《珠江三角洲地区性肿瘤发病生态地球化学研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
摘要珠江三角洲地区改革开放以来经济快速稳定发展，但与此同时也出现了一系列的生态环境问题。基塘农业区富氮“肥水”给工农业的发展提供了有利条件，却伴随着“广东癌”区域上高发，这两种地球化学现象的区域伴生出现，构成了只有热带和亚热带三角洲地区才存在的生态地球化学课题。本次研究遵循生命科学与生态地球化学相结合的思路，分析讨论“广东癌”的起因、发展与可能致病因素。选取四会和顺德两个测区进行研究，详细介绍了调查研究结果，总结了癌症发病特征，生态环境特征。调查结果显示癌症高发地区多为低洼地区，发病人群男性多于女性，年龄在40-60岁居多，发病率不断上升，死亡率有所下降，范围不断扩大，居民生活环境受到一定程度的生活与生产污染。根据水土介质的功能选取相应的评价标准，对调查研究区的水土介质中的化学成分分析可知：顺德测区的井水水质比四会测区稍差，溪水水质优于井水，江河水质与鱼塘水水质均较差；溪水样品显碱性，四会测区的井水偏酸性，顺德测区样品pH值合格；四会测区超标的有：亚硝态氮、氨氮、化学需氧量（CODCr），前者的超标的样品为癌症高发村的井水，后两者为癌症患者附近的鱼塘水，顺德测区超标的有亚硝态氮和氨氮；氨氮与CODCr呈正相关，高值均出现在鱼塘水样品中，一定程度上表明水体的有机污染严重，亚硝氮在一定程度上反应其致癌性质；氨含量在山涧溪水、江底水、井底水和鱼塘水依次增高，癌症高发区水土中氨含量相对较高；没有直接检测出大量的亚硝基胺类化合物，只检出了少量的半挥发性有机物，含量不高，主要存在于患者家附近的鱼塘，其中一鱼塘水样中还检出了甲烷。综合分析可知，环境中氮形式种类多、迁移能力强、易于富集，不同形式的氮化物之间在一定条件下能相互转化。由于存在能生成致癌的亚硝基胺类化合物的反应物质与条件，故珠三角癌症高发区的水土环境与癌症的发生具备一定程度的相关性。初步认为珠三角的癌症发生是自然地质地理环境、工业污染与遗传因素综合作用的结果。关键词：珠江三角洲，生态地球化学，地区性肿瘤，氮化物I AbstractThePearlRiverDeltaregionhascreatedanincrediblemiracleofeconomicdevelopmentsincethereform.However,aseriesofecologicalenvironmentalproblemscameupatthesametime.Cancerssuchasnasopharyngealcancerandlivercancer,so-called"GuangdongCancer",havebecomeagreatilloflocalpeopleinpondagriculturalarea.Thetwoaccompanyinggeochemistryphenomenonscomposetheecologicalgeochemistrytopicwhichonlyexistsintropicalandsubtropicaldelta.Thisstudycombinedlifesciencewithecologicalgeochemistryandtriedtoanalyseanddiscusstheorigin,developmentandpathogeneticfactorsof"GuangdongCancer"onthebaseofsystematicsurveyandsampling.TakingSihuiandShundeasthetwoinvestigationregions,surveyandsamplingworkwascarriedoutin2010.Surveyresultsshowthathighincidenceofcancerismostlyfromlow-lyingareas;mencancerpatientsaremorethanwomen;mostlyaged40-60yearsold;risingincidencewithdroppedmortalityduetothemodernmedicine;thegeographicalscopeofcancershasexpanding;livingenvironmentwaspollutedbylifeandproductiveactivitiestoacertainextent.Areainvestigationresearchinthechemicalcompositionofwaterandsoilmediashowsthat:fromNemerowexponentangle,wellwaterqualityofShundeisworsethaninSihui,streamwaterqualityisbetterthanwellwater,riverandpondwaterqualityisrelativelypoor;samplesfromSihuiarearepresentexceedednitritenitrogen,ammonianitrogen,chemicaloxygendemand(CODCr)comparedwiththerelevantstandards,sampleswiththeformerexceededindexaremostlyfromwellsinthevillageswithhighprevalencerateofcancer,thelattertwoindexesdisplayinthepondsnearthecancerpatients’shouses;samplesfromShundehaveexceededammonianitrogenandnitritenitrogenwhichmaybetheriskfactorsforcancer.Preliminaryviewisthatcancer’soccurrenceinthePearlRiverDeltaistheresultofcomprehensiveinfluencesofnaturalgeologicenvironment,industrialpollutionandgeneticfactors.Keywords:PearlRiverDelta,EcologicalGeochemistry,RegionalCancer,NitrogencompoundsII 目录第1章引言...............................................................................................................................11.1选题背景与研究目的.........................................................................................................11.1.1选题背景.................................................................................................................11.1.2研究目的与思路.....................................................................................................21.2国内外研究现状及存在的问题.........................................................................................21.2.1环境与癌症.............................................................................................................31.2.2癌症与遗传因素的关系研究..................................................................................61.2.3研究区已有癌症与环境关系的相关研究..............................................................71.3研究内容与技术路线.........................................................................................................81.3.1研究内容..................................................................................................................81.3.2技术路线..................................................................................................................91.4论文完成的工作量...........................................................................