長壽之鄉(xiāng)如皋的生態(tài)地球化學(xué)特征研究

翁志華，吳新民，金洋

(江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇南京210018)

長壽之鄉(xiāng)如皋的生態(tài)地球化學(xué)特征研究

翁志華，吳新民，金洋

(江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院，江蘇南京210018)

在前人研究如皋長壽成果的基礎(chǔ)上，從生態(tài)地球化學(xué)入手，研究和分析了如皋地區(qū)土壤溶液、淺層地下水、大氣干濕沉降物中的微量元素含量特點(diǎn)。結(jié)果表明，有益于人體健康的微量元素Se、I、Zn等豐富，而有害于健康的As、Hg、Cd、Pb等重金屬在江蘇為最低，表明良好的生態(tài)地球化學(xué)環(huán)境是如皋地區(qū)長壽的根本原因。

長壽;生態(tài)地球化學(xué);微量元素;江蘇如皋

0 引言

聯(lián)合國規(guī)定，長壽地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)是每百萬人口中要有75位以上的百歲老人。目前，全世界有5個地方被國際自然醫(yī)學(xué)會認(rèn)定為長壽之鄉(xiāng)，它們是中國廣西巴馬、中國新疆和田、巴基斯坦罕薩、外高加索地區(qū)及厄瓜多爾的比爾卡班巴。中國老年學(xué)學(xué)會自2007年開始進(jìn)行“中國長壽之鄉(xiāng)”的評審工作，并制定了“中國長壽之鄉(xiāng)”評審標(biāo)準(zhǔn)和評審辦法。截止2010年底，全國已有16個縣(市、區(qū))榮獲“中國長壽之鄉(xiāng)”的稱號，江蘇如皋是其中之一。人類的健康長壽是多種因素綜合作用于人體的結(jié)果，除了各人的基因因素外，和諧的社會、優(yōu)美的自然、恒久的自身保健，如合理膳食、適量運(yùn)動、平和心態(tài)、良好生活習(xí)慣等，都是不可缺少的因素。

筆者以中國三大長壽之鄉(xiāng)的江蘇如皋作為研究對象，從自然條件、人文環(huán)境、飲食習(xí)慣及生態(tài)環(huán)境等方面探討其與人類健康長壽的關(guān)系，旨在為今后研究長壽地區(qū)提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

南通市百歲以上老人占江蘇的一半、全國的1/ 10，居中國地級市之首。在中國十大長壽之鄉(xiāng)如皋的140萬人口中，百歲老人高達(dá)255人，百歲壽星比例約18/10萬(2010年1月1日統(tǒng)計數(shù)據(jù))，大大高于聯(lián)合國(7.5/10萬)和中國(7.0/10萬)的標(biāo)準(zhǔn)。如皋白浦鎮(zhèn)8.2萬人口中百歲老人多達(dá)23位(2008年統(tǒng)計數(shù)據(jù))，總數(shù)位居全國鄉(xiāng)鎮(zhèn)之首，百歲老人的比例為28/10萬，有中華長壽第一鎮(zhèn)的美譽(yù)。

1.1 自然條件

江蘇如皋屬北亞熱帶濕潤氣候區(qū)，四季分明，氣候溫和，雨水充沛，日照充分，無霜期較長，光、熱、水高峰基本同期，無沙塵暴天氣，氣候條件比較優(yōu)越。歷史上境內(nèi)未出現(xiàn)過大于4.0級的地震記載，綠化率較高，宜于人類居往。

1.2 人文環(huán)境

如皋人勤儉樸素，心志平和，生活從容，社會穩(wěn)定，安居樂業(yè)。白蒲鎮(zhèn)10年來未發(fā)生過刑事案件，社會治安群眾滿意率達(dá)99%，這是如皋人長壽的重要人文環(huán)境。另外，在如皋，壽星們受到社會的普遍尊重。

1.3 飲食習(xí)慣

長壽地區(qū)的人吃什么，喝什么是人們感興趣的話題。如皋人在這方面具有以下特色。

(1)喝“天”水。南通屬長江中下游沖積平原。如皋的西北一帶，約于6 000年前最早沉積成陸，東北一帶約1 600年前成陸。濱海臨江的環(huán)境，使如皋當(dāng)?shù)氐牡叵滤畃H值比較高，呈堿性，有一股怪味，泡茶味道也不好。這與長壽地區(qū)必須有好水的重要標(biāo)準(zhǔn)相反，水質(zhì)不佳的如皋，能成為長壽之鄉(xiāng)，奧秘何在?在雨天的時候，幾乎每家每戶的屋檐下都會放上一個接雨水的裝置。經(jīng)過沉淀，當(dāng)?shù)厝斯苓@種水叫“天水”。如皋人都愛用“天水”泡茶喝。中國科學(xué)院南京土壤研究所黃標(biāo)研究員取“天水”樣品分析，得出的結(jié)論是“實(shí)際上這種大氣降水沒有什么特別，就是一種純凈水”。

