(一)地球化學(xué)元素與人體健康

存在于人體中的化學(xué)元素有幾十種，除碳、氫、氧、氮主要以有機(jī)化合物的形式存在外，其余各種元素均呈無(wú)機(jī)鹽或礦物質(zhì)形式。其中有些礦物質(zhì)是維持人體正常生理功能所必需的，因而必須從膳食中不斷得到供給。這些在體內(nèi)含量較多的氧、碳、氫、氨、鈣、磷、鉀、硫、鈉、鎂、氯等11種元素，稱為人體必需的常量元素，約占人體總成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的60%～80%。這些常量元素主要是從蛋白質(zhì)、脂肪、糖、無(wú)機(jī)鹽、維生素、水等物質(zhì)中補(bǔ)充，以滿足人體新陳代謝的需要。其他一些元素在機(jī)體內(nèi)含量極少，有的甚至只有痕量(含量以μg/kg計(jì))。一般將體內(nèi)含量低于0.1g/kg的元素稱為微量元素。目前已知，人體必需的微量元素有鐵、鋅、碘、銅、硒、氟、鉬、鈷、鉻、鎳、鋇和硅等14種。微量元素在人體的血液、肝、脾、骨、肌肉、腦、胰臟、甲狀腺、腎上腺、視網(wǎng)膜、胰島組織、前列腺、心臟、齒、指甲、肺中都有存在。微量元素對(duì)人體生理功能的影響主要包括:①促進(jìn)酶的催化作用;②參與激素的分泌活動(dòng)，如甲狀腺、腎上腺分泌激素的活動(dòng);③是遺傳物質(zhì)核酸的構(gòu)成部分;④參與新陳代謝———人體內(nèi)氧化還原系統(tǒng)的活動(dòng)。微量元素主要來(lái)自食物、飲水、空氣和藥物，在人體營(yíng)養(yǎng)中生物微量元素比維生素更重要。

人體中各種元素組成的平均豐度與地殼巖石中的平均豐度具有一定的相關(guān)性。除了人體原生質(zhì)中的主要成分碳、氫、氧、氮和地殼中的主要成分硅以外，其他化學(xué)元素在人體血液中的含量和地殼中這些元素的豐度具有驚人的相似性，由此可以說(shuō)明人體化學(xué)組成與地殼演化具有親緣關(guān)系，現(xiàn)代人體中的化學(xué)成分是人類長(zhǎng)期在自然環(huán)境中吸收交換元素并不斷進(jìn)化、遺傳、變異的結(jié)果。自然界中痕量元素進(jìn)入人體的途徑如圖93所示。

圖9-3 自然界中痕量元素進(jìn)入人體途徑示意圖(據(jù)Carla W M，1997)

人體攝入的各種微量元素，有些屬于人體必需的，沒(méi)有它們?nèi)司蜔o(wú)法生存或不能保持健康狀況，如氟、鋅、鈷、溴、銅、鋇、硒、錳、碘、鎳、鉬、鉻等;有些元素則對(duì)人體具有毒害作用，如砷、鎘、汞、鉛、銻、鉈及稀土金屬等。人體對(duì)各種微量元素的需求量取決于年齡、生理?xiàng)l件、環(huán)境條件及遺傳因素等。據(jù)世界衛(wèi)生組織公布，成年人對(duì)一些必需微量元素的需求量如表9-12所示。

表9-12 成人對(duì)必需微量元素的需要量

人體內(nèi)的微量元素雖然甚少，但在生物化學(xué)過(guò)程中卻起著關(guān)鍵性的作用，維持著生命的代謝過(guò)程。表9-13為幾種主要微量元素的生理意義、缺乏癥狀和主要來(lái)源。

表9-13 幾種主要微量元素的生理功能、缺乏癥狀、主要來(lái)源和供給量標(biāo)準(zhǔn)

醫(yī)學(xué)專家認(rèn)為，當(dāng)今人類疾病的90%以上與人體內(nèi)微量元素的“貧”、“富”有關(guān)。許多疑難病癥和地方性疾病的發(fā)生都與人體微量元素失衡有關(guān)，而維持人體微量元素的正常動(dòng)態(tài)平衡只能通過(guò)人體與環(huán)境間的物質(zhì)交換來(lái)實(shí)現(xiàn)。也就是說(shuō)，元素的環(huán)境地球化學(xué)分布對(duì)人體健康有著直接且非常重要的影響。當(dāng)人群長(zhǎng)期生活在因所需元素偏低或過(guò)剩的自然環(huán)境之中時(shí)，必將引起人體中某種(些)元素的平衡失調(diào)，進(jìn)而引發(fā)器官組織病變，這就是通常所說(shuō)的“地方病”。地方病的發(fā)生與地理位置、地形、地質(zhì)、水文、氣候及居民生活習(xí)性等密切相關(guān)。最常見的地球化學(xué)性地方病主要有甲狀腺、氟中毒、克山病、大骨節(jié)病等。