................................11第2章研究区概况与工作方法.............................................................................................122.1研究区域概况...................................................................................................................122.2工作方法...........................................................................................................................132.2.1调查与资料收集...................................................................................................132.2.2样品采集................................................................................................................132.2.3样品分析方法........................................................................................................152.2.4数据处理方法.......................................................................................................192.2.5采样点位图绘制方法...........................................................................................20第3章生态环境与癌症发病情况调查统计.........................................................................213.1前人资料调查与统计.......................................................................................................213.2四会测区生态环境与癌症发病情况调查统计...............................................................213.3顺德测区生态环境与癌症发病情况调查统计...............................................................243.4病区调查统计与发病率..................................................................................................243.4.1两市病区生态地球化学调查统计总表................................................................243.4.2发病率初步统计表................................................................................................263.5病区生态地球化学调查结果小结...................................................................................27第4章区域环境质量与污染.................................................................................................294.1整体评价..........................................................................................................................294.1.1聚类分析和因子分析............................................................................................294.1.2水化学类型...........................................................................................................314.1.3综合污染指数分析...............................................................................................334.2无机指标检测结果..........................................................................................................374.2.1pH值分析..............................................................................................................374.2.2无机化学指标检出与评价....................................................................................384.2.3无机毒理指标检出与评价....................................................................................444.3水土无机污染物对人体的影响及其可能来源..............................................................454.3.1水体酸碱度对人体健康的影响............................................................................454.3.2超标无机指标对人体健康及渔业的影响及其可能来源....................................464.3.3超标重金属对人体健康的影响及其可能来源...................................................46III 4.4有机指标检测结果与评价...............................................................................................484.4.1半挥发性有机物检出情况及评价........................................................................484.4.2氨的检测结果分析与评价....................................................................................504.4.3天然气组分（甲烷含量）分析............................................................................524.5分析小结..........................................................................................................................53第5章“广东癌”区域分布规律及其与富氮水土的关系.................................................565.1区域分布规律..................................................................................................................565.2癌症与富氮水土的关系..................................................................................................57第6章结论.............................................................................................................................