(2)喜食土產(chǎn)長壽食品。如皋地區(qū)長壽名產(chǎn)紛呈，享譽(yù)中外。黃酒、茶干、魚圓、黃芽菜是白蒲鎮(zhèn)四大傳統(tǒng)特色長壽食品。

(3)吃“鮮”。如皋人的飲食習(xí)慣中有一個顯著特點(diǎn)就是吃鮮。無論是葷菜、素菜和海鮮都要吃當(dāng)天的產(chǎn)品。吃鮮有兩個好處:一是營養(yǎng)最佳，二是不霉變，清潔衛(wèi)生。

2 生態(tài)地球化學(xué)研究成果

南通市國土資源局與江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院合作完成的南通市國土生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查與評價項目，系統(tǒng)采集了評價區(qū)的土壤、水、淤泥、空氣降塵、大氣、植物、魚等系列地球化學(xué)樣品，分析測試約20個生態(tài)環(huán)境質(zhì)量指標(biāo)，對地球化學(xué)與人體健康進(jìn)行了專門研究，并將如皋的長壽區(qū)白蒲鎮(zhèn)和肝癌高發(fā)區(qū)江安鎮(zhèn)進(jìn)行對比，從而獲得了如皋人長壽的大量新信息。歸納起來，這些新信息和研究成果主要包括對生態(tài)環(huán)境影響最大的土壤、水和空氣3個方面對微量元素含量研究的進(jìn)展。

2.1 土壤微量元素含量特征

中國科學(xué)院南京土壤研究所在如皋選擇了1 000多個土壤采集點(diǎn)，將微量元素分3類作進(jìn)一步研究。第一類是有效態(tài)Se、Zn、B、Ni等，在如皋的分布特征為北—東—東南部較高，中西部較低，與長壽人口比例的空間分布極為相似。第二類是有效態(tài)Mn、Co，分布自西向東、自南向北遞減，與長壽人口比例分布完全相反。第三類是有效態(tài)Cu、Fe，分布特征與長壽人口比例分布基本無相似之處(楊榮清等，2005)。Se有抗衰老、防癌變的作用;Zn能維持細(xì)胞膜穩(wěn)定性，并參與酶的代謝，提高免疫功能;B影響人體鈣、維生素D、氨基酸或蛋白質(zhì)等營養(yǎng)成分的代謝。

2.2 土壤地球化學(xué)特征

分析南通深、表層土壤54項指標(biāo)，有害金屬Cd、Hg、Pb、Cu、Zn、Cr、Ni、Sb、Tl、Bi等元素含量在如皋地區(qū)均處于南通較低水平，表層土壤按國家土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)評價，僅縣城周邊出現(xiàn)超標(biāo)現(xiàn)象，綜合土壤重金屬、土壤肥力和微量元素進(jìn)行評價，如皋長壽地區(qū)的土壤環(huán)境質(zhì)量是南通最優(yōu)質(zhì)地區(qū)。

2.3 地球化學(xué)調(diào)查研究

如皋地區(qū)既是著名的長壽之鄉(xiāng)，但同時也有癌癥高發(fā)區(qū)，為此，在如皋市江安鎮(zhèn)(肝癌的高發(fā)區(qū))和白蒲鎮(zhèn)(長壽村區(qū)域)開展土壤、水、土壤溶液地球化學(xué)對比研究，尋找影響兩鎮(zhèn)居民健康的元素地球化學(xué)證據(jù)。

2.3.1 樣品采集與分析為對比江安鎮(zhèn)和白蒲鎮(zhèn)兩地區(qū)地球化學(xué)特征，分別在兩地采集1組土壤柱、2組淺層地下水和2組土壤溶液進(jìn)行元素地球化學(xué)對比，并在南通市各鎮(zhèn)開展大氣干濕沉降地球化學(xué)評價研究。

在兩鎮(zhèn)典型農(nóng)田區(qū)開展樣品采集，土壤柱用自制采樣器由地表至200 cm處，每20 cm采集1個樣;土壤溶液用真空泵減壓吸取土壤顆粒間氣態(tài)水;淺層地下水取自當(dāng)?shù)鼐用耧嬘镁?，土壤溶液和水樣品根?jù)分析項目不同添加合適的保護(hù)劑。大氣干濕沉降按《空氣和廢氣監(jiān)測分析方法》中灰塵自然沉降量－重量法之濕法采樣，空氣中灰塵自然沉降在集塵桶內(nèi)，收集時間為1年。