(二)甲狀腺腫

甲狀腺腫，又稱地甲病，是一種因環(huán)境缺碘或富碘所引起的地方病。碘缺乏病(國(guó)際上簡(jiǎn)稱為IDD)是一種嚴(yán)重危害人體健康、影響兒童智力發(fā)育的地方性疾病，它主要影響人體的正常發(fā)育、腦和神經(jīng)系統(tǒng)的功能以及機(jī)體熱量的保持。輕者表現(xiàn)為甲狀腺腫大(俗稱大脖子病)，稱為地方性甲狀腺腫;重則表現(xiàn)為發(fā)育遲滯、聾啞、矮小、癱瘓等障礙，生活不能自理，稱為地方性克汀病(俗稱地克病)。由于嚴(yán)重缺碘而產(chǎn)生的地方性甲狀腺腫在兒童和成年人中均可發(fā)生。如果在胚胎期腦發(fā)育階段，孕婦嚴(yán)重缺碘，則可導(dǎo)致胎兒腦發(fā)育不全，出生后的臨床癥狀為呆傻、矮小、聾、啞、癱等。

碘是人體必需的微量元素之一，關(guān)系到體格與智力的發(fā)育、神經(jīng)、肌肉和循環(huán)功能及各種營(yíng)養(yǎng)的代謝。健康成人機(jī)體內(nèi)碘的總量約為20～50mg，每日所需的碘約為50～200μg，人體內(nèi)的碘70%～80%存在于人體甲狀腺中，用于甲狀腺激素的合成，以調(diào)節(jié)人體的新陳代謝和促進(jìn)人體的生長(zhǎng)發(fā)育。人體內(nèi)碘的來(lái)源主要為食物和水。但由于在地球的發(fā)展過(guò)程中，地質(zhì)歷史變遷的差異，使地殼表面碘元素分布不均勻，一般大地低于海洋，山地低于平原，平原低于沿海。因此造成大部分山區(qū)、高原及少數(shù)平原地區(qū)地理環(huán)境中缺乏碘元素，從而使居住于這些地區(qū)的人群體內(nèi)得不到足量的碘。

1.碘的地質(zhì)地理分布

甲狀腺腫是一種較廣泛流行的地方病，世界上許多國(guó)家和地區(qū)都有發(fā)生。較嚴(yán)重的病區(qū)分布于喜馬拉雅山、阿爾卑斯山、高加索和美洲西海岸等地區(qū)。重病區(qū)幾乎都發(fā)生在邊遠(yuǎn)山區(qū)及經(jīng)濟(jì)和生活水平比較低的地區(qū)。目前全世界約有10億人生活在碘缺乏病區(qū)，地方性甲狀腺腫患者約2億人，地方性克汀病人約300萬(wàn)。

中國(guó)是一個(gè)受碘缺乏病威脅較嚴(yán)重的國(guó)家，約有4.25億人生活在碘缺乏病區(qū)，地方性甲狀腺腫大及嚴(yán)重的克汀病人達(dá)15萬(wàn)人，主要分布在西北、西南、中南、東北、華北等山區(qū)。中國(guó)幾百萬(wàn)的癡呆人群中約90%為缺碘所致。

碘的地球化學(xué)特性決定了碘在自然界分布很不均一，因此甲狀腺腫的分布受地質(zhì)因素的影響比較明顯。地層中有機(jī)質(zhì)含量低或有機(jī)質(zhì)富集層不發(fā)育或缺失，飲水和土壤中碘含量不足都會(huì)引起甲狀腺腫。碘過(guò)量也會(huì)引起此種疾病的發(fā)生。

