微量元素与人体健康的关系
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微量元素与人体健康的关系范文第1篇
关键词：桑叶粉；莓茶；铁；原子吸收分光光度法；火焰法
中图分类号 R284.1 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2016）03-04-106-02
铁是人体必需的微量元素，随着人民生活水平的不断提高，人们不再只考虑温饱问题，而是更加关注身体的健康问题。铁元素在人体中具有造血功能，参与血蛋白、细胞色素及各种酶的合成，促进生长；铁还在血液中起运输氧和营养物质的作用；人的颜面泛出红润之美，离不开铁元素。人体缺铁会发生小细胞性贫血、免疫功能下降和新陈代谢紊乱；如果铁质不足可导致缺铁性贫血，使人的脸色萎黄，皮肤也会失去了美的光泽[1]。
莓茶具有增强机体免疫力、清除自由基、抗衰老、抗感染、调节血压血脂血糖、防止动脉粥样硬化、促进睡眠等功效，迄今未发现毒副作用，代茶饮用口感良好，是清除人体内有害物质的“清洁剂”，长期饮用能消除人体亚健康[2]。
桑叶粉具有消水肿、降血脂、排毒；美白、治色斑、亮泽肤色、保持弹性；促进新陈代谢、清血、通便等功用。因此，桑叶粉、莓茶越来越受到人们的关注，对桑叶粉、莓茶中铁的分析及检测也显得更为重要[3]。
目前微量元素铁的测定方法主要有原子吸收分光光度法-火焰法、电感耦合等离子原子发射光谱法、电感电感耦合等离子体质谱法等。因此，本研究拟以桑叶粉和莓茶为研究对象，采用原子吸收分光光度法-火焰法对桑叶粉和莓茶中铁的含量进行测定，为桑叶粉和莓茶的开发利用提供一定的理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料 桑叶粉、莓茶市场随机购买。
1.2 主要试验仪器 TX223L电子天平（精确度：0.001g）：岛津（中国）有限公司；202-OAB型电热恒温干燥箱：天津泰斯特仪器仪器有限公司；FW100高速万能粉碎机：天津泰斯特仪器仪器有限公司；AAnalyst400 HGA900原子吸收分光光度计：PerkinElmer公司；WX-400密闭微波反应系统：上海屹尧仪器科技发展有限公司。
1.3 主要试验方法
1.3.1 实验器皿的处理 实验所需容量瓶、移液管、量筒、漏斗、烧杯、滴管、消解罐在50%的硝酸溶液中浸泡过夜，取出先用去离子水清洗干净，在用哇哈哈水润洗3次晾干备用。
1.3.2 桑叶、莓茶样品的处理 取桑叶粉、莓茶样品约0.2～0.3g，加硝酸5mL放置过夜，在微波消解仪中以温度150℃、压力1519875Pa、时间4min；温度180℃、压力20265Pa、时间4min的程序进行消解至溶液澄清无残渣，取出消解罐在石墨板上以140℃赶酸至近干。用0.5mol/L硝酸溶液转移至10mL容量瓶中并稀释至刻度，既得。同时制作空白溶液。
1.3.3 铁含量标准曲线的绘制 准确移取铁标准溶液1mL至100mL容量瓶中，用0.5mol/L硝酸溶液定容至刻度。在分别移取0.0、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0mL至10mL容量瓶中，用0.5mol/L硝酸溶液稀释至刻度。以不含铁标准品的溶液为空白对照，在波长248.33nm处测定吸光度值，取平均值。
1.3.4 样品的测定 取样品空白和样品溶液，在波长248.33nm处调节雾化器至最大吸收，测定吸光度值，取平均值[4]。
2 结果与讨论
2.1 铁含量标准曲线的绘制 在上述条件下，以铁标准溶液的浓度为横坐标，吸光度A为纵坐标绘制标准曲线。由图1可知，吸光度与铁浓度具有良好的线性关系，回归方程为y=0.0536x+0.0037（R2=0.9971）。
2.2 桑叶粉和莓茶铁含量分析 分别取桑叶粉0.300g、0.296g，莓茶0.246g、0.239g用5ml硝酸进行消化。以5mL硝酸做空白对照，在248.33nm处测定吸收度值，取平均值。由表1可知，桑叶粉、莓茶中的平均含量为270.8mg/kg、126.3mg/kg。铁元素是人体健康不可缺少的微量元素，由于新陈代谢，人体内每天损失的铁元素约有1mg。成年人体内铁元素的含量为4g左右，其中70%集中血红蛋白内。人体内铁元素的含量虽少，但有着重要的生理作用，铁是人体血红蛋白的重要组成成分。人体长期缺铁体内就难以产生血红蛋白，造成血色素降低，甚至发生缺铁性贫血。此时血液供氧能力降低，肤色苍白，使人感到疲乏无力，影响人体的全面生理功能。而人体过多可能会发生组织损坏、肝和脾功能、皮肤色素沉着等疾病[5]。因此，正确的掌握铁的摄入量必不可少。
3 结论
根据实验所得数据算出桑叶粉、莓茶的相对标准偏差为0.8%、0.6%。桑叶粉、莓茶样品中加入标准铁的回收率为98.5%、96.8%，相对标准偏差为0.7%、0.8%，有较好的回收效果。说明本分析方法可行、准确。
参考文献
[1]徐素萍.微量元素铁与人体健康的关系[J].中国食物与营养，2007（12）：51-54.
[2]张友胜，杨伟丽，熊浩平.类茶植物显齿蛇葡萄的研究利用现状[J].贵州茶叶，2001（1）：19-23.
[3]何亮亮，高正卿，何桂源，等.桑叶茶功效成分研究进展[J].轻工科技，2014（7）：11-12.
[4]中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.90-2003，食品中铁、镁、锰的测定[S].北京：中国标准出版社，2003.
微量元素与人体健康的关系范文第2篇
决不危言耸听：全国97％的人正在饮用有害污染水，你的健康正在受到潜在的威胁。
中国是世界上污水排放量最大、增加速度最快的国家之一。工业生产废弃物的大浓度集中排放是造成天然水体深度污染的罪魁祸首，其污染范围囊括了方方面面。农业生产中普遍使用农药和化肥利用率低，大部分农药化肥以淋溶的方式进入水体，造成农村饮用水的污染。人口的增加，人民生活水平的提高，生活污水大量的排放使我们的饮用水被污染进一步加剧。我国是一个缺水但污染又普遍的国家，又由于生态环境的恶化，水土流失严重，地下水位的下降，不得不大量使用地表水。尽管我国政府投入了大量的资金改善城市居民的生活用水，力争通过自来水厂提高饮用水的质量。但是76％的水厂生产的水仍存在单项指标不合格的问题。终端饮用水还受到水处理工艺、输水管道，储水箱等的二次污染。
全世界在水中已检出2221种有机物。美国自来水中有767种，其中109种为三致物质(致癌、致突变、致畸变)。美国国立癌症研究所对自来水中109种物质进行了分类，确认的致癌物20种，可疑致癌物24种，助癌物和促癌物18种，致突变物47种。十多年前，上海市“饮水与健康”协作组发现黄浦江水中有700种有机物，同期在松花江吉林段中检出有机化合物达364种。
目前自来水厂仍采用200多年前就采用的，以去除源水中悬浮物质和病源微生物为主要目的的混凝、沉淀、过滤、氯气消毒四段净水工艺。这种工艺一方面无法去除源水中存在的有机污染物，另一方面，出厂水在漫长的输送过程中，其中所含的有机污染物与氯气产生取代反应生成多种具有三致作用的消毒副产品，如三氯甲烷、四氯化碳等卤代烃化合物，致使自来水的致突变性比源水更强。
水中有机物常常以混合方式作用于人体，种类繁多的有机污染物的致突变性和致癌性之间存在一定的相关性。研究者常常通过水中混合有机物的致突变性来评价水中有机污染物对人体健康的影响，其中埃姆斯试验(Ames)被广泛接受。结果表明，自来水的致突变性比源水更强。
水中有机物污染的另外一个特点是它们常常以微克级或更低水平存在，其对人体健康的影响具有蓄积性和潜伏期。并且由于每个人自身的身体状况和其它外在因素的不同，所以反应也不同。这种情况容易使人产生一种错觉，认为埃姆斯试验结果表明有致突变性的饮水并没有想象中那么可怕。而美国环保局认为，致癌作用是无阈值的，即使是最小剂量，也会产生一定的反应。许多肿瘤流行病学的研究证实，水中有机物与肿瘤病有一定的联系，饮用氯消毒水年数多少，与癌症间的相对危险性呈现剂量反应关系。即使在发达国家，也只开始控制了城市和大工业区的点污染。而广大面积的污染，如农药污染仍然是未得到有效控制的水污染的重要方面。
