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破譯影響人體健康的地質(zhì)密碼

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2023-03-23

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摘要 : “人體的健康與其生存的自然環(huán)境密切相關(guān)。研究人體健康與地球環(huán)境空間結(jié)構(gòu)、組分與交互關(guān)系，幫助人們擁有更好的生存環(huán)境，是健康地質(zhì)調(diào)查工作期望達(dá)成的使命?！?/blockquote>
　　健康地質(zhì)服務(wù)健康中國(guó)
　　“人體的健康與其生存的自然環(huán)境密切相關(guān)。研究人體健康與地球環(huán)境空間結(jié)構(gòu)、組分與交互關(guān)系，幫助人們擁有更好的生存環(huán)境，是健康土壤取樣鉆機(jī)地質(zhì)調(diào)查工作期望達(dá)成的使命?！敝袊?guó)地質(zhì)調(diào)查局國(guó)家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心（以下簡(jiǎn)稱(chēng)實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心）副主任劉大文告訴記者，基于中國(guó)地質(zhì)科學(xué)領(lǐng)域已有的地球化學(xué)調(diào)查技術(shù)和成果，2021年，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局提出地質(zhì)調(diào)查工作要支撐服務(wù)健康中國(guó)戰(zhàn)略，明確了健康地質(zhì)的概念和工作思路，并部署了多個(gè)前期試點(diǎn)。2022年，健康地質(zhì)調(diào)查工程正式啟動(dòng)。
　　劉大文是中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局健康地質(zhì)調(diào)查工程的首席專(zhuān)家。據(jù)他介紹，工程由實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心和中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局地球物理地球化學(xué)勘查研究所共同牽頭實(shí)施，其內(nèi)容和目標(biāo)集中在5個(gè)方面：一是開(kāi)展全國(guó)及重點(diǎn)地區(qū)影響人體健康的重大地質(zhì)問(wèn)題調(diào)查研究，查明地質(zhì)環(huán)境因素、影響過(guò)程和規(guī)律及健康風(fēng)險(xiǎn)；二是開(kāi)展典型地區(qū)有害健康地質(zhì)條件與人體健康關(guān)系研究，提出健康風(fēng)險(xiǎn)防控建議和解決方案；三是開(kāi)展有益健康地質(zhì)條件調(diào)查研究，推動(dòng)宜居鄉(xiāng)村（城市）、特色健康地質(zhì)小鎮(zhèn)建設(shè)；四是開(kāi)展健康地質(zhì)區(qū)劃，構(gòu)建健康地質(zhì)“一張圖”；五是建立健康地質(zhì)調(diào)查、監(jiān)測(cè)、評(píng)價(jià)、區(qū)劃等技術(shù)方法和標(biāo)準(zhǔn)體系。
　　如今，工程的頂層設(shè)計(jì)已初具形態(tài)，形成了以地質(zhì)—地球化學(xué)為根本，以多學(xué)科交叉研究方法為主，厘定健康地質(zhì)調(diào)查核心地質(zhì)要素；基于百年地質(zhì)資料，以綜合地質(zhì)調(diào)查為主，輔以補(bǔ)充調(diào)查等手段，構(gòu)建服務(wù)國(guó)家宏觀戰(zhàn)略和鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)振興發(fā)展為目標(biāo)的業(yè)務(wù)架構(gòu)；以雙牽頭單位為核心層、專(zhuān)業(yè)院所和大區(qū)中心為緊密層、省級(jí)地勘單位為支撐層、衛(wèi)生農(nóng)業(yè)環(huán)境等相關(guān)部委單位為協(xié)作層的組織構(gòu)架，并進(jìn)行了實(shí)質(zhì)性運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　地質(zhì)元素圖譜映射人與自然關(guān)系
　　據(jù)研究，除了人體原生質(zhì)中的主要成分碳、氫、氧、氮和地殼中的主要成分硅以外，其他化學(xué)元素在人體血液中的含量與在地殼中的含量及分布規(guī)律具有驚人的相似性。這說(shuō)明化學(xué)元素的地殼豐度控制生命元素在人體的分布規(guī)律。
