趙君，王鵬，王磊，于國強，劉拓，常亮，趙禹

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

地質(zhì)調(diào)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(diào)查內(nèi)容主要是對地質(zhì)背景、礦產(chǎn)、水、土地及環(huán)境等要素的現(xiàn)狀調(diào)查，以往大都注重專項調(diào)查，健康人居環(huán)境調(diào)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(zhì)調(diào)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(zhì)健康地質(zhì)資源，該項調(diào)查命名為健康地質(zhì)。健康地質(zhì)在醫(yī)學地質(zhì)學的基礎上，擴展了研究，進一步探討各類地球物質(zhì)和地質(zhì)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(nèi)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(nóng)作物進入到食物鏈中，對人類的健康產(chǎn)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(zhì)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(chǎn)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(nèi)外研究現(xiàn)狀

1.1 國外地質(zhì)環(huán)境與健康研究歷程

早在1996年，國際地質(zhì)科學與環(huán)境計劃委員會就建立醫(yī)學地質(zhì)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(zhì)是在第32屆國際地質(zhì)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(zhì)調(diào)查局攜手參與名為“454”國際地質(zhì)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(zhì)環(huán)境、金屬元素暴露所產(chǎn)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(zhì)調(diào)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(nèi)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(diào)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(zhì)調(diào)查局以環(huán)境地球化學中心為依托開展醫(yī)學地質(zhì)工作。法國、德國等國家也建立了專門的醫(yī)學地質(zhì)協(xié)會進行相關領域研究。

國外基本是通過地質(zhì)學、醫(yī)學、化學、生物學等多學科協(xié)同融合，結合本底調(diào)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(nèi)地質(zhì)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(zhì)調(diào)查局國家地質(zhì)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(nóng)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(zhì)調(diào)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個省（區(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(nèi)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(nèi)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(zhì)環(huán)境有密切關系的疾?。ㄙZ紅霞等，2019）。從環(huán)境地質(zhì)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(zhì)環(huán)境中的地形地貌、地質(zhì)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(zhì)硅質(zhì)巖，碳質(zhì)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(zhì)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(zhì)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(jīng)性耳聾，重者導致缺氧紫紺、昏迷甚至死亡；土壤Co與地質(zhì)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(nóng)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(jīng)、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(nèi)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(nèi)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(jīng)系統(tǒng)疾病及內(nèi)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淖饔谩toilova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(nèi)輻射和體外輻射，均可對人群健康產(chǎn)生影響。如Rn在衰變時會產(chǎn)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(nèi)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(chǎn)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(nóng)業(yè)生產(chǎn)，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(zhì)異常與區(qū)劃

3.1.1 健康地質(zhì)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(diào)查（1∶50萬、1∶25萬和1∶20萬水系沉積物調(diào)查、1∶25萬土地質(zhì)量地球化學調(diào)查）、水資源調(diào)查及地方病調(diào)查成果等，以水系沉積物As、Cu、Hg、Pb、Cr、Cd、Ni等元素異常內(nèi)帶范圍，土地調(diào)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(nèi)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(zhì)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省（區(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(nóng)業(yè)區(qū)重于農(nóng)牧區(qū)和城鎮(zhèn)。氟中毒以互助、貴德縣最重，大骨節(jié)病以貴德縣和興海縣最重。

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(nóng)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(zhì)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(zhì)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(zhì)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(jīng)系統(tǒng)疾病患者及對神經(jīng)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(zhì)調(diào)查研究的內(nèi)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(nèi)的小環(huán)境卻比較優(yōu)越，有昆侖山積雪融水澆灌的農(nóng)田，養(yǎng)育著和田人和當?shù)氐霓r(nóng)作物。該雪水中富含Mg、Mn等多種礦物質(zhì)，水質(zhì)十分優(yōu)質(zhì)。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(zhì)量良好天數(shù)保持在350d/a以上，水體質(zhì)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(jīng)114歲。

調(diào)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(jīng)濟發(fā)展將是以后健康地質(zhì)調(diào)查的重要任務之一。