2.碘的地球化學(xué)特征

原生碘存在于地殼巖石中或通過(guò)火山直接噴出地表。碘是一種極活躍的組分，在地表環(huán)境下極易氧化，常以分子狀態(tài)或化合物的形式存在。在地球化學(xué)演化過(guò)程中，碘具有相對(duì)富集和貧乏的特性，在極地、高山地區(qū)豐度低，洼地和濱海地區(qū)豐度高;在濕潤(rùn)淋溶地區(qū)少，干旱地區(qū)多;在花崗巖、石英巖中少，玄武巖、海相頁(yè)巖中多;在灰化土、沙土中少，在沼澤土、腐殖質(zhì)土、黑鈣土和鹽漬土中多。

碘在天然水中的含量變化幅度很大。在大氣降水中，沿海地區(qū)為2μg/L，內(nèi)陸為0.2μg/L;山區(qū)的地表水、淺層地下水含碘低，為0～0.2μg/L;平原地區(qū)比較高，為5～100μg/L;鹽堿地區(qū)約為10～30μg/L。海水的含碘量比較高，達(dá)50μg/L。油田一般為5～100μg/L，最高可達(dá)500μg/L。

由于碘有生物富集作用，使生物中含碘量較高，海生生物含碘量比地殼中碘豐度的克拉克值高100～1000倍，陸生植物含碘量比地殼中碘豐度的克拉克值高10倍，所以，一般來(lái)說(shuō)，有機(jī)質(zhì)中的含碘量較高，富含有機(jī)質(zhì)的土壤中碘含量也相對(duì)比較高。生物富碘作用可使石油和瀝青質(zhì)沉積物中富含碘，并成為碘資源的主要來(lái)源。

3.碘的生物化學(xué)作用

碘是人體所必需微量元素，它在人體內(nèi)含量甚微但功能十分重要。碘在甲狀腺內(nèi)合成為甲狀腺素，每個(gè)甲狀腺素分子內(nèi)必定有4個(gè)碘原子。因此，人體內(nèi)缺碘就無(wú)法合成甲狀腺素，從而導(dǎo)致甲狀腺組織代償性增生，頸部顯現(xiàn)結(jié)節(jié)狀隆起，即甲狀腺腫大。

4.致病機(jī)理與防治

甲狀腺腫的致病原因比較復(fù)雜。引發(fā)該病的因素有地質(zhì)-地理、土壤、水、食品和生活衛(wèi)生條件等(表9-14)。在自然環(huán)境中，存在著干擾人體吸收碘的因素，如飲水中有較多的Ca，F(xiàn)，Mg，Zn，Cu，Li等元素，或富含腐殖酸、微生物等，都能影響人體對(duì)碘的吸收。此外，食用牛奶(牧草中有過(guò)多的十字花科植物)、蕓薹屬植物、大豆等也會(huì)影響對(duì)碘的利用，誘發(fā)甲狀腺腫。這些食物中含有較多的過(guò)氯酸鹽、硫氰酸鹽、亞硝酸鹽等，它們被稱為致甲(甲狀腺腫)物質(zhì)。

高碘甲狀腺腫的發(fā)病機(jī)理，目前還不十分清楚，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為與碘阻斷效應(yīng)密切相關(guān)。無(wú)論是正常人或各種甲狀腺疾病患者，給予較大量的碘化鉀或有機(jī)碘時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)碘離子難以進(jìn)入甲狀腺組織的病癥，這種現(xiàn)象稱為碘阻斷。

表9-14 影響地方性甲狀腺腫流行的因素

碘缺乏病的預(yù)防主要是為缺碘人群補(bǔ)碘。目前主要選用適宜的飲水和食物，或采取食用碘鹽和口服碘油丸、注射碘油、食用加碘食物等方法。國(guó)內(nèi)外實(shí)踐證明，食用碘鹽是一項(xiàng)確實(shí)有效、經(jīng)濟(jì)安全、使用方便的措施。只要缺碘地區(qū)人群堅(jiān)持和正確食用碘鹽，同時(shí)對(duì)育齡婦女實(shí)行口服碘油丸，就可以有效地控制新克汀病人出現(xiàn)，消除碘缺乏病。施用富含碘的農(nóng)肥也可提高糧食中的碘含量，從而為碘缺乏地區(qū)的人群提供碘含量高的食物。

(三)地方性氟中毒

地方性氟中毒，也稱“地方性氟病”。它是因長(zhǎng)期飲用高氟水或食用高氟食物而引起的一種慢性中毒性疾病。全球地方性氟中毒發(fā)病區(qū)分布相當(dāng)廣泛，約有30多個(gè)國(guó)家高發(fā)氟中毒病。中國(guó)各地均有程度不同的氟病流行，全國(guó)約有762個(gè)縣(旗)有氟病發(fā)生，約占全國(guó)縣(旗)的三分之一，主要分布在黑龍江、吉林、寧夏、內(nèi)蒙古、陜西、河南、山東等省區(qū)，受影響的人群大約4500萬(wàn)。