59致谢..............................................................................................................................................60参考文献........................................................................................................................................62附件一珠江三角洲生态环境地球化学调查记录卡...................................................................65附件二珠江三角洲生态环境地球化学采样记录卡...................................................................66附录论文发表...............................................................................................................................67IV 第1章引言1.1选题背景与研究目的1.1.1选题背景本文依托于广东省人民政府与中国地质调查局合作投资立项的《广东省珠江三角洲经济区农业地质与生态地球化学调查》总项目的次级课题《珠江三角洲地区富亚硝氮水与广东癌的关系调查》。珠江三角洲地区作为我国雨量充沛的热带-亚热带生态地球化学大区，具有充分工农业生产优势。改革开放以来开创了经济快速稳定发展的奇迹。但同时也发现局部地区工业污染和地方病等问题严重。由于自然和人为两方面因素，区内元素表生迁移活动加剧，地表各种介质中的元素的浓集与化学形态变化具有独特的规律，生态环境问题与区域特殊地质地理背景及自然和人为地球化学环境条件有关。珠江三角洲特殊的地质地理背景：地处珠江三角洲广阔的沉积平原，气候属于亚热带气候，终年温暖湿润，多雨季节与高温季节同步，河道纵横，土壤肥沃，对农业有利。历史上当地农民把“肥水”视为宝贵的天然肥料，在此基础上开展了桑基鱼塘、果基鱼塘、蔗基鱼塘等立体农业结构形式，成为中国生态农业的典范。在改革开放的带动下，其食品、造纸、机械、化工等工业也发展迅速。由于自然和人为两大因素的影响，珠江三角洲地区出现了一系列的生态环境问题。早自明清以来，在基塘农业区以鼻咽癌和肝癌为主的所谓“广东癌”在区域上多发，成为当地人民的一大病患。这两种地球化学现象的出现，而且在区域上伴生，构成了只有热带和亚热带水系三角洲地区才存在的生态地球化学课题，具本地域特殊性。珠三角地区富氮地下水及其中可能存在的亚硝态氮化合物的成因和分布、基塘农业地球化学，以及富氮水与广东地方性癌症的关系问题，属区域生态环境地球化学问题，也是本区社会经济发展和关系人民健康的当务重大课题。珠江三角洲地区以鼻咽癌和肝癌为主，其中四会，顺德又是珠三角中鼻咽癌[1]和肝癌的高发区。区域性癌症发病必应有强烈的致癌物质局部存在，其成因和1 [2]集聚与局部地段的地质地球化学条件相关。本次研究的重点在于在遗传学研究的基础上，从地球化学的角度进行进一步的研究。1.1.2研究目的与思路近年来本区开展的多目标区域地球化学调查取得了大量的实测元素资料，对本区富氮地下水和氮富营养化问题也进行了多方面的调查研究工作。但由于缺乏对病区癌症发病与区域地质、地理、人为活动以及生物循环因素之间的因果关系等系统的生态地球化学调查和研究，以及对区域环境内可能形成致癌物质的条件及其被摄入人体的各环节分析不够，目前尚未搞清楚地区环境条件与地方性癌症的成因联系，因此一些认识还停留于统计对比，缺乏足够的说服力。本次研究遵循生命科学与生态地球化学相结合的思路，试图结合遗传学角度，自然环境与人为污染三方面分析讨论“广东癌”的起因，发展与可能致病因素。在前人开展的遗传学研究的基础上，从自然和人为环境的观测和分析中查明可能存在的致癌化学物质，追踪其成因和扩散途径，研究有害物质引发癌症的发病机理，及与各种环境因素和生态环境的制约，目标是探索我国南方区域性肿瘤病高发的地质地球化学起因。项目的切入点是研究“广东癌”发病与富氮水及其中存在的亚硝态氮类化合物的关系，包括亚硝酸盐和亚硝胺类形成条件与致病环境。通过对典型病区的系统调查，和对水、土介质中有关硝、胺类等成分的测定，追寻区内可能存在的致癌化合物的形态、分布、埋深、暴露机制，以及摄入人体的途径，在查明确切关系基础上提出防治对策。1.2国内外研究现状及存在的问题环境污染问题本身就是一个非常敏感的社会问题，也是学者们研究的重点与热点问题。但由于人们对癌症的恐慌，政府的保密措施等多种原因，癌症发病情况，环境污染等报道不少，癌症发病与污染、遗传等方面的研究与报导也不算少，主要是从各自专业角度出发探索，还没有找出直接的因果关系。世界卫生组织统计发现，全球癌症发病有地区性特征，同时指出癌症病因具有复杂的多因素致病机制。开拓了癌症研究的视野，同时给地学和生态地球化学研究癌症提出了课题。人类与癌症的斗争已有3000年的历史，目前医学界确认的致癌和促癌因子主要包括三方面：物理因子，指放射性射线及各种辐射等；化学因子，指多环芳烃苯、亚硝胺类化合物等；生物学因子，一般指遗传基因、乙型肝炎诱发肝癌2 等。70-90%与环境或职业接触有关，肿瘤是可防可治的，预防重于治疗。1.2.1环境与癌症1.2.1.1环境对人体健康的影响环境是人类赖以生存和发展之基础，人类在改造客观世界的同时也破坏着生态环境。尤其是工业革命以来，“三废”的排放导致了环境的恶化，污染物在大[3-5]气、土壤、水环境中可以相互渗透，蔓延。人类活动改变了环境，环境的破坏改变了人类健康状况。不同的环境对健康的影响差异较大，构成不同的健康问[6]题。随着科技的发展和人类认识能力的提高，我们对环境与健康的研究已从前期的局域性疾病控制研究发展到全球环境变化研究，原生环境发展到人类活动影[7-8]响下的次生环境及两者的叠加影响研究。全球环境范围内，全球气候变化、温室效应、臭氧层损耗、土地荒漠化和干早、生物多样性的丧失、环境污染以及城市化等问题从多方面给人类健康带来影[8-10]响。以臭氧层损耗为例，臭氧层的耗减将增加地面辐射，对人类、海鱼类、[11-12]陆地和海洋生态系统以及植物生长率均有十分严重的危害。过度的紫外线照射会导致视野模糊、刺激、发红、裂痛、暂时性视力损失，严重者甚至导致白内障、黄斑病变，有时候会在眼皮附近产生皮肤癌。原生和次生环境的污染叠加主要表现在生活垃圾的污染与工业污染的叠加。有的环境本身对人体健康有害，加之工农业生产带来的污染等使其严重影响人类健康。比如工农业污染可导致一定环境中某些化学物质浓度增高，如铬、镍、砷、铍、苯胺、苯并（a）芘和其他的多环芳烃等污染水体后，可在溶解在水体中，或者停留在悬浮物、底泥中，并进入水生生物体内蓄积。长期饮用含有这些致癌[3]物质的水或食用体内蓄积此类物质的生物，可能诱发癌症。1.2.1.2癌症的环境地域性大量的动物实验表明，已经有1000多种化学物质可以诱发肿瘤，包括我们熟知的黄曲霉素，萘胺，亚硝胺，以及砷，铍，镍，铬，铅等重金属元素和化合物，他们一部分直接来自人类的生产和生活，很多来自自然界的大气、水土与岩石之中。由于在不同环境下致癌物质丰度不同，因此人们因居住地区以及生活习惯、职业特征等方面的差异暴露于化学致癌物的机会和程度不一，导致发生癌症的机率不同，使一些癌症随环境条件出现比较明显的集中高发现象。即我们常说3 的恶性肿瘤发病具有区域性特征，地方性和地带性分布明显。在世界上，以东南亚的一些国家例如，泰国、菲律宾、新加坡、印度尼西亚的鼻咽癌的发病率与死亡率较高，而欧洲、大洋洲和拉丁美洲国家的鼻咽癌发病[13]率和死亡率较低。在中国，上海、北京等大城市高发肺癌、乳腺癌、血癌等，广东、广西、福建、湖南等南方省市发病较高的是胃癌、肝癌、鼻咽癌。鼻咽癌、肝癌高发区的地理分布集中在温暖潮湿的东南沿海地区，广东省内，顺德地区的肝癌发病率居全省之首，有学者认为肝癌高发于热带岩溶发育区以及河口三角洲平原区，也有学者研究认为地理位置与肝癌的发病关系不大，主要与不良生活习惯和空气等环境污染有关。鼻咽癌的高发区集中在广东省，其中的中山市，四会市发病居该省之首，有学者认为这与当地人群对该病易感染性有关，[1]一定程度上与遗传学有关。1.2.1.3N及其化合物与癌症氮化合物及其存在的形式为水质评价时经常涉及到的评价指标。硝酸盐氮（硝态氮）为主，再加上亚硝酸盐氮（亚硝氮）、氨态氮和有机态氮总称之为总氮或全（态）氮。有机氮是有机含氮化合物的总称，主要来源于动植物，比如植物腐烂、动物粪便、藻类和原生动物等。水和土壤中的有机物分解生成铵盐，被氧化后又可变为硝态氮。我们将氨氮、亚硝酸盐氮（亚硝氮）、硝酸盐氮（硝态氮）简称为“三氮”，它所代表的三种氮化合物即铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐为典型的水质评价标准。前期的流行病学资料偏重于研究硝酸盐这单一因素与癌发生的关系：Ward等通过调查美国爱荷华州居民饮水、饮食中硝酸盐氮发现，在5-10mg/L的硝酸[14]盐环境中暴10年与肾癌、膀胱癌发病率无关，他还认为饮水中硝酸盐氮低于[15]3mg/L与非霍奇金淋巴瘤发病率无关，低于5.5mg/L的硝酸盐暴露环境与膀[16]胱癌无关，但维生素C摄入减少可增加肾癌的发病率，这可能是由于维生C[14]可减少内源性的亚硝胺产生。