019,11,-,我国地方病分布广，患者多,地方性甲状腺肿 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，受威胁人口4.2亿。 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。 大骨节病 病人约200万，受威胁人口约1亿。 克山病 受威胁人口8290万人，患者近年来已明显减少。,2019,12,-,(一) 碘缺乏病 (Iodine deficiency disorders, IDD),病因：摄碘量不足而引起的一种地方病 疾病形式： 缺碘地区出现相当数量胎儿早产、死产、先天畸形、亚临床克汀病、单纯聋哑、甲状腺肿及克汀病等不同程度碘缺乏在人类不同发育时期所造成的损伤 甲状腺肿、克汀病：碘缺乏最明显表现形式,最明显的疾病形式,地方性甲状腺肿：成年后摄入碘不足 地方性克汀病：胚胎期外环境缺碘,2019,13,-,1.碘在自然界中的分布,分布广泛，存在形式：碘化物 碘化物溶于水，可随水迁移 水碘：山区 平原 沿海 海洋中生物、海产品含碘丰富,2019,14,-,2.碘在人体内的代谢 碘是合成甲状腺激素的主要原料,2019,15,-,2019,16,-,碘的排泄 80以上肾尿（用尿碘排出量估计碘摄入） 10左右粪便 极少部分乳汁、毛发、皮肤、肺组织,碘的需要量 最低生理需要量：每人75g/d 推荐摄入量：生理需要量的2倍成人每人150g/d,2019,17,-,3.碘缺乏病的流行病学,世界：受碘缺乏威胁的人口占全世界总人口28.9% 我国：世界上碘缺乏病流行最严重国家之一 流行影响因素：岩石、土壤、水质、气象条件 病区地理分布特点：山区 平原 内陆 沿海 农村 城市 人群分布特点,发生于任何年龄 青春期多发 女性高于男性,2019,18,-,2019,-,19,2019,20,-,陕西省7个地区饮水含碘量与甲状腺肿发病关系,碘缺乏病,2019,-,21,一种主要由于地区性环境缺碘引起的地方病，是碘缺乏病的主要表现形式之一，主要症状是甲状腺肿大。 (1) 发病原因 1) 缺碘最主要原因(当碘摄入量低于40g/d或水中含碘量低于10g/L时) 2) 致甲状腺肿物质 硫氰酸盐杏仁、木薯、黄豆、核桃仁 硫葡萄糖苷芥菜、卷心菜、甘蓝 3) 其他原因：营养缺乏、高碘等,4.地方性甲状腺肿(endemic goiter),2019,22,-,发病机理,人体碘 摄入不足,碘化物 浓度下降,甲状腺素 浓度降低,促甲状腺激素反馈性增加,甲状腺滤泡 上皮增生,甲状腺增大,2019,23,-,地方性甲状腺肿(大脖子病）,正位,侧位,2019,24,-,2019,25,-,2019,26,-,2019,27,-,地方性甲状腺肿,2019,28,-,(2) 临床表现 早期：甲状腺轻度肿大，无自觉症状 中晚期：呼吸及吞咽困难 (3) 诊断 1) 诊断依据 临床表现甲状腺肿 地方性特点 实验室检查：甲状腺吸131I率呈“饥饿曲线” 2) 诊断标准 居住在地方性甲状腺肿病区 甲状腺肿大超过本人拇指末节或有结节 排除其他甲状腺疾病：甲亢、甲状腺炎、甲状腺癌 尿碘低于50g /g肌酐，甲状腺吸131I率呈“饥饿曲线”,2019,29,-,5. 地方性克汀病（endemic cretinism） （呆小症/白痴病）,在较严重的缺碘性甲状腺肿病区出现的一种病症，患者生后即有不同程度的智力低下、体格矮小、听力障碍、神经运动障碍、甲状腺功能低下及甲状腺肿。