2.3.2 土壤柱元素垂向分布特征I、Zn、Mo、Se等是人體必需的微量元素。白蒲鎮(zhèn)(NS01T)和江安鎮(zhèn)(NS02T)2個土壤柱元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)垂向分布見圖1，Se元素含量由深至淺有逐漸增高的趨勢，而I、Zn、Mo含量無明顯的垂直分布特征，由圖1還可看出，NS01T的元素含量明顯較對應(yīng)深度NS02T的高，NS01T柱I、Zn、Mo、Se平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為3.30、57.3、0.33、0.047 mg/kg，分別是NS02T對應(yīng)元素的2.7、1.1、1.7、1.9倍，長壽地區(qū)(白蒲鎮(zhèn))土壤健康指標(biāo)I、Zn、Mo、Se等明顯高于肝癌高發(fā)區(qū)(江安鎮(zhèn))。

中國科學(xué)院地理科學(xué)與資源研究所對都江堰地區(qū)為何長壽的研究認(rèn)為，岷江流域土壤中豐富的Se元素可能是該地區(qū)長壽的重要原因。

圖1 白蒲鎮(zhèn)和江安鎮(zhèn)土壤柱元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)垂向分布

2.3.3 淺層地下水和土壤溶液微量元素含量特征從白蒲鎮(zhèn)和江安鎮(zhèn)淺層地下水和土壤溶液微量元素的質(zhì)量濃度(表1)可以看出，白蒲鎮(zhèn)淺層地下水中Se、I含量要高于江安鎮(zhèn)，兩者的Mo含量相近;白蒲鎮(zhèn)土壤溶液中Zn、Mo含量顯著高于江安鎮(zhèn)。水是人類生存、健康和發(fā)展的最基本要素。從上述資料分析可以看出，長壽區(qū)水、土中，I、Zn、Mo、Se等人類必須的微量元素含量明顯高于肝癌高發(fā)區(qū)。水－土系統(tǒng)中微量元素可以通過食物鏈最終進(jìn)入人體，成為影響人類長壽的重要因素。

表1 白浦鎮(zhèn)和江安鎮(zhèn)淺層地下水和土壤溶液微量元素質(zhì)量濃度

楊榮清等(2005)的研究表明，如皋市90歲以上長壽人口比例與土壤有效態(tài)B、F、Se、Zn均達(dá)到極顯著的相關(guān)關(guān)系。理論上，元素Se、Zn、I對人類健康的影響是由這些元素特有的生理功能決定的。Se是人體必需的微量元素，缺Se可引起克山病、大骨節(jié)病等。此外，Se在人體中還起到抗衰老防癌變的作用。Zn是構(gòu)成人體參與生命活動多種蛋白質(zhì)所必需的元素。Se是被人類發(fā)現(xiàn)的人體必需的有益微量元素，其含量雖少，但對人體健康卻有非常重要的影響。

2.3.4 大氣干濕沉降元素含量研究如皋市大氣沉降元素含量的最小值、最大值、均值、中值等參數(shù)及土壤背景值列于表2(董菊卉等，2007)。由表2可見，大氣沉降中部分金屬元素含量的算術(shù)平均值與幾何平均值相差較大。為客觀了解如皋市大氣沉降金屬元素含量的整體水平，采用元素含量的中值來代表整體含量狀況。與如皋市土壤元素的背景值相比，大氣干濕沉降物中的Cd、Pb、Hg、Zn、Se等元素富集程度高，分別是其背景值的23.8、12.1、4.2、8.1和33.5倍;As、Cu、Cr、Mn、Fe、S含量與背景值相當(dāng)。除Hg、Se之外，其他元素都具有比較大的變異系數(shù)(50%以上)，表明這些元素的空間分布不均勻。

從如皋地區(qū)大氣干濕沉降重金屬含量與江蘇省內(nèi)其他地區(qū)對比資料(表3)可以看出，如皋地區(qū)大氣沉降物中的重金屬含量處于江蘇最低水平。特別是有害的重金屬元素As、Hg、Cd、Pb含量明顯偏低，表明如皋地區(qū)大氣環(huán)境質(zhì)量相對其他地區(qū)明顯要好。

2.4 問題與探討

南通市和如皋地區(qū)并不是所有地球化學(xué)指標(biāo)都利于長壽，就對生命最為重要的水而言，長壽之鄉(xiāng)都有好水，而南通在這一點(diǎn)上就與傳統(tǒng)意義上的長壽之鄉(xiāng)有很大的差異。南通淺層地下水組分中的礦化度、總硬度、pH值、NH+4、Cl－、SO2－4、NO－3、NO－2、F、COD、Fe、Mn、As、Cr 14項指標(biāo)都超標(biāo)。全市42.44%的淺層地下水水質(zhì)極差，47.35%的淺層地下水質(zhì)較差，僅有10.01%的淺層地下水水質(zhì)良好。所以，南通地區(qū)淺層地下水質(zhì)量總體屬于較差—極差。

