人类健康与地质环境.pdf

幻灯片1第四讲人类健康与地质环境 预备知识 丰度与原生环境 人体与地球化学组成的关系 原生地球化学异常与人体健康 地质环境污染与人体健康幻灯片2思 考 题 解释元素的丰度、常量元素、微量元素、原生地球化化学环境等概念？论述人体与地球化学环境的关系？论述地球化学环境的地带性成因？地质环境中元素迁移与转化规律有哪些？从地质环境角度谈一谈人类健康与长寿的机密？什么是地方病？我国主要有哪些地方性疾病？这些地方病多发地区的地质环境特征有哪些？幻灯片3一、预备知识 元素的基本性质 元素类型划分 元素的离子半径 元素的电负性 岩矿的离子类型幻灯片41.元素的基本性质 离子半径(原子半径)：是说明离子或原子大小的数值电 负 性(X=I+E)：即元素的原子在化合物中吸引电子能力的标度，也称电负度或相对电负性电 离 能(I)：即基态的气态原子或离子失去一个电子所需要的最小能量电离能很大程度上决定元素的金属性和非金属性电子亲和能(E)：即原子或离子获得电子的能量化学键：离子键、分子键、金属键、共价键幻灯片52.元素类型划分M l兀周期表幻灯片63.元素的离子半径阴离子半径一般较大(2.201.32),阳离子半径一般较小(1.670.13)；一种元素，正价越高，半径越小；在元素周期表上，同一族元素的离子半径随周期数的增加而加大。

幻灯片74.元素的电负性H2.1Li1Be1.5B2C2.5N3O3.5F4Na0.9MR1.2Al1.5Si1.8P2.1S2.5Cl3.0K0.8Ca1.0Sc1.3Ti1.5V1.6Cr1.6Mn1.5Fe1.8Co1.9Ni1.9Cu1.9Zn1.6Ga1.6Ge1.8As2.0Se2.4Bi2.8Rb0.8Sr1.0Y1.2Zi-1.4Nb1.6Mo1.8Tc1.9Ru2.2Rli2.2Pd2.2Ag1.9Cd1.7In1.7Sn1.8Sb1.9Te2.1I2.5Cs0.7Ba0.9La*1.0 1.2Hf1.3Ta1.5Vi.7Re2.2Os2.2Ii2.2Pt2.4Au1.9Hg1.8Tl1.9Pb1.9Bi1.9Po2.0At2.2Fr0.7Ra0.9Ac*1.4-1.3同族元素，自上而下变小；同周期元素，自左到右增大非金属元素，电负性越大越活泼；金属元素，电负性越小越活泼过渡元素的电负性无明显规律幻灯片85.岩矿的阳离子类型图例 惰性气体型离子 铜型离子 过渡型离子-根据电子层构型将阳离子划分为：惰气体型（外层电子数2个或8个）、铜 型（外层电子 数18个 或18+2个）和过渡型（外层电子数在917个之间）三类。

幻灯片9二、丰度与原生环境 元素的丰度及其分类 原生环境及其分类幻灯片106.元素的丰度及其分类 元素的丰度：是指元素在被研究对象中的相对含量，常用质量百分数表示地壳元素的丰度也称克拉克值常量元素：也称多量元素是指质量含量不小于0.0 1%的元素微量元素：也称痕量元素是指质量含量小于0.0 1%的元素幻灯片1 17.原生环境及其分类 原生环境：指由地壳、空气、水等组成的未被人类改造的地质环境原生环境对人体具有良性和恶性两个方面的作用原生地球物理环境：包括地球物质组成及地磁场、地温场、重力场、放射性场等原生地球化学环境：主要是指原生环境的地球化学组成地质环境中某种元素缺乏或者过高的现象，称为原生地球化学异常致病环境因素：即造成人体机病的环境因素幻灯片12二、人体与地球化学组成的关系 人体与地球化学组成的关系 人体元素的生理功能幻灯片138.人体与地球化学组成的关系 相似性与亲缘关系：除了人体原生质中的主要成分碳、氢、氧、氮和地壳中的主要成分硅以外，其他化学元素在人体血液中的含量和地壳中这些元素的含量分布规律具有惊人的相似性，由此可以说明人体化学组成与地壳演化具有亲缘关系现代人体的化学成分是人类长期在自然环境中吸收交换元素并不断进化、遗传、变异的结果。