,2019,30,-,（1）发病机制 胚胎期外环境缺碘 甲状腺激素供应不足 胎儿生长发育障碍 (胚胎期大脑发育分化不良，可引起耳聋、语言障碍、智力障碍、上运动神经元障碍等) 出生后至两岁摄碘不足 甲状腺激素合成不足 身体和骨骼生长发育障碍 （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）,2019,31,-,(2) 临床表现小、聋、哑、瘫 智力低下 主要症状，轻重程度不一 聋哑 多为感觉神经性耳聋 生长发育落后 身材矮小 婴幼儿生长发育落后 克汀病面容 性发育落后,2019,32,-,(2) 临床表现 神经系统症状 下肢痉挛性瘫痪，肌张力增强，腱反射亢进，病理反射 现症甲状腺功能低下症状 粘液水肿，皮肤干燥，弹性差，皮脂腺分泌减少；精神及行为改变，表现为反应迟钝，嗜睡，对周围事情不感兴趣 甲状腺肿 神经型克汀病患者多见,2019,33,-,克汀病面容,如傻相、面宽、眼距宽、塌鼻梁、腹部隆起等 头大，额短。 眼裂呈水平状，眼距宽。 鼻梁下榻，鼻翼肥厚，鼻孔向前。 唇厚、舌厚而大常伸出口外，流涎等,2019,34,-,呆小症,2019,35,-,临床分型 神经型 有精神缺陷 聋哑 神经运动障碍 没有现症甲状腺功能低下 粘液水肿型（粘肿型） 严重现症甲状腺功能低下 生长迟滞、侏儒 混合型,2019,36,-,(3) 诊断 1) 必备条件 出生、居住在碘缺乏地区 有精神发育不全，主要表现在不同程度的智力障碍 2) 辅助条件 神经系统症状 听力障碍；语言障碍；运动神经障碍 甲状腺功能低下症状 身体发育障碍；克汀病形象；甲状腺功能低下表现 3) 诊断原则 必备条件加至少一项辅助条件,2019,37,-,克汀病患者,2019,38,-,克汀病患者,2019,-,39,地方性克汀病,2019,40,-,黑龙江省佳木斯市桦川县集贤村，号称“天下第一傻”，当年全村3000人中竟有300多个傻子。照片中这一家有四口人都患有地方病，三人为轻度神经性克汀病，一人病重合并佝偻症。,2019,41,-,黑龙江省佳木斯市桦川县集贤村 始建与1938年的集贤村，在1978年普查中发现，当地严重缺碘，尤其是水源缺碘，给当时1313人的村庄带来了859例地甲病和150例地方性克汀病患者，各占全村总人口的65.42%和11.42% 。 内蒙古赤峰市松山区姜家营子乡老泉水村 1974年统计资料显示，当时老泉水村人口1418人，检出地甲病人595人，患病率41.96%；检出克汀病人148人，患病率10.44%；地甲病、克汀病患病率为赤峰市最高。,2019,42,-,姜家营子乡敬老院的克汀病人和孤寡老人,老泉水村克汀病患者刘国恩,老泉水村甲状腺肿患者王玉莲,2019,43,-,“痴呆蔫傻满屯走，聋子哑巴比划手” “一代肿、二代傻、三代四代断根芽” “青年参军靠进口，姑娘对象往外走，外乡人不敢来，多年老户往外流”,“傻子屯” 曾经碘缺乏病的重病区,2019,44,-,碘盐：1995年全民食盐加碘， 2011年发布食用盐碘含量标准 碘油：肌注碘油，口服碘油胶丸 其他：患者口服碘化钾 甲状腺制剂：甲状腺粉、甲状腺片、人工合成甲状腺素 非缺碘地区针对性防治,6. 防治措施 缺碘地区补碘,2019,45,-,由于一定地区的外环境中氟元素过多，而致生活在该环境中的居民长期摄入过量氟所引起的以氟斑牙（dental fluorosis）和 氟骨症（skeletal fluorosis）为特征的一种慢性全身性疾病，又称地方性氟病。,(二) 地方性氟中毒(endemic fluorosis),2019,46,-,1. 氟在自然环境中的分布 分布广泛：地下水氟 地面水氟 存在形式：化合物形式，游离状态少 2. 