環(huán)境化學(xué)因素對(duì)人類健康影響的研究進(jìn)展

環(huán)境化學(xué)因素對(duì)人類健康影響的研究進(jìn)展

1環(huán)境化學(xué)元素疾病的發(fā)生和流行是多種因素綜合作用的結(jié)果。其中環(huán)境化學(xué)因素異常(環(huán)境化學(xué)元素含量過剩,或不足,或比例失調(diào)),不僅會(huì)引起地方病(地方氟中毒、地方甲狀腺腫、硒中毒、鉬痛風(fēng)、鉛神經(jīng)痛、砷黑腳病等),而且在某些傳染病、心血管病和癌癥的發(fā)生和流行中起很重要作用。2水與心血管疾病自然界存在92種化學(xué)元素,在生物體內(nèi)已發(fā)現(xiàn)70多種。其中氫、氮、氧、碳、磷、氯、硫、鈉、鉀、鈣、鎂等元素,占構(gòu)成人或高等動(dòng)物機(jī)體元素的99%以上。這些需要量大而人或高等動(dòng)物體內(nèi)含量又多的元素,稱為大量元素。其余幾十種元素在體內(nèi)含量總共還不到1%,稱為微量元素。目前已知,人和高等動(dòng)物必需元素共25種,其中包括全部大量元素和14種微量元素(鐵、鉻、銅、鋅、釩、錳、鎳、錫、氟、碘、硅、硒、硼、鈷),叫做生命元素。某些生命元素,特別是微量元素,具有抑制生物毒素的毒性,促進(jìn)機(jī)體內(nèi)的抗體形成和吞噬細(xì)胞的殺菌能力,因而能提高機(jī)體的免疫力。實(shí)驗(yàn)研究證明,礦物質(zhì)缺乏和疾病感染有關(guān)。鐵缺乏對(duì)細(xì)菌感染、真菌感染和原生動(dòng)物侵襲有增效作用,缺鉀對(duì)腎盂腎炎有增效作用,缺鈷對(duì)腸蠕蟲病也有增效作用,硒不足將提高機(jī)體對(duì)心血管病、癌癥、關(guān)節(jié)炎、白內(nèi)障等疾病的易感性。因此,某些生命元素缺乏的地方,傳染病容易流行。齲齒不僅損壞咀嚼器官、妨礙消化功能,而且對(duì)許多疾病和壽命都有重要影響。齲齒是一種最常見的疾病,并且具有明顯的高發(fā)區(qū)流行病的特征。雖然齲齒是一種食物性細(xì)菌病,但是與牙齒本身的抗腐性(即酸不溶性)的關(guān)系極大。環(huán)境化學(xué)因素在牙齒的抗腐蝕性中起很大作用。目前已知,抗齲元素有氟、磷、鉬、釩、鈣、硼、鋰等,致齲或促齲元素有硒、錳、鎘、鉛、銅等。在抗齲元素缺乏或致齲元素過剩的地區(qū),齲齒患者十分普遍。例如,俄羅斯低洼多林景觀,水土中鈣、鈷、碘、鉬、氟、硼、磷等多種元素缺乏,幾乎無人不患齲齒,牙齒嚴(yán)重?fù)p壞、脫落的未老先衰者,屢見不鮮。癌癥中的大多數(shù)也是與環(huán)境因素有關(guān)的,某些元素和化合物(鉻、鎳、硒、鎘、鉬、砷、亞硝酸鹽等)的過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,所以飲用地表水的居民癌癥死亡率比飲用地下水的高。環(huán)境癌的高發(fā)地區(qū),生物化學(xué)環(huán)境有異常。例如,我國食道癌高發(fā)地區(qū)之一的太行山南段,飲用水和糧食中鉬含量較低而硝酸鹽、亞硝酸鹽的含量較高。鉬少而亞硝酸鹽多是合成致癌物亞硝酸胺類和玉米易感染致癌的霉菌的重要條件因素。據(jù)報(bào)道,水土化學(xué)元素異常與心血管病有關(guān)系。