人体中某种元素的含量与地壳元素标准丰度曲线发生偏离，就表明环境中该种元素对人体健康产生了不良影响幻灯片14汉密尔顿试验成果幻灯片15地壳中的元素幻灯片16地壳中的元素幻灯片17序号元素化学符号上陆壳中陆壳下陆壳陆壳整体洋壳1氧O46.60 o4N40Qo46646.71o46.192硅Si27.72o27.710 o27o2 1 6928.293铝Al8.130 o8.20%8.2%8.07%8.23Q4铁Fe5.00%4.10%6.3%5.05%5.6395钙Ca3.639o4.10%503.65%4.1596钠N；i2.83Qo2.309o230 o2.75%2.36Q7钾K2.59Qo2.10%1.50 o2.582.098镁Mg2.090o2.30%2.90 o2.08 o2.3309钛Ti0.4490.56%0.66%0.62%0.56910氢H0.14oN/A0.15o0.14%0.14011磷P0.120o1000 ppin1000 ppin1300 ppm1050 p12镒Mn0.10o950 ppm1100 ppm900 ppm950 pi13氟F0.08o950 ppm540 ppin290 ppm585 Pl14领Bn500 ppm340 ppin500 ppin425 Pl15碳C0.03%480 ppm(0.048%)1800 ppm(0.18o)940 ppm200 ppm(016铁Si370 ppm360 ppin370 pir硫S0.05%260 ppm420 ppin520 ppin350 pi地壳中的元素幻灯片18地壳中的元素幻灯片19地壳中的元素幻灯片20岩石中的元素序号元素化学符号上陆壳中陆壳下陆壳陆壳整体洋壳69瑞Te0.005PPm0.001 ppm0.001 p70伯Pt0.003 PPm0.037 ppm0.005 p71金Au0.0011 ppm0.0031 ppm0.004 p72钉Ru0.001 ppm0.001 ppm0.001)73毋P(l0.0006 ppm0.0063 ppm0.015 p74锦Re0.0004 ppm0.0026 ppm0.000775镂Rh0.0002 PPm0.0007 ppm0.001 1)76钺Os0.0001 ppm0.0018 ppm0.001577侬Ir0.0000003ppm(?)0.0004 ppm0.001 p幻灯片21岩石中的元素 岩石中的微量元素类型：稀土元素(REE)：原子序数57-71的镯系元素以及与镯系相关密切的铳和铝共1 7种元素，分别是 La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Sc,Yo 粕族元素(PGE)：即原子序数从4 4至4 6以及7 6至7 8的元素，也称之为贵金属元素,包括 Ru,Rh.Pd,Os,Ir,Pt,(Au)。

过渡金属元素：即原子序数从2 1至3 0的元素，包括Sc,Ti,V,Cr,Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Zno 高场强元素(HFSE)：包括锢系元素，Sc和Y,及Th,U,Pb,Zr,Hf,Ti,Nb,Ta低场强元素(LFSE)：又称大离子亲石元素(LILE)包 括Cs,Rb,K,Ba,Sr,Eu2+和Pb2+o幻灯片22土壤中的元素 土壤中发现6 0多种元素，其中：土壤养分是指由土壤提供的植物生长所必须的营养元素，能被植物直接或者转化后吸收包括氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫、铁(Fe)、硼(B)、铝(Mo)、锌(Zn)、锦(Mn)、铜(Cu)和氯(Cl)等1 3种元素 大量元素：氧、硅、铝、铁、钙、镁、钾、钠、钛等 微量元素：硫、磷、锦、铜、锌、硒等幻灯片23地下水中的元素 地下水是一种复杂的天然水溶液，其中溶解有各种不同的离子、分子及多种气体天然地下水中有60种元素，其中：常量元素：氢、氧、氯、硫、碳等5种非金属元素及钾、钠、钙、镁等4种金属元素微量元素：氮、磷、铁、镒、铜、锌、硒等元素在地下水中的含量取决于它在地壳中的含量及溶解度幻灯片24动植物体中的元素 动植物体发现60多种元素，其中：C、H、0、N、P、S、K、Ca、M g等称为常量元素。