　　為了進(jìn)一步探究地質(zhì)環(huán)境因素與人體健康之間的關(guān)系，工程通過(guò)組織協(xié)調(diào)相關(guān)地調(diào)單位和衛(wèi)健委疾控中心等，匯集了全國(guó)層面5大類(lèi)46種200余項(xiàng)健康地質(zhì)相關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，探索研究單指標(biāo)和綜合指標(biāo)的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，初步篩選與人群健康最為密切的構(gòu)造、地層、地球化學(xué)等指標(biāo)，并基于人群暴露途徑，以及水土等地質(zhì)環(huán)境條件、生物元素富集特征與人群營(yíng)養(yǎng)狀況（如鐵、硒等元素）豐缺關(guān)聯(lián)、疾病發(fā)病率分布與地球化學(xué)條件關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立了健康地質(zhì)適宜性指數(shù)（GHI）。
　　以此為基礎(chǔ)探索開(kāi)展了全國(guó)層面的健康地質(zhì)評(píng)價(jià)，識(shí)別全國(guó)健康地質(zhì)重要問(wèn)題，首次將全國(guó)劃分為8個(gè)一級(jí)大區(qū)和21個(gè)二級(jí)亞區(qū)和51個(gè)三級(jí)健康適宜區(qū)，編制完成《全國(guó)健康地質(zhì)分區(qū)評(píng)價(jià)圖集》，為后續(xù)開(kāi)展全國(guó)性的健康地質(zhì)選區(qū)、綜合調(diào)查和評(píng)價(jià)提供了基本參照。
　　同時(shí)，工程選擇多個(gè)典型地區(qū)，分別針對(duì)區(qū)域性疾病分布區(qū)、長(zhǎng)壽區(qū)、礦集區(qū)，綜合研究有害和有益地質(zhì)條件及要素與人群健康之間的耦合關(guān)系：聚焦區(qū)域慢性病高發(fā)問(wèn)題，深究地質(zhì)根源與地方病之間的因果效應(yīng)和暴露途徑；針對(duì)地質(zhì)高背景區(qū)，解析關(guān)鍵元素表生地球化學(xué)行為及其健康效應(yīng)；在典型礦集區(qū)，開(kāi)展礦山開(kāi)采對(duì)人群健康影響的探索性對(duì)照研究，分類(lèi)別進(jìn)行了健康地質(zhì)調(diào)查技術(shù)方法的探索和總結(jié)。
　　劉大文告訴記者，實(shí)踐也推動(dòng)了相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析技術(shù)研發(fā)。截至目前，已形成28種生命元素野外現(xiàn)場(chǎng)高精度快速檢測(cè)技術(shù)方法，初步構(gòu)建了野外現(xiàn)場(chǎng)三重四級(jí)桿電感耦合等離子質(zhì)譜+電熱蒸發(fā)以及液相色譜電感耦合等離子質(zhì)譜聯(lián)用移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室解決方案，為下一步建立精細(xì)健康地質(zhì)元素圖譜奠定了基礎(chǔ)；建立了黑色頁(yè)巖有機(jī)物篩查技術(shù)，為巖石中有機(jī)分子的發(fā)現(xiàn)、識(shí)別定量、環(huán)境與健康效應(yīng)研究提供了“利器”；建立了高背景區(qū)作物籽實(shí)硒預(yù)測(cè)模型，為有效土壤取樣鉆機(jī)預(yù)測(cè)地質(zhì)要素的健康效應(yīng)開(kāi)辟了途徑。
　　解譯長(zhǎng)壽村、癌癥村的地質(zhì)密碼
　　人的健康和當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)環(huán)境息息相關(guān)。
　　截至2021年，廣西壯族自治區(qū)巴馬瑤族自治縣的總?cè)丝诓?9.86萬(wàn)，但百歲及以上的老人共有110位?！暗锰飒?dú)厚的自然條件和生態(tài)環(huán)境，讓巴馬成為一方神奇之地?！惫こ谈笔紫瘜?zhuān)家、實(shí)驗(yàn)測(cè)試中心健康地質(zhì)研究室副主任劉斯文告訴記者，經(jīng)調(diào)查，巴馬有著高濃度負(fù)離子彌漫的優(yōu)越空氣環(huán)境，空氣中的負(fù)離子含量每立方厘米約2000~5000個(gè)，最高達(dá)3萬(wàn)個(gè)；土壤中錳、鋅含量極高，而銅、鎘含量低，且所處的喀斯特環(huán)境中蘊(yùn)藏多種微量元素，能夠通過(guò)各種食物進(jìn)入人體，對(duì)于人體的正常發(fā)育和健康長(zhǎng)壽有非常重要的作用。另外，該地區(qū)地磁強(qiáng)度相對(duì)較高，高地磁能夠帶來(lái)心腦血管發(fā)病率低、身體免疫力高和高質(zhì)量的睡眠。