1.地質(zhì)地理分布

氟中毒病的空間分布與表生地球化學(xué)環(huán)境密切相關(guān)，主要受巖石、地形、水文地球化學(xué)條件、土壤以及氣候等因素的制約。在火山附近、高氟巖石裸露區(qū)、溫泉附近、沿海地帶和干旱半干旱區(qū)均可能出現(xiàn)高氟地帶。

火山灰、火山氣體等噴發(fā)物中含有大量氟，這些噴出物在火山口周圍呈環(huán)狀分布。生活在火山周圍的居民多患氟斑牙病和氟中毒癥。世界上一些著名的火山如意大利的維蘇威火山、那不勒斯火山、冰島的火山區(qū)等均有地方性氟中毒病發(fā)生。

高氟巖石出露區(qū)和氟礦區(qū)也是地方性氟中毒的發(fā)病帶，如螢石、冰晶石、白云巖、石灰?guī)r以及氟磷酸鹽礦中含有豐富的氟，在風(fēng)化作用、淋溶作用的遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程中可使地表水和地下水中的氟含量增高。

溫度超過(guò)20℃的泉水也能夠溶解多種礦物質(zhì)，溫泉水的含氟量一般比地表水高，而且隨泉水溫度的增高氟含量也相應(yīng)增加，故在溫泉區(qū)常有氟中毒病發(fā)生。中國(guó)西藏的許多溫泉區(qū)，泉水的含氟量高達(dá)9.3～15mg/L，溫泉周圍的居民患有嚴(yán)重的氟中毒病。

在沿海地區(qū)，由于長(zhǎng)期遭受海水浸潤(rùn)而形成富鹽的地球化學(xué)環(huán)境，海水中的氟也易于在此富集。沿海地區(qū)大量開采地下水而引起的海水入侵，不僅使土壤鹽漬化、水井報(bào)廢，也可使地下水的氟含量增高，從而引起氟中毒病的發(fā)生。中國(guó)的天津、滄州、濰坊等沿海地區(qū)，均是氟中毒病的高發(fā)區(qū)。

干旱、半干旱區(qū)氣候干燥，降水量少，地表蒸發(fā)強(qiáng)烈，地下水流不暢，氟化物高度濃縮，易形成富氟地帶，也是氟中毒病高發(fā)區(qū)。在印度的許多地區(qū)為氟化物富集區(qū)，總量達(dá)12×106t(全球約為85×106t)，地方性氟骨癥患者高達(dá)100萬(wàn)人以上。

2.氟的地球化學(xué)特征

氟的天然來(lái)源有兩個(gè):①風(fēng)化的礦物和巖石;②火山噴發(fā)。因自然地理?xiàng)l件不同，土壤的含氟量差異較大。氟在酸性環(huán)境中以配合物的形式遷移，在堿性環(huán)境中多呈離子狀態(tài)。地表水和地下潛水中氟的含量與氣候帶密切相關(guān)。濕潤(rùn)氣候區(qū)的灰化土帶屬于酸性的淋溶環(huán)境，有利于氟的遷移，水中的氟含量一般為0.05～0.20mg/L;干旱和半干旱草原的黑鈣土、栗鈣土中含氟量較高，鹽漬土和堿土中則更高，干旱草原氣候帶的水中氟含量可達(dá)2～12mg/L。

氟在天然水中廣泛分布，但極不均一。據(jù)研究，海水中的氟含量約為0.1mg/L，河水為0.03～7mg/L，溫泉水為1.5～18mg/L，鹽湖水高達(dá)20～40mg/L。天然水的氟含量還受地形地貌、地下水徑流條件等因素的控制。一般是山區(qū)低，平原高;崗地低，洼地高。地下水徑流條件差的地區(qū)水中的含氟量比較高。

3.致病機(jī)理與防治

氟(F)元素是人類生命過(guò)程中所必需的元素，對(duì)人體有著重要的生理功能，人體的各個(gè)部位都有它的蹤跡。每人每天的正常需氟量為1mg左右，日本與美國(guó)的營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究機(jī)構(gòu)公布的成人健康維持量為2.1～2.3mg。

