环境水文地质学教育课件

1、环境水文地质学一、原生环境水文地质研究现状 1、我国古代对原生水文地质的认识水土环境与健康：管子指出：“济之水其水清白，其人坚劲，寡有高强，终无湾醒”引自(地员篇)；唐代李吉甫曰：“菊水出县石涧山，其夯多菊，水极甘馨，谷中百余户不复穿井，仰饮此水，皆寿百余岁”；李时珍在本草纲目中也指出：“南阳之潭，渐于菊，其人长寿”。李时珍本草纲目的水部集中有这样一段记载：“水者，坎之象也。上则为雨露霜雪，下则为江河泉井。流止寒温，气之所钟既异，甘谈咸苦，味之所以不同，是从昔人分别九州水土，以辨人之美恶寿天。盖水为万化之源，土为万物之母。饮资于水，食资于土。饮食者，人之命脉也，而营卫赖之。故曰：水去则营竭，谷

2、去则已亡。然则水之性味尤慎疾卫生者之所当潜心也。”对环境水质的选择: 关于地下水的埋藏、分布和运动特征在古代已有较细致的观察研究。宋人座禹曾指出： “黄潦之泉，色浊而味薄，或近或远必有积池，泄而出流行也，本于下湿之浸灌，清列之泉，色温而味厚，或近或远必有天池，通达而流行也。”此段说明泉水水质的好与坏和补给来源，渗透途径有关。对矿泉水的研究与利用:我国是开发利用矿泉最早的国家。汉朝张衡的“温泉赋”算是最早的记载了，在温泉碑上刻行“有疾病兮，温泉浊焉，以流秽今，嶷除苛气。”此赋采用了诗经的风格，其意是有疾病就到温泉去林浴，可以洗掉污秽，除去邪气。水经注云：“大融石山温汤疗治百病。”在本草纲目中关于

3、庐山的温泉有这样的记载：“庐山温泉有四孔，四手皆温暖可以熟鸡蛋，方土每教患有疥癣、风癞、杨梅疮着饱食入池，久浴后出汗，以旬日自愈也。”二、 国内外对原生水文地质的研究现状1、理论性研究公元前四世纪古希腊名医海帕克莱蒂斯(Hippoarates)在他所著的关于空气、水及土壤一书中指出，环境因素对人类的健康有重要的影响，他论述了环境与疾病的关系。直到17世纪，关于这万面的研究有了新的进展，在欧洲诞生了一门新的环境科学医学地理学。Chatin证实了地方性甲状腺肿与水土中缺碘有关。1916年，Black Mckay发现斑釉齿与饮水中含氟过量有关。1939年Shortt在印度的马德拉斯印发现氟骨症。随后

4、关于环境与健康的研究就愈来愈多了。（1）景观学派 医学地理学可视为景观学派的先驱。不过当时主要是研究气温、湿度、高程、辐射等物理因素对人类健康的影响，而且是一些定性的描述性的研究。由于化学测试手段的不断完善，AAIpMropMeM(1935)开拓了化学地理的新领域。对人体健康的研究从物理因素角度转变为化学因素。(2)周期律学派这个学派的共同特点是侧重于研究生物必需元素的周期变化规律。研究原子的性质、结构及其与生物体之间的关系。早在1933年以前，BHBcphajiknn就考虑到元素在生物圈丰度的周期变化规律。他还提出了生物地球化学理论的设想。而这一切为他的学生AH.Bnhorpahob所实现。

5、1934年他发现了生物圈元素丰度的周期变化规律。1934年，撤西尔(Thther)也注意到了生物必需元素的周期现象。斯坦伯格(Stcinberg，1938)研究了生物必需元素与原子结构间的相关性。肖(WHBShaw，1960)从生物、地质、化学的角度研究了生物地球化学的元素周期律。1965年HASchroeder出版了微量元素与人一书。他研究了生物元素的周期律，研究了地球化学环境、化学元素与生物进化的关系，还讨论了微量元素与健康的问题。 2、专题性研究大骨节病的研究脑溢血病的研究心血管病的研究 癌症的研究 其它疾病的研究三、原生水文地质的研究内容和意义 原生环境水文地质学是研究水文地质环境与人