3.2 健康風險調(diào)查研究探索

中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心自2021年以來陸續(xù)開展了健康地質(zhì)調(diào)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(zhì)調(diào)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(diào)查為例，自2016年西安地質(zhì)調(diào)查中心實施的西北五省土地質(zhì)量地球化學調(diào)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?jīng)濟帶來巨大效益，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(jīng)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(zhì)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(diào)，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(zhì)調(diào)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(zhì)調(diào)查調(diào)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(nóng)業(yè)為主、農(nóng)牧結合的半農(nóng)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(diào)查數(shù)據(jù)、主要農(nóng)作物調(diào)查基礎上，在溫宿縣臺蘭河流域及主要農(nóng)耕區(qū)采集了巖石樣品24件、土壤樣品51件、水樣品51件、農(nóng)作物樣品15件。樣品分析單位為中國地質(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心實驗測試中心及新疆維吾爾自治區(qū)礦產(chǎn)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(nóng)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?。唤咏?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(chǎn)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(zhì)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(zhì)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(zhì)的濃度（mg/L）；W為人均體質(zhì)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(chǎn)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(jīng)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(jīng)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(zhì)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(diào)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(nóng)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(nèi)。

3.2.3 風險因素結論

（1）溫宿縣食用地產(chǎn)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(nèi),利于人群健康。

本次研究是在以往土地調(diào)查、農(nóng)作物調(diào)查基礎上，結合食譜調(diào)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(zhì)調(diào)查中心在健康地質(zhì)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(diào)查奠定了重要基礎。

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

4 對西北健康地質(zhì)調(diào)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(zhì)調(diào)查關乎民生，關乎國家全局與長遠發(fā)展、社會和諧和經(jīng)濟高質(zhì)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(zhì)工作，逐步打造西北健康地質(zhì)品牌，發(fā)展健康地質(zhì)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(zhì)成果，為國家管理、國民健康服務，推動地質(zhì)工作轉型升級和西安地質(zhì)調(diào)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(zhì)戰(zhàn)略規(guī)劃與綜合區(qū)劃。跟蹤分析國內(nèi)外健康地質(zhì)相關的最新動態(tài)，集成健康地質(zhì)綜合研究及大數(shù)據(jù)匯聚，開展健康地質(zhì)戰(zhàn)略規(guī)劃與區(qū)劃工作；借助“地質(zhì)云”建立西北地區(qū)健康地質(zhì)數(shù)據(jù)庫、動態(tài)監(jiān)測網(wǎng)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(zhì)調(diào)查評價與風險防控。開展地學與流行病學的調(diào)查評價，揭示地質(zhì)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(zhì)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(zhì)環(huán)境與地球化學過程的調(diào)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(zhì)體、地質(zhì)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(zhì)基因調(diào)查評價。針對特殊區(qū)域人群健康、名特優(yōu)農(nóng)產(chǎn)品和道地藥材的地質(zhì)基因，充分利用地質(zhì)調(diào)查成果，開展調(diào)查評價，建設地質(zhì)基因庫，為綠色農(nóng)產(chǎn)品和中醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)、宜居城鄉(xiāng)（社區(qū)）建設提供地質(zhì)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(zhì)調(diào)查評價，圈定優(yōu)質(zhì)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(nóng)產(chǎn)品和道地藥材質(zhì)量的地質(zhì)基因調(diào)查評價，總結地質(zhì)基因與高效發(fā)展的關系，提升農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，服務鄉(xiāng)村振興發(fā)展。

（4）探索健康地質(zhì)調(diào)查評價新技術新方法。充分利用現(xiàn)代新型調(diào)查評價方法和新技術，研究建立配套支撐健康地質(zhì)調(diào)查評價的新技術新方法，形成具有自主知識產(chǎn)權的健康地質(zhì)技術產(chǎn)品，打造健康地質(zhì)調(diào)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(zhì)技術進步，指導并推動實踐，全面支撐健康地質(zhì)調(diào)查評價研究工作。

（5）成立“中國地質(zhì)調(diào)查局西北地區(qū)健康地質(zhì)研究中心”。由西安地質(zhì)調(diào)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(zhì)領域科技創(chuàng)新與人才匯聚的平臺，筑就健康地質(zhì)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(zhì)調(diào)查中心將按局黨組“十四五”地質(zhì)調(diào)查工作戰(zhàn)略部署，持續(xù)推進地質(zhì)調(diào)查工作轉型升級的要求, 結合西北地區(qū)健康地質(zhì)問題，努力推進西北地區(qū)健康地質(zhì)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(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)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(diào)查室、水文地質(zhì)調(diào)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(zhì)調(diào)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(zhì)調(diào)查局西安地質(zhì)調(diào)查中心成立60周年。