水的分子式很簡單,是由2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子組成的。由于水是一種良好的天然溶劑,天然水中含有各種各樣的物質(zhì):無機(jī)物、有機(jī)物和微生物。所以,水對(duì)人類的影響不僅僅在于水本身,而且也在于水中所含有的物質(zhì)。水的衛(wèi)生性質(zhì)過酸或過堿,過硬或過軟,礦物質(zhì)過多或過少,或者含有有害物質(zhì),都可以造成水質(zhì)不良。水質(zhì)的優(yōu)劣因地而異,因水源而異。在城市里,一個(gè)水源提供給千家萬戶使用,水質(zhì)最為關(guān)鍵。因此,都市化以后,某些疾病發(fā)病率和死亡率上升,人們便從飲水中尋找原因。心血管病就是一例。20世紀(jì)70、80年代,加拿大、日本、俄羅斯和歐洲一些國家共報(bào)道了上百座城市的飲用水硬度與心血管病(動(dòng)脈粥樣硬化、高血壓、心肌梗塞等)和腦血管病死亡率之間有統(tǒng)計(jì)學(xué)上的負(fù)相關(guān),也就是說,軟水地區(qū)心血管病死亡率高,而硬水地區(qū)心血管病死亡率低。為什么軟水與心血管病關(guān)系如此密切呢?水的硬度是水質(zhì)的一種指標(biāo)。它主要表示水中鈣鹽和鎂鹽的總量,通常采用1L水中鈣鹽和鎂鹽的含量相當(dāng)于10mg氧化鈣表示水硬度的1度,總硬度小于8度的水層屬于軟水。因此,軟水和硬水在鈣、鎂和其他微量元素的含量,以及生理病理的作用等方面,都有較大的差異。軟水對(duì)心血管的危害,主要表現(xiàn)在如下三個(gè)方面:其一,軟水缺乏對(duì)心肌代謝有益的鈣和鎂。鈣、鎂缺乏可以促進(jìn)鈉在體內(nèi)潴留,從而導(dǎo)致動(dòng)脈壓上升;其二,硬水含鈣、鎂量較多,可以減少腸道對(duì)某些有害元素(氟、鉛、鎘、鍶、鋇、銅、汞等)的吸收,而軟水則相反;其三,硬水在自來水管(鐵管)內(nèi)壁上形成一層碳酸鈣沉淀,保護(hù)水管不被腐蝕,而酸性(pH<6.5)的軟水對(duì)自來水管腐蝕性強(qiáng),水管中許多有害元素被溶解,其中已知水中鎘含量過多是一種致高血壓的因素。在自來水管中過夜的酸性軟水,有害元素的含量更高。實(shí)驗(yàn)證明,含鎘量為1.5×10-2mg/l的酸性軟水在白鐵水管內(nèi)過夜,鎘的含量可增加到1.63×10-2mg/l。如果持續(xù)飲用這種水,鎘全部被吸收并保存于腎內(nèi),3年后腎中鎘含量就增加1倍,10年后就可能患高血壓病。土壤微量元素與血管病死亡率的關(guān)系也很明顯。歐洲心血管病死亡率最高和最低的地區(qū),環(huán)境因素差異最明顯的是土壤微量元素。如芬蘭東北部廣泛分布微量元素缺乏的灰化土,心臟局部缺血死亡率為歐洲最高的;而地中海沿岸諸國(希臘、意大利、西班牙等)以微量元素含量較豐富的褐色土占優(yōu)勢(shì),心血管病死亡率是歐洲最低的。受大氣污染而形成酸雨(pH<5.6,其中硫酸占60%～100%)危害最嚴(yán)重的地區(qū)(如早期的北歐和北美東部),在酸雨長期作用下,土壤發(fā)生酸化,硫酸鹽含量增加,有效性硒含量降低,加上硫和硒兩種元素的生理拮抗作用,從而導(dǎo)致農(nóng)作物和飼草的含硒量普遍下降。硒是重要的營養(yǎng)