人體中的80%～85%的氟集中于骨骼和牙齒中。成年人牙齒的含氟量為11mg/100g，而患有齲齒的人，牙齒含氟量?jī)H為6mg/100g。保持飲用水中含一定量的氟，或從食物中攝入適量的氟，可以抑制細(xì)菌分解糖所需的酶，增強(qiáng)牙齒釉質(zhì)的烴基磷灰石保護(hù)層，預(yù)防齲齒。其機(jī)理是氟能取代琺瑯質(zhì)的一部分羥基磷灰石的羥基，形成不溶于酸的結(jié)晶，因而可增強(qiáng)對(duì)口腔微生物產(chǎn)生酸的抵抗力。如果氟攝取量不足，則氟轉(zhuǎn)變?yōu)檠例X釉質(zhì)的過(guò)程就會(huì)發(fā)生障礙，促進(jìn)齲齒的形成。國(guó)內(nèi)調(diào)查資料表明，水中含氟量0.5mg/L以下的地區(qū)，居民齲齒率一般達(dá)50%～60%;水中含氟0.5～1.0mg/L的地區(qū)，居民齲齒率則一般僅為30%～40%。

如果每天進(jìn)入人體內(nèi)的氟超過(guò)4mg，攝入的氟被吸收后淀積于骨組織中，便可導(dǎo)致氟中毒。輕度氟中毒表現(xiàn)為“斑釉病”，引發(fā)氟斑齒病;患氟斑牙者，牙齒表面失去光澤、粗糙，有的出現(xiàn)黃色、褐色、黑色色素沉著。我國(guó)北方不少地區(qū)發(fā)現(xiàn)此種病癥，嚴(yán)重的可出現(xiàn)片狀或大塊缺損，牙釉質(zhì)破壞脫落。國(guó)內(nèi)若干地區(qū)的調(diào)查表明，在一般情況下，飲用含氟0.5～1.0mg/L的水時(shí)，氟斑牙的患病率為10%～30%，多數(shù)為輕度釉斑;1.0～1.5mg/L時(shí)，多數(shù)地區(qū)氟斑牙發(fā)病率已高達(dá)45%以上，且中、重度患者明顯增多。氟斑牙是人體攝入過(guò)量氟的早期體征，也是評(píng)價(jià)地方性氟中毒嚴(yán)重程度的主要指標(biāo)之一。

重度患者為“氟骨癥”，氟骨癥患者早期出現(xiàn)四肢、脊柱骨骼和全身各關(guān)節(jié)疼痛、全身乏力，嚴(yán)重者可出現(xiàn)骨質(zhì)變形、關(guān)節(jié)病變、手掌皮質(zhì)增厚皺裂、肢體功能發(fā)生障礙、腰椎變形、駝背，甚至喪失勞動(dòng)能力或癱瘓。我國(guó)內(nèi)蒙古阿拉善右旗雅布賴鹽池地區(qū)，由于飲用水中含氟量達(dá)10mg/L，常見此病癥。

根據(jù)國(guó)外相關(guān)資料報(bào)道，氟攝入量達(dá)10mg/kg(體量)左右，可發(fā)生急性中毒;每日攝入15～20mg，持續(xù)10年后，可出現(xiàn)氟骨癥;每日攝入總量20mg，持續(xù)20年以上，可導(dǎo)致殘廢。飲用水中氟含量達(dá)8～20mg/L，長(zhǎng)期飲用，可引起損傷;3～8mg/L可致氟骨癥;超過(guò)10mg/L時(shí)，會(huì)導(dǎo)致殘廢。

氟與腫瘤亦有密切關(guān)系。據(jù)美國(guó)癌癥研究所的報(bào)告，美國(guó)每年35萬(wàn)癌癥死亡者中，十分之一與飲氟化水(人為地向飲用水中加入氟化物)有關(guān)。有人用無(wú)機(jī)氟化物作大鼠的致突變活性試驗(yàn)，結(jié)果認(rèn)為氟是典型的無(wú)機(jī)致突變劑。我國(guó)科技工作者曾對(duì)內(nèi)蒙古10個(gè)旗的飲水氟化物作調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有8個(gè)旗高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定允許量，在常見的16類惡性腫瘤中有11類與飲水中氟化物呈正相關(guān)，其中對(duì)胃、食道、腦瘤有顯著影響。