6、类健康关系的学科 主要内容：(1)元素迁移的水文地质条件;(2)控制种类地方病的水文地质因素；(3)改水防病的综合措施。目前已知至少有35种元素，它们存在人体中的不足或过剩后含导致生物地球化学地方病或中毒性疾病，这些元素按原子序数排列如下：Li、Be、B、N、F、Na、Mg、Si、P、S、K、Ca、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、As、Sc、Br、Sr、Mo、Cd、Sb、I、Ba、Hg、Tl、Pb、Ra、U。环境中化学因子的异常可导致人类患多种地方病或地方性疾病。它们涉及到人体的各个部位：如1心血管系统；2脑血管系统；3内分泌系统4神经系统；5消化系绽；6骨齿系统；7生殖功

7、能；8结缔组织；9细胞组织；10其它部位。归纳起来，原生环境水文地质研究的内容可包括以下几个方面：(1)从环境生态学的角度研究天然水的循环条件和分布规律。(2)研究天然水中元素的来源、迁移、富集和分布规律。特则是对那些生命必需元素和有毒元素要进行重点研究。(3)研究天然水及各类水体中有机质的组成、来源、迁移、聚集的规律及其对无机元素的影响。(4)研究人群中各种地方病和异常生理状态的分布现律及其与水土环境的关系，找出最相关的因素，紧密配合医学部门进行病因研究和实验性预防。(5)进行生态环境质量评价，探索健康饮水水质标准，为病区人民找出优质水源，制订出生态环境综合开发、利用及治理的规划。合理利用森

8、林、草场和水土资源，进行总体现划以保持生态环境的良性循环。四、元素与健康关系的研究 相关性 根据英国地球化学家E汉尔密等人研究发现 人体组织中的元素本质与地壳元素 除原本质主要成分(C、H、O、N)和岩石的主要成分Si外,人体某种元素与标准本度曲线显示明显的相关性.若人体中某些元素与标准曲线明显偏高即可能与其具体生活环境的特异性密切相关.选择吸收性 某些元素在人体各组织中的分布具有明显的选择性：脾 Cd、Sa、Ba、,Al肾Bi、 Pb、 Cd、 Se、 Si肝Pb、 I、 Sm、 Se、 As 、Zn、 Cu肺Sb、 Sn 、Se、 Cr、 Al淋巴结 U、 Tb、 Sb 、Mn、 Al、

9、Li眼球 Ge如果地质环境里某种或某些元素过度或缺乏,则可能导致器产生病变。1、元素含量人体内的化学元素,即生命元素,依其在体内的含量多少,可分为宏量元素和微量元素两类。宏量元素包括C、H、O、N、S、P、Na、K、Ca、Mg、Cl等11种,占人体总量的99.95,它们构成人体中的主要组分,是生命机体不可缺少的元素,从元素周期表中的排位来看，均为原子序数20号以前的轻元素。微量元素包括Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Cr、Mo、V、F、Ni、I、Se、As、Pb、Sn、Al、Ba、B、Hg、Si、Cd、Sr、Li、Tl、Ge及稀土元素等多种，因它们每一种元素在人体内含量低于人体体重的万分之一，故

10、称为微量元素。 元素体内总质量(g)质量分数(%)元素体内总质量(g)质量分数(%)O4300061Pb0.120.00017C1600023Cu0.0720.00010H700010Al0.0610.00009N18002.6Cd0.0500.00007Ca10001.4B 0.0480.00007P7201.0Ba0.0220.00003S1400.20Sn 0.0170.00002K1400.20Mn0.0120.00002Na1000.14I0.0130.00002Cl950.13Ni0.0100.00001Mg190.027Au 0.0100.00001Si180.026Mo 0.0

11、0930.00001Fe4.20.006Cr 0.00180.000003F2.60.0037Cs0.00150.000002Zn2.30.0033Co0.00150.000002Rb0.320.00046U0.000090.0000001Sr0.320.00046Be0.000036Br0.200.00029Ra3.110112、 微量元素的生物学效应 微量元素的营养价值及毒性 (1)参与构成酶和酶的激活剂 酶是一切生命现象及生化反应的物质基础，离开了酶，许多生化反应将无法进行，生命也就不复存在。在人体内已发现近千种酶，其中5070的酶都需要微量元素参与，或由微量元素组成酶的激活剂。 (2)