　　同樣，許多地方病如大骨節(jié)病、克山病、地方性甲狀腺腫、地方性砷中毒等，也能在自然環(huán)境中找到根源。目前的研究表明，約有80％的癌癥是由環(huán)境因素引起的，其分布具明顯的地區(qū)性和地帶性，有集中高發(fā)的現(xiàn)象，其中消化系統(tǒng)癌癥的地區(qū)性分布最為明顯。在我國(guó)，一些地方的食管癌可能與無(wú)煙燃煤的分布有關(guān)，一些地方的食管癌與安山巖和中更新統(tǒng)的洪積層分布區(qū)正相關(guān)……
　　要尋根溯源，更要破解難題。
　　工程科技人員在大興安嶺呼中區(qū)開(kāi)展調(diào)查，初步判定大興安嶺地區(qū)高血壓病的主要地學(xué)致病因素是飲用水中鈣、鎂元素不足。通過(guò)水文地質(zhì)調(diào)查等工作，科研人員分析水中鈣、鎂元素的地球化學(xué)行為及遷移方式，并結(jié)合呼中地區(qū)1600米地?zé)峥辈殂@探資料，系統(tǒng)編錄了巖心含水層屬性，厘清了深部地下水分布及特征，為當(dāng)?shù)靥綄?yōu)質(zhì)健康水源提供了重要的理論支撐。
　　“水土醫(yī)生”為和美鄉(xiāng)村建設(shè)助力
　　不久前，2023年中央一號(hào)文件發(fā)布，再次聚焦三農(nóng)工作?！巴七M(jìn)農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展、保障糧食質(zhì)量安全、促進(jìn)人民身體健康，需要地球化學(xué)技術(shù)的有力支持。健康地質(zhì)調(diào)查工程也將為國(guó)土空間規(guī)劃、農(nóng)村綠色產(chǎn)業(yè)發(fā)展、鄉(xiāng)村振興等提供基礎(chǔ)支撐?！眲⒋笪母嬖V記者。
　　富硒高鎘地質(zhì)背景耕地的安全利用問(wèn)題是其中一例。
　　幾年前的鎘米事件，讓人們談鎘色變，富硒產(chǎn)品則是人們公認(rèn)的健康食品。而現(xiàn)實(shí)中，許多地方卻是硒鎘共生，且生產(chǎn)的富硒農(nóng)作物鎘元素超標(biāo)問(wèn)題，已成為制約一些特色農(nóng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的重要因素。
　　為進(jìn)一步查明硒鎘共生這個(gè)雙刃劍的健康效應(yīng)，工程的科技人員從元素形態(tài)、控制因素、人群效應(yīng)等方面加強(qiáng)了研究，并揭示了當(dāng)?shù)厝巳簽槭裁磿?huì)具有較高的鎘暴露和較快的鎘代謝，哪些健康地質(zhì)資源對(duì)人群健康具有明顯的綜合正向促進(jìn)作用。
　　“如今，健康地質(zhì)工作受到了許多地方政府的強(qiáng)烈關(guān)注。我們也積極對(duì)接地方需求，探索‘健康地質(zhì)+功能農(nóng)業(yè)’‘健康地質(zhì)+城鄉(xiāng)統(tǒng)籌’等‘健康地質(zhì)+’的發(fā)展思路，服務(wù)自然資源部等鄉(xiāng)村振興定點(diǎn)幫扶和東部地區(qū)鄉(xiāng)村高質(zhì)量發(fā)展?！惫こ炭萍既藛T說(shuō)。比如，在江西贛州，工程針對(duì)于都縣、興國(guó)縣鄉(xiāng)村振興所關(guān)注的綠色富硒水稻和花生中硒元素可被人體有效吸收成分的情況，測(cè)定水稻花生農(nóng)作物籽實(shí)中硒元素形態(tài)，給出優(yōu)選富硒能力強(qiáng)和更易于人體吸收作物建議。工程還為大骨節(jié)病區(qū)提出環(huán)境改善建議，得到了當(dāng)?shù)卣目隙ㄅc感謝；向海南省昌江縣人民政府提交了健康地質(zhì)調(diào)查評(píng)價(jià)試點(diǎn)初步成果。
　　從點(diǎn)到面，由靜到動(dòng)，健康地質(zhì)未來(lái)可期
　　地質(zhì)科學(xué)研究是一個(gè)長(zhǎng)期的工作，不可能一蹴而就。劉大文介紹，就健康地質(zhì)調(diào)查工程而言，2022年的重點(diǎn)是夯基礎(chǔ)、建標(biāo)準(zhǔn)，構(gòu)筑健康地質(zhì)調(diào)查“四梁八柱”，今后，還要在實(shí)踐中繼續(xù)探索構(gòu)建新的科學(xué)范式和更加高效的成果應(yīng)用。