人體中的氟約有65%來(lái)自飲水，35%來(lái)自食物。水中氟含量多少對(duì)人體的影響情況如圖94所示。世界各國(guó)飲用水中氟含量的規(guī)定并不一致。例如世界衛(wèi)生組織(WHO)制訂、用以指導(dǎo)世界各國(guó)制訂飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的“飲用水水質(zhì)準(zhǔn)則”規(guī)定氟含量的限值為1.5mg/L。歐洲共同體制訂、用以指導(dǎo)歐共體各國(guó)制訂飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的“飲水水質(zhì)指令”規(guī)定氟的最大允許值為0.7～1.5mg/L。美國(guó)“國(guó)家暫行一級(jí)飲水法規(guī)”規(guī)定飲水中的含氟量為1.4～2.4mg/L(依環(huán)境溫度而定)，其他國(guó)家大多為1.0～1.5mg/L。我國(guó)飲用水的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，水中氟含量為0.5～1.0mg/L。

從防止齲齒角度來(lái)看，當(dāng)飲水中的氟含量低于0.5mg/L時(shí)，可以考慮向水中加入一定量的氟化物，這就是所謂進(jìn)行飲用水的氟化。美國(guó)不少地區(qū)采用飲水氟化工藝，我國(guó)廣州市過(guò)去也曾向自來(lái)水中投加氟化物，后來(lái)由于考慮到氟可以從飲食中得到補(bǔ)充以及其他因素，而停止了加氟。

從防止氟中毒的角度來(lái)看，當(dāng)飲用水中氟含量達(dá)到1.5mg/L或更高時(shí)，需考慮除氟。除氟的方法很多，最方便的方法是采用硫酸或石灰絮凝、沉淀除氟，但效率較差。在電能便宜的地區(qū)可以考慮用蒸餾法，即用含氟水制造蒸餾水。也可用冰凍法生產(chǎn)除氟水，含氟水結(jié)冰后，將冰塊融化，即可獲得較純凈的水。通常采用的是除氟劑吸附除氟法，將含氟水以一定濾速通過(guò)除氟劑過(guò)濾，濾柱出水即符合飲用水含氟量的規(guī)定要求。采用的除氟劑有:磷酸三鈣、骨灰、活性氧化鋁。前兩者機(jī)械強(qiáng)度差，再生用強(qiáng)堿強(qiáng)酸，使用不便?；钚匝趸X機(jī)械強(qiáng)度較好，再生不用強(qiáng)堿強(qiáng)酸，較受歡迎。電滲析、反滲透以及離子交換法也可用于水的除氟，在除鹽的同時(shí)氟也得以去除。但其工藝較復(fù)雜，操作者需經(jīng)過(guò)一定的培訓(xùn)，設(shè)備投資也較高，對(duì)含鹽量及含氟量都高的水，往往采用這些方法。

圖9-4 水中氟含量對(duì)人體骨骼和牙齒生長(zhǎng)的影響

此外，減少食物中的含氟量，限制高氟煤的燃燒和工礦企業(yè)含氟“三廢”向環(huán)境中的排放，是預(yù)防食物型氟病和高氟煤煙污染型氟病應(yīng)采取的措施。

(四)大骨節(jié)病

大骨節(jié)病是一種嚴(yán)重危害人類健康的畸形骨關(guān)節(jié)病。該病在全球各地分布很廣，雖然已有100多年的研究歷史，但至今病因尚未徹底查明。

我國(guó)是大骨節(jié)病最多的國(guó)家，病區(qū)分布于我國(guó)東部季風(fēng)濕潤(rùn)地區(qū)和內(nèi)陸干旱地區(qū)的過(guò)渡帶上，從東北到西藏呈條帶狀分布，包括黑龍江、吉林、遼寧、內(nèi)蒙古、山西、北京、山東、河北、河南、陜西、甘肅、四川、青海、西藏、臺(tái)灣等15個(gè)省市自治區(qū)的296個(gè)縣(市、旗)，患者達(dá)200萬(wàn)人。其中發(fā)病最多的是黑龍江省(66個(gè)縣市)。在俄羅斯的西伯利亞、朝鮮北部、瑞典、日本、越南等國(guó)家和地區(qū)也有發(fā)生。

1.地質(zhì)地理分布

大骨節(jié)病分布廣泛，橫跨寒帶、溫帶和熱帶三大氣候帶，自然環(huán)境復(fù)雜多變。病區(qū)地質(zhì)地理環(huán)境可分為表生天然腐殖質(zhì)環(huán)境、沼澤相沉積環(huán)境、黃土高原殘塬溝壑環(huán)境和沙漠沼澤沉積環(huán)境。

