西北人居健康環(huán)境研究概述

趙君，王鵬，王磊，于國強，劉拓，常亮，趙禹

（中國地質調查局西部綠色發(fā)展研究院，中國地質調查局西安地質調查中心，陜西 西安 710054）

地質調查工作為國家的發(fā)展和人民的生活做出了巨大的貢獻。調查內容主要是對地質背景、礦產、水、土地及環(huán)境等要素的現(xiàn)狀調查，以往大都注重專項調查，健康人居環(huán)境調查和綜合研究相對較少。

近年來，隨著國家對人居環(huán)境的重視和“健康中國戰(zhàn)略”的提出，中國地質調查局開始部署開展環(huán)境對人群健康影響研究，識別環(huán)境中影響人居健康的要素，評價風險，提出健康建議，科學開發(fā)優(yōu)質健康地質資源，該項調查命名為健康地質。健康地質在醫(yī)學地質學的基礎上，擴展了研究，進一步探討各類地球物質和地質作用過程的健康效應。

人體已知含有主要元素有60多種，其中Ca、Na、K、Mg、C、H、O、S、N、P、Cl等11種必需的定量元素，另有Fe、Cu、Zn、Mn、Co、V、Cr、Mo、Se、I等10余種為必需的微量元素。每種元素均有不同的健康作用，如I元素在體內主要參與甲狀腺激素的合成，促進生長發(fā)育（尤其是腦發(fā)育）（郭春秀等，2019）；Mg含量不足會抑制植物的正常生長發(fā)育等（魯振亞等，2019）。

自然環(huán)境中元素通過巖石-土壤-農作物進入到食物鏈中，對人類的健康產生影響（駱雪等，2019；吳勇等，2020）。人類在發(fā)展過程中不斷從自然環(huán)境中獲取物質和能量，并通過長期交換達到動態(tài)平衡，因此人體中的元素與地殼元素豐度具有明顯的相關性，二者含量曲線十分相似（圖1），由于每種元素在人體中的含量適宜才能保持健康，因此環(huán)境中元素的過高過低均可對人居健康產生影響。

圖1 人體血液元素與地殼巖石元素含量均值含量曲線圖Fig. 1 The average content curve of human blood elements and crustal rock elements

1 國內外研究現(xiàn)狀

1.1 國外地質環(huán)境與健康研究歷程

早在1996年，國際地質科學與環(huán)境計劃委員會就建立醫(yī)學地質工作組,現(xiàn)發(fā)展到有 57個國家和133個國際組織參加，醫(yī)學地質是在第32屆國際地質大會上提出并得到了廣大地學專家的重視。2002年，瑞士、美國等地質調查局攜手參與名為“454”國際地質對比計劃項目，主題是環(huán)境污染、環(huán)境病理學、地球化學、地質環(huán)境、金屬元素暴露所產生的后果等分析及其在環(huán)境、公共健康等方面的作用。

美國地質調查局重視研究影響人類和動物健康的地球科學因素，在20世紀50～60年代就開展了環(huán)境健康專題研究，提出了包括人在內的生態(tài)體系理念，并作為主要任務開展研究，諸如針對美國西南部地區(qū)每年10多萬人及牲畜患病情況，開展了球孢子菌或山谷熱作為致病因素的跟蹤調查，形成了空間數(shù)據(jù)及分布圖表，查明了致病因素與致病環(huán)境。英國地質調查局以環(huán)境地球化學中心為依托開展醫(yī)學地質工作。法國、德國等國家也建立了專門的醫(yī)學地質協(xié)會進行相關領域研究。

國外基本是通過地質學、醫(yī)學、化學、生物學等多學科協(xié)同融合，結合本底調查、數(shù)據(jù)采集及已有數(shù)據(jù)的挖掘等方式，分析研究地表環(huán)境對人體健康、生態(tài)健康的影響關系。

1.2 國內地質環(huán)境與健康研究歷程

早在20世紀60年代初，在劉東生院士的倡導下，中國科學院地球化學研究所建立了環(huán)境地球化學研究室，開展了包括克山病、大骨節(jié)病、地方性氟中毒的主要地方病環(huán)境地球化學研究。

20世紀90年代初期，中國地質調查局國家地質實驗測試中心承擔國家科委科技攻關項目《區(qū)域地球化學與農業(yè)和健康》，較為系統(tǒng)的研究了中國地球化學特征及環(huán)境景觀與元素分布關系，全國主要地方病的地理分布及與生命元素關系、全國居民膳食的化學元素攝入量與健康關系，以及天然碘礦泉水與婦女兒童健康關系和食管癌與地理生態(tài)學生命元素關系等。

從2006年開始，中國地質調查局實施了“地方病嚴重區(qū)地下水供水安全示范工程”、“全國地方病嚴重區(qū)地下水勘查與供水安全示范”項目，并在黑、吉、晉、陜、甘、寧、青、新8個?。▍^(qū)）選擇地方病嚴重區(qū)，研究地方病與地下水的關系。

目前，國內外學者主要研究聚集在以下幾個方面：火山噴發(fā)與健康、空氣和水中的Rn元素、地下水與環(huán)境中的As元素、水中的氟化物、水硬度及健康效應、Se缺乏及Se中毒、土壤與I元素缺乏、氣溶膠礦物塵與人類健康及微量元素與人體健康的關系等。國內學者主要研究地方病與地下水、地理等關系，取得較好成果，逐步引起社會重視。