由于用水量的不断增长，天然水几乎全部被利用，因而对排放的污水几乎没有稀释能力。很多河流几乎成了排污渠道，上海黄浦江在冬季枯水期几乎有三分之一的水为污水。传统的污水处理工艺对合成有机物不能有效的去除。综上所述，天然水质的污染，相当长的时期只能有所控制，但不能有效地消除。
二 我们应该喝什么样的水
人们都想拥有健康的身体，这不仅取决于要有营养丰富的食品，更取决于日常饮用的水。那么人们今天到底应该饮用哪种水好?饮用水的水质科学是一门涉及水处理、医学、卫生毒理学、营养学等复杂而严肃的科学。卫生、安全、健康的饮用水应是尽可能去除源水中有毒有害物质，特别是有机污染物，同时又保留人体健康所必需的各种微量元素和矿物质的清新可口的水。
蒸馏水是利用蒸馏设备使水蒸汽化，然后使水蒸气凝成水，虽然除去了重金属离子，但也除去了人体所需要的微量元素，并没有除去低沸点的有机物。原因是这些低沸点有机物挥发后随水蒸气的冷凝也同时凝结回到水里。长期饮用这种水，不仅会引起缺乏某些微量元素，而且将有些有机物也饮入体内，不利于健康，故不宜为常规饮用水。
磁化水是指水经磁场作用，交叉切割磁力线，使水分子结构改变来完成磁化过程的水。据说这种水有软化心、脑血管，防治胆、肾结石的作用，但还有待长期实践后验证和进行科学论证。
矿泉水是指来自地下水深层流经某些岩石的地下水。矿泉水中的微量元素能参与人体内激素、核酸的代谢，应该说是人体所需要的保健成分，但对其进行生理化学研究后的结果表明：有许多矿泉水不符合卫生要求，即使卫生合格的矿泉水，因人的身体条件不同，所需微量元素种类和数量也不同，所以矿泉水的微量元素和离子也并非对每个人都有益。微量元素过量比摄入不足对人体更有害，因此，生理保健专家特别指出：微量元素不可乱补。矿泉水虽然含有一定量的微量元素，如人体所需的微量元素已经满足，再补进去，多了就会在血流、细胞内沉积，导致微量元素代谢失调，增加肾脏负担易产生肾结石、尿道结石及胆结石等。所以说，饮用何种类型的矿泉水应在医生指导下选择，但矿泉水不应作为长期饮用的最佳水。
微量元素与人体健康的关系范文第3篇
关键词：铁；微量元素；生理功能；人体健康
中图分类号：O613.52 文献标识码：A 文章编号：1004-4949（2013）04-0-02
在自然界中，天然存在的化学元素有92种，人体内含有几乎所有的元素。根据它们在体内含量不同分为两类：常量元素和微量元素。常量元素包括C、H、O、N、S、P、Ca、K、Mg、Na和Cl等11种，占人体总重的99.25%，它们构成机体组织并在体内起电解质作用；微量元素是指在人体中的含量低于0.01 %的元素，包括Fe、Zn、I、F、Cr、Co、Mn、Ni、Sn、Se、Mo、Cu等70多种元素，它们在人体内含量虽然很少，但却能起到非常重要的生理作用，根据其在人体内的作用，微量元素还可分为必需元素、非必需元素和有害元素。在人体必需的十多种微量元素中，铁占人体体重的0.006%左右，无论在重要性还是在数量上都居首位，堪称“微量元素中的老大”。
1 铁在人体中的含量及存在形式
铁是人体的必需微量元素之一，其中70%存在于血红蛋白、肌红蛋白、血红素酶类、辅助因子及运载铁中，又叫功能性铁；其余30%的铁以铁蛋白和含铁血黄素的形式存在于肝脏、脾脏、肠和骨髓的网状内皮层系统中，称为储备铁。当人体缺铁时，铁蛋白即可作为补充，而含铁血黄素被机体所用。
铁在人体内主要以Fe2+或 Fe3+的形式存在，它的分布极为普遍，几乎所有组织中都有，被称为人体发育的“建筑材料”，其中以肝、脾含量最高，其次为肾、心、骨骼肌和脑。
2 铁的来源
人体内铁主要来源于食物，食物中的铁有两种存在形式，一类是离子铁或称非血红素铁，主要存在于植物性食物之中。植物中含的铁多是以植酸铁、磷酸铁、草酸铁等不溶性铁盐形式存在，属于三价铁。人体吸收这种与植酸结合成螯合物的铁，必须先将铁和有机物拆开，再将三价铁还原为二价铁才有可能。尽管这类铁在食物中含量较高，但难于吸收。例如，玉米、大豆、小麦中铁的吸收率很低，只有1%～5%。另一类是血红素铁，存在于动物的肝脏、肾脏、瘦肉、蛋黄、鱼类等动物性食物中，这类铁的吸收吸收率一般在10%～20%左右，而且不受食物中的植酸和磷酸的影响，可以直接吸收进入肠粘膜细胞。例如，鱼中的铁吸收率为11%，牛肉中的铁吸收率为22%，牛肝中的铁吸收率为14%～16%，猪血中的铁吸收率为25%，猪肝中的铁吸收率为22%。此外，人体中的一部分铁来源于红细胞，因为红细胞破坏释放出来铁，它的80%又重新用于血红蛋白的合成，20%贮存起来。
3 铁的生理功能
3.1 参与氧的运输、贮存与造血功能
红细胞是氧的载体，其中含铁的血红素是参与运输氧的中心成分，它是一种含有Fe2+的络合物。在血红素分子中，4个卟啉环把二价铁原子包围在中间，二价铁原子好像处于蜘蛛网中心的“蜘蛛”。载氧时Fe2+的状态为低自旋，半径较小，嵌入卟啉环平面，呈6配位，4个配位点为环上N原子，第5个位置为组氨酸残基的咪唑N占据，第6个位置能够可逆地结合氧；而脱氧后Fe2+的状态为高自旋，半径较大，处于高出卟啉环平面70～80pm的位置，为5配位。Fe2+与氧进行可逆性结合，使血红蛋白具有携带氧的功能，参与体内氧的转运、交换及呼吸过程。
肌红蛋白是一种含有血红素的蛋白质，它由一个亚铁血红素和一个球蛋白组成，肌红蛋白的基本功能是在肌肉组织中转运和储存氧，而铁在肌红蛋白合成中具有不可或缺的作用。
铁影响蛋白及脱氧核糖核酸的合成及造血、维生素代谢。许多研究证明，缺铁时肝脏内合成脱氧核糖核酸将受到抑制，肝脏发育减慢，肝细胞及其它细胞内的线粒体和微粒体发生异常，细胞色素C1 含量减少，导致蛋白质的合成及能量运用减少，进而发生贫血，及身高、体重发育不良等。缺铁还可以引起体内无机盐及维生素代谢障碍。
3.2 参与酶的组成
铁是构成机体内许多代谢酶的活性成分，如铁硫蛋白、细胞色素、细胞色素氧化酶、过氧化物酶等；铁与某些酶的活性有密切的关系，如乙酰辅酶A、琥珀酸脱氢酶、黄嘌呤氧化酶、细胞色素还原酶，在细胞生物氧化过程中发挥重要作用。近代研究表明：细胞色素酶类，是体内复杂的氧化还原过程所不可缺少的，有了它才能完成电子传递，并在三羟酸循环中使脱下的氢原子与由血红蛋白从肺运来的氧生成水，以保证代谢，同时在这一过程中释放出能量，供给机体的需要。在氧化过程中所产生的过氧化氢等有害物质，又可被含铁的触酶和过氧化物所破坏而解毒。
3.3 增强免疫功能
铁可使人体内淋巴细胞、血清补体活性、吞噬细胞功能、中性白细胞的杀菌能力保持正常。实验研究发现缺铁时中性白细胞的杀菌能力降低，淋巴细胞功能受损，在补充铁后免疫功能可能会得到改善。在中性白细胞中，被吞噬的细菌需要依赖超氧化物酶等杀灭，在缺铁时此酶系统不能发挥其作用。此外，β-胡萝卜素转化为维生素A、嘌呤与胶原的合成、抗体的产生、脂类从血液中转运以及药物在肝脏的解毒等过程都与铁的催化促进有关。铁还是多种酶活性中心，铁过剩和缺铁时均可引起机体感染性增加，微生物生长繁殖也需要铁的存在，有时补铁会增加感染的危险性。
3.4 参与基因表达
铁可通过控制转铁蛋白和铁蛋白mRNA稳定性和mRNA翻译来调控基因的表达。
转铁蛋白是血清中运输铁元素的蛋白质，它将铁从肝脏运送到网织红血球中用于合成血红蛋白。当血红蛋合成量不足时，机体就需要更多的转铁蛋白来加快铁的运输。Mcknight等在鸡肉试验中发现缺铁将导致血液中转铁蛋白含量迅速增加，肝脏中的转铁蛋白的基因mRNA含量增加水平到正常水平的2.5倍。当补铁后转铁蛋白基因的mRNA含量和转铁蛋白的合成量在3天内回到正常水平，鸡肝脏中铁的贮存量也同时增加。研究证明，由于铁的缺乏所引起的转铁蛋白基因表达的增加是通过提高转录水平来实现的。
铁蛋白是一种由20个亚基所组成、四周结合着大量铁离子的蛋白质。
铁对铁蛋白基因表达的调控与转铁蛋白基因表达控制不同，铁含量越高铁蛋白基因表达就越强，高铁可以促进铁蛋白生物合成，而且这种调控并非发生在转录水平。Zabringer研究发现这是由于当铁含量低时，铁蛋白的亚基与该基因的的mRNA结合，使后者不能与核糖体结合，从而抑制了该基因的表达。当铁含量增加时，铁蛋白的亚基与铁离子结合，而使该基因的的mRNA能激离出来与核糖体结合并开始大量表达铁蛋白。