氟在体内的代谢 吸收：呼吸道；消化道 分布：牙齿；骨骼 排泄：肾脏为主；粪便和体液少量；毛发、指甲、乳汁微量 可通过胎盘屏障,地方性氟中毒,2019,47,-,氟 在 体 内 的 代 谢,含氟气体/蒸气/粉尘 含氟水/食物 呼吸道 消化道 与血浆蛋白结合 各组织，牙齿/骨骼蓄积最多 尿(50%80%)/粪便/汗液/毛发/指甲/乳汁,运送,2019,48,-,（1）病区确定与划分 当地出生成长的8-12周岁儿童氟斑牙患病率 30 ； 饮水型地方性氟中毒病区，饮水含氟量 1.0mg/L； 燃煤污染型地方性氟中毒病区，由于燃煤污染总摄氟 3.5mg 病区程度的划分 1）轻病区 当地出生成长的812周岁儿童氟斑牙患病率30 经X线检查证实无氟骨症或出现轻度氟骨症患者 饮水含氟量1.0 mg/L或总摄氟量3.5mg,3. 流行病学特点,2019,49,-,2）中等病区 缺损型氟斑牙患病率20 经X线检查证实出现中度氟骨症患者，重度氟骨症患者2.0mg/L或总摄氟量5.0mg 3）重病区 缺损型氟斑牙患病率40 经X线检查证实重度氟骨症患者2 饮水含氟量4.0mg/L或总摄氟量7.0mg,病区程度的划分,2019,50,-,2019,-,51,(2) 病区类型 饮水型 燃煤污染型 饮茶型 (3) 人群分布 病区儿童均可患氟斑牙 成年人多见氟骨症 无性别差异 外来居民易患病,2019,52,-,屋内烤火、屋上炕玉米，是贵州农村常见的生活场景。 正是这种没有烟囱的敞炉，使得燃煤中的氟和砷悄悄侵入人。,燃煤污染,2019,53,-,饮水含氟量与地方性氟中毒关系,流行类型,2019,54,-,4. 发病原因和机制,(1) 发病原因 摄入过量氟（据报道，摄入总氟量超过每4mg/(天.人)时即可引起慢性中毒。） (2) 发病机制 破坏钙、磷代谢 影响牙齿 抑制酶的活性,2019,55,-,发病机制,2019,56,-,这是一种只能预防但无法治愈的疾病-氟中毒！ 调查资料显示，截至2003年底，全国有氟斑牙患者3877万人、氟骨症患者284万人。如果按照我国13亿人口计算，平均约每30人就有一名氟中毒患者。 氟中毒患者有两种主要症状，氟斑牙和氟骨症。,氟中毒使4000多万中国人 “笑不敢露齿”,2019,57,-,5. 氟斑牙(dental fluorosis),（1）临床表现 釉面光泽度改变牙面无光泽，粗糙如粉笔 釉面着色牙面呈微黄、黄或黑褐色 釉面缺损牙釉质呈凹陷或花斑样缺损 （2）诊断依据 生长在高氟地区 有氟斑牙的临床表现,发生在儿童恒齿，并终生携带 氟斑牙分为三型： 白垩型(度)、着色型(度) 、缺损型(度),2019,58,-,2019,59,-,病历1.女，20岁，7岁前居住地水源高氟。患者牙齿光泽度尚可，上前牙切端有明显的褐色斑块，属氟斑牙（中度）,2019,60,-,病历2.男，20岁，7岁前居住区水源高氟。全口牙无光泽，呈白垩色，上前牙有明显褐色条纹。属氟斑牙（中度）,2019,61,-,病历3.男，22岁，7岁前生活区水源高氟。患者全口牙无光泽，釉质有明显的窝状凹陷。全口牙有散在的黄色斑块，窝部颜色较深。下颌切缘磨耗严重，可见牙本质层。属氟斑牙（重度）,2019,62,-,氟斑牙 牙釉质形成期摄入高氟引起的 表现为牙釉质白垩、着色或缺损改变 一旦形成，残留终生,2019,63,-,贵州全省一半人口氟中毒 黄褐色的氟斑牙， 是氟中毒的典型症状之。,2019,64,-,6. 氟骨症(skeletal fluorosis),症状 疼痛持续性酸痛刺痛或刀割样痛 神经症状感觉异常；运动异常 肢体变形脊柱生理弯曲消失，活动受限 其他类神经征；胃肠系统功能紊乱 (2) 体征 硬化型:骨质硬化为主 混合型:骨质硬化的同时伴有软化,2019,65,-,氟骨病患者肘膝关节功能障碍,肘关节功能障碍,膝关节功能障碍,2019,-,66,氟骨病患者脊柱弯曲畸形,脊柱弯曲畸形,2019,-,67,氟骨病患者肘膝关节功能障碍,2019,-,68,氟骨症 腰腿及全身关节麻木、疼痛 关节变形、弯腰驼背 发生功能障碍，乃至瘫痪,2019,69,-,(3) X线表现 1) 骨质及密度改变,2) 骨周改变：软组织钙化 3) 关节改变：关节软骨、面、间隙、边缘、囊病变,目前公认的唯一可靠的氟骨症客观诊断方法。