12、构成机体内重要的载体和电子传递系统 如铁参与血红蛋白和肌红蛋白的合成，在氧的运输和贮存上起重要作用。 (3)参与激素及其辅助因素的合成 如某些微量元素是激素和维生素的成分或重要活性部分(如合成甲状腺激素的碘，维生素B12中的钴)，一旦缺少这些元素，机体内就不能合成这些激素或维生素。 (4)调控自由基水平 微量元素铜、锌、锰、铁和硒等构成的酶类，通过不向机理和方式阻止自由基的生成，减弱脂质过氧化反应以及加速对自由基和脂质过氧化物的清除，这一过程有赖于调控自由基水平。 (5)对机体营养和生长发育的作用 每种微量元素都具有特殊的营养价值及生理作用，其供应不足时会影响身体健康和末成年人的生长发育。已发

13、现碘、硅、锌、钼等对机体的正常发育非常重要。 (6)对机体免疫功能的作用 微量元素在肌体的免疫方面也发挥着重要的作用，足量的微量元素是维持机体正常免疫功能的必要条件。如铁、锌、铜、硒等缺乏可使肌体免疫功能明显受损，使抗体生成细胞数明显减少，抗体生成能力减弱，抵御微生物侵袭的能力降低，使发病率和死亡率增加。此外,一些污染元素如铅、铝、汞、砷等都可明显损害肌体的免疫功能。必需元素：B, F, Si, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni,Cu, Zn, As Se, M,I必需:若缺乏 _人体结构生理异常_病变疾病伯特兰德定律半数至死浓度：Ld50毒物的急性毒性括标之一,有毒物质以不同的浓度

14、重呼吸道吸入经一定时间后造成5%的实验动物死亡的浓度,元素存在状态及组合的致病影响价态:元素阳离子低价态的毒性小于高价态CR3+CR6+元素阴离子PO43-PO32-组合的致病影响颉颃作用 共轭对 CU-MO协毒作用:HGCI 无机汞毒性小.HGCOOH而甲基汞毒性大.其他致病因素除了环境中的物质成分和元素影响人体健康之外,还和人所处的生活条件、劳动条件、饮食习惯有关。最重要的是微量元素对人体的影响，无论是原生还是次生在致病方面没有过明显的界限。六、地质环境与健康1、 地形地貌与健康 地形地貌与健康研究的先驱者当属英国医生A.Hariland。他通过研究英格兰和威尔士胃癌死亡率的分布与地貌的关

15、系发现，在分水岭高地，河流的上游地带胃癌死亡率明显低于河流的中下游河谷，特别是在河漫滩和超河漫滩地带，这种差异性愈明显。 我国学者林年丰通过调查研究也得出相似的结论，指出大骨节病与地形地貌的关系尤其明显，往往仅一山之隔，一河之隔，一沟之隔，山上山下，坡上坡下，沟头沟口，人群中大骨节病检出率高低差别悬殊，甚至出现“健康岛”或“病岛”。疾 病类 型地貌类型地 形 特 点山区平原高地、开阔、畅流区谷地、洼地、闭流区克山病重轻、无轻重大骨节病重轻、无轻重甲状腺肿重轻、无重(山区)轻(平原)地氟病轻、无重轻重食管癌重轻、无轻重肝癌轻、无重轻、无重(水网末梢)胃癌轻、无重轻(分水岭)重(泛滥平原)龋齿重轻

16、、无重轻2、地层和岩性岩层:特定的化学组分，如灰岩地区土壤具有磷、钾异常，磷酸盐地区钒、钾异常，蛇纹岩地区镍、铜异常，滨海平原缺少许多易溶元素等。大骨节病的分布与株罗纪海相地层(砂岩、页岩)分布相吻合，而与其相邻的灰岩地区则没有发现大骨节病；地方性甲状腺肿与岩性的关系也十份明显，在扎伊尔北部的花岗岩、石英岩地区甲状腺肿检出率显著高于南部红色玄武岩地区；以前寒武纪的花岗岩、变质岩为主的北欧，心血管病的死亡率显著高于以中、新生代的砂、页岩为主的南欧；我国学者方鸿慈先生提出含油地层和酸性火成岩控制克山病和大骨节病的分布说。疾病类型高发区的岩性国家和地区低发区的岩石国家和地区心血管病前寒武或寒武系变质