2 環(huán)境與健康研究的進展

2.1 環(huán)境與地方病關系研究

前人對地方病與環(huán)境元素的關系做了較多的研究，包括主要地方病的病因與機理研究。地方病是在某一特定地區(qū)與一定的地質環(huán)境有密切關系的疾病（賈紅霞等，2019）。從環(huán)境地質學角度來看，地方病是由于地殼中元素分布不均勻，某些地區(qū)某種或某些元素嚴重不足或顯著偏高，造成生活在該區(qū)域的人群由于相關元素含量異常而致病。如中國克山病發(fā)病區(qū)域呈北東向展布，中國土壤低Se帶也呈近北東向展布，二者范圍相似（圖2）。因此前人推測環(huán)境中低Se是克山病發(fā)病因素之一（朱延河等，2009；趙君等，2021）。

圖2 全國克山病發(fā)病區(qū)域圖（環(huán)境與地方病組，1981）Fig. 2 National Keshan Disease Incidence Regions

常見地方病，如地方性氟中毒、地方性硒中毒、克山病、大骨節(jié)病等，前人做了大量研究，認為地方病在時空上的分布和地質環(huán)境中的地形地貌、地質構造、地層巖性、土壤、飲用水等因素密切相關，其病因、發(fā)病機制均與元素的缺乏、超標與失衡有關（丁生榮，2012；熊詠民等，2017；廖文等，2019）。

地方性氟中毒一般認為土壤中F元素會進入地表水和地下水，然后通過食物鏈傳遞給人體，過量會造成氟中毒，導致氟斑牙、氟骨病等（王衛(wèi)星等，2020）；氟攝入不足會導致齲齒和大骨節(jié)病。如陜西省吳起縣處于高F的地球化學環(huán)境中（鄭強等，2020），分布地氟病。

地方性砷中毒是由于飲用水中的高As暴露或富As煤的家庭燃燒而引起的；地方性硒中毒發(fā)生在富含Se的黑色碳質硅質巖，碳質頁巖和板巖中高Se含量的地區(qū)（Li et al.，2012；Liu et al.，2021）。

2.2 長壽村環(huán)境研究

目前，公認的長壽村是指一個地區(qū)每10萬人中百歲老人超過7個，區(qū)域平均預期壽命比全國平均壽命大3歲，80歲以上高齡老人占總人口比例大于1.4%的地區(qū)。前人研究已知長壽地區(qū)的地質綜合環(huán)境，試圖解開長壽秘訣，進而提出長壽建議。如韋繼康等研究浙江奉化南岙長壽村土壤地質環(huán)境，得出高含量的有益元素及低含量的有害元素組合在南岙巖石-土壤-食物-人體系統(tǒng)中的循環(huán)起到了至關重要的作用，促進了當?shù)厝嗣耖L壽（韋繼康等，2019）；新疆南部每100 000居民百歲老人的數(shù)量比新疆北部多7.4個（1990年）、4.9個（2000年）和2.1個（2010年），老人的壽命指數(shù)和百歲老人的數(shù)量從南到北遞減（Liu et al.，2014），其原因為北部的飲用水主要是軟水，而南部飲用水主要是硬水和微咸的硬水，飲用水Mg/Ca值高應對健康有益；于洋等對澄邁長壽村居民頭發(fā)分析，得出長壽老人的頭發(fā)中普遍具有高Mg、Ni、Cr，偏高的Fe、Sr，正常水平的Ca、Pb、Mn，明顯偏低的Cu、Zn、Cd（于洋等，2015）等。前人的研究對于塑造健康人居環(huán)境和促進國民長壽具有重要的指導意義。

2.3 重金屬元素對健康影響研究

前人對重金屬對人體健康影響方面的研究較多，尤其對常見的重金屬對健康影響研究較為深入，同時多種重金屬綜合研究也有開展。

Pb主要來源于礦物和巖石，可通過土壤-作物系統(tǒng)進入食物鏈，可使人反應遲鈍，危害人體健康（劉春湘，2020）。Co對皮膚有放射性損傷，攝入過量可出現(xiàn)胸骨后疼痛、惡心及神經性耳聾，重者導致缺氧紫紺、昏迷甚至死亡；土壤Co與地質環(huán)境關系密切，超基性火成巖土壤Co含量可達 100～200 mg/kg，而基性火成巖的土壤Co含量為 30～45 mg/kg（羅澤嬌等，2019）。

鎘中毒主要表現(xiàn)為動脈硬化、腎萎縮、腎炎等，Cd可取代骨骼中部分Ca，引起骨骼疏松軟化而痙攣，嚴重者引起自然骨折，有致癌和致畸作用。土壤中Cd的來源主要是母巖的自然風化，同時也可受農業(yè)耕種方式影響，如在中國南方喀斯特地區(qū)林地土壤Cd含量高于耕地土壤（黃鳳等，2020；楊寒雯等，2020）。

Hg是重金屬污染中毒性最大的元素，食入后直接沉入人體，對大腦、神經、視力破壞極大，如著名的公害病“水俁病”的典型特征。

值得關注的是，自然界的重金屬污染往往是多種金屬超標共存，因此重金屬綜合污染日益受到國內外學者重視。Xu 研究認為洞穴魚重金屬平均濃度依次為Zn>Cu>Cr>Ni>Cd>As>Pb>Hg，長期食用該洞穴魚的內臟存在相當大的健康風險（Xu et al.，2021）。Ngo等（2021）比較5種重金屬通過不同途徑的暴露水平，在電子廢物處理廠周邊村莊的兒童每日平均攝入量為普通村莊3.90倍，攝入米飯存在很大健康風險，同時周邊兒童致癌風險更高。

