湖北氟中毒流行的环境地理分析

3教育部“跨世纪优秀人才计划”基金资助项目收稿日期:1999207205

湖北氟中毒流行的环境地理分析3

罗　宏　杨志峰

(北京师范大学环境科学研究所,100875,北京;第一作者34岁,男,博士后)

摘要　以湖北省为例,对氟中毒流行进行了环境地理分析.根据氟病区中的氟从地理环境到人体的生态转移方式的差异,将湖北省氟病区划分为燃煤污染型、浅层地下水型、高氟温泉型、富氟岩矿型和工业污染型等5种类型,且各型氟病区皆严格对应于一定的地理环境.

关键词　氟中毒;氟病区;湖北省;环境地理分类号　X 144

氟中毒是在特定的地理环境中,由于人体长期摄入环境中过量的氟而引起的一种疾病.氟

对机体的作用是全身性的,它主要作用于骨骼、牙齿等硬组织而发生氟斑牙和氟骨症;同时也作用于软组织,从而对神经、肌肉、泌尿、内分泌等系统产生损害以及影响某些酶的代谢[1].

总体上,氟中毒可分为地方性氟中毒和工业性氟中毒两大类.地方性氟中毒分布广泛,流行于世界五大洲的50多个国家和地区.在我国除了上海市外,31个省(市、区)均有不同程度的流行.据1986—1988年的调查统计,全国有氟斑牙患者4021.03万,氟骨症患者173.07万,受威胁人口达2.6亿多,可见其流行之广、危害之大[2].而工业性氟中毒则较少流行,且流行的范围也有限.

氟的地球化学行为受地质、地貌、气候、水文、土壤、植被以及人类活动等地理因子的影响.地理环境的地域分异必然导致环境氟的地域分异,在高氟环境就会出现氟中毒病区,而氟病区由于所处的地理环境不同又会分化为若干类型[3,4].本文通过分析氟病区中的氟从地理环境到人体的生态转移方式的差异,将湖北省的氟病区划分为5种类型:燃煤污染型、浅层地下水型、高氟温泉型、富氟岩矿型和工业污染型.

1　燃煤污染型氟病区

燃煤污染型氟病区主要分布在鄂西山区,由于当地居民采用落后的敞火式生活燃煤方式,富氟的煤烟污染了室内的空气和食物,致使居民从呼吸道与消化道摄入过量的氟而中毒.这种燃煤污染型氟病区在全湖北省居主导地位,氟中毒患者竟高达40多万之众,受氟害威胁者超过300万.

该病区在地貌上为鄂西北中低山区与鄂西南中山山原区,实际上是贵州高原与秦巴山地的东延部分,位于我国地势变化中第二阶梯的东缘部分.此范围内富氟的石煤、无烟煤与烟煤广泛分布和出露,含煤地层及层位较多,且多为中一高硫、富一高灰分煤,这与地质时代的古地理环境有关.煤氟的来源在于成煤地质作用过程中,地壳运动剧烈,岩浆活动频繁,所排出的气体和灰尘中含有大量的HF ,SiF 4,H 2SiF 6,CaF 2,MgF 2等,大量的氟或为成煤植物吸收,或与成

2000年　2月第36卷　第1期北京师范大学学报(自然科学版)

Journal of Beijing Normal University (Natural Science )Feb.2000Vol.36No.1

煤植物共同沉积,煤在燃烧时,则会释放出大量的氟化物、硫化物等污染空气.

1987年,湖北省医学科学院曾组织采集、分析了全省35个县、市的煤样323份,其氟含量在50～4950mg ・kg -1之间,均值为369.9mg ・kg -1,其中燃煤污染型氟病区的煤氟均值为955.9mg ・kg -1,且煤氟含量与氟中毒流行程度存在着明显的正相关.1989年又在恩施地区采集、分析了209个煤样,其氟含量的统计分析结果见表1.从表1中可以看出,恩施地区的煤氟含量范围在75～3389mg ・kg -1之间,算术均值为694.05mg ・kg -1,几何均值为504.86mg ・kg -1,比全国平均煤氟含量200mg ・kg -1[5]高得多,比世界平均煤氟含量80mg ・kg -1高得更多.表1　恩施地区煤氟含量统计分析表

县(市)样品数

范围

X

几何均值

mg ・kg

-1

恩施市

48157～1745876.33±510.35698.97巴东县3079～3389674.67±840.42407.89建始县3475～2500382.09±503.09248.45鹤峰县30265～1649898.33±327.03835.89咸丰县20219～2021689.30±480.80585.09宣恩县23106～1617709.65±536.68502.60利川市2479～1468529.33±306.63

444.02合　计

209

75～3389

694.05

504.86

在燃煤污染型低、中山氟病区,居民仅用燃煤来煮饭、取暖,摄氟途径仅是呼吸道.在燃煤污染型中、高山氟病区,居民不仅用燃煤来煮饭、取暖,而且还烘烤粮食,摄氟途径为呼吸道与消化道.煤烟中的氟化物是气态与气溶胶态共存.气态及气溶胶态氟化物可直接进入呼吸道被人体迅速吸收,气态氟更易被吸收.气态氟还可被存放在煤烟中的粮

食、蔬菜所吸收,气溶胶态氟则会粘附其表面上.经在巴东县长岭乡病区测定,空气中不同形态

的氟化物日均质量浓度:气态氟、气溶胶态氟在室内分别为34.6和23.3μg ・m -3;在室外仅分别为3.8和1.5μg ・m -3.据孙淑庄等人[6]的研究,从呼吸道吸入的氟化物对人体危害特别是牙齿损害比从消化道摄入的大,这是因为通过呼吸道摄入的氟化物,其生理活性很强,以气态氟为主,水溶氟也占相当比例,易为人体所吸收[7].

在鄂西山区的中、高山区域,地形和热量条件已不适于水稻种植,玉米成为当地的主要粮食作物.在玉米秋收时,正值鄂西秋雨季节,终日阴雨绵绵,受潮玉米一般不脱粒,堆放一起用煤火烘烤,故玉米受到煤烟氟的强烈污染.我们测定:玉米氟含量收获时为1.18mg ・kg -1,在室内自然风干的为21.19mg ・kg -1,经煤烟熏烤后的竟达72.87mg ・kg -1.因此,在鄂西山区中、高山氟病区,居民从呼吸道与消化道摄入氟,病情较严重.当其他条件差不多时,海拔越高,受地形影响降水量越大,气温越低,空气越潮湿,居民的烤火期也越长,用煤量也越大,故病情也就越重.

2　浅层地下水型氟病区

浅层地下水型氟病区分布在鄂北岗地地区,其氟中毒患者8000多人,受氟害威胁者70多万.该氟病区形成原因如下.

2.1　低洼封闭的地形条件　该病区地处南襄盆地南部,介于武当山、大洪山与桐柏山之间.地

质构造属于秦岭纬向构造带的凹陷区域,为燕山运动所形成.由于第四纪新构造运动有节奏地抬升,使得本区域不断地回升,经流水切割而成宽缓的岗地地貌[8],汉水也由西北而东向流经本区.这种低洼封闭的地形条件,特别是两岗之间的槽状洼地部分,加上岗地植被破坏严重,使

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