天然腐殖質(zhì)環(huán)境區(qū)沼澤發(fā)育，腐殖質(zhì)豐富，土壤多為棕色、暗棕色森林土、草甸沼澤土和沼澤土等。在本區(qū)，經(jīng)常飲用沼澤甸子水、溝水或孔隙滲泉水者大骨節(jié)病較重，而以大河水、基巖泉水或深井水為主要飲用水者病情較輕或無(wú)病。

沼澤相沉積環(huán)境主要分布于平原地區(qū)，如我國(guó)東北的松遼平原、松嫩平原和三江平原，自然景觀主要為半干旱草原。本區(qū)地勢(shì)低平、水流不暢、沼澤湖泊星羅棋布，發(fā)病與否主要取決于地下水的開采層位，凡開采湖沼相沉積層內(nèi)地下水者，大骨節(jié)病多發(fā)且較嚴(yán)重。

黃土高原的殘塬溝壑區(qū)侵蝕作用強(qiáng)烈，水土流失嚴(yán)重。當(dāng)?shù)鼐用穸囡嬘媒阉纤?、滲泉水和滲井水，而這些地區(qū)的地下水水質(zhì)較差，常誘發(fā)大骨節(jié)病。

2.致病機(jī)理與防治

關(guān)于大骨節(jié)病的致病機(jī)理至今尚未查明。從發(fā)病者的年齡來(lái)看，以兒童和少年為常見。主要癥狀為關(guān)節(jié)疼痛，關(guān)節(jié)增粗變形，運(yùn)動(dòng)障礙和肌肉萎縮，輕者影響正常生活，重者完全喪失勞動(dòng)和生活能力。多年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者就該病的病因提出了許多假說(shuō)，如生物地球化學(xué)說(shuō)、食物性真菌中毒說(shuō)、綜合生態(tài)效應(yīng)說(shuō)等，其中以生物地球化學(xué)說(shuō)流行最廣。

(1)生物地球化學(xué)說(shuō)

生物地球化學(xué)說(shuō)認(rèn)為，大骨節(jié)病是礦物質(zhì)代謝障礙性疾病，其致病機(jī)理是因病區(qū)的土壤、水及植物中某些元素缺少、過(guò)多或比例失調(diào)所致。有人認(rèn)為環(huán)境中缺乏Ca，S，Se等元素或Cu，Bb，Zn，Ni，Mo等金屬元素過(guò)多可致病;另有人認(rèn)為，環(huán)境中元素比例失調(diào)，如Sr多Ca少、Se多SO2-4少或Si多Mg少等是主要致病原因;大骨節(jié)病還與環(huán)境中腐殖酸含量高有關(guān)。

(2)食物性真菌中毒說(shuō)

食物性真菌中毒說(shuō)認(rèn)為，大骨節(jié)病是因病區(qū)糧食(玉米、小麥)被毒性鐮刀菌污染而形成耐熱毒素，居民長(zhǎng)期食用這種糧食引起中毒而發(fā)病。用鐮刀菌毒性菌株給動(dòng)物接種，可使動(dòng)物骨骼產(chǎn)生類似大骨節(jié)病的病變。

(3)綜合生態(tài)效應(yīng)說(shuō)

綜合生態(tài)效應(yīng)說(shuō)認(rèn)為，大骨節(jié)病是由于多種生態(tài)因子造成的，是環(huán)境中元素分布異常、食物霉變、蛋白質(zhì)與蔬菜缺乏以及生活方式不當(dāng)?shù)榷喾N因素產(chǎn)生的綜合生態(tài)效應(yīng)，導(dǎo)致“骨膜缺陷”是大骨節(jié)病的主要原因。

防治大骨節(jié)病的根本原則是設(shè)法消除致病因子，積極調(diào)節(jié)和改善環(huán)境狀況。實(shí)踐證明，改水防病是目前最為有效的措施之一。通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及軟骨細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，證明硒(Se)能抑制水中腐殖酸及鐮刀菌毒素的毒性。如將病區(qū)飲水中的腐殖酸含量控制在0.05mg/L以下就可以收到明顯的效果。此外，提倡雜食、增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)、適量服用Na2SeO3片劑等對(duì)大骨節(jié)病也有一定的防治效果。