2.4 地球場、輻射對健康的影響研究

在地球系統(tǒng)中，各種自然因素對人體的健康均有影響，這些因素不僅是指大氣、水、土壤，而且還包括電場、磁場等因素。

地磁場與心血管疾病的發(fā)病率有關，還與中樞神經系統(tǒng)疾病及內分泌紊亂有關，地磁場在人體心血管系統(tǒng)的正?；顒又幸财鹬匾淖饔?。Stoilova等（2018）研究了地磁異常與心肌梗死的動態(tài)關系，認為地磁場的變化會直接影響人類健康，該研究對于保護人類免受地球物理因素的有害影響將非常有用。

同樣自然界中元素的放射性對健康也有著潛在影響，天然放射性元素（Po、Rn、Fr、Ra、Ac、Th、Pa和U）對人體健康的危害主要有2個方面，即體內輻射和體外輻射，均可對人群健康產生影響。如Rn在衰變時會產生α、β、γ射線，可通過呼吸進入人體，易溶于脂肪，對細胞造成傷害，不僅能增加肺癌、敗血癥的可能，而且會因為對細胞的機制性損壞帶來對子女甚至第三代潛在傷害。因此Rn被WHO公布為19種主要致癌物之一，且是室內主要致癌物（沈建康等，2004）。

2.5 城市環(huán)境與人居健康研究

城市是人口密度較高的地區(qū)，隨著全球城市化進程推進，城市周邊環(huán)境的惡化，對城市環(huán)境與人群健康關系的研究逐漸受到關注。

研究城市健康風險是指研究城市環(huán)境，得出城市垃圾、大氣污染、飲用水、糧食產地重金屬超標等對城市人群的健康風險（胡煒，2014）。孫碩等研究邯鄲市永年縣、保定市定州縣周邊共64個大棚土壤，以及對應蔬菜Cr、Ni、Cd、Pb、As含量（孫碩等，2019），得出菠菜、大蔥、蒜苗對重金屬的富集系數(shù)均相對較大，蔬菜對重金屬富集能力為 Cd>Ni>Cr>As>Pb，大棚蔬菜重金屬總體不存在明顯的人體健康風險，但是藁城蔬菜Cr存在明顯的健康風險。Awoke Guadie等（2021）研究城市廢水用于農業(yè)生產，對人類健康和生態(tài)系統(tǒng)構成了重大威脅,用含重金屬的廢水灌溉蔬菜，相應的重金屬對白菜、生菜、番茄等植物污染更高,直接導致成人和兒童的健康風險。Yu等（2021）研究西安市居住區(qū)粉塵中V、Ni、Mn含量，粉塵中Cr、Zn、Pb、Cu、Ba的含量明顯大于陜西的土壤本底值，Zn、Pb和Cu主要來源于能源燃燒，Ba和Cr分別來自建筑源和燃煤電廠。

3 西北地區(qū)健康環(huán)境現(xiàn)狀及研究

3.1 西北健康地質異常與區(qū)劃

3.1.1 健康地質異常區(qū)帶劃分

根據(jù)西北地區(qū)以往區(qū)域地球化學調查（1∶50萬、1∶25萬和1∶20萬水系沉積物調查、1∶25萬土地質量地球化學調查）、水資源調查及地方病調查成果等，以水系沉積物As、Cu、Hg、Pb、Cr、Cd、Ni等元素異常內帶范圍，土地調查中8種重金屬超標范圍及地下水As>10ug/L、F>1.5mg/L圈定超標區(qū)，綜合圈定西北地區(qū)9處水土異常區(qū)（圖3）。

（1）環(huán)塔里木盆地異常區(qū)。該異常區(qū)位于南疆塔里木盆地周圍，為堆積沙漠景觀區(qū), 主要為第四系沙土。該異常區(qū)主要為地下水F、Se超標，巖石中Cu、F、Cd等元素超標，涉及阿克蘇、巴州、和田、喀什等城市，人口約300萬人，存在氟中毒、甲狀腺等健康問題。

（2）中天山南緣異常區(qū)。該異常區(qū)位于天山南坡—庫爾勒地區(qū)，為堆積沙漠景觀區(qū)，主要為酸性-中酸性花崗巖。該異常區(qū)主要為地下水F、Se超標，巖石中Cu、F、Cd、Pb等元素超標，涉及烏魯木齊、昌吉、奎屯、烏蘇等城市，人口約200萬人，存在氟中毒、甲狀腺等健康問題。

（3）柴達木盆地異常區(qū)。該異常區(qū)位于柴達木盆地及其周圍，為干旱-半干旱高寒山區(qū)景觀區(qū)，主要為酸性巖-超基性巖。該異常區(qū)主要為地下水F、Se超標，巖石中Cu、Cd、Pb、Hg等元素超標，涉及格爾木、德令哈等城市，人口約50萬人。

（4）吐哈盆地異常區(qū)。該異常區(qū)位于新疆東天山北部，為干旱荒漠戈壁殘山景觀區(qū)。該異常區(qū)主要為地下水F、Se超標，巖石中Cu、F、Cd、Pb等元素超標，涉及哈密等城市，人口約80萬人。