17、与花岗岩,冰碛层英国、芬兰、瑞典、美国俄亥俄州中新生界砂页岩、灰岩、石炭二叠系砂页岩地中海沿海诸国、美国俄亥俄州食管癌玄武岩、安山岩、沉积岩中含煤地层中国河南、山西，南非石灰岩中国河南、山西，南非甲状腺肿变质岩、花岗岩、石英岩、灰岩、砂岩中国新疆南部,南非、中非、哥伦比亚、扎伊尔、斯里兰卡石灰岩、火山岩、第三纪红色玄武岩或红色地层中国新疆南部,南非、中非、哥伦比亚、扎伊尔、印度、孟加拉脑溢血第三系火山岩、前寒武系或寒武系花岗岩英国、瑞典、意大利、日本关东南部、德国古生界砂岩、泥岩、灰岩、中、新生代砂页岩美国、日本、英国、瑞典、意大利、德国 3、土壤与健康在原生环境中，元素的来源，除了来自火山喷

18、发，深层水的越流、或浅层水排泄外，主要来自各种岩石风化释放的后生地球化学过程，其中风化壳和土壤的形成过程对岩石中元素的再分配起重要作用。风化阶段：机械破碎阶段、富钙化阶段、富硅铝阶段、富铝化阶段。土壤对人类健康的影响,主要是通过谷物来实现的。土壤类型不同,谷物中微量元素的含量就有较大的差异。美国缺碘的土壤地区,地方性甲状腺肿发病率就较高；而富硒土壤地区，人体易患肠胃病和肝功能异常；富铝的土壤,人类易患神经系统疾病和结缔组织增生症。然而，土壤中微量元素变化受许多因素影响，其中最为密切的是与水溶性微量元素含量和淋滤程度。4、地质结构与健康控制火山（局部环境中富集大量B、F、SE、S、AS、SI）岩

19、浆岩、火成岩的分布，控制着各种元素的成矿富集。间接控制岩石和矿床影响范围内相应元素的非地带性的分布规律，区域深大断裂控制地热场异常展布。沉降带：海洋封成水，元素富集；隆起带：地表水强烈交替稀释，造成微量元素贫乏。5、水文地质与健康某些生物地球化学性疾病区分布于一定的区域水文地质单元内，它们明显受地下水的类型、埋藏条件、径流条件及含水层岩性等控制;如我国克山病及大骨节病的分布，按某一区域水文地质单元来讲，常常处于补给区和径流区的过渡带及排泄不畅地段。环境中元素迁移的水化学条件水化学条件：PH、EH、酸碱介质对元素迁移的影响。 迁移强度KX地球化学垒和环境中元素的聚集表生带在短距离内的迁移条件明显

20、交替，并导致元素浓集的地段称为地球化学垒。机械垒（潜育垒）物理化学垒（氧化垒、还原垒、碱性垒、酸性垒）生物垒、人为垒。元素迁移的地下水动力条件地下水在强烈交替的条件下，迳流快、DO高、矿化度低、溶解能力强、元素大量淋溶。干旱区：地下水埋藏浅，迳流慢，蒸发强，元素大量富集。补给、排泄过渡带、及排汇不畅地带，现代沼泽和古代沼泽对大骨节、克山病分布起控制作用。元素贫乏、腐殖质富集的酸性、弱酸性还原的水文地球化学环境环境的主要特点是：气候寒冷湿润、腐殖质大量堆积；山间盆地、河谷平原洼地沼泽发育，泥碳堆积；土壤以灰化土、草甸沼泽土为主。降水量600-1000MM，热量不足，蒸发弱，水分相对充裕，透水性不

21、良，故多属还原环境。常见矿物：蓝铁矿和菱铁矿.植物的残体被细菌分解，产生大量的腐殖酸，它们不能全部被风化壳盐基所中致使土壤呈酸性，PH3。5-4。5，酸性环境又抑制好气性细菌的生长，故植物的残体得不到彻底的分解，长期处于半分解状态，多数元素被禁锢在植物的残体中，从而造成环境中矿物营养日趋贫乏，由于酸性淋溶作用强烈，致使环境中CA、MG、K、NA、CR、I、V、CU、CO、NI、ZN、CD、CR3+、MN FE等元素贫乏。地表水多呈酸性，弱酸性软水，水中含有较高的SIO2，水中FE2+、MN2+、TI2+含量均高，该环境标型元素是H、FE。常见的地方病有克山、大骨节、甲状腺、心血管、骨质松脆病。