4 铁的吸收和代谢
铁的吸收部位主要在十二指肠和空肠上端，许多因素影响铁的吸收。①从摄入铁的溶解性来分析，溶解态的铁容易吸收，因亚铁盐的溶解度大于高铁盐，故Fe2+的吸收率比Fe3+约高3倍，但是Fe3+的可溶性配合物也易吸收，因此，凡能将Fe3+还原成Fe2+或和铁形成可溶性的配合物的物质均有利于铁的吸收。半胱氨酸、谷胱甘肽具有还原作用，一些氨基酸和柠檬酸等有机酸有配合作用，维生素C兼有两种作用，这些物质存在有利于铁的吸收。胃液中的盐酸可促进铁盐的溶解，故也有利于铁的吸收。②正常人的生理活动处于一个动态平衡的体系中，肠粘膜上皮对铁的吸收率受到体内铁储量及造血速度的影响。动力学研究表明：体内铁储量愈多或骨髓造血速度愈快（如出血、溶血或缺氧等），肠粘膜内吸收的速度愈快；体内缺铁时，铁的吸收速度加快，女子因月经失血造成人体内铁储量的减少，铁的吸收也明显增加。即正常机体可通过生理调节来满足其对铁的需要和保持铁的平衡。
人体内铁的代谢与其它物质相比较最独特的一点是机体在正常情况下很少失铁，因此每日从食物中吸收的铁也极少，只须补充自人体丢失的微量铁就够了。即人体内的铁代谢是一个相当封闭的系统，在正常情况下人体内的铁可以反复循环利用。
5 铁含量对健康的影响
5.1 缺铁对健康的影响
5.1.1 缺铁性贫血
缺铁性贫血是体内铁缺乏，影响正常铁血红素合成所引起的贫血。缺铁性贫血常导致人疲乏、无力、注意力不集中、失眠、食欲不振、皮肤干燥。缺铁时，脱氧核糖核酸（DNA）合成减少，抗体的产生受到抑制，淋巴细胞对抗原的反应能力降低，体液免疫和非特异性免疫能力受到不同程度的损害。因此，缺铁患者易感染。由于体内总铁量的65%存在于细胞内，因此反复多量失血引起体内总铁量显著下降。钩虫病引起肠道长期少量出血，多年肛痔出血或妇女月经过多等长期损失铁，最终可使体内贮铁量枯竭，以致发生缺铁性贫血。严重者除有一般贫血症状外，可发生肝、脾、淋巴结肿大和四肢水肿。
5.1.2 溶血性贫血
溶血性贫血是由于红细胞破坏增速，超过造血补偿能力范围发生的一种贫血。这种病人虽对铁的吸收量增多，但对铁的利用率很低，贮存的铁反而增多，因而对铁剂治疗应慎重，以免引起继发性血色病。临床表现较多为急性中毒，肢体酸痛、头痛、呕吐、寒战、高热、面部苍白、黄疸、肝脾肿大、血尿、急性肾功能衰竭、尿毒症。
5.2 铁过量对健康的影响
当血铁浓度超过正常值（全血为50mg/100ml，血清为0.065 ～0.175mg/100ml）时，就会出现贮存铁和运用铁之间的动态平衡的紊乱，主要表现为全身性血管的扩张、充血而导致病人休克，并伴随着超标量的程度不同而出现不同程度的铁中毒症状。最近医学研究表明：铁参与黄嘌呤氧化酶（XO）活性中心的构成，黄嘌呤氧化酶（XO）是常见的催化产生超氧自由基（O2・）酶类。但在铁复合物存在条件下，则可以转变成活性更加高、毒性更强的羟基自由基（HO・），即Fenton反应。
正常情况下，铁都是处于蛋白质复杂大分子的包围中，即所谓的“隔离封闭”效应，催化活性受到严格的控制，但当人体内的铁含量过多时，便从“隔离封闭”状态游离出来，催化自由基反应，生成大量的自由基，损伤脱氧核糖核酸（DNA）、蛋白质等生物大分子化合物，造成DNA的畸形，基因突变，影响蛋白质的合成，甚至造成细胞死亡或癌变，对人体引起不可逆转的损害。
6 应科学补充铁元素
当人体少量缺铁时，切不可盲目补充，应听从医生的建议。正确合理的饮食可以防治缺铁性贫血。已患缺铁性贫血的病人，单靠饮食疗法效果不大，但可作为辅助治疗，以防止复发。应适当多食含铁较多、营养丰富的食品，如：动物血、肝脏、鸡胗、牛肾、大豆、黑木耳、芝麻酱、牛肉、羊肉、蛤蜊和牡蛎等。在服用铁剂时应注意以下几点：
（1）贫血补铁应坚持“小量、长期”的原则，否则易导致急性铁中毒。口服铁剂以硫酸亚铁、右旋糖苷铁、富马酸亚铁和葡萄糖酸亚铁为佳，因铁以二价铁的形式吸收。
（2）含钙类食品（如豆腐）、高磷酸盐食品（如牛奶）、含有大量鞣酸的物质（如茶和咖啡）等，能与铁生成不溶性的物质，妨碍铁的吸收。
微量元素与人体健康的关系范文第4篇
一、一节三课，缩减时间
《化学元素与人体健康》一课是人教版九义教科书下册第十二单元《化学与生活》中三个课题之二。由于这一单元在中考中占分很少，一部分教师在进行新课教学时用一节课的时间就完成了这三个课题的内容，有的教师是让学生看看书上由教师指定的段落而过；有的教师是让学生按老师的要求在书上勾划相关内容而过；有的教师是将本单元内容拟写成填空题单让学生按书填空而过。这样做缩减了教学时间，但是本单元的三个课题涉及学生生活的许多方面，关系重大。教学不仅仅是为了中考让学生得个好分数，更重要的是要让学生知道化学在人类进步和社会发展进程中的重要作用，学好化学是为人身健康服务，为家庭生活增彩，为环境美化出力，为人类和谐造福。因此，有必要让教师改变以前不正确的认识和做法，我们进行了第十二单元课题2《化学元素与人体健康》的课例研究。
二、自主设计，改前错误
我们来看看，张老师第一次设计和授课。
视频导入：播放黄金搭档广告片。
师：（设问）黄金搭档耳熟能详，这则广告中提到了亲友、长辈、女士、孩子等各种人群，服用该保健药品都能为这些人群补充哪些化学元素？
生1：钙、铁、锌、硒、维生素。
生2：不对，维生素不是一种元素，是一类物质。
生3：维生素是一类含有碳、氢、氧等元素的物质。
师：对，通过同学间的交流，我们知道了这些人群需要补充某些元素。下面请同学们看看通过学习第十二单元课题2，我们要达到的学习目标。
学习目标
1.通过对人体中各种元素的含量和作用的学习，能知道人体的基本组成元素包括常量元素（如C、H、O、N、Ca、K、Na）、微量元素（如Fe、Zn、I、Se、F），另外还有有害元素（如铅、汞、镉）和非必需元素。
2.能说出Ca、K、Na、Fe、Zn、I、Se、F等元素对人体健康的重要作用。
3.通过化学元素对人体作用的学习，能结合青少年身心特点合理安排饮食。
师：有人说：人体是元素的仓库，那么这个仓库中装有多少种元素？这些元素在人体中的以什么形式存在？请快速阅读课本92-93页的内容，完成学案“一.常量元素和微量元素及其存在形式 ”的知识。
生：（看书做答）
1.宇宙万物是由100多种元素组成，而人体自身约含_____种元素。根据元素在人体中含量不同分为____元素（人体中有种，含量大于0.01%）和____元素（含量小于0.01%）。
2.人体中的碳、氢、氧、氮元素以_____、____、____、_____和_____的形式存在，其余元素则主要以_____ 的形式存在。
师：完成这部分内容遇到什么问题没有？（相互交换检查）
生：没有。
师：这些化学元素对人体到底人体有什么作用，是不是黄金搭档在做夸大宣传呢？我们先来认识三种常量元素：钙、钾、钠。请同学们阅读课本93页并完成“二.几种常量元素和微量元素的作用 ”中的“1.常量元素：Ca、K、Na对人体的作用”
生：（看书后完成表格内容）
1.常量元素：Ca、K、Na对人体的作用（表1）
师：钙元素在哪些食物中含量较丰富？你日常生活中主要通过什么方式摄入的？
生1：钙存在于奶类、豆类、肉类食物中。
生2：通过喝奶、吃肉等来摄入钙元素。
师：常量元素与身体健康密切相关，而微量元素虽含量低，但作用却不能忽视，少了哪一种必需的微量元素都不行。如黄金搭档中提到的铁、锌、硒等微量元素对人体又分别有些什么作用？请阅读课本94页完成“2.微量元素:铁、锌、碘、硒、氟对人体的作用 ”
2.微量元素:铁、锌、碘、硒、氟对人体的作用（表2）
师：完成这部分内容遇到什么问题没有？（相互交换检查）
生：没有（齐声回答）。
师：下面我们来思考两个问题：
1.人体缺少必需微量元素会得病，因此有人认为应尽可能多吃含有这些元素的营养补剂，你认为这种想法对吗？为什么？
2.人体中所含元素都是对人体有益的吗？
完成学案“三.非必需元素和有害元素”
非必需元素：如铝、钡、钛等。
有害元素：如__________等。
小结：通过本节课的学习，你有哪些收获或体会？
生1：人体的元素分为常量元素和微量元素。
生2：黄金搭档可补充钙铁锌硒维生素。
生3：要补钙多喝奶。
……
完成课堂检测（见学案题单，略去）。
三、组内交流，提出问题