圖3 西北地區(qū)水土異常圖Fig.3 Water and soil anomaly map in Northwest China

（5）甘肅北山異常區(qū)。該異常區(qū)位于祁連山北麓—內蒙古西部地區(qū)，為干旱荒漠戈壁殘山景觀區(qū)，主要為基性巖區(qū)。該異常區(qū)主要為地下水F超標，巖石Se、Cu、Cd、Pb、Hg等元素超標，涉及酒泉、張掖、武威、白銀等城市，人口約300萬人，存在氟中毒等健康問題。

（6）玉樹瑪多異常區(qū)。該異常區(qū)位于青藏高原區(qū)，為干旱-半干旱高寒山區(qū)景觀區(qū)，主要為片麻巖區(qū)。該異常區(qū)主要為地下水Se超標，巖石中As、Cu、Cd等元素超標，拉脊山中土壤中的Cu、Pb、Hg等元素超標，涉及果洛、玉樹等城市，人口約50萬人。

（7）西寧-蘭州異常區(qū)。該異常區(qū)位于青藏高原區(qū)，為堆積戈壁綠洲景觀區(qū)，主要為酸性-中酸性巖體。該異常區(qū)主要為地下水F、Se超標，巖石中Cu、F、Cd、Pb等元素超標，涉及西寧、蘭州、臨夏等城市，人口約300萬人，存在氟中毒、甲狀腺等健康問題。

（8）延安-寶雞異常區(qū)。該異常區(qū)為黃土覆蓋景觀區(qū), 主要為第四紀黃土區(qū)。該異常區(qū)主要為地下水F、Se超標，涉及延安、寶雞等城市，人口約600萬人，存在氟中毒、甲狀腺、大骨節(jié)、克山病等健康問題。

（9）秦嶺異常區(qū)。該異常區(qū)位于秦嶺南麓，為濕潤-半濕潤中低山景觀區(qū)，主要為基性巖區(qū)。該異常區(qū)主要為巖石Cd、Hg、Zn等元素超標，涉及安康、商洛等城市，人口約200萬人，存在環(huán)境Cd超標，大骨節(jié)病、甲狀腺等健康問題。

3.1.2 主要地方病現(xiàn)狀及研究

（1）西北主要地方病分布現(xiàn)狀。中國是地方病流行嚴重的國家，地方病分布廣、病情重、受威脅人口多。多年來, 在黨和政府的關心下, 在全國地方病防治科研人員的努力下，在全國人民的支持參與下, 地方病防治工作取得了很大成績，克山病已基本得到控制，I缺乏病防治已基本實現(xiàn)階段目標，東部地區(qū)大骨節(jié)病已達控制標準，地氟病中重病區(qū)的改水數(shù)量已超過半數(shù)，地砷病病區(qū)改水措施已發(fā)揮防病作用（孫殿軍，2002）。

西北地區(qū)是中國地方病較嚴重的地區(qū)，具有病種多、分布面積廣、患病人數(shù)多等特點。與地質環(huán)境有關的地方病主要有砷氟中毒、地甲病、大骨節(jié)病、克山病、克丁病和伽師病，除伽師病為新疆伽師縣獨有外，其他病種在陜西、青海、甘肅、寧夏四省均有分布（圖4）（葉成明，2011）。

圖4 西北地區(qū)主要地方病分布圖Fig.4 Distribution map of major endemic diseases in Northwest China

陜西省是全國地方病重病區(qū)之一，主要地方病類型均有分布。陜西省有107個縣市為缺碘地區(qū)，秦巴山區(qū)最為嚴重；9個市66個縣有地方性氟中毒，截止2006年有氟斑牙患者162萬人，氟骨癥22萬人，陜北主要為飲水型氟中毒；495個鄉(xiāng)鎮(zhèn)，病區(qū)人口630萬分布大骨節(jié)病，受克山病危害人口330萬（馮清華等，2006）。

甘肅省與飲用水有關的地方病主要有地方性氟中毒、大骨節(jié)病等，地方性氟中毒在河西走廊、隴西、隴東、甘南危害較廣，張掖紅沙窩、酒泉臨水、民勤西渠比較典型?？松讲≡陔]南禮縣、宕昌和隴東華池最早發(fā)現(xiàn)，大骨節(jié)病在隴東、隴南呈點狀分布，涇川、靈臺、鎮(zhèn)原患病人數(shù)較多。

寧夏地方病主要有地方性氟中毒、地方性砷中毒和甲狀腺腫大。地方性氟中毒分布范圍廣，鹽池是地氟病最嚴重的地區(qū)。1996年，平羅縣發(fā)現(xiàn)砷中毒，主要分布于寧夏北部，其他區(qū)域僅有零星分布。

青海省是全國地方病危害最嚴重的?。▍^(qū)）之一，現(xiàn)已查明的地方病主要有地甲病、氟中毒病、大骨節(jié)病和砷中毒病4種。地甲病以西寧市、海東地區(qū)及環(huán)青海湖地區(qū)病情較重，病情農業(yè)區(qū)重于農牧區(qū)和城鎮(zhèn)。氟中毒以互助、貴德縣最重，大骨節(jié)病以貴德縣和興?？h最重。

新疆維吾爾自治區(qū)是全國地方病危害最嚴重的?。▍^(qū)）之一，地方病主要有地甲病、克丁病、氟中毒病、砷中毒病和伽師病。地甲病、氟中毒病人數(shù)量較多，南北疆均有分布，危害較重；砷中毒、伽師病、克丁病人數(shù)較少，呈點狀分布，主要威脅北疆烏蘇車排子一帶的各農業(yè)團場及南疆伽師、巴楚等縣個別鄉(xiāng)村。