德国学者Steindorf等研究了173例脑瘤患者，并对比研究了418例健康人，发现脑瘤患者平均摄入的硝酸盐氮为15.98mg/L，作为对照研究的健康人为16.16mg/L，因此他认为硝酸盐暴露与脑瘤发病无关[17]。Coss等报道饮用水中的硝酸盐氮低于10mg/L的暴露环境与胰腺癌发病率无4 关。Brody通过病例对照研究乳腺癌患者和健康人饮水中的硝酸盐浓度发现低于[18]3mg/L的饮用水不会致乳腺癌。Al-Dabbagh研究1327例在硝酸盐氮达10mg/mL的环境中暴露1年以上的男性氮肥生产工人发现唾液中硝酸盐氮含量比本地区未直接接触的对照组较高，但未发现癌症发病率增高，接触氮肥20年的工人比接触10年的工人肺癌发病率有少量增加，作者认为环境中硝酸盐暴露[19]导致体内产生致癌物质的观点并不正确。后期的研究转向亚硝酸与癌症的相关性研究，发现癌症高发区居民的饮用水[20-21]中亚硝酸盐含量高于低发区。河南林县林州市各村从80年代初开始进行改水，将饮用水从三氮含量高的山泉水、浅井水、河水、溪沟渠水改为三氮含量低的机井水，随着改水时间的流逝，原来食管癌高发的人群发病率和死亡率显著降[22-23][24-26]低。对广州，泰兴等地的研究也发现亚硝酸盐与癌症的相关性。通常情况下，同一水体中的硝酸根多于亚硝酸含量，意味着硝态氮含量高于亚硝态含量。尽管亚硝氮含量相对较低，但是却对人体及其他生物健康影响较大。亚硝酸盐可与各种胺类物质反应，形成小分子量的亚硝胺（N-nitrosamines，RNNOs）。2006年的国际癌症研究协（InternationalAgencyforResearchonCancer，IARC）报告显示摄入的亚硝酸盐可能导致人类癌症[27]发生。多项研究资料显示，亚硝酸盐容易转化为亚硝胺从而成为强致癌[28-31]物质。当含亚硝酸盐的饮用水经加热后，亚硝酸盐浓度还会继续升高，[32-33]在人体内不断蓄积，导致罹患肝癌、胃癌、食道癌等的患者急剧增加。1.2.1.4元素，环境与癌症曾昭华通过对中国29个省，市及自治区的癌症死亡率与土壤中元素含量相关性分析认为胃癌死亡率与钒、钙、铒、镱、镥、重稀土、总稀土、铋元素，食管癌死亡率与钙、钼、铊、碘元素，宫颈癌死亡率与锡、铅元素，肺癌死亡率与砷、钡、铀、钠、铯、碲元素，大肠癌死亡率与砷、铀元素，肝癌死亡率与锆、溴、镍、锡元素，乳腺癌死亡率与砷，鼻咽癌死亡率与钠、镁、钙、汞、锰、铅、[34-40]硒、锶、钍、铈、钛、钽、溴、碘元素有非常显著的相关性。通过食物链作用，土壤中的元素进入人体。岩石风化可以形成了各种土壤，各种作物（果类、蔬菜、瓜类、茶叶、谷类、豆类等）生长在土壤上，土壤的元[41]素及其含量与岩石，地下水中的元素及其含量分布具有较好的一致性。通过5 [42]食物链作用，不同岩土类型地区生长的作物具有不同的元素及含量。人体中具有不同的化学元素及含量，人体血液中化学元素的丰度与地壳中的丰度有着惊[43]人的一致关系。研究认为，位居在钴、铜、锰、镍、锂、镁、钙、锑元素含量低，汞、硒、铝、锡、锆、铪、钽、溴、碘元素含量高的地区的人群，肝癌的发病率和死亡率[36]一般就高，反之，肝癌死亡率一般则低。也有研究表明，硒、铜、锌等有抗癌的作用，含量高对抗癌有利。周桂青等人认为微量元素的匮乏对诱发肝癌有很[44]重要的影响。而居住在钠、镁、钙、锰、锶、钡、钾元素质量分数低，铅、汞、硒、镥、钍、铀、锡、锆、铪、铈、铋、钽、碲、溴、碘质量分数高的地区的人群，鼻咽[39]癌发病率与死亡率一般较高，反之则较低。从饮用水来源的角度，90年代的研究已表明饮用死塘水的人群，肝癌死亡率最高，其次是饮用灌溉水的人群，对于饮用井水的人群，肝癌死亡率较低。随着科技的发展，在有条件的农村，自来水替代塘水、灌溉用水、井水成为居民的[44]饮用水。美国公共卫生局发表了一份有关抽烟与工作场所的调查报告。报告指出，抽烟可能引起肺癌致死，如果抽烟者是在煤矿、纤维或化工厂工作，其肺癌发病率更高。在石棉工厂工作的抽烟者，肺癌发病率平均是不抽烟者的50倍以上，若每天抽烟超过20支，则达到90倍以上。1.2.1.5癌症对于环境污染的滞后性癌症的潜伏期为10年-30年左右，因此当我们做环境质量与癌症死亡关系的分析时，所用的环境质量数据至少要比癌症发病死亡率等数据早10年-30年左[45]右，还应注意持续时间的累积效应。我们将这种癌症发病与环境污染相关但晚于环境污染的现象称为癌症的滞后性。改革开放以来，工农业的发展带来的环境污染在时间的积累上逐步表现明显，癌症的发病率也不断增高。1.2.2癌症与遗传因素的关系研究有的学者强调物理因素、化学因素或生物因素这些外因作用。有的则强调内因，认为是遗传物质DNA的结构或调控功能发生异常造成了正常细胞的癌变。6 [46-48]近代基因组研究的结果表明，癌症是一个多基因遗传易感性疾。所谓遗传易感性是遗传了对某些致癌物质的易感性，并不是遗传了癌症其本身。比如由家族性多发息肉症演变来的结肠癌与由着色性干皮病演变来的皮肤癌，实际上遗传的是息肉症与干皮病，并不是遗传结肠癌与皮肤癌。我们知道，遗传变异是通过与其它组分或分子之间相互作用而直接或间接地[49]来调控基因表达。会导致同种异体间的表达差异。从理论上讲，了解更多癌症相关的遗传变异行为可能有助于癌症的预防与早期诊断，以及可以为个体化癌症的诊断和制作治疗方案开辟新途径。有关此次研究重点的肺癌和鼻咽癌的全基因组关联（Genome-WideAssociation，GWA）研究显示，目前已鉴定了一些疾病标记物如5p15.33上包括CLPTM1L和TERT的rs401681、rs402710和rs2736100等与肺癌风险显著相关，[50-52]表明这些遗传变异可能在肺癌发病因素中发挥作用。一项有关鼻咽癌的GWA研究鉴定了3个易感性变异，通过强调鼻咽癌涉及TNFRSF19和[53-54]MDS1-EVI1相关通路以及HLA分子，为其发病机制提供了新见解。对于原发性肝癌遗传与环境因素的病例对照研究表明，在既有遗传背景又有粗粮暴露史的病例中，约有75%由两因素协同作用引起。在有遗传背景又有精神创伤史的病例或暴露于HBV感染中，分别约有67%和96%为两因素协同作用的[55]结果。且遗传因素与有关环境因素具有交互效应。因此癌症可以被认为是一种基因病，一些人的基因存在先天性的缺陷，他们就容易接受外界致癌因素的作用。许多肿瘤专家和遗传学家倾向于肿瘤的发生是受遗传和环境两种因素的控制，当一个地区的人群发生某种癌症的可能性相对其他人较大，即使该地该种族的人们离开当地去别的地方，他们患这种癌症的可能性依然比其他地区的人要高。而且精神因素也很重要。但除此之外，年龄和生活[56]方式对癌症的类型和发病率也有重要影响。1.2.3研究区已有癌症与环境关系的相关研究2005-2008年，广东省地质调查院进行了《珠江三角洲地区地下水污染调查评价》项目和珠江三角洲地区多目标区域地球化学调查，测制了本区深、浅层土壤N地球化学图；2007-2009年，中山大学承担的“珠江三角洲经济区生态地球化学环境与人群健康”专题研究表明珠三角地区地下水硝态氮，氨态氮局部超标7 且酸化严重。珠三角地区性癌症与环境的关系问题研究开始较早，工作较多，从湿热气候、靠海、丘陵地形等自然条件及工业污染、微量元素丰缺、饮水氨、硝态氮致病等因素进行了大量观测、统计分析和排查，已测出癌病区饮水氨、硝态氮超标，以及一些病区癌症发病率和死亡率与饮水中的亚硝酸盐呈正相关关系等事实[24]。但由于缺乏对病区癌症发病与区域地质、地理、人为活动以及生物循环因素之间的因果关系等系统的生态地球化学调查和研究，以及对区域环境内可能形成致癌物质的条件及其被摄入人体的各环节分析不够，目前尚未搞清楚地区环境条件与地方性癌症的成因联系，因此一些认识还停留于统计对比，缺乏足够的说服力。1.3研究内容与技术路线1.3.1研究内容围绕本课题的研究目的与任务，具体研究内容如下：1、收集整理前人对该区地方病的研究成果，总结珠三角癌症的发病类型与形式，发病人群的特征，癌症发展的趋势及可能原因。调查研究型鼻咽癌、肝癌等病高、中、低发，及附近无病区，进行病情、病史、饮水源性质与环境、地方饮食习惯等调查，特别注意癌症发病的性别、年龄、职业分布，以及多种癌症的并发情况。并结合遗传学的角度分析该区癌症的起源，成因与发展史。2、调查研究珠三角发病区的地质水土环境，检测癌症高发区水质，并选择前人研究的相对清洁区、癌症低发区做对照。3、生物成因氮化物在各种条件下容易通过生物遗体有机物质降解作用，形成各种氮氧化物以及氨和胺类化合物，富有机质的还原介质，如土壤腐殖质层、沼泽地区、基塘和水渠、滞水盆地、还原层地下水等，是形成亚硝类化合物的有利条件。本研究试图重点分析该区水土中的氮的存在形式，各形式的含量分布，成因，来源和及化合物形态，研究氮形式中致癌物质形成和富集条件，及与当地自然和人为环境因素的制约关系。4、“基塘农业”地质环境特征及“基塘”系统生态地球化学：基塘农业通过深挖三角州沉积层，建塘养鱼、筑基种桑、蔗和果，使潜水氮资源得以开发。当深挖鱼塘达到一定深度，会开掘出富含亚硝类化合物水层，如果与居民饮用水8 源相通，则会引发致癌危险。基塘结构包含三角洲沉积层地质背景，连同鱼-农作物生产构成一组特殊的生态地球化学系统，在其中氮的形式与含量和可能产生的致癌物质是本项目关注的重点。5、“广东癌”高发的区域分布规律及其与富氮水的关系，总结区域富氮水的生态环境效应与人体健康效应。提出测区防癌、控癌、治癌的生态地球化学对策。本次研究的工作内容与方法总结如图1-1所示，野外工作主要包括调查和采样两大部分，并于与此同时记录采样点的性质特征。