课题组成员对本课进行了评价，肯定了张老师做得好的地方，改变了过去仅在书上勾划后布置作业、完成作业、更正错题的做法，按照教材要求本课题用一课时完成。张老师自主设计，用心准备，善于动脑，贴近学生生活，利用电视广告引入课题，做得好。并且以此广告内容为线索教学，有了主线，对学生看电视看广告也可联系学科思考进行了潜移默化的渗透。学习目标展示让学生明白学习任务，带着任务学习，有的放矢。学习目标还改变了原来的“知识与技能、过程与方法、情感态度价值观”那种累赘且不切实际的编制，改成了三者融合、可操作、可检测的课时学习目标。同时，教师提出了改进意见，学生在课堂上表现为教师引导式学习，学生参与形式仅为生本、师生互动，缺乏生生间互动，课堂上学生的思维层次较低，激情还应进一步激活。学生学习本课后，对人体本身的元素组成缺乏整体认识。教师们的改进建议：保持好的课堂引入和广告词主线，在学生参与的质和量方面下功夫，在人体元素的整体性方面做出改进。
四、二次跟进，主体明晰
张老师接受了课题组成员的建议，在第二天下午第二节课时进行了展示，张老师从教学设计和课堂教学中保持好的，对不足的地方进行了改进。
开课仍以播放黄金搭档广告片进行视频导入，教师用“请问：服用该保健药品都能为这些人群补充哪些化学元素？”的语句，与第一次授课不同的方式进行设问。这一方式，将问题放在“请问”之后，一表示师生平等和互相尊重，二是语调重厚的“请问”引起学生的注意，激起学生的思考。
学生回答后教师板书了课题展示了学习目标，特别是对上节课的学习目标1进行了修改：知道人体的基本组成元素分为四大类，包括常量元素、微量元素、有害元素和非必需元素。
师：有人说：人体是元素的仓库，那么这个仓库中装有多少种元素？其中哪些元素含量较多？给5分钟的时间请快速默看本课题内容完成学案“一、组成人体的元素 ”的知识结构图。比一比，谁看得快做得好！
【板书课题】课题2化学元素与人体健康
组成人体的元素
活动一：知识抢答（将学生分成两组，记分：答对得10分，答错不记分，来赛一赛看哪组同学完成快且正确率高）
题目：
1.组成人体自身的元素约有多少种？
2.人体中含量超过0.01%的元素称为什么元素？人体中含量低于0.01%的元素称为什么元素？
3.人体中的常量元素有多少种？人体中的微量元素有多少种？
4.以水、糖类、油脂、蛋白质和维生素的形式存在的元素是哪几种？
5.以无机盐形式存在的常量元素有哪些？
6.钙Ca、钾K、钠Na是微量元素吗？
7. 铁Fe、锌Zn、氟F、碘I是微量元素吗？
生：（积极思考，快速抢答，正确率很高）
师：（对学生的回答，有的老师评价，有的让异组同学评价，有的让同组同学评价，老师在黑板右侧记录着两组同学的得分情况，课堂气氛活跃）
师：“知识抢答”同学们都表现出色，二组的同学得了40分，一组的同学得了30分，二组暂时领先。这些化学元素对人体到底有什么作用，是不是黄金搭档在做夸大宣传呢？请用5分钟时间再次细读本课题P93～P95的内容，完成学案“二几种常量元素和微量元素的作用”的表格内容。拼一拼，谁最先完成。
生：（细读课本，完成任务）
师：（板书）
活动二：分析讨论。“小芳同学长期食欲不振、发育不良，患上了佝偻病，经医院检查还患有贫血，请你根据所学的化学知识，推断小芳可能缺乏哪些元素，并对她的食谱提些建议。”结合刚才所学知识，请分组讨论小芳同学的健康问题可能出在哪里？并给小芳在食谱上提些出合理化建议。
生1：“长期食欲不振”――说明缺锌元素；
生2：“佝偻病”――说明缺钙元素；
生3：“贫血”――说明缺铁元素。
生4：小芳应该在食物上补充锌、钙、铁。
生5：要喝牛奶，多吃些肉类，豆腐，蔬菜。
师：（结语）以小芳为前车之鉴，处在青春期的你在饮食上要注意营养均衡，不偏食，不挑食，同时对黄金搭档这样的补品也要遵照医生的嘱咐选用。我们来清点一下两个组的战绩，哦，两组都是150分，都是好样的。让我们来总结一下通过本节课的学习，你有哪些收获或体会？
生1：组成人体的元素共50多种分为常量、微量、非必需和有害四大类。
生2：同学们要根据自己身体的需要补充钙、铁、锌、硒、维生素等。
生3：我们不能像小芳那样生活上挑食，要注意营养均衡。
……
师：检查一下学习目标是否达到，请完成挑战自我《化学元素与人体健康》练习题（见学案略）。
五、同事赞誉，再战大胜
课题组的教师一同参与了张老师的教学设计，和区上教研部门的教研员一同听了张老师的第二次授课。课题组的教师们对这节课十分肯定。认为既保持了前一节课好的设计，又改掉了上节课的不足。有的教师说：从学习目标上看有一处改动，加入了人体的组成元素“分为四大类”，这一改动为教师的设计指明了这一课的知识整体结构，也让这一结构呼之欲出。由上一节课的知识散乱到这一节课的知识整合，让学生较短的时间内就能理解掌握，提高了课堂效益。有的老师说：这节课张老师引入竞争机制，在课中用“比一比，谁看得快做得好！”“知识抢答”“ 赛一赛看哪组同学完成快且正确率高”“ 拼一拼，谁最先完成”。还用竞赛记分的方式让学生参与整个教学过程。好胜是学生主动完成任务的动力，张老师要求学生在学习中要多快好省，防止少慢差费，意在提高单位时间内的效益，同时，也是适合学生年龄特征性的语言向导，让学生在课堂上在学习中要紧张起来，整个课堂学生在激烈竞争中度过，符合当今社会的现实需求。有的教师说：这节课张老师第一次让学生用5分钟时间粗读课本内容完成组成人体元素知识结构图，第二次让学生用5分钟时间再次重点阅读相关内容，对于教材内容有粗读，有精读，意在重点，让课时目标2得到很好的落实和完成，达到学习目标可检测的目的，也说明张老师的良苦用心。有的老师说：我很欣赏张老师用“活动一、活动二、活动三”的形式进行教学，教学就是在课堂上完成一个一个的阶段任务来完成整个课堂任务的，一个一个的阶段任务完成得好，才有可能很好地完成整体任务，才能提高课堂效益。
六、专家引领，高台奉献
区化学教研员龚老师赞成以上各教师的发言，认为本课体现了以学生为主的教学理念，引入竞争激励机制，同时利用了同伴互助来进行生教生，生帮生，生促生的教育，整个课堂学生参与程度高，参与质量好，从当堂课检测来看效果不错，是一堂实效显著的课。不过区上教研员认为学生的参与还仅停留在课堂上的参与，还是教师圈地后的参与，对于我们处在较发达省府中心城市的教师还可以大胆利用媒体资源、信息资源让学生前置参与到教学设计中。他建议：今天是星期五，课题组的各位和张老师可以给学生一块商量教学设计，让学生利用周六或周日的时间或上网，或查报刊，或市场调查，或走访了解，将人体元素（尤其是重点元素）的组成与作用，特别是在日本9.0级大地震和海啸的时候，人们如何强健身体，如何补充元素，如何防核辐射等问题进行研究，再到课堂上交流，也许更具创新性。张老师和课题组的同仁点头应允。
根据区上教研员的指导，课题组的张老师迅速拟定方案，和学生交流，进行重新设计和准备，于次周一进行了展示。
师：大家辛苦了，我知道大家为了今天的精彩展示，周六（或周日）都投入到了精心的准备之中。和老师一块儿看看本课的学习目标（老师用PPT显示和第二次展示的学习目标相同）
师：下面是你们大现身手的时候了，每组5分钟。
1组：全体同学都已经学习了本课的内容请大家迅速完成本课的知识结构图：
接下来介绍部份元素在人体中的富集情况（每个同学得到一张人体截图，要求同学们在对应位置写上元素名称或符号，如在头发下面写上Al、As、V）：
2组：化学元素能够调节人体的新陈代谢，促进身体健康，有些元素是构成人体组织的重要材料。你想了解哪种元素对人体健康的影响？
（2组的同学摆出以上八种元素请其他组的同学说出他们想知道的元素的情况，他们用链接的形式向其他组的同学展示。）
3组：用图片的形式与其他组的同学交流。如O形式腿、缺氟病、缺钙病、大脖病、龋齿病、贫血病等图片。
4组：用中药、西药、营养品的说明书向同学们介绍他们的收获。
5组：用各地的中考试题和同学们分享他们的成果。
6组：用小品、医患对话和展板等形式向同学展示他们的研究。
7组：用视频将他们做的治疗各种元素缺损的菜肴展示给大家。
整个课堂学生非常投入，认真倾听，互相提问，质疑解释，气氛活跃。通过这个课例的研究我们达成了一些共识：