據(jù)各省衛(wèi)生防疫部門不同時期的資料不完全統(tǒng)計，西北5省各類地方病的患病涉及202個縣，受威脅人口869.1萬，其中地甲病、氟中毒、砷中毒人數(shù)最多，達260萬人。

（2）主要地方病與地質環(huán)境的關系。前人研究認為地貌與地方病關系密切,如在封閉的盆地區(qū),由于水流等作用使含F(xiàn)物質聚集，環(huán)境F含量日益增加，可導致氟中毒病加深；在高原、坡地等排泄暢通區(qū),含I物質很少，由于缺碘可導致地方性甲狀腺腫大病情嚴重；其他地方性疾病也在一定程度上受地貌因素影響（表1）（賀群眾，2005）。

表1 常見地方病與地貌關系表Tab.1 Relationship between common endemic diseases and landforms

在高山、高原地區(qū)因受重力作用、風化作用及遷移作用的影響，往往會造成某些地球化學元素的損失，從而導致某些元素缺乏而致病，如克山病、地方性甲狀腺腫等。海拔愈高，氣壓和氧分壓愈低，空氣越稀薄，含氧量越低，致使人攝氧量愈小，肺泡中氧分壓也下降,氧合血蛋白的百分數(shù)也相應減少,從而出現(xiàn)一些高山反應或高山病。高原環(huán)境和某些癌癥的發(fā)病率也有一定的關系。但陳英（1999）通過研究發(fā)現(xiàn)，高山、高原環(huán)境對類風濕關節(jié)炎，血壓患者、局部缺血性心臟病患者、肺和支氣管病患者、神經系統(tǒng)疾病患者及對神經衰弱反而具有康療作用。

西北地區(qū)具有中國4大高原中的2個，即青藏高原和黃土高原，具有中國4大盆地的3個，即新疆南部的塔里木盆地、北部準噶爾盆地及青海西北部的柴達木盆地。高原和盆地區(qū)分布了近千萬人口，研究西北地區(qū)地形與典型地方病的關系，評價健康風險，提出人群健康建議，是健康地質調查研究的內容之一。

3.1.3 長壽村分布及環(huán)境研究

健康長壽是健康中國的基礎，也是中華復興的重要保障，健康長壽古今中外一直都受到全社會關注。人類學家指出，人的壽命極限為150～180歲，而目前人類平均壽命只達到極限壽命的一半，人類對長壽村的研究和追求前景廣闊。

截至2019年12月，中國有10個縣鄉(xiāng)獲得聯(lián)合國老齡認證“世界長壽之鄉(xiāng)”，分別為江蘇如皋市、江蘇溧陽市、廣西上林縣、廣東大埔縣、河南夏邑縣、山東費縣、廣東蕉嶺、湖北鐘祥縣、海南澄邁縣、廣西巴馬、海南萬寧縣、新疆和田市。其中涉及西北地區(qū)的為新疆和田地區(qū)。

新疆和田地區(qū)每10萬人中有21.8名百歲老人，數(shù)倍超出中國東部沿海發(fā)達地區(qū)。和田也是僅有的位于干旱環(huán)境的長壽區(qū)，與全國其他長壽區(qū)氣候有著明顯不同。和田市屬干旱荒漠性氣候，年均降水量只有35 mm，年均蒸發(fā)量高達2 480 mm，但和田綠洲內的小環(huán)境卻比較優(yōu)越，有昆侖山積雪融水澆灌的農田，養(yǎng)育著和田人和當?shù)氐霓r作物。該雪水中富含Mg、Mn等多種礦物質，水質十分優(yōu)質。和田地區(qū)百歲以上老人以牛羊肉及奶、蛋類為主食，蔬菜以番茄、辣椒、洋蔥為主，100歲以上的老人每天吃水果大于1 kg者約有96.76%，一年食用6個月以上者約有91.09%；該區(qū)獨特的自然條件和飲食習慣，成就了和田地區(qū)成為著名的長壽地區(qū)。

同時值得注意的是，目前西北地區(qū)存在多個達到中國老年學和老年醫(yī)學學會長壽之鄉(xiāng)認定標準鄉(xiāng)，目前尚未開展相關長壽鄉(xiāng)認證，因而尚未人知。如商洛市柞水縣金星村，該區(qū)地處秦嶺南麓，全村植被覆蓋率為78%、森林覆蓋率可達65%，負氧離子高達5萬個/cm3，是西安的4倍，人均89歲高齡。陜西安康鎮(zhèn)坪縣，森林覆蓋率86.4%，空氣負氧離子1.3～11萬個/cm3，空氣質量良好天數(shù)保持在350d/a以上，水體質量優(yōu)良，尤其是“溶解氧含量”、“碘含量”、“pH值”均超過國家及世界標準；截至2017年底，全縣90歲以上老人181人，其中百歲老人6人，年紀最長的已經114歲。

調查已知長壽村環(huán)境，提出健康環(huán)境樣板；發(fā)現(xiàn)已有未知的長壽村，申請長壽村稱號，提高知名度，服務當?shù)厝嗣窨叼B(yǎng)和經濟發(fā)展將是以后健康地質調查的重要任務之一。

