氟骨症

不可小视的化学地质灾害

更新时间:2011-11-10 20:40:44 | fx_8ad564f2

  去年年末重庆开县井喷事故带给人们的伤痛还没有平息,今年年初贵州六盘水和黑龙江鸡西又相继发生煤矿***爆炸事故。除了人为因素,这些事故是由化学地质原因引发的。

  在矿产开发过程中发生的重金属污染、***突出和***爆炸,石油和天然气开发过程中的井喷,还有由于地球生物化学因素造成的地方性疾病,都属于化学地质灾害。它们对人民生命财产安全造成威胁,必须引起高度重视。

  近年来,地质灾害时有发生,对人民生命财产造成了严重损害,人们对于地质灾害的发生提高了警惕,减轻地质灾害造成的损失的要求日益迫切。

  地质灾害分为物理地质灾害和化学地质灾害。目前大多数人关注的是物理地质灾害。去年11月24日国务院第394号令公布的《地质灾害防治条例》所界定的地质灾害“包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。”这里所指的也只是物理地质作用造成的灾害。然而在现实生活中还存在由于自然因素或者人为因素引发的化学地质灾害,例如在矿产开发过程中发生的重金属污染、***突出和***爆炸,石油和天然气开发过程中的井喷。还有由于地球生物化学因素造成的地方性疾病,比如像甲状腺肿、氟骨病、砷中毒等。这些化学地质灾害影响深远,对人民生命财产安全造成威胁,理应引起警惕。

  一、能源矿产开发中有害气体造成的地质灾害

  这类地质灾害大多属于能源矿产开发中不遵循安全生产规章操作引发的事故,其中最常见的是煤矿开发中煤、***突出以及***爆炸,还有石油和天然气矿井的泄漏和井喷。这是人类活动诱发的地质灾害。

  煤矿***就是通常所说的煤层气,主要成分是甲烷,占90%以上,其次是二氧化碳、氮和重烃,还有少量的氢和一氧化碳。煤层气是在煤层形成过程中产生的,储存在煤层的孔隙和裂隙里。我国煤矿***涌出现象比较普遍,许多矿井***涌出量很大。大量涌出的***滞留在坑道里,是发生***爆炸的主要原因。

  从20世纪50年代到80年代,我国共发生矿井煤与***突出事件8000多次,平均每年达260次。煤与***突出不但破坏和堵塞煤矿巷道,而且大量积聚的***极易引起爆炸。预防***涌出、煤与***突出的重要措施是加强***监测,对巷道和作业面采取合理的供风和抽排***的措施。

  近年来,随着小煤窑的增加,一些不法个体矿主为了追逐最大利润,无视安全生产,煤、***突出、***爆炸的事故不断发生,井下工人伤亡的噩耗频传。据新闻媒体公开登载的信息统计,从2002年7月22日至2003年7月8日将近一年时间内,发生这类矿难79件,涉及全国20个省、自治区和直辖市。使得我国百万吨煤的死亡率大大地高于世界主要产煤国家的平均水平,全国煤矿一年内因伤亡事故和职业病造成的经济损失,相当于原国有企业重点煤矿2002年全年销售额的5%。

  其实煤矿***即煤层气是高热值、高效的清洁能源,1000m3的煤层气的发热量相当于1吨石油,我国煤层气储量达14.7×1012m3,每年在采煤过程中排放194×108m3,这些煤层气是煤矿事故的隐患,又是温室效应气体和破坏臭氧层的***。所以对煤层气的开发利用既可以缓解能源危机、又可减轻矿难事故,还可起到保护臭氧层的作用。

  天然气的主要成分是低分子的烷烃混合物,含有少量氮、二氧化碳和硫化氢,是一种清洁能源和化工原料,发达国家的能源结构表明,天然气的比例增加很快,正在逐渐替代石油的地位。北京的民用和工业燃料使用了天然气、减少了煤炭,使空气污染的程度大大减轻,这是天然气造福人类的方面。可是,去年年末重庆市开县中石化川东北气矿12·23事故的发生给人们敲起了警钟,由于操作失误,发生天然气井喷,烃类气体中的硫化氢夺去了200多人的生命,使1万多人直接受害,1千多人住院治疗,灾民近6万人。

  硫化氢是一种散发类似臭鸡蛋气味的气体,它对人体的呼吸中枢、循环系统、消化系统、内分泌系统和神经系统都会产生严重影响,改变内分泌功能、影响机体代谢活动。在高浓度硫化氢的袭击下,人会突然晕倒,呼吸次数骤减,呼吸深度突然变浅,甚至完全停止呼吸。煤矿***中少量的硫化氢积聚后浓度骤增,也会发生恶臭。空气中硫化氢浓度为0.01%~0.015%时不但使人流唾液和清鼻涕,而且呼吸发生困难;当达到0.02%~0.04%时眼、鼻、咽喉的粘膜受到强烈刺激,头痛、呕吐随之发生,四肢无力;硫化氢含量达到0.05%以上时,人在半小时或更短的时间内失去知觉、痉挛乃至死亡。高含量的硫化氢还会对金属器物和水泥制品发生强烈腐蚀。然而,硫化氢与天然气混合后通过高温燃烧,就会很快分解,恶臭随即消失。如果开县井喷事故有预案,哪怕井喷发生时有人迅速点燃天然气,就可以极大地减轻恶臭的危害,也不会造成这么大的损失。