,2019,70,-,（挺直如棍）,（弯曲如弓）,氟骨症的X线表现,2019,71,-,(4) 诊断依据 流病调查： 生活在高氟地区，有高氟摄入史（空气.水.食物） 临床表现： 氟斑牙伴骨关节痛，肢体或躯干变形 X线表现： 骨及骨周软组织有氟骨症X线表现 实验室检查： 尿氟含量超过正常值,2019,72,-,7. 防治措施,治疗无特效治疗方法 原则： 控制和减少氟摄入量 合理膳食 药物治疗 氟斑牙治疗 其他 预防减少氟的摄入 改水、饮水除氟 改灶、改变食物保存方法 调整生活习惯,2019,73,-,要想不得氟中毒，烟囱要出屋,2019,74,-,贵州有1000万氟斑牙患者，64万氟骨病人，氟中毒的人口1900万，占贵州人口的一半。,贵州氟中毒最严重的地区是位于黔西北的织金县荷花村。,2019,75,-,儿童氟斑牙 青年拄拐,贵州省毕节地区织金县普翁乡化落村，8到12岁的儿童 ，氟斑牙发病率高达99.55%，而16岁以上氟骨病的发病率高达76%，更为严重的是，在46岁以上人群当中，氟骨病发病率竟高达96.35%。,2019,-,76,案例介绍：,河北省石家庄市怀来县八营村的200多位村民中，绝大多数人都得了一种怪病，上至七八十岁的老人，下至十来岁的儿童，几乎人人腰酸背痛、四肢疼痛。蹲不能久蹲、坐不能久坐、站不能久站。每个人的牙齿褐黄、焦黑，一块一块地脱落，有几个十几岁的孩子竟成了“没牙虎”。由于牙病严重，不少青壮年都镶上了“大金牙”。由于骨骼不好，人一接近50岁脊柱就严重变形，一个个都成了腰弯背弓的废人。 最近村里又发生了一件心酸事：一位年近60岁的老人“作古”，因为脊柱几乎弯成了“环状”，入殓时怎么摆弄也装不进棺材。有人建议用棺盖强压，但亲人们不忍看到老人死后还“骨断筋折”，万般无奈，只好将棺底撬掉草草掩埋了。,2019,77,-,贵州的地方病主要有三种： 碘缺乏病、地氟病、地砷病,2019,-,78,某些地区居民由于长期饮用含砷过高的水或暴露燃用高砷煤的空气而致的一种地方病。以全身性慢性中毒较多见。 主要表现：皮肤色素沉着或/和脱失、手掌和脚趾皮肤高度角化、神经系统、周围血管、消化系统等多方面症状以及皮肤癌。,(三) 地方性砷中毒 (endemic arsenic poisoning),2019,79,-,1.流行病学 自然界分布广：重金属砷化物、硫砷化物 自然界中的砷：+5价 深井水、环境污染中砷：+3价 毒性：+3价 +5价 +3价砷与巯基有高度亲和力，在体内蓄积性强 地方性砷中毒病区分布：贵州黔西南地区“高砷煤” 病区分型 饮水型 燃煤污染型,发砷和指（趾）中砷 反映砷在体内的蓄积水平,尿砷反映机体砷暴露水平,2019,80,-,2.发病机制,（1）抑制多种酶的活性：进入机体的三价砷（如亚砷酸盐）与蛋白质或酶中巯基结合，使酶的生物活性被抑制，引起相应的代谢功能障碍。 （2）无机砷甲基化及三价甲基化砷的毒性：砷的甲基化代谢过程中，代谢的中间产物三价甲基砷酸和三价二甲基砷酸比无机砷毒性更强，可能是无机砷暴露的重要致病因素之一。 （3）氧化应激与活性氧（ROS）产生：砷可使细胞内活性氧类生成增高，导致还原型谷胱甘肽耗竭，DNA氧化性损害，引起致癌过程。,2019,81,-,饮水中含砷20mg/L 急性砷中毒 饮水中含砷0.5mg/L 慢性砷中毒 皮肤改变 色素沉着.色素脱失和角化 特征性表现 神经系统 中枢神经系统和周围神经都可受累及 消化系统 食欲减退、恶心、腹痛、腹泻、消化不良 心脑血管及末梢循环 “黑脚病” 致癌作用 砷及其化合物是IARC确认的第1类对人致癌物,3.临床表现,2019,82,-,黑脚病 （black foot disease）（乌脚病）,在台湾南部沿海病区发生的，是由于下肢动脉狭窄、阻塞引起脚部干性坏疽。