3.2 健康風險調查研究探索

中國地質調查局西安地質調查中心自2021年以來陸續(xù)開展了健康地質調查，一方面在重點地區(qū)開展健康風險評價，另一方面開展西北地區(qū)健康地質調查示范專項研究。以南疆溫宿縣高氟、低碘、高硒人居環(huán)境風險調查為例，自2016年西安地質調查中心實施的西北五省土地質量地球化學調查項目，在西北地區(qū)陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了大批綠色富硒土地，給當?shù)亟洕鷰砭薮笮б?，同時也發(fā)現(xiàn)了一些地區(qū)存在F、I異常；環(huán)境元素異常給當?shù)厝巳簬硪欢ǖ慕】碉L險。例如，環(huán)塔里木盆地異常區(qū)存在大面積富硒、高氟低碘地區(qū)，I、F、Se元素均是人體需要的元素，缺乏或過多均可對人體造成影響。I缺乏可引起甲狀腺功能紊亂，成人碘缺乏會患甲狀腺腫大、體能低下等病癥;兒童和青春期碘缺乏會影響其骨骼、肌肉、神經和生殖系統(tǒng)的生長發(fā)育。氟的缺失會損害牙齒，使它們輕易脫落，而F超標會對環(huán)境質量和疾病的減少造成不利影響，包括牙齒氟中毒（>1.5 mg/L）、氟骨癥（>4.0mg/L）等（Reddy DV et al.，2010）。Se元素是人體必需的15種營養(yǎng)素之一，人體缺硒可引起某些重要器官的功能失調，導致許多嚴重疾病發(fā)生。開展高氟低碘高硒地區(qū)健康地質調查對于保障該區(qū)人民健康，評價健康風險十分必要。因此，2021年西安地質調查調查中心在溫宿縣開展探索研究工作。

3.2.1 溫宿縣概況

溫宿縣位于新疆西部天山中段托木爾峰南麓、塔里木盆地北緣，轄區(qū)總面積1.43萬km2，2016年全縣總人口23.4萬人，是一個以農業(yè)為主、農牧結合的半農半牧邊境縣。

溫宿縣地區(qū)出露地層從元古宇至第三系和第四系均有出露，其中第四系、第三系分布最廣，其次為志留系、泥盆系和石炭系。溫宿縣屬典型的大陸性干旱氣候,氣候干燥,降雨量小,蒸發(fā)量大。其平原區(qū)降水以7～8月最多,平原地區(qū)年平均雷陣雨占全年降雨量的80%以上。

3.2.2 數(shù)據(jù)來源及數(shù)據(jù)處理

（1）數(shù)據(jù)來源。在充分收集以往土地調查數(shù)據(jù)、主要農作物調查基礎上，在溫宿縣臺蘭河流域及主要農耕區(qū)采集了巖石樣品24件、土壤樣品51件、水樣品51件、農作物樣品15件。樣品分析單位為中國地質調查局西安地質調查中心實驗測試中心及新疆維吾爾自治區(qū)礦產實驗研究所；分析項目為：底泥：Cu、Zn、Mo、As、Cd、Cr、Hg、Ni、Pb、F、I、Se、Ge、Cl、Br；土壤：N、P、K、Corg、B、Cu、Zn、Mn、Mo、As、Zn、Cd、Cr、Ge、Hg、Ni、Pb、F、I、Se；農作物：F、I、Se、Fe、Mn、Ca、Cr、Hg、Pb、Zn、Mo、Ge。

（2）數(shù)據(jù)處理。碘攝入量計算：通過以下公式來計算采用日均攝入量（PDI）（馮麗榮等，2016）。

PDI=∑（CIi×IR）

（1）

式中：PDI是日均攝入量；CIi是指食物中的I含量；IR是指居民每日攝入的某種食物的量。

缺碘風險（Iodine deficiency risk，IDR）用來評價研究區(qū)域居民的缺碘風險。根據(jù)居民體重計算日均Se攝入量（ADSel）除以參考攝入量（RfD）,當HQ值小于1時表明攝入較好，無風險或者風險很??；接近于1時表示缺I較大，應予以重視。

IDR=1-ADSel/RfD

（2）

按照中國居民平衡膳食寶塔，國人的攝入主要由每日應攝入的主要膳食包括谷類、薯類及雜豆、水果類、蔬菜類、蛋類、魚蝦類、畜禽肉類、大豆類及堅果、奶類及奶制品、油等 9 大類食品組成,根據(jù)實測數(shù)據(jù)及相關收集數(shù)據(jù)計算溫宿縣當?shù)鼐用馡日攝入量（表2）。

表2 溫宿居民食物的I日攝入量估計表Tab.2 Estimated daily intake of iodine from food of Wensu residents

該區(qū)成人缺碘系數(shù)IDR=1-93.78/150=0.375,孕婦缺碘系數(shù)IDR=1-93.78/200=0.531。該區(qū)成年人群使用地產糧食、水等食物每天僅攝入I為93.78 ug，遠低于中國營養(yǎng)學會每天150～200 ug I標準，缺碘系數(shù)孕婦高于成人。根據(jù)前人研究（鐘世榮，2000），成年人當I的日攝人量低于100 g時,人就會出現(xiàn)碘缺乏癥。因此，溫宿縣居民每天還需補充足量I才能保證健康。