二、地球生物化学因素致病造成的灾害

  地球上的化学元素经常在地壳、土壤、大气和生物之间迁移,形成地球生物化学链,人类也处于这个地球生物化学环境中。 
地球上各种化学元素的分布是不均匀的,而某些化学元素在一些地方缺少或过多,都会给人体健康带来危害,其中分布最广、又很典型的是地方性氟中毒和地方性甲状腺肿。

  氟是人体必需的化学元素,适量的氟是牙齿结构所必需的,而氟过多或不足都会影响身体健康。氟在地壳中含量不多,但分布很广。氟的化学性质活泼,有很强的迁移能力。含氟的矿物可溶解于天然水中,尤其是深层地下水和浅水常因氟的含量较多而成为高氟水,火山和温泉也会将地壳深部的氟携带到地表。天然水中对人体适宜的含氟量区间很小,大约是0.6—1.0mg/l,一般情况下大于1.0mg/l就会出现氟中毒症,小于0.6mg/l则发生龋齿和骨质疏松症。氟中毒即患氟骨病,出现氟斑牙,影响甲状腺、胰腺、肾上腺和性腺的内分泌功能,造成脏器损伤、生殖功能衰退和引起神经中毒,严重时发生骨质病变。地方性氟骨病起因于饮用高氟水,我国地方性氟骨病除上海外,各地都有分布区,多达1187个县,病区人口有3.3亿,氟斑牙患者4000多万人,氟骨病患者260多万人。通过改水,氟斑牙患者可逐渐减少。

  碘是参与甲状腺素合成的必需微量元素。当人体缺碘时,甲状腺素的合成受阻,导致生化功能紊乱和生物功能异常,主要表现为甲状腺体肿大,生长发育停滞,体力和智力水平下降,甚至发生痴呆。地方性甲状腺肿主要分布于北半球高纬度地区和山区,全世界有两亿患者,我国患者不少于4000万人,张广才岭、长白山、大兴安岭、小兴安岭、燕山、太行山、吕梁山、秦岭、川东和川西山地、云贵高原、天山、昆仑山以及青藏高原都是缺碘地区,是地方性甲状腺肿的流行地区。通过补碘,即食用碘盐便可预防此病发生。

  砷是地壳的主要组成元素之一,多以重金属的砷化物存在于金属矿床中,除砷硫铁矿(毒砂)、雄黄、雌黄等砷化物外,多伴生在铜、铅、锌等的硫化矿床中及火山岩地区。砷是在成土过程中和生物不断交换而积累起来的。长期饮食含砷量较高的水和食物后,会引起砷中毒。急性砷中毒表现为剧烈腹痛、呕吐、腿痛性痉挛、脉快而弱且不规则、面容青灰色而焦急、眼睛凹陷,有的会出现神经系统症状,甚至死亡。慢性砷中毒会出现皮肤色素沉积,慢性感冒、心血管病增加,慢性腹泻等,还有脑动脉血栓、冠状动脉腔受阻和心肌梗死。

  硒是肌体必需的微量无素,是有肌体的保护性因子。适量硒可提高机体免疫能力,对癌症有预防作用。人体过多摄入硒会引起慢性硒中毒,过少则会引起缺硒病。硒在铜、铅、锌等硫化矿床中存生,富集在沉积岩特别是页岩和磷酸盐岩石中。硒中毒的初期症状是食欲减退、恶心、头皮疼痛、皮肤发痒、指甲疼痛、四肢无力、麻木、抽搐等,进而发生毛发脱落、脱甲、皮肤损害和神经系统损害等症状,乃至四肢瘫痪。我国湖北省清江流域的岩石和土壤中硒含量较高,当地居民患硒中毒者较多,患者离开当地,症状很快消失。硒缺乏则会引起克山病和大骨节病,适当补硒症状缓解。

  重金属污染也会影响人体健康,如汞的有机和无机化合物、镉的氟化物、砷化物、铅、铬,以及钒、铊、钼和钴等,都对人体有不同程度的危害。这些元素及其化合物对环境的污染,或者与采矿有直接关系,或者与矿业的下游产业如选矿、冶炼、电镀、化工的排污有关。

  镉和锌都是二价元素,同属亲铜无素,它们的地球化学性质接近,因此在锌矿床中富集大量镉。镉是对人体有毒的微量元素,新生儿的肌体没有镉,随着年龄的增长,镉日渐积累在人体的肝、肾和骨骼中,过量的镉会损害肾脏、破坏肾功能。含镉粉尘和蒸气进入呼吸道会抑制酶的活性,刺激呼吸道粘膜,导致肺炎和肺气肿;刺激消化道会导致食欲不振、呕吐和腹泻;积聚于骨骼中会引起钙的代谢紊乱,致使骨质软化、变形、剧痛,易骨折,严重者死亡,这就是骨痛病。

  上述由于地球生物化学作用造成的灾难有的是突发性的,但大多比较缓慢。

  如上所述,地质灾害不但包括发展迅速的物理地质灾害,而且还包含化学地质灾害。国际减轻自然灾害十年计划(1990~2000)和联合国在1999年提出的国际减灾战略都没有把减轻化学地质灾害列入议事日程,《中国21世纪初可持续发展行动纲要》对化学地质灾害也没有给予应有的重视。我们认为应该按照“以人为本,协调发展”的原则,统筹兼顾,在加强灾害综合管理和生态环境监测及安全评价的规划中,重视由于自然因素或人为活动引发的,危害人民生命财产安全的化学地质灾害的监测和防治。

 

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