环境化学因素对人类健康影响的研究进展

环境化学因素对人类健康影响的研究进展

1环境化学元素疾病的发生和流行是多种因素综合作用的结果。其中环境化学因素异常(环境化学元素含量过剩,或不足,或比例失调),不仅会引起地方病(地方氟中毒、地方甲状腺肿、硒中毒、钼痛风、铅神经痛、砷黑脚病等),而且在某些传染病、心血管病和癌症的发生和流行中起很重要作用。2水与心血管疾病自然界存在92种化学元素,在生物体内已发现70多种。其中氢、氮、氧、碳、磷、氯、硫、钠、钾、钙、镁等元素,占构成人或高等动物机体元素的99%以上。这些需要量大而人或高等动物体内含量又多的元素,称为大量元素。其余几十种元素在体内含量总共还不到1%,称为微量元素。目前已知,人和高等动物必需元素共25种,其中包括全部大量元素和14种微量元素(铁、铬、铜、锌、钒、锰、镍、锡、氟、碘、硅、硒、硼、钴),叫做生命元素。某些生命元素,特别是微量元素,具有抑制生物毒素的毒性,促进机体内的抗体形成和吞噬细胞的杀菌能力,因而能提高机体的免疫力。实验研究证明,矿物质缺乏和疾病感染有关。铁缺乏对细菌感染、真菌感染和原生动物侵袭有增效作用,缺钾对肾盂肾炎有增效作用,缺钴对肠蠕虫病也有增效作用,硒不足将提高机体对心血管病、癌症、关节炎、白内障等疾病的易感性。因此,某些生命元素缺乏的地方,传染病容易流行。龋齿不仅损坏咀嚼器官、妨碍消化功能,而且对许多疾病和寿命都有重要影响。龋齿是一种最常见的疾病,并且具有明显的高发区流行病的特征。虽然龋齿是一种食物性细菌病,但是与牙齿本身的抗腐性(即酸不溶性)的关系极大。环境化学因素在牙齿的抗腐蚀性中起很大作用。目前已知,抗龋元素有氟、磷、钼、钒、钙、硼、锂等,致龋或促龋元素有硒、锰、镉、铅、铜等。在抗龋元素缺乏或致龋元素过剩的地区,龋齿患者十分普遍。例如,俄罗斯低洼多林景观,水土中钙、钴、碘、钼、氟、硼、磷等多种元素缺乏,几乎无人不患龋齿,牙齿严重损坏、脱落的未老先衰者,屡见不鲜。癌症中的大多数也是与环境因素有关的,某些元素和化合物(铬、镍、硒、镉、钼、砷、亚硝酸盐等)的过剩和缺乏具有致癌或促癌的作用。由于地表水易受致癌物和促癌物的污染,所以饮用地表水的居民癌症死亡率比饮用地下水的高。环境癌的高发地区,生物化学环境有异常。例如,我国食道癌高发地区之一的太行山南段,饮用水和粮食中钼含量较低而硝酸盐、亚硝酸盐的含量较高。钼少而亚硝酸盐多是合成致癌物亚硝酸胺类和玉米易感染致癌的霉菌的重要条件因素。据报道,水土化学元素异常与心血管病有关系。水的分子式很简单,是由2个氢原子和1个氧原子组成的。由于水是一种良好的天然溶剂,天然水中含有各种各样的物质:无机物、有机物和微生物。所以,水对人类的影响不仅仅在于水本身,而且也在于水中所含有的物质。水的卫生性质过酸或过碱,过硬或过软,矿物质过多或过少,或者含有有害物质,都可以造成水质不良。水质的优劣因地而异,因水源而异。在城市里,一个水源提供给千家万户使用,水质最为关键。因此,都市化以后,某些疾病发病率和死亡率上升,人们便从饮水中寻找原因。心血管病就是一例。20世纪70、80年代,加拿大、日本、俄罗斯和欧洲一些国家共报道了上百座城市的饮用水硬度与心血管病(动脉粥样硬化、高血压、心肌梗塞等)和脑血管病死亡率之间有统计学上的负相关,也就是说,软水地区心血管病死亡率高,而硬水地区心血管病死亡率低。为什么软水与心血管病关系如此密切呢?水的硬度是水质的一种指标。它主要表示水中钙盐和镁盐的总量,通常采用1L水中钙盐和镁盐的含量相当于10mg氧化钙表示水硬度的1度,总硬度小于8度的水层属于软水。因此,软水和硬水在钙、镁和其他微量元素的含量,以及生理病理的作用等方面,都有较大的差异。软水对心血管的危害,主要表现在如下三个方面:其一,软水缺乏对心肌代谢有益的钙和镁。钙、镁缺乏可以促进钠在体内潴留,从而导致动脉压上升;其二,硬水含钙、镁量较多,可以减少肠道对某些有害元素(氟、铅、镉、锶、钡、铜、汞等)的吸收,而软水则相反;其三,硬水在自来水管(铁管)内壁上形成一层碳酸钙沉淀,保护水管不被腐蚀,而酸性(pH<6.5)的软水对自来水管腐蚀性强,水管中许多有害元素被溶解,其中已知水中镉含量过多是一种致高血压的因素。在自来水管中过夜的酸性软水,有害元素的含量更高。实验证明,含镉量为1.5×10-2mg/l的酸性软水在白铁水管内过夜,镉的含量可增加到1.63×10-2mg/l。如果持续饮用这种水,镉全部被吸收并保存于肾内,3年后肾中镉含量就增加1倍,10年后就可能患高血压病。土壤微量元素与血管病死亡率的关系也很明显。欧洲心血管病死亡率最高和最低的地区,环境因素差异最明显的是土壤微量元素。如芬兰东北部广泛分布微量元素缺乏的灰化土,心脏局部缺血死亡率为欧洲最高的;而地中海沿岸诸国(希腊、意大利、西班牙等)以微量元素含量较丰富的褐色土占优势,心血管病死亡率是欧洲最低的。受大气污染而形成酸雨(pH<5.6,其中硫酸占60%～100%)危害最严重的地区(如早期的北欧和北美东部),在酸雨长期作用下,土壤发生酸化,硫酸盐含量增加,有效性硒含量降低,加上硫和硒两种元素的生理拮抗作用,从而导致农作物和饲草的含硒量普遍下降。硒是重要的营养