氟攝入量計算：采用美國環(huán)保局推薦的健康風險評價模型，評價高氟地區(qū)飲用水、糧食中的F對人體的健康風險。

①氟的單位體重日暴露劑量：食入途徑的單位體重日均暴露劑量DiF為：

DiF=CiF×YF/W

（3）

式中：CiF為污染物i在植物中的平均質量分數(shù)（mg/kg），YF為食入暴露途徑的日平均攝入量（kg/d），W為人均體質量（kg）。

通過飲水途徑暴露的日均暴露劑量Diw為：

Diw=S×Ciw/W

（4）

式中：S為成人平均每日飲水量（L/d）；Ciw為某污染物或軀體毒物質的濃度（mg/L）；W為人均體質量（kg）。

②污染因子的非致癌風險指數(shù)：

HQ=Di/RfD

（5）

RfD為非致癌物暴露途徑的參考劑量[mg/（kg·d）]。當風險指數(shù)大于1時，表示此污染因子可能會產生潛在的非致癌風險；當風險指數(shù)小于1時，可以認為沒有慢性的非致癌風險。

③非致癌物的年健康風險模型為：

Ri=（Di×10-6/RfDi）/70

（6）

式中：Ri為非致癌物經食入或飲水途徑的平均個人年風險（a-1），RfD為非致癌物暴露途徑的參考劑量[mg/（kg·d）]；70為人平均壽命（年）。

④氟健康風險模型參數(shù)的選擇：根據(jù)美國EPA化學非致癌物F經食入途徑的參考劑量為0.06 mg/（kg·d），飲水途徑的參考劑量為0.03 mg/（kg·d）（USEPA，2000）。國際輻射防護委員會（ICRP）推薦的有毒有害物質個人年風險最大可接受水平是5.0×10-5（劉達等，2019）。

根據(jù)新疆居民膳食結構及營養(yǎng)狀況調查分析數(shù)據(jù)估算（表3），成年男子人均谷物消費量為1.1 kg/d，成年女子為成年男子的85%，兒童為成年男子的50%，參考中國人群暴露參數(shù)手冊——成人卷。

根據(jù)測算結果得出，高F區(qū)人體暴露途徑主要與飲水攝入有關，3種人群健康風險均大于1，尤其以兒童飲水健康風險最高，成年女子最弱；食物攝入F量均較少，風險均小于1，認為安全，沒有健康風險。

高F區(qū)年健康風險兒童風險最高為2.71×10-8，成年男子為1.97×10-8，成年女子為1.86×10-8，均小于ICRP推薦的最大可接受風險水平5.0×10-5，屬于可接受的風險水平。因此，該區(qū)氟健康風險較低，最大風險來自飲水，應予以重視。

硒攝入量計算：采用日均攝入量（PDI）可以通過以下公式來計算。

PDI=∑（CSei×IR）

（7）

式中：PDI是日均攝入量；CSei是指食物中的Se含量；IR是指居民每日攝入的某種食物的量。

表3 不同人群氟健康風險計算表Tab.3 Fluoride Health Risk Calculation Table for Different Populations

危害系數(shù)（HQ）用來評價研究區(qū)域居民的非致癌風險，根據(jù)居民體重計算的日均Se攝入量（ADSel）除以參考攝入量（RfD）。當HQ值小于等于1時，表示硒中毒風險可以被忽略不計；然而，當HQ值大于1時，表示硒的暴露強度已超出健康風險限值。

HQ=ADSel/RfD

（8）

按照中國居民平衡膳食寶塔，國人的攝入主要由每日應攝入的主要膳食由谷類、薯類及雜豆、水果類、蔬菜類、蛋類、魚蝦類、畜禽肉類、大豆類及堅果、奶類及奶制品、油等9大類食品組成。雞蛋Se含量參考新疆和田地區(qū)雞蛋含Se量，取120 μg/kg（瞿發(fā)林，2005），牛羊肉取500 μg/kg,魚肉取350 μg/kg。

根據(jù)表4可知，溫宿地區(qū)居民每日人均Se攝入量為185.5 μg/d，攝入量同世界其他地區(qū)相比，如美國106 μg/d、日本127.5 μg/d、加拿大98～224 μg/d（EFSA，2014），溫宿每日Se攝入處于適度偏上水平，利于人群健康。

硒危害系數(shù)取國際糧農組織/世界衛(wèi)生組織（FAO/WHO）設定硒的成人耐受上限為 400 μg/d，孕婦為415 μg/d。成人硒危害系數(shù)HQ=185.5/400=0.46,孕婦危害系數(shù)HQ=185.5/415=0.44,危險指數(shù)均小于1，是在最優(yōu)Se攝入范圍內。

3.2.3 風險因素結論

（1）溫宿縣食用地產糧食、水等人群具有較高缺碘風險，成年人群碘缺乏系數(shù)為0.375，孕婦碘缺乏系數(shù)0.531，為易缺碘人群，還需補充足量I，才能保證健康。

表4 溫宿居民硒攝入量計算表Tab.4 Calculation table of selenium intake from food of Wensu residents

（2）該區(qū)高氟年健康風險是可接受的風險水平，最大風險來自飲水，尤其以兒童飲水健康風險最高，應予以重視。

（3）溫宿地區(qū)成人/孕婦硒危險指數(shù)均小于1，且每天Se攝入在最優(yōu)70～200 μg范圍內,利于人群健康。

本次研究是在以往土地調查、農作物調查基礎上，結合食譜調查研究，開展異常元素的風險評價，可為同類地區(qū)人群提出健康建議；是西安地質調查中心在健康地質研究方面做出的重要探索，獲得了地方群眾的好評，為后續(xù)的專項調查奠定了重要基礎。