图1-1研究内容与方法1.3.2技术路线本项研究始终贯彻野外调查与室内理论研究、定性分析与定量计算相结合的研究方法，采用多种数据分析处理方法对珠江三角洲地区的“广东癌”的存在与发展，富氮水土的化学成分，各种氮化物的形成，分布，迁移转化与富集及其与癌症的关系等生态地球化学问题进行综合研究分析。研究技术路线见图1-2。9 资料收集文献查阅确定研究方法与研究内容调查对象信息水样前人工作调查土样调查区发病情况调查采样调查采样点生态环境癌症高发地调查其他样品居民生活饮食习惯调查数据整理与总结样品测试与分析调查区生态环境指标含量有无酸碱度（pH值）半挥发性有机物（SVOCs）机指标评价机指指氨标超标影响标一般无机化学指标分分天然气组分（主要研究甲烷）析与癌症的相关性析重金属毒理指标析判可能污染来源调查与采样联合分析癌症与水土的关系总结分析图1-2技术路线图10 1.4论文完成的工作量本项研究工作中，所完成的工作情况如表1-1所示。表1-1完成工作量表工作内容日期数量调查2个调查区（测区）野外工作2010年10月-2010年11月采样20个采样点测试与分析2010年11月-2010年12月76个样品数据整理2010年12月-2011年3月16个表格图件绘制2011年3-4月17幅毕业论文撰写2011年3-5月1篇11 第2章研究区概况与工作方法2.1研究区域概况珠江三角洲是由组成珠江的北江，西江和东江冲积而成的大三角洲。从地球化学的角度来看，它是一个热带-亚热带生态地球化学大区。经度范围是东经111°57′-115°26′，纬度范围是21°28′-23°58′（图2.1）。属亚热带高温多雨气候，全年平均气温19℃以上，年平均降水量达1800mm，7、8月降雨量占全年40%以上。因此，本区资源丰富、降雨充沛、冲积层土壤肥沃，为全国最富饶的农业区，农、林、渔、养殖业年总产达1600多亿元。2005-2008年，广东省地质调查院进行了珠江三角洲地区多目标区域地球化学调查，测制了本区深、浅层土壤N地球化学图；2007-2009年，中山大学承担的“珠江三角洲经济区生态地球化学环境与人群健康”专题研究表明珠三角地区地下水硝态氮，氨态氮局部超标且酸化严重。根据前人的研究资料，珠江三角洲的鼻咽癌和肝癌高发区分别当属四会和顺德地区。属两种代表性地质背景类型：四会属于中低山河谷盆地；顺德属于厚层三角洲沉积平原河网密集带。且顺德地区地下水Mn、As和氨态氮、硝态氮超标-最为严重；四会地区饮用水酸化严重，NO3、Fe、Al和Pb等超标严重。所以选定这两个地区作为此次研究的两大测区（图2-1）。图2-1两大测区的分布12 2.2工作方法2.2.1调查与资料收集收集整理利用广东省区域多目标地球化学调查、农业地质和生态地球化学评价研究，以及地下水水文地质与污染调查的有关资料。调查主要分为两部分进行，采样前的调查与采样时的调查。采样前的调查基于前人的研究成果，主要从已有文献，当地政府，当地卫生组织（肿瘤研究院等）等提供的信息来确定研究区域：从镇级管辖单位——村级——具体采样地点。确定具体采样地点后，采样时对周边的居民进行采访调查，可以获得更加明确的发病情况。采访调查的同时记录癌症的发病史，当地居民的生活习惯和生态环境等以便数据分析时做参考对照。调查记录的内容包括两份文件，“珠江三角洲地区生态环境地球化学调查记录卡”和“珠江三角洲地区生态环境地球化学调查采样记录卡”（见附件一和附件二）。前者主要记录：调查对象的信息（包括其身份职业，本地居住史等），调查区发病的情况（病患类型，发病率，死亡率，性别分布，年龄分布以及职业分布等），生活饮食习惯，治疗防控措施，发展趋势，以及调查区的生态环境状况（地质地理位置，水系水环境，工农业环境等）。后者是在采样的时候对现场实地观察、记录采样点的地质水文环境特征以及样品的具体信息（采样方法，深度，水温，pH值，水源补给等）。2.2.2样品采集根据已有研究体现的地质环境和发病背景，以及调查显示的结果，在四会测区布置采样点一共12个，顺德地区采样点8个。四会测区采样点分布在一条NW-SE方向剖面上（图2-2）。顺德测区采样示意图点见图2-3。共采集水样78个，底泥、土壤样8个。具体样品数见表2-1，其中1号样为检测有机指标的水样（1L），四会样品编号SH*W-1，顺德样品编号为SD*W-1（*号处写采样点号数，其他样品也采用相同的编号方法），该样品用于检测SVOCs，氨等；2号样为泥土样（250mL），包括*S-2，*S-2HM，前者用于检测SVOCs，氨，后者用于检测Ni，Ti，Mn，Pb，Zn，Cr，Cu，As，全铁，Corg等；3号样为检测无机指标的水样（1L），编号为*W-3，用++2+2++---2---于检测K，Na，Ca，Mg，NH4，Cl，F，HCO3，SO4，NO3，NO2，13 图2-2四会测区采样点分布示意图图2-3顺德测区采样点分布示意图14 硝态氮总量，氨态氮总量，COD，pH值等；4号样为用于检测无机重金属指标的水样（1L），编号为*W-4，添加了10mL1：1的盐酸作为保护剂，用2+3+于检测Ni，Ti，Mn，Pb，Zn，Cr，Cu，As，Fe，Fe等重金属元素；5号水样（500mL）用于检测甲烷，编号为*C-5。表2-1各测区采样点数与样品数测区采样点数1号样2号样3号样4号样5号样总样品数四会12(SH1-11)125210645顺德8(SD1-8)8388431测定无机指标的水样采用自沉式有机玻璃采样器（图2-4a）收集，密封保存在棕色磨砂口瓶中；测定有机指标的水样采用支杆式不锈钢采样器（图2-4b）收集，保存在带有Teflon材料盖子的棕色玻璃瓶中。采用自制的不锈钢长柄大勺（图2-4c）收集基塘底泥，井部底泥，土壤样品，样品密封保存在玻璃罐中。用于检测有机指标的样品在送样之前置于带有冰衬的低温箱中保存。所有样品均避光、低温、密封保存，一周内送达实验室。abc图2.4采样仪器2.2.3样品分析方法2.2.3.1水、土样品有机指标分析及数据质量评述用于检测有机指标的1号样和2号样在香港ALS实验室，采用气相色谱－质谱联用（GC-MS）对其进行分析，检测92种半挥发性有机物（SVOCs）。检出限低于国内业内平均标准，为国际标准大实验室。具体分析方法及分析15 质量监控见表2-2。土壤样品测试的第一步为干燥，并给出水分的含量moisturecontent。表2-2有机样品分析方法及质量监控表重复样序测试项目化合物方法品合格分析方法号数量依据率1AmmoniaasN1EK055(土样)，DZ/T0064-1993100%EK055K（水样）2Phenols11EP-075ADZ/T0064-1993100%3Polyaromatic20100%EP-075BDZ/T0064-1993Hydrocarbons(PAHs)4Phthalateesters5EP-075CDZ/T0064-1993100%100%5Nitrosamines11EP-075DDZ/T0064-19936Nitroaromaticsand17100%EP-075EDZ/T0064-1993ketones7haloethers4EP-075FDZ/T0064-1993100%8Chlorinated10100%EP-075GDZ/T0064-1993hydrocarbons9Anilinesand8100%EP-075HDZ/T0064-1993benzidines10Acidextractable3100%EP-075SDZ/T0064-1993surrogates11Base/naturalextractable3EP-075TDZ/T0064-1993100%surrogates112.2.3.2水、土样品无机指标分析及数据质量评述用于检测无机指标的3号和4号样品以及2号泥土样品中的重金属样品（编号为*W-2HM）在广东省物料实验检测中心采用电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS），电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）进行检测，无机水样品（3号和4号样品）的具体分析方法及分析质量监控见表2-3。无机土样的具体分析方法及分析质量监控见表2-4。分析质量要求及监控办法参照中华人民共和国地质矿产行业标准《地质矿产实验室测试质量管理规范》（DZ/T0130－2006）的水样分析及多目标地球化学调查（1：250000）土壤样品化学成分分析要求执行。分析方法分析元素的检出限达到或优于中国地质调查局地质调查技术标准《多目标区域地球化学调查规范》（1：250000）（DD2005－01）水地球化学样品分析检出限要求及土壤地球化学样品分析检出限要求。