22、元素适量、腐殖质贫乏的中性氧化的水文地球化学环境本区热量充分，降水量600-1200MM，潜水位较低，土壤湿度适中，为氧化环境，植物不发育，植物残体在氧化环境中彻底分解，很少有腐殖质堆积。本区元素的淋溶和富集作用不显著，无明显元素过剩和不足，天然水中多呈中性，矿化度300-500MG/L，水质较好。 CA为本区的标型元素，本区的地方病少见，局部有明显的地甲病和龄齿。元素富集腐殖贫乏的碱性、弱碱性氧化的水文地球环境本区降水量250-400MM，热量充分，蒸发性强烈，属于水量严重不足的气候干旱区。该区地表过程不发育，潜水位很低，土壤的透水性良好，为氧化环境，植被稀少，植物残体分解彻底，故腐殖质贫乏

23、，由于淋溶作用微弱，蒸发作用强烈，造成元素在环境中富集，土壤中CA、NA、MG、S、CI、F、V、ZN、CR、CU、MO、NI、SE、AS等元素富集，地表水和潜水多呈碱性，PH 8-10，矿化度500-1000MG/L，本区环境中标型元素是CI，NA、S等，该区属草原和荒漠景观。本区元素过剩，常见有氟中毒，硒中毒钼中毒、砷中毒地方病。酸性氧化的水文地球化学环境本区热量丰裕，水量充沛，年降水量1000-3000MM，植物茂盛高大，元素生物地球化学循环活跃，风化壳中CA、NA、MG、K、LI、RB、CS、B、I、等大量流失，残锱FE（OH）3、AI（OH）3和石英，形成鲜红色风煞费苦心壳，本区土壤

24、多为砖红色土壤，盐基缺失，呈酸性，PH3-5、CA含量，1-1.MG/L,又可导致斑齿,长期饮用F3MG/L,氟骨症,流行特征:氟含量高,发病率高,病情加重;损害最早地牙齿上,高氟区儿童2-3岁,鲁芽班铀症恒牙发生班铀症后,年龄增大病情加重,性别上无差异,饮用高F时间与发病率呈正相关.当地人与外地人有明显区别. 当地人斑铀病症 外地人氟骨症除与饮水有关还与当地的蔬菜有关3、氟病的临床表现症状:腰腿疼痛,有的患者脊椎关节膝关节不受季节天气的影响,随病情加大痛感敏感性争强,活动时候稍不留意受到轻微碰撞,就会触痛,有的患者甚至不敢深呼吸大声咳嗽,病人出现乏力,肢体运动不灵活,手脚无力,甚至常将物体跌

25、落,出现烦躁不安,精神不震,疲劳困倦,头晕,眼花,耳鸣等症状.病区的畜牧丧失使役能力,4、地氟病的发病机制饮水中氟含量过低时,易患龋齿的原因,是氟能被牙釉质的羟基磷灰石晶粒表面吸附形成硬度较高的能抗酸的氟磷灰石保护层,而且氟离子还能控制口腔的鲁酸杆菌.降低碳水化合物的分解所产生的酸度,重而保护了牙齿健康,当饮水中贫氟时,牙齿便易受酸的侵蚀,发生龋齿,当饮水中氟含量在1.5-3毫克每升时,易换斑釉齿症,当氟含量大于3MG/L时有可能得氟骨症这是因为,氟与钙的亲合力较强,而其化合物溶解度又低,故人体血液中多余的氟离子很容易与钙结合形成Caf2沉淀改变牙齿珐琅质的晶体结构,在晶粒间造成缺陷,形成斑点

26、状腐蚀,并沉着各种色素,黄褐黑,斑釉齿患者的牙齿变脆,易折断,当人体血液中氟含量过量时,由于Caf2沉淀,血液的氟钙平衡被破坏,就需由骨骼中的钙来补充,以维持这种平衡,结果造成骨质酥松,由于Caf2沉淀多发生在关节处,故氟骨症患者的关节硬化失灵,而且易发生非正常骨折,多氟所造成的钙代谢紊乱,可使人出现缺钙综合症5地方性氟病病区的成因类型 特征分布规律水文地球化学类型氟病的主要来源氟富集贫化的主要作用控制因素分布区域地带性蒸发浓缩型土壤和浅层岩石中的氟溶滤、蒸发、浓缩作用自然地理条件及围岩中氟含量中国、原苏联、干旱区域、中国东北、要西北各省非地带性温泉热水型深部岩石热溶滤作用受围岩含氟含量及地下