表2 如皋市大氣沉降元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)統(tǒng)計參數(shù)

表3 江蘇不同地區(qū)大氣干濕沉降重金屬質(zhì)量分?jǐn)?shù)

在上述14項淺層地下水水質(zhì)評價指標(biāo)中，對人體健康影響最大的主要指標(biāo)是亞硝酸鹽(NO－2)、氨氮(NH+4)和化學(xué)耗氧量(COD)。亞硝酸鹽(NO－2)是溶解態(tài)氮的一種形式，是一種致癌物質(zhì)，南通全市超標(biāo)率達(dá)12.18%;氨氮是地下水溶解態(tài)氮的主要形式，主要因使用化肥而污染地下水，全市超標(biāo)率為12.77%;化學(xué)耗氧量是指化學(xué)氧化劑高錳酸鉀氧化水中有機(jī)質(zhì)和還原性無機(jī)物所消耗的氧量，其污染主要與人類活動產(chǎn)生的“三廢”，即廢氣、廢水、廢渣的不合理排放有關(guān)。

在南通市淺層地下水總體質(zhì)量不佳的情況下，長壽地區(qū)如皋的淺層地下水中主要影響健康的上述3項指標(biāo)，其單項指標(biāo)評價均為一、二、三級水。

3 結(jié)論

綜上所述，如皋長壽地區(qū)有其獨(dú)特的地質(zhì)背景，表層、深層土壤中有害重金屬含量和大氣降塵中有害物質(zhì)含量均處于江蘇最低水平，有益微量元素含量處于江蘇最佳水平，淺層地下水中主要影響健康指標(biāo)的亞硝酸根、銨離子、化學(xué)耗氧量單項指標(biāo)評價均為一、二、三級水。說明如皋長壽地區(qū)的水、土、空氣環(huán)境質(zhì)量均處于較好水平。正是這種優(yōu)良的水－土氣生態(tài)環(huán)境的綜合作用，加上良好的飲食與生活習(xí)慣，敬老尊老的優(yōu)良美德，經(jīng)過上千年的遺傳積累，體質(zhì)逐漸增強(qiáng)，生活環(huán)境優(yōu)異，成了舉世聞名的“長壽之鄉(xiāng)”?？傊己玫纳鷳B(tài)地球化學(xué)環(huán)境是長壽之鄉(xiāng)形成的根本原因。

董菊卉，袁曉軍，吳新民，等.2007.江蘇省南通市國土生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查與評價報告［R］.南京:江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院.

李家熙，張光第，葛曉立，等.2000.人體缺乏過剩的地球化學(xué)環(huán)境特征及其預(yù)測［M］.北京:地質(zhì)出版社.

邱洪晟，冷興文，譚雪英，等.2000.和田地區(qū)百歲老人生活區(qū)土壤元素檢測分析［J］.微量元素與健康研究，17(3): 52－53.

徐雪球，范迪富，劉志平，等.2003.1∶25萬南通市幅區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報告［R］.南京:江蘇省地質(zhì)調(diào)查研究院.

楊榮清，黃標(biāo)，孫維俠，等.2005.江蘇省如皋市長壽人口分布區(qū)土壤及其微量元素特征［J］.土壤學(xué)報，42(5):753－760.

Study on eco-geochemical characteristics of Rugao

WENG Zhi-hua，WU Xin-min，JIN Yang
(Geological Survey of Jiangsu Province，Nanjing 210018，China)

Based on the previous research results on longevity for Rugao in Jiangsu Province，and in light of eco-geochemistry，the authors studied and analyzed the characteristics of microelements in soil solution，shallow ground water，wet and dry deposition of the atmosphere.It was concluded that the microelements of selenium，iodine and zinc were rich and they were beneficial to human health，those heavy element contents harmful to human health like arsenic，mercury，cadmium and lead were the lowest in the whole province，demonstrating that a fine eco-geochemical environment was the origin of longevity in Rugao.

Longevity;Eco-chemistry;Microelements;Rugao，Jiangsu

book=2,ebook=75

P593

A

1674－3636(2012)02－0175－05

10.3969/j.issn.1674-3636.2012.02.175

2011－07－27;

2011－08－19;編輯:蔣艷

翁志華(1959—)，男，高級工程師，長期從事地球化學(xué)調(diào)查工作，E-mail:543053119@qq.com