其中C、H、0、N、P、S称为主要素元；C、H、0、N为基本元素；C称为最基本元素微量元素：Fe、Cu、Zn、Mn Co、Se、M o、F、Cr、Ni、V、Sn、Si、As、Ba、Cd、SrBr等幻灯片259.人体元素的生理功能 人体内的微量元素虽然甚少，但在生物化学过程中却起关键性的作用，它们作为酶、激素、维生素、核酸的成分，维持生命的代谢过程在酶系统中起特异的活化中心作用在激素和维生素中起特异生理作用输送宏量元素的作用微量元素在体液内与钾、钠、钙、镁等离子协同，可起调节渗透压、离子平衡和体液酸碱度，以保持人体的正常生理功能幻灯片26微量元素的生理功能 人体内元素错综复杂的拮抗和协同作用影响体内的生理平衡，对人体健康具有重要意义人体必须的微量元素有 15 种：Fe、Cu、Zn、Mn、Co、Se、M o、F、Cr、Ni、V、Sn、Si、A S o另外有4种尚未定论，包 括Ba、Cd、Sr、Br有些微量元素对人体不起生理功能作用：错、锄、银、铝、硼、金、银、钛等有些对人体有毒害作用：碎、镉、汞、铅、睇、铭及稀土金属等岩浆岩与沉积岩的平均化成分（按元素%）元 素地 壳 岩 石 的 平 均成分（YM.哥德斯密 特 和 B.麦松）沉 积 岩（费尔斯曼 1 9 3 4 和维诺格拉多夫1950）沉 积 岩（EE.魏 克 曼 1954）岩浆:和 FJO46.6049.9546.0Si27.7227.5528.7Al8.136.939.5Fe5.003.905.8Ca3.633.820.4Mg2.091.531.4K2.592.332.6Na2.830.821.0Ti0.440.340.6C2.01其他0.260.834.0总 计99.29100.00100.0序号元素化学符号上陆壳中陆壳下陆壳陆壳整体洋壳52祖TA2 ppm1.7 ppm2.0 pp53错Ge1.8 ppin1.4 ppin1.5 pp54铝Mo痕量1.5 ppm1.1 ppm1.2 pp55碑As1.5 ppm2.1 ppm1.8 pp56钦Ho1.4 ppm1.2 ppm1.3 pp5钺Tb1.1 ppin0.94 ppin1.2 pp58钱Tm0.48 ppin0.45 ppin0.52 pi59澳Br0.37 ppm3 ppm2.4 pp60饪T10.6 ppin0.530 ppm0.850 p61锚Sb0.2 ppin0.2 ppin0.2 pp62碘I痕量0.14 ppin0.490 ppm0.450 p63镉Cd0.11 ppin0.15 ppm0.15 pi64银Ag0.00 ppin0.080 ppin0.075 p65汞Hg0.05 ppin0.067 ppm0.085 p66硒Se痕量0.05 ppin0.05 ppm0.05 pi6 一锢In0.049 ppin0.160 ppm0.250 p68铤Bi0.048 ppin0.025 ppm0.0085 1)序号元素化学符号上陆壳中陆壳下陆壳陆壳整体洋壳35短Ga18 ppm19 ppm19 pp36铳Sc16 ppm26 ppm22 pp37铅Pb14 ppm10 ppin14 pp38镑Sin7.9 ppm6 ppm7.05 PI39牡Th12 ppin6 ppm9.6 pp40错Pr9.5 ppm8.7 ppin9.2 pp41硼B痕量950 ppm(?)8.7 ppm10 pp42牝G 17.7 ppm5.2 ppm6.2 pp43铜Dy6 ppin6.2 ppin5.2 pp44饴Hf5.3 ppm3.3 ppin3.0 pp45银Er3.8 ppm3.0 ppin3.5 pp46镜Yb3.3 ppm2.8 ppm3.2 pp47钿Cs3 ppm1.9 pp。