16 表2-3水质样品分析方法及质量监控表测试分析方法要求检出方法检出重复样品序号项目方法依据限(mg/L)限(mg/L)合格率1pH电位法DZ/T0064-19930.10.1100%ICP-OESDZ/T0064-19930.10.1100%2K+100%原子吸收分光光度法GB/T8538-1995(12)0.10.03ICP-OESDZ/T0064-199310.1100%3Na+0.01100%原子吸收分光光度法GB/T8538-1995(12)1ICP-OESDZ/T0064-199380.1100%4Ca2+1100%EDTA滴定法GB/T8538-1995(13)8ICP-OESDZ/T0064-199350.1100%5Mg2+1100%EDTA滴定法GB/T8538-1995(1456HCO-容量法GB/T8538-1995(44)33100%32-7SO4硫酸钡比浊法GB/T8538-1995(45)22100%-8Cl硝酸银滴定法GB/T8538-1995(37)11100%-9NO3紫外分光光度法GB/T8538-1995(42)0.20.08100%-10F离子选择电极法GB/T8538-1995(36)0.050.05100%+11NH4纳氏试剂比色法GB/T8538-1995(40)0.020.02100%-12NO2а-萘胺分光光度法GB/T8538-1995(43)0.0030.003100%13COD酸性、碱性高锰酸盐法GB/T8538-1995(46)22100%14NO3—N紫外分光光度法GB/T8538-1995(42)0.20.08100%+15NH4—N纳氏试剂比色法GB/T8538-1995(40)0.020.02100%16MnICP-OESDZ/T0064-1993（22）0.010.0003100%石墨炉原子吸收分光光度法GB/T8538-1995(20)0.010.001100%17PbICP-MSDZ/T0064-19930.010.0001100%ICP-OESDZ/T0064-1993（22）0.050.002100%18CuICP-MSDZ/T0064-19930.050.0001100%ICP-OESDZ/T0064-1993（22）0.050.004100%19ZnICP-MSDZ/T0064-19930.050.0001100%ICP-OESDZ/T0064-1993（22）0.030.008100%20NiICP-MSDZ/T0064-19930.030.0001100%ICP-OESDZ/T0064-1993（22）0.030.008100%21TiICP-MSDZ/T0064-19930.030.0001100%ICP-OESDZ/T0064-1993（22）0.0040.004100%22TCrICP-MSDZ/T0064-19930.0040.0001100%23TFeICP-OESDZ/T0064-19930.030.004100%3+24Fe差减法DZ/T0064-19930.030.004100%2+25Fe二氮杂菲比色法DZ/T0064-1993（23）0.040.04100%26As原子荧光法GB/T8538-1995(33)0.00040.0004100%17 表2-4土壤样品分析方法及方法检出限测试分析方法要求检出方法检出重复样品序号项目方法依据限(µg/g)限(µg/g)合格率1MnXRFDZG2003-19871010100%2PbXRFDZG2003-198722100%3CuXRFDZG2003-198711100%4ZnXRFDZG2003-198744100%5NiXRFDZG2003-198722100%6TiXRFDZG2003-19871010100%7CrXRFDZG2003-198755100%8TFe2O3XRFDZG2003-19870.05*0.05*100%9AsXRFDZG2003-198711100%10Corg重铬酸钾容量法GB/T50123-19990.10.1*100%‐2注：“*”计量单位为10。在水质样和水系沉积物样品分析测试过程中，实验室严格按照质量控制要求进行质量控制。准确度的控制采用插入国家标准物质和加标回收两种方式进行。每一批试样在10个以下，插入1-2个标准物质；10个以上插入2个或2个以上标准物质。测定元素和项目在无标准物质选择时，应用加标回收控制分析准确度。每批试样在10个以下时，加标回收试样数为2-3份。每批试样在10个以上时，加标回收试样数为3-4份。统计标准物质测量值与参考值相对误差RE%≤1/2RD%(RE%=(Ci-Cs)/Cs×100，RD%为样品分析的相对偏差)即判定为合格，超出此范围为不合格。标准物质不合格，应及时查找原因，甚至返工。加标回收率的判定按照DZ/T0130-2006标准执行。精密度控制采用重复分析的方法进行控制，每一批试样随机抽取20%的试样作为检查分析样，一批试样少于10个试样的检查比例增加到30%～50%。重复分析随机抽取，编成密码，由不同人员进行测试，也可由同一人承担。合格率要求≥90%。重复分析的相对偏差（RD%）按DZ/T0130-2006执行。每一个分析批，至少插入2个空白试验样。从分析方法的检出限、国家水标样分析结果、加标回收率和重复性检查样测定结果来看，分析质量符合中华人民共和国地质矿产行业标准《地质矿产实验室测试质量管理规范》（DZ/T0130-2006），以及中国地质调查局地质调查技术标准《多目标区域地球化学调查规范》（1：250000）（DD2005－01）中的水、土壤化学样品分析质量要求。2.2.3.3CH4分析18 用于检测甲烷含量的5号样品分析由中国石油勘探开发研究院廊坊分院天然气成藏与开发实验室采用天然气分析仪6890N利用气相色谱原理（GC）完成。检测标准为GB/T13610-2003。检测条件为：载气：He，检测器：火焰离子化检测仪FID；热导池检测器TCD。检测的天然气组分包括氧气（O2），氮气（N2），二氧化碳（CO2），甲烷（C1），乙烷（C2），丙烷（C3），异丁烷（iC4），正丁烷（nC4），异戊烷（iC5），正戊烷（nC5），C6及以上烃类（C6+），括弧内表示碳数。分析数据质量合格。各样品分析的具体指标在以上内容中已经涉及，此处不再赘述。2.2.4数据处理方法2.2.4.1收集数据整理收集整理利用广东省区域多目标地球化学调查、农业地质和生态地球化学评价研究，以及地下水水文地质与污染调查的有关资料，了解癌症高发地的地质区域背景。从前期文献，当地肿瘤研究所收集整理前人的研究成果。了解测区癌症的发病背景与地质地理环境情况。2.2.4.2调查数据整理调查结束后，整理调查记录卡，编写相关调查报告。统计每一个调查点的癌症发病死亡情况，整理所记录的调查区的地质地理环境。对于有具体数据的调查点的癌症发病和死亡人数按年份整理，以便后面的年份对比分析，没有具体数据的调查点统计大概的发病人数与发病趋势。2.2.4.3分析数据处理及水质环境评价方法对于直接饮用的井水和溪水等，利用地下水质量标准（GB14848-2008）和《生活饮用水标准》（GB5749-2006）为评价标准，对于鱼塘水，引用中华人民共和国渔业水质标准（GB11607-89），对于江河水可以对照地面水质量标准（GB3838-88），但是这些相对专业的标准只给出了少量的指标标准，因此同时也参照地下水质量标准（GB14848-1993）中提到的第四类地下水标准，即以农业和工业要求为依据的标准。本文依据其相应功能选择相应的评价标准。对于没有相应标准的指标，根据功能与性质，选择相应的水质标准，比如鱼塘水样的重金属元素没有相应渔业标准的则以第四类水质（用于工农业生产）作为标准。19 2.2.5采样点位图绘制方法2.2.5.1采样点位图绘制采用Mapsource导出野外调查采样点的航迹资料，整理各点位的经纬度信息，利用Mapsendlite，Arcgis和CoreldrawX3综合做出镇级别的采样点位的分布示意图。2.2.5.2数字高程模型里的点位分布采用DigitalElevationModel（DEM）分析各调查采样分析点分布的高程，可结合癌症发病情况进行分析。20 第3章生态环境与癌症发病情况调查统计3.1前人资料调查与统计四会市肿瘤研究所前期资料显示，四会市主要病患类型为鼻咽癌，肝癌，肺癌等，年龄分布在30-60岁之间，40年代至今，整个四会市鼻咽癌的发病率基本持平，肝癌，肺癌与结肠癌的发病率增高，怀疑与环境污染有关。前期资料显示，地理位置上，龙湾、江谷等地发病相对较高，主要集中于龙江盆地，周边三条河流。中山大学的研究表明当地癌症发病与土壤环境质量似乎关系不大，目前病因尚不明确。医学界研究证明，癌症与遗传因素相关。对于某些区域性癌症高发的地区，研究者发现祖辈长时间居住在某一地点的居民即使搬离该地区后，在其余地区生活一段时间的居民其患该癌症的可能性及癌症的发病率依然比其他人高。通过前期的调查工作确定的各级采样点位置，在采样点的周边确定调查点，调查的范围大于采样点范围。调查的对象主要选择各级卫生部门工作人员，以及具有长时间居住史的当地居民，当地生态环境的调查研究主要围绕其地质水文环境特征。3.2四会测区生态环境与癌症发病情况调查统计四会测区共布置采样调查点12个。1、2号采样点SH1，SH2位于江林镇，处于山区，江谷水库上游。当地居民的饮水从饮用水库水改为山涧溪水。主要发育灰绿色绿泥石片岩。SH1位于江林镇内山溪水库的源头处，该处森林茂密，果树广种，环境优美，发育绢云母片岩，周围马路上花岗岩露头。SH2处于山涧，山涧溪水为目前该村水源。溪水清澈透明，采取溪流旁的表层土壤样品，残积土，灰棕色，原岩为灰绿色绿泥石片岩。通过对江林镇卫生院负责人的访问，以及对周边居民的谈话调查，发现该地区居民长久以来就受到癌症的困扰，近年来癌症发病率增加趋势明显。很多当地老人记忆建国以前就存在癌症，可能当时无法确诊而使得留存至今的癌症的记录并不多。当地居民有食腊肉笋干等习惯，男性大都爱21 抽烟。卫生院存在从1987年开始的癌症记录，病患类型以肝癌，鼻咽癌，肺癌和直肠癌为主，年龄分布30-80岁，40-60岁居多，男性发病率远高于女性。最开始记录的前5年1987-1991发病24人，而2005-2009年发病63人，为前期的2.6倍。患者一般会被送往省市医院接收治疗。当地居民反映再往北即水库的更上游建立有一垃圾处理厂，怀疑其为水库水质恶化的原因之一。3号采样点SH3，SH3P（基塘采样点）位于江谷镇。调查访问显示癌症发病率近年来明显增高，这一趋势老百姓众所周知。病患类型以肝癌，鼻咽癌，肺癌为主，年龄分布40-60岁居多，且发病逐步年轻化，25-45岁的发病率逐步增加，发病后存活期年轻人较老年人短，有的甚至只能活几个月。