《环境地球化学》课件：地球的元素组成与生态环境.ppt

*************************************6.4放射性污染天然放射性核素地壳中广泛存在的天然放射性元素，主要包括铀系（23?U及其子体）、钍系（232Th及其子体）和钾-40（??K）。这些核素通过岩石风化进入土壤、水体和大气，构成环境本底辐射。铀矿开采和加工、磷肥生产、煤炭燃烧等人类活动可能使天然放射性核素在局部环境中富集，造成辐射水平升高。氡气（222Rn）作为铀衰变链中的气态核素，是室内空气污染的重要来源。人工放射性核素核试验、核电站事故、医疗和工业放射源是人工放射性核素的主要来源。核裂变产物如锶-90（??Sr）、铯-137（13?Cs）、碘-131（131I）等是最常见的人工放射性污染物。切尔诺贝利和福岛核事故释放的放射性物质造成了大范围环境污染。全球核武器试验在20世纪50-60年代形成的放射性沉降物至今仍可在土壤剖面和冰芯中检测到，成为重要的地层标记。环境迁移与生态影响放射性核素的环境行为受其化学性质和半衰期影响。铯-137类似钾，易被土壤固定和植物吸收；锶-90化学性质类似钙，倾向于在骨骼中积累；碘-131虽半衰期短但极易被甲状腺富集。辐射对生物的影响包括急性辐射损伤和长期遗传效应。高辐射剂量可直接导致生物死亡；低剂量长期辐射则可能增加癌症风险和遗传突变几率。不同生物群体对辐射的敏感性差异显著，微生物通常较为耐辐射。第七章：环境地球化学与人类健康元素与健康必需元素缺乏或有害元素过量引发健康问题地方性疾病特定地区因地球化学异常导致的疾病环境污染人为污染物通过多种途径影响人体健康公共卫生环境地球化学在疾病预防中的应用环境地球化学与人类健康密切相关。人体所需的各种元素最终来源于环境，地球化学环境决定了这些元素的可获得性；同时，环境中有害元素的暴露也会对健康构成威胁。这种环境-健康联系在全球范围内表现为复杂的地理分布模式，某些疾病与特定地球化学环境高度相关。医学地球化学是研究地球化学因素与人类健康关系的交叉学科。它关注元素在环境-食物-人体系统中的迁移规律，探索地球化学因素与疾病发生的关联机制，为疾病预防和公共卫生提供科学依据。随着分析技术的进步和流行病学研究的深入，越来越多的健康问题被发现与环境地球化学因素相关。7.1元素与人体健康必需元素与健康人体需要约25种元素维持正常生理功能。大量元素如Ca、P构成骨骼和牙齿；Fe是血红蛋白的核心成分，参与氧运输；Zn是600多种酶的活性中心；I是甲状腺激素的组成部分；Se具有重要的抗氧化功能。这些元素在体内含量和比例需保持适当范围，过多或过少都会引发健康问题。微量元素与疾病微量元素与多种疾病的发生发展密切相关。Fe缺乏是全球最常见的营养不良，导致贫血；Zn缺乏影响免疫功能和生长发育；Se水平与某些癌症风险呈负相关；Mg、K等电解质平衡对心血管健康至关重要；Cu、Mn等参与神经信号传导和自由基清除，与神经退行性疾病相关。有害元素与中毒某些元素对人体有害，过量暴露可导致中毒。Pb干扰血红蛋白合成，损伤神经发育，特别是儿童；Cd累积在肾脏，造成肾功能损害；As干扰DNA修复，增加癌症风险；Hg特别是甲基汞强烈影响神经系统功能。这些元素的毒性作用机制各不相同，但多与干扰必需元素代谢、结合关键酶的巯基或诱导氧化应激有关。7.2地方性疾病的环境地球化学基础克山病与硒克山病是一种地方性心肌病，主要分布在中国东北至西南的低硒带。该病与环境硒缺乏密切相关，受影响地区土壤和农作物硒含量显著低于正常水平。硒是谷胱甘肽过氧化物酶的组成部分，参与清除自由基和保护细胞膜结构。硒缺乏使机体抗氧化能力下降，在某些病毒感染条件下引发心肌损伤。大骨节病与硒大骨节病是一种地方性骨关节病，主要发生在中国东北至西南的硒缺乏地带，与克山病分布区部分重叠。患者表现为关节变形、活动受限。除硒缺乏外，局部富集的腐殖酸和真菌毒素也被认为是发病的协同因素。硒缺乏导致软骨细胞抗氧化能力下降，在其他不利因素作用下发生变性坏死。氟中毒与氟地方性氟中毒在全球多个地区发生，主要分为饮水型和燃煤型两种。饮水型氟中毒多见于高氟地下水地区，如中国华北平原、印度部分地区；燃煤型则多见于室内燃煤污染严重区域。过量氟摄入初期表现为牙斑釉，严重时发展为骨氟病，表现为骨质硬化、关节变形和活动受限。氟过量干扰钙磷代谢，影响骨细胞功能和骨基质形成。7.3环境污染与人类健康风险暴露途径环境污染物通过多种途径进入人体。呼吸暴露是大气污染物的主要入路，包括气态污染物和颗粒物；饮食暴露经由污染的食物和饮用水，是重金属和持久性有机污染物的重要来源；皮肤接触对某些有机污染物如农药也是重