(五)克山病

克山病是一種分布較廣的地方病，國(guó)內(nèi)外都有發(fā)生，并具有地理地帶性分布特點(diǎn)。20世紀(jì)70年代初，中國(guó)科學(xué)工作者發(fā)現(xiàn)克山病與體內(nèi)缺硒有關(guān)，攝取適量的硒對(duì)克山病具有明顯的預(yù)防作用。臨床觀察認(rèn)為，克山病是一種營(yíng)養(yǎng)缺乏癥，屬于生物地球化學(xué)病?？松讲〉闹饕Y狀是心臟擴(kuò)大、心臟功能失調(diào)，發(fā)生心源性休克或心力衰竭、心律失常、心動(dòng)過(guò)速或過(guò)緩等，是一種較嚴(yán)重的心肌疾病。中國(guó)克山病發(fā)病區(qū)的分布與巨厚的中新生代陸相沉積有關(guān)，同時(shí)與地形地貌密切相關(guān)。在地理分布上表現(xiàn)為一條從東北到西南的斜長(zhǎng)條帶。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)有15個(gè)省、自治區(qū)的303個(gè)縣(旗)有克山病的分布。

1.地質(zhì)地理分布

中國(guó)的克山病分布大致有東北型、西北型和西南型三種類型，這些地區(qū)的共同特點(diǎn)是富含腐殖質(zhì)。

東北型克山病的特點(diǎn)是克山病患者多患有大骨節(jié)病，且兩者的分布與病情的嚴(yán)重程度基本相同。自然環(huán)境主要為表生天然腐殖質(zhì)環(huán)境和湖沼相沉積環(huán)境。病區(qū)居民多飲用富含腐殖酸的地下潛水或地表水。

西北型克山病以陜北黃土高原和隴東黃土高原為代表。病區(qū)居民多飲用遭受有機(jī)質(zhì)污染的窯水、滲泉水和溝水。

西南型克山病主要分布在云南高原、川東山地丘陵區(qū)。病區(qū)居民多飲用水質(zhì)不良、有機(jī)污染嚴(yán)重的溝水、坑塘水和澇池水。

2.致病機(jī)理與防治

克山病的生物地球化學(xué)研究取得了較大進(jìn)展。據(jù)林年豐等(1990)對(duì)腐殖酸進(jìn)行的系統(tǒng)研究表明，克山病與飲水中腐殖酸過(guò)量有關(guān)。腐殖酸可能通過(guò)兩種途徑引發(fā)克山病。

1)與多種元素形成配合物或螯合物，進(jìn)而影響人體對(duì)Fe，Mn，Mg等元素的吸收，導(dǎo)致人體缺乏這些微量元素而致病。

2)某種低分子腐殖酸的毒性直接損害心肌而致病。

環(huán)境中亞硝酸鹽、Ba含量高也可引起中毒，導(dǎo)致克山病的發(fā)生。

此外，關(guān)于克山病的致病機(jī)理還有營(yíng)養(yǎng)缺乏說(shuō)和生物病因說(shuō)等一些觀點(diǎn)。營(yíng)養(yǎng)缺乏說(shuō)認(rèn)為，病區(qū)食物缺乏維生素A，B，C以及氨基酸等，生物病因說(shuō)則認(rèn)為，克山病是一種病毒引起的自然疫源性疾病，屬于病毒感染而引起的心肌炎或因食物中某些真菌中毒引起的心肌病。某些病毒學(xué)家認(rèn)為，克山病區(qū)存在的某種或某幾種病毒因水土條件適宜而發(fā)生相互作用，直接或間接地作用于心臟肌肉而發(fā)病。

克山病的防治措施主要是改水或換水，以阻截致病因子進(jìn)入人體。在Se含量低的環(huán)境中，通過(guò)服用藥物增加人體對(duì)Se的攝入量也可起到防病治病的作用。

近年來(lái)，環(huán)境醫(yī)學(xué)的研究表明，癌癥的高發(fā)區(qū)也具有區(qū)域分布的特征，這說(shuō)明地球化學(xué)環(huán)境也是致癌的重要因素之一。人體缺Mo可能引起食道癌和肝癌，如我國(guó)河南省林縣是食道癌高發(fā)區(qū)，病區(qū)的地球化學(xué)環(huán)境特征就是嚴(yán)重缺Mo，長(zhǎng)江三角洲的部分地區(qū)也是人體內(nèi)缺Mo的肝癌高發(fā)區(qū)。