男性多于女性。其中藜寨村，田心村（管理区）属于癌症高发区。本次研究以藜寨村为例进行研究。藜寨村地处山前丘陵，基岩为绿泥石片岩，第四系沉积物以砂质为主。紧靠水库，鱼塘密布，2008年前居民饮井水，井深一般约3m。共500人口，2010年截止到11月新发鼻咽癌的有2人，两家均在大片基塘附近，当地基塘污染严重，漂浮各种生活垃圾甚至上面建有茅厕，开设有两个陶瓷厂。采样点围绕藜寨东约村，SH3为鼻咽癌病户家自家压水井，原为饮用水，08年以后改用自来水。周边分布多个40多年历史的鱼塘，距离约20m，距离江谷水库约2km。SH3P样品取自附近鱼塘，砂基，深约1m，浑浊绿色浑水，有臭味，8采样时不断有气泡上浮。4、5、6号采样点SH4，SH5，SH6位于龙湾镇。病患类型以肝癌，鼻咽癌为主，40多岁发病较多，发病逐步年轻化，男性多于女性。当地居民肾结石发病率居高不下。外地人到当地居住一段时间后很多患上肾结石。其中江明村，南塘村（管理区）属于癌症高发区，祖辈饮龙江水，解放初期开始自掘井取水，07年开始引入自来水。龙江上游设置有毛巾厂，砖厂等。其中南塘村近年来由于癌症病逝的人已有10几人，具体数目由于大家对癌症的避讳性不明，死亡的人数肝癌病者反而居多，这主要是由于目前对鼻咽癌的研究较多，治愈和存活率提高。SH4位于江明新平村，取自村中公用老井，解放初期建井，周围原为大片基塘。SH5样品取自龙江，水源补给来自江谷水库和自然降水。此点22 毗邻SH4，江水浑浊黄色，酸化，江底泥紫黑色，恶臭。SH6位于南塘村的华布村，取自70年代的老井，目前已不饮用，井周围30年前为沙基鱼塘，现改为晒谷场，距离龙江500m左右。7号采样点后被11号取代，故舍之。8号采样点SH8位于龙甫镇，丘陵地区。病患类型以鼻咽癌，肝癌，肺癌为主，男性发病高于女性，居民肾结石严重。爱食用腌菜腌肉。2008-2009年发病人数为38人，死亡人数为27人。整体来看癌症发病率升高，死亡率降低。样品取自龙甫的芙蓉村居民自用井水，目前已引入自来水，井水用于生活用水的其他用途。采样点距离龙江1.5km左右，10m处即为龙江小支流，鱼塘比较多，大部分为沙质基塘。芙蓉村地处低洼处，四周高，为电镀工业区。08年发病24人，09年发病14人。08-09年共记录49人，死亡27人。居民认为芙蓉管理区的工业园、电镀厂都癌症有影响。9号采样点SH9位于下茆镇。距离龙江2.5-3km。居民致力于发展基塘农业，塘面上建有鸡鸭棚，猪圈等。工业上主要开展的是再生废品站，有多个回收利用性质的工业区。当地病患类型以鼻咽癌为主，年龄分布40-50岁，发病较多逐步年轻化，男性多于女性。居民喜欢食用腌菜腌肉，男性爱好烟酒。病患一般会去治疗费用相对较低的广州广西梧州治疗。其中下茆村（管理区）的下堀村下的大巷坊村发病较多。SH9样品取自患者家手压井，SH9P样品取自患者家旁边鱼塘，生活垃圾污染严重，池塘水面漂浮有塑料袋，卫生纸等生活垃圾。患者家建立在鱼塘水面之上。10号采样点SH10位于四会东城区。处于龙江东岸，距山较近，河谷沉积表层6m，泥质沉积层下位厚20mm砂层。本点为四会市新扩展区，以玉器工业为主，加工小作坊密布。粉尘污染严重，部分池塘水面有深绿色油状物漂浮。采样点对面有两人患肺癌，民众反映强烈。11号采样点SH11位于大沙镇，丘陵地区，距黄牛岭东侧2km，绥河以南，铁路以北。取自古森林挖掘现场，该处本打算开发做基塘用，在挖掘过程中发现地下古森林，可见出露树枝树干，挖出的树身有的长达五六米，根粗半径1m，多数泥炭化，当地人用来生产暖水瓶的软木塞。开挖过程中不断有黄色浑浊地下水冒出。23 3.3顺德测区生态环境与癌症发病情况调查统计顺德测区共布置采样调查点8个，具体调查访问方法与内容与上述有关四会测区描述相似，此处不再如此详述。缺少癌症发病率及具体人数。1、2、3号采样点SD1，SD2，SD3位于乐从镇。处于珠江河网边。当地居民几乎家家户户拥有自凿井，前两年引入自来水后，井水只做除饮用外的其他用途。水质均较清。SD1取自原井，古井底泥样品呈现棕黑色极细粒状态，有臭味，废弃时间较长。SD2取自自来水公司旁鱼塘，水呈黄绿色，浑浊，底部泥土为深黑色。SD3样品取自大闸东风村民井，从属乐从镇，开设有伐木场，家具厂，油漆污染一度严重。当地基塘农业发展较好。东风村人口约1000人，近5年约有10余人发病，女性子宫癌最近发生较多。4号采样点SD4位于龙江镇，取自原用井。底泥为黑色淤泥，废弃时间较长。5号采样点SD5位于勒流镇，样品取自新围村大桥处的河涌水道，宽10m，河水微流动，灰色，表面有油性物质漂浮，附近堆满了生活垃圾，多处有排污口。该水道与顺德水道连通。6号采样点SD6位于杏坛镇，样品取自麦地村的原用井，该井有20余年历史，近10年来用于生活用水，饮用水改为自来水。27号采样点SD7位于伦教镇，样品取自永丰村鱼塘，塘面约400m，水呈淡绿色，水面有少量绿藻。附近有水道，水闸，无工业。8号采样点SD8位于北滘镇（北镇），样品取自居民手压井，清澈透明。前人的资料可知，7号和8号采样点相对污染较轻，用于做对照分析。3.4病区调查统计与发病率3.4.1两市病区生态地球化学调查统计总表采样过程中对于各采样点的具体性质，包括采样的具体地点及其经纬度，所采集的样品性质，采样点的温度，深度，pH值等记录如下表3-1。其中水样中加粗的样品编号用于测量水样中的甲烷，即前面说的用于检测甲烷的5号水样。24 表3-1四会和顺德两大测区采样点性质表测采样点编号采样地点经纬度样品编号温度区及性质pH值水样土壤样深度SH1水库江林镇山溪112°38′01.9′′ESH1W-118源溪水库23°35′21.2′′NSH1W-36.5水SH1W-40.8SH2山间江林镇山间112°37′32.4′′ESH2W-1SH2S-217.5溪水溪水23°34′04.1′′NSH2W-36.5SH2W-40.6SH3病户江谷镇藜寨112°39′02.6′′ESH3W-123家井村东约村7号23°28′47.0′′NSH3W-36水SH3W-43SH3C-5SH3P鱼塘江谷镇藜寨112°39′01.2′′ESH3W-1PSH3S-2P24水村东约村7号23°28′46.1′′NSH3W-3PSH3S-2HM6.3附近水塘SH3W-4P1SH3C-5P四SH4井水龙湾镇江明112°40′40.9′′ESH4W-125会村新平村00323°29′27.4′′NSH4W-35.5号门前井水SH4W-43.4SH4C-5SH5龙江下茆镇江明112°40′49.7′′ESH5W-1SH5S-225底水新平村龙江23°29′26.7′′NSH5W-35江底水SH5W-41.5SH5C-5SH6井水龙湾镇南塘112°41′23.9′′ESH6W-124村华布村23°27′29.9′′NSH6W-36.3SH6W-44.5SH6C-5SH8井水龙浦镇芙蓉112°42′35.9′′ESH8W-124.5村卫生站旁23°24′16.4′′NSH8W-36.2井水SH8W-46SH8C-5SH9病户下茆镇下堀112°40′03.1′′ESH9W-127.5家井村大巷坊村23°25′24.7′′NSH9W-36.5水96号8SH9P鱼塘下茆镇下堀112°40′03.1′′ESH9W-1PSH9S-2HM23水村大巷坊村23°25′24.7′′NSH9W-4P6.496号患者家1.2旁鱼塘25 SH10鱼塘东城清塘镇112°42′27.4′′ESH10W-1P22水谢村谢家小23°21′34.9′′NSH10W-3P7学肖屋后鱼SH10W-4P3塘SH10W-3SH11古森大沙镇仁马112°42′54.5′′ESH11W-125林村聚仁牌坊23°17′34.6′′NSH11W-36.5内1.5SD1井水乐从镇杨滘113°02′46.2′′ESD1W-1SD1S-221村低地塘翰22°55′39.7′′NSD1W-36.8林里4号SD1W-44SD1C-5SD2鱼塘乐从镇罗沙113°03′11.5′′ESD2W-1P22水村自来水公22°55′21.8′′NSD2W-3P6.5司旁水塘SD2W-4P1.5SD2C-5PSD3井水大闸镇东风113°05′46.3′′ESD3W-124村5号22°53′43.6′′NSD3W-36.5SD3W-43.8SD3C-5SD4井水龙江镇集北113°05′14.7′′ESD4W-123顺村新南村8号22°51′44.0′′NSD4W-36.8德SD4W-42.5SD5河水勒流镇新围113°08′28.6′′ESD5W-1SD5S-221村大桥江边22°52′40.5′′NSD5W-36.5（勒流中路SD5W-42.5108号旁边）SD6井水杏坛镇麦地113°09′31.8′′ESD6W-123村1号22°46′51.3′′NSD6W-36.8SD6W-44SD7鱼塘伦教镇永丰113°17′25.2′′ESD7W-1PSD7S-2P22水乡水闸附近22°51′05.3′′NSD7W-3P6.8SD7W-4P1.8SD7C-5PSD8井水北滘镇下涌113°13′35.9′′ESD8W-123乡林头村祠22°55′38.8′′NSD8W-37堂大街四巷SD8W-44.55号3.4.2发病率初步统计表26 对于发病率死亡率的统计由于涉及很多机密性文件，在有的采样调查区的乡镇卫生机构能获得准确的数据，有的无法获得，因此只进行了初步统计。对于获取的发病率死亡率见表3-2。中国癌症发病率，卫生部的统计数字一般不会公布，但是流行病学报告指出2005年的癌症发病率为293.3/10万，似乎除了江谷镇黎寨这一众人皆知的癌症高发区外，其余并不是特别高。