教学观念的改进，不能仅仅停留在口头上，要用研究者的行动来施行，在真正的行动中才能检验你的观念是否真正秉承了以生为本，学生主体，教师主导，你放手让学生围绕主题参与其中，学生的兴趣，学生的干劲、学生的收获，学生的敏捷，学生的聪明等是你想像不到的，比之于教师的单纯传授效率也高了许多。
对于课时目标的制定与教学效果的联系，教学形式与教学效益的联动，学生参与跟课堂气氛的关联，学生主体与教师主导的耦合等有了更深刻的认识，收获颇丰。课时目标的制定是研究学生学习情况和教材内容基础上的编制，教学方法、学生参与形式、问题的设计，习题的配备，检测的方式都围绕课时目标而一气呵成。
微量元素与人体健康的关系范文第5篇
1.微波消解技术生物医学及药物分析的应用
生物样品的消解是微波应用最早的领域，处理样品包括动物、植物、食品和医学样品等，微波消解克服了传统干法或湿法的高温、使易挥发元素损失、费时等缺点，结合众多分析手段(如：原子吸收光谱法、ICP-AES、ICP-MS、FAAS等)，可以对微量元素及痕量元素进行分析。微量元素与人体健康的研究成为当代医学中引人注目的新领域，采用微波消解人发样本测定元素包括：Al、Bi、Ca、Cd、Cr、Cu、Fe、Ge、Hg、Mg、Mn、Mo、Ni、Pb、Se、Sr、Zn及稀土元素。我国是稀土大国，稀土的储量及产量均占世界首位。过去认为稀土很少，不可能进入环境及动植物体。稀土元素参与了自然界的生物链，随着环境中稀土浓度增加，人体内稀土浓度也相应发生变化。因此，人发中稀土元素的分量测定，可以了解不同环境人群头发中稀土分量的实际水平和变化，是研究环境与人体生命科学的一种良好的指示性生物样品。用微波消解样品，采用土壤标准样品(GBW07403)进行质控，ICP-MS法测定人发标准样品(GBW07601)中15种超痕量稀土元素，测得值与标准值及参考值有很好的一致性，证明本法准确可靠，填补了原标准样品中仅La、Ce和Y有标准值，其余12种稀土元素无分量值的空白。[1]
测定生物样品中的痕量元素时，样品的制备是一个重要的课题。近年来，迅速发展起来的微波密封消解技术，利用微波辐射引起的内加热和吸收极化作用及所达到的较高温度和压力使消解速度大大加快，不仅可以减少样品的污染和易挥发元素的损失，而且样品分解彻底，操作过程简便容易，使样品前处理效率大大提高。[2]中国原子能科学研究院放射化学所采用WRT-3CH微波样品处理系统研究微波技术在生物样品预处理中的应用，对标准物质潞党参(GBW09501)、海产品消解后分析并进行国际比对，其结果准确可靠。
通过测定中药中微量元素的含量的研究其对人类正常生理功能的影响，考察中药微量元素的药理活性及建立中药微量元素质量控制标准有着重大的意义。微波制样技术则为中药中微量元素的提取提供了一种很好的方法，配合ICP-AES、ICP-MS、冷原子吸收、FI-HG-AFS等对微量元素进行分析。新疆大学分析中心采用WR-1C微波样品处理系统结合ICP法对新疆贯叶连翘中无机元素的含量进行了测定，该法在30min内即可完成试样的消解，测定结果令人满意。[3]由于微波消解技术加速了样品的分解，改进了传统的消化模式，改善了工作环境以及减轻了分析人员的劳动强度。
2.微波消解技术食品及化妆品分析中的应用
采用微波消解植物、动物、水产品、粮油谷物等样品，利用国家标准物质验证方法的可靠性，测得微量元素的回收率为92～103，RSD为1.2～8。
微波对食品样品的消解主要包括有传统的敞口式、半封闭式、高压密封罐式，以及近几年发展起来大的聚焦式，配合之后的分析检测手段AFS、AES、原子荧光法、毛细管电泳、ICP-MS、ICP-MS等。在各类食品中有些含有对人体有害的重金属元素，如Pb、As、Hg、Cd等，在传统的干法或湿法消解很容易损失，而Al及营养元素Ca、Zn、Fe等在环境、试剂、器皿中含量很高，易造成污染，这样使得微波消解在食品及卫生检验领域的应用越加广泛。[4]天津市卫生防疫站理化检验科利用微波消解－氢化物原子吸收光谱法测定食品中的铅，取得良好效果。[5]天津市食品卫生监督所采用WR-1E型微波密闭溶样系统结合冷原子吸收测定微量的汞，仅用10min左右即可将有机物消化完全，并可同时消化多个样品。实验重现性好，添加回收率达90以上。
对海(水)产品的研究，有利于人们综合利用海洋(淡水)资源，保护水域生态环境。海洋生物及淡水生物对水体各种元素有一定的富集作用，其中的有害元素(如：Pt、Cd、As、Se、Hg等)对人类的作用逐渐为人们所重视。采用ICP-MS、ICP-AES、AFS对海产品中微量元素的分析微波消解前处理是关键。中国原子能科学研究院放射化学所采用王水、HF体系在WRT-3CH微波样品处理系统消解海产品[1]同样在国外样品分析比对结果中取得很好结果。
化妆品是与人们生活密切相关的轻化工产品，其配方中含有很多有机和无机成份。[6]其中某些金属元素的存在将损害皮肤，有的元素甚至可以沿毛孔和呼吸道进入体内，对人体健康产生严重危害，化妆品中有害金属元素含量是评价化妆品质量的重要卫生指标，对化妆品的金属元素必须严格限制，其中As、Pb、Cd、Cr、Bi五种微量元素危害最大，对这五种元素的分析方法有比色法、原子吸收法和ICP-AES法，由于乳状化妆品基体复杂，这五种元素的含量又极低，一般比色法和火焰AAS法很准确测定，水平管炬的ICP-AES由于其灵敏度可达ng/mL级，基体干扰小，一次进样可以同时测定五个元素，是一种较好的分析方法。微波消解技术可以在较短的时间内对有机成分进行快速消解，由于容器密闭，对金属挥发组分不损失，是一种很好的化妆品前处理方法。
3.微波消解技术环境式样分析中的应用
在环境式样分析中，采用和样品预处理所耗时间及费用约占实验室分析过程投资的60，因此，改进传统消解方法的弊端，从整体上提高环境分析的速度和质量尤为重要。
微波消解在环境试样分析方面的应用很广，涉及到的环境试样包括土壤、固体垃圾、核废料、煤飞灰、大气颗粒物、水系沉积物、淤泥、废水、污水悬浮物和油等。微波消解环境试样可以用来测定其中的As、Al、Ba、Be、Ca、Cd、Co、Cr、Cu、Fe、Hg、K、Li、Mn、Mg、Na、Ni、Pb、Sb、Si、Sr、Se、Ti、Tl、V、Zn、Zr和稀土等金属元素，总磷、总氮、无机硫等非金属及废水的COD值等。
浙江省疾病预防控制中心采用微波消解原子吸收法测定土壤中的铬。[8]铬是重要的污染物，铬的氧化状态毒性较大，被公认为致癌物，另一方面，铬盐引人土壤中明显增加糖的含量与产量，增加一些生物化学的活性，因此，必须了解环境中的铬浓度，才能有效地了解和控制环境。微波消解作为样品分析的新技术，由于消化样品能力强、速度快、消耗化学试剂少、金属元素不易挥发损失、污染小、空白值低等优势，已被广泛应用于各种实验室的化学分析。微波消解和应用原子吸收法对对土壤中的铬测定具有简便快速、灵敏准确的特点，是土壤分析的较好方法。
需氧量是评价水体污染程度的重要指标之一。[7]污染水样的微生物有机体分解消耗水中的氧，使水中需氧量增大，含氧量减少，当溶解氧低于(4mg/L)供给水生动植物生存的必需水平时，水质恶化，严重影响生态系统的平衡。化学需氧量COD、生物化学需氧量BOD和总有机碳TOC是评价水体有机物污染的三项指标。因BOD测定周期长，TOC测定结果的相关性较差，因此，COD成为评价水污染的首选方法。利用微波较强的穿透能力和有效的瞬间深层加热作用，样品和试剂分子通过对微波能的吸收，可以使药品中的极性分子在微波电磁场中快速转向和定向排列，从而产生撕裂和相互摩擦而发出的深层热量足以使水样中的还原性物质被氧化剂充分氧化，这样，微波消解作为测定水体COD前处理部分发挥其举足轻重的地位。 4.微波消解技术地质冶金分析中的应用
地质试样主要指岩石、矿物、土壤、水系沉积物等样品。一些微量元素共存时的存在形态和行为与他们单独存在时不尽一致，使地质试样的分解显得比其它样品要困难得多。
采用TeflonTEF密封容器，氢氟酸与王水分解花岗岩和海洋沉积物样品，溶样60s，火焰和石墨炉原子吸收光谱法测定其中的Cr、Al、Zn，回收率大于97。用王水、氢氟酸微波分解硅酸盐，用ICP-AES测定多种元素也得到较好的效果。