27、水物理性质及化学成分控制美国西部、意大利新西兰、中国含氟矿藏型莹石,磷灰石钨矿及多金属矿床风化、溶滤及气体扩散作用矿床所处的自然地理条件埃及、突尼斯、阿尔及利亚摩洛哥、中国人为污染刑磷灰石、练铁厂、制铝厂、玻璃、陶瓷工业的三废排放。粉尘、烟气和含氧废水的混合作用工厂污染的排放强度国内外有关工厂影响区火山型火山喷发气体、灰尘及热水气体扩散及热水溶液和水流冷却作用活火山活动及分布地区意大利的维火山，日本的阿苏等地带性淋失贫乏型岩石土壤中氟无毒贫乏强烈淋失造成F、CA、MG、PS不足植被发育、降水充沛弱酸性水强淋溶造成酸性软水中国东北的许多地方6、地方性氟病的环境地质特征 地球化学背景：地质环境中有

28、效态氟含量越高,机体通过食物链摄入氟越多,引起地方性氟中毒的可能性就越大。研究表明,摄氟量与地方性氟病的患病率呈高度相关关系,相关系数均在0.9以上。它们含氟的浓度及用量均与地方性氟病病情呈高度正相关关系。 地质构造：地质构造对氟的富集具有一定的影响， 地理气候条件：气候炎热、干旱少雨、地下水强烈蒸发造成矿化度增高等是形成高氟浅层地下水病区的气候条件，此类病区地势越低洼，排水越不通畅,饮水氟就越高,病情越重，研究表明，氟的最大含量产生于矿化度在600900mg/L的水中。生活燃煤污染型病区,海拔越高,气候越寒冷,潮湿多雨,年烧煤时间越长，室内空气和食物污染的就越重，病情也就越重。 6、地方性氟

29、病的环境地质特征 水化学特征：从饮水型病区调查发现,在水氟含量相同的情况下，患病率可以相差很大。水的硬度、钙离子与氟浓度之间呈明显的负相关关系，水的碱度有增强氟的毒性的作用。 营养条件：1985年医学卫生部门检查表明,水氟仍为6.0mg/L,氟骨症不但无新患者出现,而原有病人病情均无加重现象甚至有的稍有好转。这是因为,蛋白质、钙、维生索C、B1、B2等均有抗氟保护机体的作用,特别是维生素C有促使氟从体内排出的作用,而高脂肪能使氟的吸收增加。研究证明硼、钙、镁等元素均有抗氟作用,它们可以与氟形成稳定的络合物而使氟失去括性，或能抑制氟在肠道内的吸收,所以这些元素摄入的多少可以影响地方性氟病的病情。

30、地方性氟病的防治换水源和饮水除氟两类。前者是一种治本的方法，在采取措施时应首先予以考虑,具体办法有：打低氟深水井,实践证明,在我国大部分干旱半干旱盐渍土地区的深层地下水含氟较低,符合防病的要求,并取得了显著的效果；若在找不到低氟水源或暂时又无条件另打新井等，可利用物理化学的办法降低饮水中的氟,常用方法有：混凝土沉淀法；活性氧化铝化；骨炭法。对生活燃煤污染型地方性氟病的预防主要通过：使用降氟炉灶降低室内空气的氟污染；降低食物的氟污染；不用或少用高氟劣质煤。对工业污染型氟病的预防主要是限制工业含氟“三废”排放。七、 原生环境水文地质条件与碘缺乏病1、概述正常人体内有50mg,甲状腺含碘10-15g

31、,成人每天摄取100-200mg,才能满足机能需要,由于分子甲状腺素需要4个碘原子,如果机体没有足够的碘, 甲状腺造不出足够的甲状腺素(甲状腺素具有促进新陈代谢和神经骨骼生长发育的功能,体前叶的出甲状腺素不足就增加分泌以刺激甲状腺使其发生代偿性增生, 腺细胞增多,活动加强,但机体依然缺碘,故甲状腺制造出来的是一些不合格的劣等胶性物质,他并不适宜机体应用这种物质大量在甲状腺滤泡中储积累起来便增加腺体体积.假如机体摄入的碘过过氧化酶的活性受到抑制,就会减弱碘的有机化过程,重而使甲状腺素减少,其结果与缺点一样,会促使甲状腺组织发生代偿性肿大.含量（ 0 .3-11mg/l）的地区，以每个成人摄取的碘