表3-2测区调查采样区发病率与死亡率统计（十万分之单位）调查区发病率死亡率江林镇231.00237.00江谷镇江谷镇黎寨400.00龙湾镇江明下茆镇龙湾镇南塘83.00龙甫镇201.00108.00下茆镇下崛187.00肿瘤研究所基本持平略有下降3.5病区生态地球化学调查结果小结1、调查结果显示，“广东癌”在明清时代已有记载，在无工业污染的情况下已经存在，也就是说自然条件与癌症的发生相关。癌症高发地区多为低洼地区，比如龙湾地区从地形上可看出其高程属于四会地区的最低点，该地区癌症发病情况也是最严重的地区之一。2、并没有明显的四会鼻咽癌高发，顺德肝癌高发的结论。两大癌症在两地发病率均高于其余癌症类型。性别分布上，男性发病多于女性。3、江或水库上游开设有工厂甚至塑料垃圾处理厂，对水质影响大。建议迁址重建，保证水源的清洁。4、居住地本身环境卫生差，农村居民的生活垃圾随地倾倒，池塘成为一个个臭水沟，并继续养食用鱼，加之小工业作坊的污染，污染因素不可忽视。5、癌症的发病率随着年份的增长不断增高，且范围也在不断扩大，主要表现为原有的清洁区目前也被污染。原来被认为是清洁区的江林、江谷等地区在近年来癌症的发病明显增加。因此，初步认为目前的癌症发病率27 居高不下和一些地区增高的原因，是受到工业污染与原生地质生态条件的叠加因素的影响。6、外地人迁入发病区一段时间后也有发生当地疾病，比如肾结石，也有肝癌。可知疾病的发生与环境的影响有关。7、从调查的结果也可以看出，四会居民迁居到其他癌症低发的城市后，其发病率及其后代的发病率照样比当地居民高。很多年轻人常年在外打工基本不住在四会顺德区，但也照样发病，这就涉及到遗传学的问题，有的学者认为当地居民遗传学上较易感染鼻咽癌。有待进一步的调查研究。28 第4章区域环境质量与污染根据研究专题的任务，需要对水、土（或底泥样品）的特定指标进行分析。具体分析指标在第二章中已经详细介绍此处不再赘述。对于所检测的76个样品，116个化学指标，根据各样品的性质、各指标的性质在统计分析（聚类分析）的基础上分别具体分析。结合调查结果综合评价区域环境质量与污染，分析污染对人体健康的影响，寻找可能的污染源，及环境质量和污染与癌症发生的关系。4.1整体评价4.1.1聚类分析和因子分析[57]目前水质综合评价的方法有多种，包括单项污染指数法、综合污染指数法[58][59][60][61]、内梅罗水污染指数、系统聚类分析法、灰色系统理论法、模糊数学[62][63][64]方法、集对分析法、人工神经网络分析法等，每一种方法均有其各自不同的侧重点。由于涉及地下水的水质分析是一个多因素复杂系的统评价问题，涉及因素众多，一般包括pH值，化学需氧量(CODCr)，氨氮，K、Na、Ca、Mg、Cl等常量--2---元素，F、HCO3、SO4、NO3、NO2等酸性阴离子以及Ni、Ti、Mn、Pb、Zn、Cr、Cu、As等重金属元素。这些因素之间所表示的水质信息会产生重叠，直接用它们进行水质分析所得的结果与实际情况会有所偏差，因此本文首先对各水样中这些指标进行统计分析，在已知相关性的基础上对各个指标再进行具体的分析。4.1.1.1STATISTICA聚类分析首先，选用美国StatSoftSTATISTICA6.0统计软件对各水样指标进行聚类分析，找出性质相近的各类相关指标。选用pearson系数对其进行聚类。对各水样中的一般化学指标聚类分析结果如图4-1所示，纵轴代表所分析的水质指标，横轴代表连锁距离，数值越小代表相关性越好。即0为相关性最好，1为最差。++--++-NH4-N是指NH4中的氮，NO3-N指NO3中的氮，故NH4和NH4-N，NO3—和NO3N极相关性，相关系数为1。很明显，Na，Cl共生关系很好，而并没有出现前人研究所显示的K与Na共2+-2+生。Ca与HCO3共生关系明显，两者与Mg相关性良好。上述6种指标与29 --2-NO2关系相比NO3好，SO4更次之，其次为K，上述指标之间的连锁距离均小于0.5，与F最终归为一大类。++COD与NH4，NH4-N相关性明显，COD用于指示水体中有机污染物，而氨态氮是由微生物分解土壤中含有动植物遗骸和排泄物的蛋白质与尿酸、尿素等放出的氮源。氨态氮是水相环境中氮的主要形态，是水体富营养化+和环境污染的一种重要污染物。很显然，NH4-N的含量提供了COD数值的主要来源。两者与水中的上述其他指标相互影响不大，成为一大类。pH值单独成类。TreeDiagramforVariablesSingleLinkage1-PearsonrKNaClCaHCO3MgNO2NO3NNO3SO4FNH4NNH4CODpH0.00.10.20.30.40.50.60.70.8LinkageDistance图4-1各水样的一般化学指标的聚类分析对水样品的重金属元素的相关10项指标进行聚类分析见图4-2，重金属之间的整体相关性良好，连锁距离均小于0.5。如图可知，所有重金属中3+Zn，Cu相关性最好，其次是Cr，三者与三价铁Fe，Ni归为一小类，这2+类重金属与其他重金属Pb，Fe，As，Mn逐步聚类，Ti与这些金属的相关性相对较弱，独成一类。30 TreeDiagramforVariablesSingleLinkage1-PearsonrNiCrCuZnFe3PbFe2AsMnTi0.00.10.20.30.40.5LinkageDistance图4-2各水样重金属元素指标的聚类分析4.1.1.2SPSS因子分析其次，选用统计软件SPSS(StatisticalPackagefortheSocialSciences)对数据进行因子分析，找到能最大反映水质状况且正交的因子。包括两个部分，一是对全部样品的因子分析，二是对不同性质样品分别进行因子分析，样品分为两类，一是井水、溪水（地下水部分，村民直接饮用水，山涧溪水由于其为村民直接饮用水故归为此类），二是对鱼塘水、江河水（地表水部分，不直接作为饮用水）。古森林水由于其特殊的工业产出背景暂不归入某一类水进行因子分析。首先对于所有水样的因子分析，取样足够度的Kaiser-Meyer-Olkin检验显示其度量为0.436，不足用因子分析统计数据的KMO期许值0.6，Bartlett的球形度检验近似卡方值为234.887，df值为78，Sig.值为0。所以这些样品并不适合做因子分析。其次对于样品的分类讨论，由于样本数量有限，样品与变量并非为正定矩阵无法得出进行KMO和Bartlett球形检验值。4.1.2水化学类型31 –2-水化学分析中，钙镁为碱土金属，钾钠为碱金属，强酸根指Cl和SO4，弱-酸根指HCO3。由Piper图解（图4-3）可以看出，溪水中碱土金属离子超过碱金属离子，弱酸根大于强酸根，水化学类型为HCO3-Mg型。样品取自溪水，周围主要发育灰绿色绿泥石片岩。图4-3水样Piper三线图四会井水水化学类型多样，总体而言，强酸根大于弱酸根，一半碱土金属离子超过碱金属离子，一半碱金属离子超过碱土金属离子。水化学类型分别有：SO4-Na·Ca，HCO3-Ca等。顺德井水中碱土金属离子超过碱金属离子，弱酸根大于强酸根，水化学类型为HCO3-Ca型。江河水中也是碱土金属离子超过碱金属离子，弱酸根大于强酸根，水化学类型为HCO3-Ca型。几个鱼塘水水样展现不同类型的水化学类型。大部分水中还是碱土金属离子超过碱金属离子，弱酸根大于强酸根，归为HCO3-Ca·Mg类型。唯一的一个古32 2+森林地下水样品在piper三线图中的位置显示其中阳离子以Ca为主，阴离子以2-SO4为主，碱土金属离子超过碱金属离子，强酸根大于弱酸根，姑且将其划分至SO4-Ca类型。4.1.3综合污染指数分析4.1.3.1选用标准对于直接饮用的井水和溪水等，利用地下水质量标准（GB14848-2008）和《生活饮用水标准》（GB5749-2006）为评价标准，对于鱼塘水，引用中华人民共和国渔业水质标准（GB11607-89），对于江河水可以对照地面水质量标准（GB3838-88），但是这些相对专业的标准只给出了少量的指标标准，因此同时也参照地下水质量标准（GB14848-1993）中提到的第四类地下水标准，即以农业和工业要求为依据的标准，如表4-1所示，有阴影部分即借用第四类水质标准。用于污染指数评价的指标，根据前人的研究与相应的标准选取氯离子、氟离子、硫酸根、硝态氮、亚硝态氮、氨态氮、化学耗氧量、镍、锰、铬、铜、砷、铅、锌、铁等15项（表4-1）。表4-1不同性质的水质选用不同的相关标准（mg/L）溪水、井水用于工农业类水标准鱼塘水江河水(第三类水质标准)(第四类水质标准)(渔业标准)(地面水标准)氯离子250350350350氟离子11.51.51硫酸根250350350350硝态氮20303020亚硝态氮0.2110.15氨态氮0.5111化学耗氧量3101015镍0.020.10.10.1锰0.11.50.050.1铬0.10.20.050.2铜11.50.011砷0.010.050.050.05铅0.010.050.050.05锌1551铁0.3220.54.1.3.2评价方法与结果首先选用单因子评价法对每一个指标（组分、因子）进行评价，计算公式为：33 Si=Ci/CS式中Si为单因子指数，Ci为指标i的实测值，CS为指标i的相关水质标准。当Si<1时，表明指标i的含量未超过其对应的水质标准；当Si>1时，表明指标i的含量已超标。再计算内梅罗指数，该评价法的计算公式为：221/2PN=[(Sav+Smax)/2]。式中PN为内梅罗指数，Sav为所有单因子指数的平均值，Smax为所有单因子指数中的最大值。与内梅罗指数相对应的水质等级：PN≤0.7时，水质为“很好”；0.7
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