由于煤灰化学成分复杂而且含有大量的SiO2和Al2O3，试样处理及分析测试均比较困难。传统的熔融法和湿法消化操作中引入的沾污经常干扰分析测定过程，而且样品需要分别处理，如：测Si的国标方法是将煤灰和NaOH混合在700℃熔融，再分别用热水和HCl溶解；测Al、Ca、Fe、Mg、Ti、Mn、K的国标方法是将煤灰分别用HClO4、HF和HCl加热消解；测Pb、Cr的国标方法是将煤灰分别用HClO4、HF和HNO3加热消解。若采用微波消解方法可以用于煤灰中多元素的同时消解和测定。[9]
钢铁工业分析一个长期存在的问题是钢中铝的溶解，传统方法是采用NaHSO4熔融，但会引入大量易电离元素，不适合随后的光谱测定。采用HNO3/HCl/HF消解的高压弹法，虽可避免挥发损失并得到无盐基体，但需要80℃加热1h。采用微波加热只需要80s。微波消解还特别适合用于低温焊接、非铁基耐热合金、硅酸盐材料等。
5.微波消解行业概况和对未来的展望
微波样品处理设备兴起于上世纪最后几十年，对解决长期困扰AAS、AFS、ICP、ICP-MS、LC、HPLC等仪器分析的样品制备，起了革命性的推动作用。采用微波样品处理设备，样品放在双层密封罐里，在压强或温度控制下，在微波炉里自动加热，难消解的样品几十分钟即可，时间大大缩短，酸雾量也减少，同时也减少了对人和对环境的危害。用酸少，空白低、检出限低，易挥发元素几乎没有损失，结果准确、能耗低。
微波样品处理设备，国外主要生产厂家有美国CEM、意大利Milestone、美国OI、P.E、加拿大Questron等。国内除盈安美诚公司同时在北京和上海有数家企业在生产。与国外同类设备相比，国产仪器差距较明显：
首先：国外采用专门制造的炉体，容积大（40L，35cm）操作方便，采用双磁控管，输出功率达1400～1600W。国产微波炉容积小，一般只有24～28L，22～25cm高，操作不方便，功率仅800W，罐多时升温慢。
其次：样品罐耐压低，国外已达110大气压，我们才14～40个大气压。
最后：控制软、硬件水平低，国外温度压力双坐标同时用图形显示和控制，国内甚至还在采用原始的数控模式。
盈安美诚公司从1993年初开始研制WR系列微波样品处理系统，积累了研发该类产品的实际经验，所以在本课题攻关中，目标是赶超国际水平。盈安美诚公司在攻关过程中不断突破关键技术，使仪器的整体水平达到了国外同类产品的中档水平，并正在建设一套完整的实验方法来配合WR系列微波样品处理系统的使用。虽然该项目技术难度大、指标高，但意义普遍、推广价值大，对国内该行业水平的提高必定会起一定的推动作用。
[1]微波溶样ICP-MS法测定人发标样中15种稀土元素的研究刘虎生质谱学报Vol.17No.41~5
[2]微波技术在生物样品预处理中的应用张丽华现代科学仪器2004.No.537~40
[3]微波消解ICP-AES法测定新疆贯叶连翘中的微量元素易新萍光谱学与光谱分析Vol.24No.7890~892
[4]微波消解－氢化物原子吸收光谱法测定食品中铅李凤萍中华预防医学Vol.34No.6360~362
[5]微波密闭消解－冷原子吸收法测定生物样品中微量汞郝林中国卫生检验Vol.8No.4215~217
[6]微波消解法测定化妆品中铅砷汞朱永芳理化检验－化学分册Vol.38No.6305~307
[7]微波消解原子吸收法测定土壤中的铬韩见龙中国卫生检脸杂志第11卷第2期22~24
微量元素与人体健康的关系范文第6篇
美国于1965年曾提出“医学地质学”一词，经过几十年的科学研究和实践，医学地质学越来越多地为人类的生存环境、健康状况提供更加合理、更加科学的理论依据。关于医学地质学的概念，不同的学者都给出不同的定义，但实质都是人类健康和疾病的成因与地质环境的关系。概括地讲医学地质学是研究地质材料和地质过程对动物和人类健康影响的学科，是处理自然地质因素和地质环境与生态环境间关系的学科，是认识人类健康与疾病的地理分布及其成因的学科，是介于医学与地质学之间的交叉学科。
2医学地质学研究的主要内容
人类是在地球发展过程中，生物进化达到高等阶段的产物，人的出现有赖于适宜的自然环境，他们相互依存和制约，经过长期的发展，自然环境达到了适宜人类生存的相对稳定的生态平衡，如果其中任何一种因素发生重大变化，这种平衡将遭到破坏，就有可能使环境不利于人类。医学地质学就是以与人类和动物有关的有益的有害的物质为研究对象，地球上的无机物和有机物对人类、动物、植物的作用和影响正是医学地质学研究的领域。医学地质学研究内容主要包括：地质环境和人类健康的关系、地质环境与流行病学的调查、地质环境与地方病的调查及防治措施的研究、地质环境与药物。
2.1地质环境与人类健康的关系
人类的身体健康与自然环境密切相关。2000多年前的《黄帝内经》出自战国到东汉数代医家之手集体著作，书内对于机体与外界环境的关联、对于疾病发生的空间分布做了全面的阐述，倡导“人与天地相应”，指出了机体与环境应建立同步关系，并强调在辨证论治过程中应考虑地理环境因素，强调了人体与自然地质环境相互依存又相互制约的关系。地质环境中的微量元素通过土壤-水-植物-食物-人体这个食物链进入人体，如果维持人体正常发育所需的微量元素供量不足或过剩，人体正常的发育生长及代谢都会受到影响。如人体严重缺硒会导致克山病，硒过剩会引起硒中毒，导致“碱毒病和蹒跚病”等。随着现代社会工业化的高度发展和人民生活水平的不断提高，人类生存的环境污染程度日趋严重，生态环境遭到不同程度的破坏，人类健康面临的威胁越来越大。
2.2地质环境与流行病学
流行病学是研究人群中疾病与健康状况的分布及其影响因素，并研究防治疾病及促进健康策略和措施的学科。医学地质学把地质环境与流行病学是否有关联作为研究内容，就是要研究环境因素与人体健康之间的相关关系和因果关系，从而揭示环境的改变对人群健康潜在的和长远的危害。
2.3地质环境与地方病的调查及防治措施
地方病是在某一特定地区，与一定的地质环境有密切关系的疾病，是由于地壳中元素分布不均匀，某些地区某种元素严重不足或过高引起的。长期的复杂的地质作用以及人类生产活动的影响，使得地质环境中含有对人体有害的元素，如铅、镉、汞、砷、氟等，通过食物链进入人体，致使人们产生疾病。在花岗岩和变质岩地区，沿活动断裂带的氡气含量高于其他地区，断裂带附近的人群肺癌发病率明显高于其他地区。例如：原生环境中缺Mo的地区成为食管癌高发区。我国是地方病高发国家之一，我国古籍对地方病的记载已有数千年历史。20世纪60年代中期，中科院地化所等科研单位就开始了全国范围内的克山病与大骨节病的防治研究工作，30多年来，我国的地质工作者与医学工作者密切配合，对我国几种主要的地方病的环境病因、病区环境地球化学条件及可能与疾病有关物质环境、地球化学行为的研究取得了系列重要成果，在地质环境与保护人类健康方面作出了重要贡献。
2.4地质环境与中药
2.4.1矿物药的发展成就
我国地域辽阔，矿产资源丰富，是矿物药资源的天然宝库，足以保证矿物药的药材资源和临床用药。中药学是我国医药中的国学，我国应用矿物（化学元素）治病已有2000余年的历史。湖南长沙马王堆汉墓出土的《五十二病方》可称为我国最早的药物学专著，记载矿物药21种；春秋战国时期的《山海经》记载矿物药64种；到了明朝李时珍的《本草纲目》，则开创了矿物药的先河，载药1892种、附方11096个，对中国和世界药物学的发展做出了杰出贡献。20世纪医药地质学代表性著作有李鸿超主编的《中国矿物药》、郭兰忠主编的《矿物本草》。
现代科学证明，能作药用的矿物岩石有100多种。矿物药主要是天然矿物，它们在药品中的用量虽然很少，但治病的功效却很好，是中成药中不可缺少的重要组成部分，与动植物药材同为重要的药物资源。药用矿物种类繁多，药理作用也各不相同，其中能作内服药的有30种以上，能作外用药的有几十种，例如雄黄。矿物中含有的一些微量元素也是人体所必须的，如铜、硒、锌、钼、碘、钴等，可以补充人体之不足，增进身体的健康。医疗矿泉水也可治病。其中，氡泉的氡辐射有刺激肌体和杀菌作用，对心血管、神经系统、原发性高血压、皮肤、关节炎等病有疗效；碳酸泉水能中和酸而用于治疗肠胃病、结石症、糖尿病等；还有硫酸盐泉、硫酸钠泉、氯化钠泉、硅酸泉等也都可以治疗许多疾病。
2.4.2药用植物的发展成就