今年，工程將繼續(xù)開(kāi)展阜平、巴馬、柞水、宜春等典型地區(qū)的健康地質(zhì)調(diào)查，識(shí)別關(guān)鍵地質(zhì)要素和人群健康問(wèn)題，形成健康地質(zhì)調(diào)查技術(shù)方法體系；在安吉、贛州等地區(qū)進(jìn)行健康地質(zhì)監(jiān)測(cè)和評(píng)價(jià)工作，掌握影響人群健康的地質(zhì)要素動(dòng)態(tài)變化狀況與規(guī)律；開(kāi)展北方地區(qū)和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶礦集區(qū)重點(diǎn)地區(qū)健康地質(zhì)評(píng)價(jià)與區(qū)劃，分類(lèi)構(gòu)建全國(guó)健康地質(zhì)分區(qū)；建立與人群健康密切相關(guān)的28種生命元素以及砷、硒元素形態(tài)高精度現(xiàn)場(chǎng)快速測(cè)試技術(shù)方法，建立飲水型地方病區(qū)及礦集區(qū)健康地質(zhì)生命元素圖譜，探索研究穩(wěn)定準(zhǔn)確的氨氮重金屬等元素在線監(jiān)測(cè)技術(shù)方法；最終聚焦調(diào)查產(chǎn)品，形成健康地質(zhì)“一張圖”。
　　“政府部門(mén)的贊譽(yù)、群眾的支持，讓我們更加意識(shí)到了健康地質(zhì)工作的作用和意義，也讓我們對(duì)工程未來(lái)的發(fā)展更有信心?！眲⒋笪母嬖V記者，工程下一步將圍繞以下6方面展開(kāi)：
　　——開(kāi)展全國(guó)層面健康地質(zhì)綜合調(diào)查，完善巖、土、水等不同層圈基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匯聚和綜合分析，開(kāi)展有害健康地質(zhì)條件以及有益健康地質(zhì)條件與人群健康關(guān)系空間分析，查明地質(zhì)環(huán)境因素、影響過(guò)程和規(guī)律及健康風(fēng)險(xiǎn)，建立健康地質(zhì)生命元素圖譜，厘定健康地質(zhì)調(diào)查指標(biāo)體系。
　　——選擇飲水型地方病區(qū)、地質(zhì)高土壤取樣鉆機(jī)背景區(qū)、礦集區(qū)、名特優(yōu)產(chǎn)品及礦泉水產(chǎn)區(qū)、長(zhǎng)壽村等典型區(qū)，厘清與人群健康相關(guān)的有益/有害關(guān)鍵地質(zhì)要素，完善調(diào)查技術(shù)方法體系，探索健康地質(zhì)調(diào)查支撐服務(wù)贛州、墨江、阿克蘇等鄉(xiāng)村振興和美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的路徑與模式。
　　——厘清安吉、贛州、阜平等試點(diǎn)地區(qū)健康地質(zhì)監(jiān)測(cè)關(guān)鍵要素，探索監(jiān)測(cè)方法技術(shù)，動(dòng)態(tài)掌握關(guān)鍵地質(zhì)要素變化狀況，研究其遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律，支撐關(guān)鍵地質(zhì)要素影響人群健康途徑調(diào)查。
　　——開(kāi)展健康地質(zhì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)測(cè)試分析技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)，提升關(guān)鍵生命元素示蹤分析技術(shù)，建立健康地質(zhì)野外現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試新技術(shù)方法體系，支撐服務(wù)部、局勘查技術(shù)與實(shí)驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)化工作。
　　——建立健康地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)匯聚機(jī)制與共享辦法，構(gòu)建健康地質(zhì)調(diào)查基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和信息服務(wù)系統(tǒng)，編制健康地質(zhì)“一張圖”。
　　——建實(shí)建強(qiáng)健康地質(zhì)調(diào)查研究團(tuán)隊(duì)，開(kāi)展健康地質(zhì)領(lǐng)域科學(xué)普及活動(dòng)。
　　“當(dāng)前學(xué)科交叉融合不斷發(fā)展，科學(xué)研究范式發(fā)生深刻變革，科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展加速滲透融合。健康地質(zhì)作為一門(mén)綜合性較強(qiáng)的應(yīng)用型科學(xué)，是對(duì)以往醫(yī)學(xué)地質(zhì)的拓展，形成了從病后治療補(bǔ)救到日常防患于未然的工作思路。我們希望能土壤取樣鉆機(jī)探索出一條地質(zhì)調(diào)查服務(wù)國(guó)家富強(qiáng)、民族振興的新路，也讓廣大民眾更多地受益于地質(zhì)科學(xué)?！眲⒋笪谋硎?。