鑒于2021年健康地質探索研究和人民群眾對健康的長期需求，拓展地質調查新方向十分必要。2022年西安地質調查中心成立西北地區(qū)健康地質調查示范專項調查，將更加系統(tǒng)、全面整理西北地區(qū)健康地質問題，部署相應調查，解決西北地區(qū)重大健康問題，開發(fā)優(yōu)質資源，服務西北地區(qū)高質量發(fā)展。

4 對西北健康地質調查工作的展望

面對西北地區(qū)廣袤的國土、復雜的環(huán)境、大量的人口，健康地質調查關乎民生，關乎國家全局與長遠發(fā)展、社會和諧和經濟高質量發(fā)展，具有重要戰(zhàn)略意義。根據(jù)《“健康中國”行動（2019～2030年）》，按照“2023→2025→2030三步走”的戰(zhàn)略，穩(wěn)步推進健康地質工作，逐步打造西北健康地質品牌，發(fā)展健康地質學科，打造技術創(chuàng)新與人才成長平臺，持續(xù)提供滿足政府決策和人民生活需要的健康地質成果，為國家管理、國民健康服務，推動地質工作轉型升級和西安地質調查中心事業(yè)發(fā)展，未來將推動以下工作。

（1）開展健康地質戰(zhàn)略規(guī)劃與綜合區(qū)劃。跟蹤分析國內外健康地質相關的最新動態(tài)，集成健康地質綜合研究及大數(shù)據(jù)匯聚，開展健康地質戰(zhàn)略規(guī)劃與區(qū)劃工作；借助“地質云”建立西北地區(qū)健康地質數(shù)據(jù)庫、動態(tài)監(jiān)測網絡體系及交流合作平臺，筑就平臺。

（2）開展重點地區(qū)、典型流域健康地質調查評價與風險防控。開展地學與流行病學的調查評價，揭示地質環(huán)境對人居健康的影響現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)規(guī)律、認識機理，建立野外示范基地，提升科技創(chuàng)新服務能力，助力遏制因地質環(huán)境導致的重特大疾病高發(fā)、多發(fā)勢頭。

開展西北高原、盆地地區(qū)地方病高發(fā)區(qū)Se、F、I（低I、高I）成因來源、遷移途徑的自然地理、地質環(huán)境與地球化學過程的調查研究，提出健康建議；開展典型礦山及其周邊地區(qū)重點元素在環(huán)境中的遷移轉化及生物有效性研究，查明礦業(yè)活動對環(huán)境及健康的影響，提出生態(tài)修復與綠色礦業(yè)可持續(xù)發(fā)展建議；開展典型地質體、地質環(huán)境背景（地球化學異常）對人體健康潛在影響（有益或危害）評價。

（3）開展綠色、健康與地質基因調查評價。針對特殊區(qū)域人群健康、名特優(yōu)農產品和道地藥材的地質基因，充分利用地質調查成果，開展調查評價，建設地質基因庫，為綠色農產品和中醫(yī)藥產品生產、宜居城鄉(xiāng)（社區(qū)）建設提供地質信息數(shù)據(jù)與決策依據(jù)。

開展西北長壽村集中地區(qū)健康地質調查評價，圈定優(yōu)質健康資源，揭示長壽環(huán)境組合特征，提出增進人民生命健康的可借鑒建議；開展名特優(yōu)農產品和道地藥材質量的地質基因調查評價，總結地質基因與高效發(fā)展的關系，提升農產品品質，服務鄉(xiāng)村振興發(fā)展。

（4）探索健康地質調查評價新技術新方法。充分利用現(xiàn)代新型調查評價方法和新技術，研究建立配套支撐健康地質調查評價的新技術新方法，形成具有自主知識產權的健康地質技術產品，打造健康地質調查新技術服務平臺，以新型技術研發(fā)促進科技創(chuàng)新，推動健康地質技術進步，指導并推動實踐，全面支撐健康地質調查評價研究工作。

（5）成立“中國地質調查局西北地區(qū)健康地質研究中心”。由西安地質調查中心牽頭組建，聯(lián)合相關高校和研究院所，打造健康地質領域科技創(chuàng)新與人才匯聚的平臺，筑就健康地質信息中心、技術咨詢交流中心和應用轉化中心，研究解決人民生活中關心的環(huán)境健康問題，服務地方發(fā)展。

相信隨著人民對健康日益重視，對健康環(huán)境研究日漸深入，在國家“十四五”發(fā)展規(guī)劃期間，西安地質調查中心將按局黨組“十四五”地質調查工作戰(zhàn)略部署，持續(xù)推進地質調查工作轉型升級的要求, 結合西北地區(qū)健康地質問題，努力推進西北地區(qū)健康地質工作, 逐步實現(xiàn)西北地區(qū)“生態(tài)優(yōu)美宜居，糧食安全放心，人民健康幸?！钡暮陚ニ{圖。

致謝：本文在撰寫過程中得到了中國地質調查局西安地質調查中心領導的大力支持和指導，同時得到了中心自然資源綜合調查室、水文地質調查室等各業(yè)務處室的大力支持和幫助，是一項集體成果，在此向大家表示衷心感謝！健康地質調查尚處于探索階段，因此，本文在撰寫過程中難免存在諸多不足和錯誤，敬請各位同行批評指正！謹以此文慶祝中國地質調查局西安地質調查中心成立60周年。