中国是中草药的发源地，目前我国大约有12000种药用植物，对中草药的探索也经历了几千年的历史并形成了一门独立的科学——本草学。《神农本草经》是现存最早、最完整的专门本草著作，为我国早期临床用药经验的第一次系统总结，被誉为中药学经典著作。全书分三卷，载药365种（植物药252种，动物药67种，矿物药46种），分上、中、下三品，其历史地位是不可低估的，它将东汉以前零散的药学知识进行了系统总结，其中包含了许多具有科学价值的内容，被历代医家所珍视。而且其作为药物学著作的编撰体例也被长期沿用，作为我国第一部药物学专著，影响是极为深远的。
与西药相比较，中药绝大部分是野生或栽培植物即药用植物，具有取材天然、来源丰富、毒副作用小等优点，然而随着我国中医药产业的快速发展及世界范围内天然药物的不断发展，国内外对中药资源的需求迅速增加，使我国中药资源的消耗加大，给濒危的药用植物资源带来毁灭性的危险。地质环境的改变对植物的生长起着决定性的作用，现在中国处于濒临灭绝的3000种植物中，用于中药或具有药用价值的约占60％～70％，因此加大对药用资源的保护，特别是濒危药用资源的保护，显得极为迫切。
3医学地质学发展的历史
3.1医学地质学在国外的发展状况
国际地质科学与环境计划委员会在1996年建立了医学地质工作组，现已有57个国家和国际组织参加。在第32届国际地质大会上，医学地质学这一地学与医学的交叉学科得到了广大地学专家的重视。2002年瑞士、美国等地质调查局携手参与名为“454”国际地质对比计划项目——医学地质学这一课题的国际合作研究，主题是环境污染、环境病理学、地球化学、地质环境、金属元素暴露所产生的后果等分析，以及它们在环境、公共健康等方面的作用。此项目在全球范围内聚集了发展中国家从事医学地质学的科学家及其身处世界其他地方的同事，强调影响人类和动物健康的地球科学因素的重要性。
第七届环境地球化学国际大会2006年9月在北京召开，这次会议特别研讨了两个具有中国特色的环境问题：地方病与人体健康的研究，如砷中毒和氟中毒等；生态脆弱区域生态系统功能的恢复重建，如西南喀斯特脆弱生态地区和西北干旱半干旱地区的环境问题及生态重建。会议之前大会还举办了一个国际医学地质学培训班。我国学者在环境地球化学与健康研究方面，特别是在环境致病方面所取得的研究成果引起各国学者的关注。
3.2医学地质学在我国的发展和实践应用
早在20世纪60年代初，在刘东生院士的倡导下，在中国科学院地球化学研究所建立了环境地球化学研究室，开展了克山病、大骨节病、地方性氟中毒的环境地球化学研究。从事水文地质、水温地球化学研究的林年丰教授在中国最早使用了“医学地质学”这一术语，并出版了相关内容的专著。为了加强中国学者与国际医学地质界的交流，国家自然科学基金委员会资助，中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室和中国矿业大学（北京校区）共同主办了医学地质学学术讲座和研讨会。
微量元素与人体健康的关系范文第7篇
一、人体健康与化学元素的关系
人体中含有大量的化学元素。在这些元素中，除碳、氢、氧、氮能形成各种体内的有机物质以外，其他元素都各以一定的化学形态和结构形成各种生物配合体、功能蛋白质、酶等存在于人体组织中，或作为组成人体结构的材料。或作为血氧运输的载体、或作为酶的激活剂、或作为体液中电解质平衡的调节剂，或作为人体细胞间的信息传递的通讯员，这些元素协同作用，共同完成人体的新陈代谢功能。
但是，由于人类在长期进化过程中，并没有形成对现代社会环境中，无论在数量、还是在质量方面的巨大变化的元素的生态适应机制，环境中有些元素对于人体是必需的，有些是非必需的，不是可有可无的。而人体中任何一种化学元素超过一定的标准都会成为对人体的有害元素。例如，铁是人体必需的元素，具有造血、组成血红蛋白、传递电子和氧，维持器官功能的作用，但人体摄人过量的铁，就会损伤胰腺和性腺，甚至引起心衰、糖尿病和肝硬化。氟也是人体的必需元素，氟对防龋齿、促进牙的生长有积极作用，氟还参与人体内各种氧化还原反应和钙、磷代谢。但是，过量的氟会引起氟斑牙、氟骨症和骨质增生。其他很多元素也如此。
现代人与古代人人体中的微量元素的变化是由环境污染而造成的。随着人类新技术的发展和对地球资源的开发利用，现代环境中的很多元素大大超过了古代环境。因此，现代人人体中各微量元素的含量水平也大大超过了古代人.
现代人体内大多数元素的含量高于古代人，而其中许多元素对人体的健康构成危害。它们在人体中有隐性，当高于某一阈值时，人体便发生中毒，甚至死亡。例如，铜的过量摄人曾导致了轰动世界的日本富山痛痛病，患者长期食用含铜量很高的米，全身自然骨折达72处之多，呼天叫地，痛不欲生。铅也是一个潜在的危害，目前它的主要来源是汽油中的防爆剂——四乙基铅。在汽油时代开始以前，古代罗马人已经开始大量使用铅了。古罗马人用铅制成贮存糖浆和果酒的容器，贵族妇女痴醉于铅做的化妆品。有的历史学家认为，铅中毒引起的死胎、自然流产和不孕症是罗马帝国上层阶级出生率低，从而导致古罗马最终衰亡的原因。随着铅的开采和汽油的使用，环境中的铅越来越多。铅中毒引起人体寿命缩短，情绪低沉、疲倦、贫血，甚至影响儿童的智力。二、人体对污染物的富集
人类利用自己的智能得到的物质越多，“潘多拉魔盒”效应也越明显。据统计，已有96000种化学品进入了人类环境。这些化学品在给人类生活带来巨大利益的同时，也带来了大量的环境问题。100年前，“滴滴涕”的发明者（瑞士人缀勒）由于发明了“滴滴涕”而获得诺贝尔奖，而现在许多国家因其对环境和人体造成危害，已将“滴滴涕”列为禁用品。
科学家发现，人体对环境中某些元素具有惊人的富集效应。美国的科学家在长岛河口区做过这样的实验，大气中“滴滴涕”浓度很低，但经过食物链放大，进入人体的“滴滴涕”浓度可达大气“滴滴涕”浓度的1000万倍以上：大气“滴滴涕”（富集1.3万倍）浮游生物（富集14.3万倍）小鱼（富集57.2万倍）大鱼（富集85.8万倍）水鸟（富集1000万倍）人体。
现代科学证明，人体对有毒物质的富集放大是惊人的。世界上有名的公害事件，包括日本水侯县受汞毒害的水俟病，富山县的痛痛病及农药的污染，研究表明，工业厂矿的废水、废气、废渣排放到环境中造成环境镉污染，从而使当地居民种植的水稻等农作物含镉量超标，居民长期食用被镉污染的粮食、蔬菜等，导致体内镉负荷逐渐增高，镉在体内的生物半衰期长达10－30年，为已知的最易在体内蓄积的有毒物质。镉的不断累积，可使接触者产生各种病变。急性或长期吸入含镉烟尘可引起肺部炎症、支气管炎、肺气肿、肺纤维化乃至肺癌。长期、低剂量接触镉污染主要产生的肾脏病变，表现为肾小管吸收功能降低，尿中低分子蛋白含量增高。镉中毒时，肾脏对钙、磷的吸收率下降，对维生素D的代谢异常，长此以往，可导致镉接触者的骨质疏松或骨质软化。镉还可引起肺、前列腺和的肿瘤。都是由于食物链和生物富集放大的结果。著名物理学家牛顿在1692年由于患严重的失眠、消化不良、健忘、忧虑及妄想等症状而与世长辞。100多年后，人们分析了这位大物理学家的头发样品，发现牛顿死于铅、砷、镉中毒。这些元素都是牛顿用金属做炼丹实验时，从“潘多拉魔盒”中跑出来的。牛顿当年万万不会想到，自己的身体吸收了他的炼丹元素，并因此而丧生。
三、环境污染物进入人体的途径及危害
对人体健康有影响的环境污染物主要来自工业生产过程中形成的废水、废气、废渣，包括城市垃圾等。环境污染物影响人体健康的特点，一是影响范围大，因为所有的污染物都会随生物地球化学循环而流动，并且对所有的接触者都有影响；二是作用时间长，因为许多有毒物质在环境中及人体内的降解较慢。
环境污染物进入人体的主要途径是呼吸道和消化道，也可经皮肤和其他途径进入。气态污染物一般是经过呼吸道进入人体的。由于呼吸道各个部位的结构不同，对污染物的吸收速率也不同。人体肺泡面积达90平方米，毒物由肺部吸收速度极快，仅次于静脉注射。进入肺泡的污染物直径一般不超过3μm，而直径大于10μm的颗粒物质，大部分被粘附在呼吸道、气管和支气管粘膜上。水溶性较大的气态物质，如氯气、二氧化硫，往往被上呼吸道粘膜溶解而刺激上呼吸道，极少进入肺泡；而水溶性较小的气态毒物（如二氧化氮等），大部分能到达肺泡。污染物进入人体后，由血液输送到人体各组织。不同的有毒物质在人体各组织的分布状况不同。一般来说，重金属往往分布在人体的骨骼内，而“滴滴涕”等有机农药则往往分布在脂肪组织内。毒物长期隐藏在组织内，并能在组织内富集，造成机体的潜在危险。除很少一部分水溶性强、相对分子质量极小的污染物可以原报排出体外，绝大部分都要经过某些酶的代谢或转化，从而改变其毒性，增强其水溶性而易于排泄。人体的肝、肾、胃肠等器官对污染物都有一定的生物转化作用。其中以肝脏最为重要。污染物在体内的代谢过程可分为两步，第一步是氧化还原和水解，这一代谢过程主要与混合功能氧化酶系有关；第二步是结合反应，一般经过一步或两步反应，原属活性的有毒物质就可能转化为惰性物质而起解毒作用。但也有增大活性的现象，如农药1605在体内氧化为1600，其毒性更大。