临床表现先为间隙发作性脚趾发冷、发白、脉搏微弱、疼痛、间隙性跛行，一般是大脚趾先发病，然后向中心发展，皮肤变黑坏死。,2019,83,-,皮肤角化,色素沉着,2019,84,-,花皮病,手掌角化,脚趾角化,2019,85,-,脚趾角化,2019,86,-,皮肤癌,2019,87,-,“交乐乡本地的小煤窑产的煤含砷量极高，这里的人用敞炉的方式取暖、烘干粮食，砷可以通过皮肤、呼吸道和消化道进入人体，造成砷中毒。” 自1976年以来确诊的慢性砷中毒患者至少有3000例，仅兴仁一县就有约2000例，另有6个县大约7万到20万人口因使用含砷量高的煤而受到砷毒威胁。 砷中毒是不可逆转的，一旦患上即永远成疾，药物只能减缓病情加重，并且因为没有市场，几乎没有药厂生产这方面的药。,贵州省黔西南兴仁县交乐乡， 中国确诊了第一例砷中毒病例。,2019,88,-,4.诊断地方性砷中毒诊断标准 5.防治措施 (1)治疗:无有效治疗，主要采取对症治疗 (2)预防： 切断砷源 (限制高砷煤炭的开采和使用) 改水改灶 (饮水除砷减少室内空气砷污) 改变生活习惯,2019,89,-,(四) 克山病 (Keshan disease),1.流行病学及病因 地区分布：多位于地质侵蚀区，山区、丘陵区发病率高于平原地区 病因：环境硒水平过低；生物感染因素；膳食中营养素失衡,以心肌坏死为主要病变的地区性流行病，病因不明，首先发现于黑龙江省克山县。,2.发病机制及临床表现 机制：心肌损害心力衰竭 急型：多见于成人和大龄儿童；具有起病急、病情危重、变化较快等特点。 亚急型：小儿克山病常见类型；心脏扩大、水肿 慢型：慢性心功能不全 潜在型：劳累后有头昏、心悸、气短,2019,90,-,2019,91,-,4.诊断 主要依据我国制定的克山病诊断标准进行诊断，其中 具备以下3条标准即可做出诊断： 克山病的流行病学特点 具有心脏的症状和体征 排除其他疾病。 5.防治措施 补充硒，口服补硒（亚硒酸钠） 改善营养，环境卫生条件（饮水水质）,2019,92,-,(五) 大骨节病 (Kashin-Beck disease),由于四肢关节软骨和骺板软骨发生变性、坏死等病变，进而导致软骨内成骨障碍的一种地方性骨关节疾病。,特点：一种地方性、多发性、变形性骨关节病 主要病变：发育期儿童的关节透明软骨变性、坏死及继发的骨关节炎，严重者可导致矮小畸形，终生残疾 病因：环境低硒；饮水中有机物中毒；真菌毒素中毒 防治措施：补硒、改水、改粮、合理营养、改善环境条件,2019,93,-,大骨节病 变形性骨关节病,III度,II度,I度,2019,94,-,大骨节病 矮小畸形,2019,95,-,二、土壤污染和疾病,农业污染,生活污染,生活污染,工业污染,2019,96,-,(一) 土壤污染,土壤污染的来源 工业污染：废水、废气、固体废弃物、汽车尾气 生活污染：生活垃圾，人畜粪便和生活污水 农业污染：农药和化肥 土壤污染物种类 生物性污染物(各种病原菌) 化学性污染物(重金属和农药) 放射性污染物（核试验）,定义：在人类生产和生活活动中排出的有害物质进入土壤中，影响农作物生长发育，直接或间接危害人畜健康的现象。,2019,97,-,水型污染：工业废水和生活污水 固体废弃物污染：工业废渣、生活垃圾、粪便、化肥和农药 气型污染：大气中的污染物自然沉降或随降水降落进入土壤,土壤污染的方式,2019,98,-,（二）土壤污染对健康的危害,1.生物性污染的危害,粪便(病原菌、寄生虫卵),土壤,食物,饮水,经口摄入,肠道细菌 肠道病毒 寄生虫卵,在土壤中生存时间长,肠道传染病 寄生虫病,蚊、蝇孳生,鼠类繁殖,传播疾病,含病原体动物粪便,土壤,经人皮肤或粘膜进入体内,土壤中含破伤风杆菌、肉毒杆菌,人体,钩端螺旋体病 炭疽病,破伤风、肉毒中毒,有机废物,土壤,2019,