32、含量可达0.9-5.7mg,想法成人的最适摄取量，(0.1-0.2mg/d)的45-57倍，由于气候干旱，土壤盐碱化，地表水和浅层地下水或用水量不足，或因矿化度1g/l，而不能饮用时，居民只好用深层地下水，特别是干旱年份更是如此，这就是水源性高碘性地甲病流行的原因。2、甲状腺的临床表现 甲状腺主要表现为甲状腺肿大,病人颈前都呈现不同程度的增粗,一般为轻度或中等程度的弥漫性肿大,也看不清质地柔软,表面光滑,随吞咽上下活动,发病者质地坚硬,无压痛,一般的甲状腺肿大无其他症状,巨大的甲状腺肿,可引起临近组织的压迫症状,如压迫气管,引起喉部紧缩,呼吸不畅,慢性咳嗽,也可压迫食管,引起吞咽困难,也可压迫

33、喉结神经,引起声音嘶哑等,地方性甲状腺虽不十分可怕,但在地甲病,常有克汀病流行,这种病患者痴呆,聋哑,矮小,劳动力差,重者还会瘫痪,地方性克病实为地甲病的延伸,因为他是一种胚胎疾病, 克汀病的父母绝大多数,都是地甲病的患者,故, 克汀病可能是 先天性缺碘和缺甲状腺素所导致,有人认为, 克汀病的患者有家族史超过50%,是一种遗传病。3、我国地甲病的成因类型我国碘缺乏病的成因类型有： 山岳碘淋滤型：山岳地区由于山岳冰川和河流的切割、侵蚀作用，土少石多,土层浅薄，水土缺碘,土壤滞留碘的能力较弱； 强渗流弱吸附型：由于沙土中有机质含量小于1，粘粒含量又小于10，地下水力坡度大，渗透速度快，与围岩接触时

34、间短，它们对碘的吸附能力很弱，易使碘淋失。一般主要分布于山前冲、洪积扇上部、古河道、沙漠边缘地区； 沼泽泥炭固碘型：由于土壤矿化质弱,植物残体分解差,碘被有机物禁锢,水土中植物有效态碘数量很少； 高山氧化挥发型：构造隆起山区,氧化带发育较探,强烈的氧化作用使碘挥发贫化； 拮抗协毒型：环境中并不缺碘,但因饮用富钙的水,抑制了人体对碘的吸收，或者如Co、Mo的缺乏,发生协毒作用,便碘缺乏加重,这种拮抗作用使碘缺乏病发病率升高。油田地下水高碘类型通常油田地下水是富碘的（0.3-11mg/l）一般深层地下水碘含量高于浅层地下水，碘含量高于浅层地下水,在饮用高碘的深层地下水碘含量(0.3-1.9)地区,

35、以每个成人每日摄入量为300mg计,人体从饮用水中摄入的碘量可达0.9-5.7mg,相当于成人最适摄取量(0.1-0.2mg/d)的45-57倍, 沿海食物性高碘类型 海产品碘十分丰富，海鱼1-30mg/kg 海带440-1080mg/kg大量吃海产品，结果表明渔民每个成人摄取碘含量约1.4-2mg,相当于最低度摄取碘量的7-240倍，在本类型病区内，只要节制富碘的海产品的实用量，甲状腺肿会自然消失。4、碘缺乏病的防治 对具体病区,首先应调查致病原因,然后有针对性地进行防治。一般对缺碘型,常常食用加碘食盐和海产品；对沼泽固碘型,常通过改水、疏干沼泽等改善。总之，最有效的措施应从维持碘的生态良性

36、循环角度出发,如施碘肥、改良土壤、结家畜家禽饲料添加碘等。八、原生环境水文地质条件与克山病和大骨节病 1、大骨节病和克山病无论在地理分布上还是在病因上，以及环境地质特征上,都有相似之处，因此,我国过去曾将这两种地方病称作“姐妹病”。 克山病是一种以心肌坏死为主要症状的地方病。因1935年最早发现于我国黑龙江省克山县而得名。据考证,该病可能在二百多年前就已有流行。它的发病特点以早期症状不明显，难诊断,患者发病很急且一旦发病，即出现急性或慢性心力衰竭、气短、呼吸困难、头晕、恶心、呕吐,严重看出现脉搏细弱、面色苍白、四肢冰凉、血压下降,有频死预感,若抢救不及时，便在短短的几个小时内死亡。 大骨节病是