各种污染物在体内经生物转化后，经肾、消化管和呼吸道排出体外，少量经汗液、乳汁、唾液等各种分泌液排出，也有的通过皮肤的新陈代谢到达毛发而离开机体。
人体除了通过上述蓄积、代谢和排泄三种方式来改变污染物的毒性外，机体还有一系列的适应和耐受机制，但机体的耐受是很有限的，超过一定的限度，人体就会出现中毒症状，甚至死亡。影响环境污染物对人体作用的因素主要有：剂量、作用时间、反应条件和个体敏感性等。总的来说，不同的污染物对机体危害的临界浓度和临界时间都是不同的，只有当环境污染物在体内蓄积达到中毒阈值时，才会发生危害。
环境污染对人体健康往往造成急性危害、慢性危害和远期危害。当污染物在短期内大量侵入人体，常会造成急性危害。历史上的公害事件，都是急性危害的例子。当污染物长期以低浓度持续不断地进入人体，则会产生慢性危害和远期危害。例如，大气低浓度污染引起的慢性鼻炎、慢性咽炎，以及低剂量重金属铅引起的贫血、末梢神经炎、神经麻痹、幼儿脑受危害而引起学习和注意力涣散等智力障碍等。环境污染物对人体的远期危害主要是致癌、致畸、致突变作用。资料表明，人类癌症由病毒生物因素引起的不超过5％，由放射性物理因素引起的也在5％以下，由化学物质引起的约占90％。而致癌的化学物质中，有相当一部分是环境污染物。例如，砷化物、石棉纤维、煤烟中的苯类、二氧化硫、农药等。如位于包钢北部偏西约20公里的沙德格苏木，许多牧民都患有腰背部及四肢关节疼痛，部分人出现骨骼变形，据包头医学院在该地区的调查，儿童牙齿斑釉率为97.63％，成人为89.57％，严重的氟污染不仅损害了沙德格百姓的健康，而且给当地的畜牧业带来危机。20世纪70年代末，一个大队有万余头羊，后来只活了不过4000头，牧民们生活极端困苦，纷纷洒泪离乡，逃荒到达茂旗等地。对此，国家环保总局很重视，指派太原环境医学研究所去调查核实，结果情况基本属实。
微量元素与人体健康的关系范文第8篇
[关键词] 细胞;健康;自由基;生活方式;污染;医疗
[中图分类号] R151 [文献标识码]C [文章编号]1674-4721(2010)03(c)-115-02
随着社会的不断进步,人们对饮食的要求已经从吃得饱提升到如何吃得更有营养。健康已经上升为一种责任,而细胞营养技术的产生则大大弥补了现在文明人的饮食不足。而医药保健品通过对营养物质的提纯加工使得营养元素的摄入变得简单而方便。因此细胞营养技术在医药健品中的应用更是现代人补充营养的一大趋势。
1 细胞与人体健康
人体内各种细胞的变化决定了健康的状况。细胞健康与否取决于细胞内部数以千计的分子的功能运转及其所制造、维护和世代相传的每一个微小结构的稳定性。
1.1 细胞的再生循环
细胞再生过程中,不仅会受到来自外部和内部信号的指挥,还要接受检查,确认再生成的细胞是否已获得全部基因组。不管是在做实验还是在人体内,营养不良都会导致细胞再生缓慢或中断。
1.2 细胞更新
细胞具有惊人的更新能力,对维持人体功能的正常运转起到了举足轻重的作用。不同的器官有不同的情况,但总的来说,人体细胞每2天就要完成一个生产、磨耗和代换的过程。有些人体器官的细胞更新得非常频繁,它们的DNA复制过程必须完美无缺,否则会百病丛生。
1.3 细胞死亡
人体细胞有自己重要的角色,一旦失去其应有的价值就必须被清理掉。180多项对许多人进行的流行病学研究都证明了同一事实:身体中总抗氧化剂水平最高的人与水平最低的人相比,患癌症、心脏病、糖尿病甚至早老性痴呆的风险要低2～3倍。新鲜水果和蔬菜中含有大量的抗氧化剂,显然吃新鲜水果和蔬菜多的人体内的抗氧化剂水平就高。当人们认识到氧化压力就是那70多种疾病的根源时,这些研究就合乎逻辑了。因此医生就会得出结论,他们能做的最大好事就是劝患者每天都吃8～12道新鲜的全水果或蔬菜,第二件好事就是向患者推荐能够提供细胞营养的高质量、全面而均衡的营养补充剂[1]。
细胞营养定义为向细胞提供所有的微量元素,使其达到最适水平或能表现出健康作用的高水平。医学文献中只报道了一两种微量元素有效,换句话说,补充品必须是均衡的和完全的才行,就像健康食品一样。唯一的区别是这一事实:营养补充物不像食物,它能在最适水平上提供所有营养。
医学文献表明,细胞营养能在人体内建立起天然免疫系统、抗氧化系统和修复系统。通过6个月的补充,人体不仅能够弥补任何营养缺乏,而且还能优化体内的全部微量元素,人体得到了最好的机会来逆转或防止任何氧化胁迫并保证健康。因此,营养补充关系到健康而不是疾病,营养补充剂对身体是天然的,是身体需要它在最适水平上发挥作用的营养。
2 自由基对细胞的氧化作用
2.1 自由基的形成
正常情况下,化学链不会随便断开,留下一个分子带不成对的奇电子。可是当链结转弱时,断裂还是有可能发生的,这时就产生自由基,自由基非常不稳定,与其说是个状态不如说是个过程,它们和其他化合物很快产生反应,希望抓取所需的电子重新达到稳定。一般来说,自由基会袭击最接近的稳定分子,尤其是当这个分子的外壳层又被电子偷去时,电子被偷了分子后自己也会变成自由基。这就引起了连锁反应,反应一旦开始,就会一个接一个延伸到四面八方,结果导致一个细胞或细胞全面瘫痪。
2.2 对细胞的氧化作用
据估算,每个身体细胞每天遭受自由基亿万次袭击。细胞、蛋白质及脂肪里面的机构很容易受袭,进而导致衰退。同样,细胞产生的每一样物质,像酶、蛋白质、激素、脂质等,也很容易受到侵害。所以这些都不能免于自由基的氧化侵害。
分子自受到自由基影响失去一个电子后,变成新的自由基,这样破坏性的连锁反应就继续下去。在某些过程中,自由基还会在体内各个组织内迫害细胞结构。自由基是因为周围受污染的环境而形成的,也是人体自身细胞变异的副产品[2]。
3 细胞营养技术在医药保健中的应用前景
随着社会的进步、工作压力的增大、环境的污染,人们不断地被大大小小的文明病所困扰,据世界卫生组织统计有70%的求诊者是因为头痛、失眠等一些慢性病到医院看病的,而这些慢性病给患病者本人包括他的家庭带来的经济上、更多的是精神上的压力。据估计,到2030年,美国将有1.5亿慢性衰退疾病的患者,其中4 200万人会丧失独立生活的能力。这就表示,每4个美国人当中就会有1个人需要照顾1个慢性患者,其中75%是女性,平均年龄在57岁左右。他们属于被夹在中间的‘三明治一代’:既要照顾孩子,还要照顾父母或年迈的家人。在那些需要私人护理的美国人当中,超过40%的人在65岁以下,有10%的年轻人、1/15的儿童由于某种慢性病而受到局限[3]。
早在20世纪80年代西方科学家就已经提出了细胞营养的理念,同时现代医学已经提出了预防医学的理念。更多的现代族愿意花费大笔的金钱在自己的保健方面,他们大约在30多岁开汽车,爱郊游,爱运动,就是希望自己可以永葆青春、摆脱病魔的侵袭。
人体是由60兆个细胞所组成,不管是皮肤、肌肉或骨骼、牙齿、毛发、神经、血液,都是由许多细胞构成的,细胞是全然独立地进行新陈代谢,只不过是透过荷尔蒙与血液来保持彼此间的关系罢了。所以要考虑人体的健康,要先考虑每个细胞的健康,有健康的细胞,才会创造健康的人类。能发挥补氧、活血作用,使细胞达到最佳状态,这就是最好的新陈代谢之道,细胞免疫力就自然加强了。
摄取必需的营养素是强化免疫力之本,而均衡完整的营养计划有赖于天然营养品有效地分配与组合,所以营养摄取的均衡与否,关系着“健康”、“半健康状态”或“细胞病变”等。
[参考文献]
[1]大卫・赫伯.多彩膳食健康全解码[M].北京:北京大学医学出版社,2008.
[2]E.F.科尔丁.药剂的快速反映[M].纽约洲:约翰威利&宋出版社,1964.