37、一种伴有机体改变的、进而造成四肢畸形的地方性疾病。主要表现为关节软骨和骨后扳软骨发生病变或坏死、影响骨骼生长，关节疼痛、粗大，骨短、肌肉萎缩，个子小呈畸形，走路像鸭子等。大骨节病主要发生在正在生长发育的青少年中，已使成千上万的大骨节病患者丧失劳动能力和生活自理能力，严重损害少年儿童的生长发育。2、克山病和大骨节病的病因 水土病因假说或生物地球化学病因假说：其主要观点认为是病区岩石、土壤、水、植物或动物性食物中某些化学元素异常，如钙、镁、硫、硒、钼、铜、钴、锌、锰以及有机质如硝酸盐、腐殖酸等的丰缺或比例失调，引起心肌代谢障碍导致克山病和大骨节病的流行。 生物因素说或食物性真菌中毒说：认为致病因子

38、是某种病原微生物或其代谢产物，如真菌毒素等，由于粮食被毒性镰刀菌污染形成耐热毒素，长期食用后中毒发病。最有说服力的例子是吃一切谷物都可以得这两种病，惟有吃大米才不得病，因为大米不传播镰刀菌。营养缺乏假说：主要观点认为高寒山区谷物成熟不好,从而导致缺乏A、B、E等维生素和氨基酸等营养成分,或缺硒、钼等微量元素而致病。这与绝大多数病区分布在比较偏僻的山区相吻合，由于交通不便，生活环境呈封闭、半封闭状态，经济发展水平低，导致人体内环境供需失衡 但绝大部分学者都认为两种病主要是由缺硒引起的，一般认为根据动物实验结果，克山病缺硒可导致体内谷胱甘酞过氧化酶活性降低，过氧化物堆积使生物结构和功能受损害，尤其

39、是心肌会最丰富的浅粒体膜受破坏导致心肌受损，大骨节病：在低硒环境下，肢体软骨细胞对外界致病处于防御能力低下的状态，骨关节处易受伤害，而导致大骨节病，当然有的人认为是特定的自然环境，导致人体内缺钙，镁 ，或腐殖质多。3、病区的环境地质条件水文地质条件，分水岭两侧，河流或支谷中上游微气候条件，病区多为阴大阳小古洼地，北风口，丈高地病轻。水背地病重，植被条件，病区气候湿润，植被发育，地表有较厚的枯枝落叶，草碳层，腐殖质黑土和腐殖质淤泥，地形地貌条件，受微地貌控制，两种地形接合部位，分水岭两侧或四周，山间盆地，黄土染，峁。5地质条件，构造上升与沉降接合部位岩性：酸性侵入岩和喷出岩，内陆湖相沉积岩，陕北

40、黄土高原第四纪松散堆积。6水文地质条件，地下水补给区与径流区过渡地带及排泄不畅的地带，病区的含水层常与现代古代泥沼泽沉积有关系 4、克山病、大骨节病的防治目前主要采取补充微量元素硒的方法，在病区实验结果表明，由原13%的发病率降为0。03%，除用药外，目前还没有更好的方法。 九、原生环境水文地质条件与心血管病心血管病是各类心脏病和心血管病的总称即心血管疾病死亡率的分布具有明显的地方性，而且与饮水的硬度呈显著的负相关。硬度分级总硬度(106)城镇数(个)相对高发区城镇数(个)占城镇数比例(%)极硬水 1807114.29硬水12018010110.00适度硬水6012015533.33软水 60

41、17952.94总计491632.65 美国城镇饮用水的硬度与心血管疾病死亡率的关系 水化学特征与心血管疾病病因的关系存在以下几种相对性 水的硬度并不是心血管疾病的致病因子，只是一种表现形式；Ca的浓度可作为环境的“指示”，可调节机体的吸收和利用，如Ca可能阻碍机体对有害元素的吸收或调控电解质平衡；软水区多为酸性或弱酸性水，腐殖质含量高，死亡率高；而硬水区多属碱性水，死亡率低。这可从许多城市将软水硬化后心血管疾病死亡率明显降低，而将硬水软化后死亡率明显上升得到有力的证明；软水是酸性的，可通过腐蚀作用溶解水管中的镉等有害微量元素，加重心血管疾病；某些溶解在硬水或含有低硫酸盐和高重碳酸盐含量的水中物质可能延缓心血管疾病的发生；具某些特征的软水或含有高硫酸盐和低重碳酸盐含量的水能加重心血管疾病。 病理分析显示，死于心肌梗塞的病人心肌中Mn、Ni只相当于正常人的30，因此被称为心肌梗死的警报；Mo和Se在维持心肌正常功能方面具有重要作用。一般在治疗心脏病患者的药物中添加钼能很好地提高治愈率。十、原生环境水文地质条件与癌症 据我国提供给WHO的数字推算，我国每