化學(xué)地質(zhì)災(zāi)害

案例一：2002年6月20日上午9時45分，黑龍江省雞西礦業(yè)集團(tuán)城子河煤礦發(fā)生特大瓦斯爆炸事故。據(jù)悉，雞西礦業(yè)集團(tuán)城子河煤礦“620”特大瓦斯爆炸事故是新中國成立以來煤礦事故中死亡人數(shù)居第四位的特大瓦斯爆炸事go，遇難人數(shù)達(dá)115人，遇難人員級別之高更尚屬首次，既有廳級干部也有處級干部，雞西礦業(yè)集團(tuán)總經(jīng)理趙文林是新中國成立以來在煤礦事故中遇難的級別最高的企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人之一。國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理局，國務(wù)院事故調(diào)查處理領(lǐng)導(dǎo)小組在雞西礦“6·20”特大瓦斯爆炸事故調(diào)查后認(rèn)定，這是一起由于對通風(fēng)系統(tǒng)管理不嚴(yán)，現(xiàn)場違規(guī)操作而引發(fā)的責(zé)任事故。另外，職工預(yù)防瓦斯爆炸的觀念較弱也是造成事故的主要原因之一。

案例二：2004年11月28日上午7時左右，陜西銅川礦務(wù)局陳家山煤礦發(fā)生一起特大瓦斯爆炸事故。截止上午10時，在井下工作的273名礦工已被救出85人，剩下188人情況不明。中新網(wǎng)12月1日電：據(jù)中廣網(wǎng)消息，陜西銅川陳家山特大瓦斯爆炸事故新聞發(fā)言人剛剛宣布，井下166名失蹤礦工全部遇難，有21名礦工遺體今晨3點(diǎn)運(yùn)出地面。

案例三：湖北省恩施市在上世紀(jì)60年代爆發(fā)了大規(guī)模的人畜硒中毒現(xiàn)象，1959-1963年間共發(fā)現(xiàn)硒中毒病人338人，其中90％集中在恩施市沙地、新塘和雙河三個區(qū)，雙河魚塘村在1963-1964年間全村23人就有19人中毒。牲畜全部中毒死亡，全村居民不得不棄村外遷。沙地區(qū)5個村就集中了281個病人，占總?cè)丝诘?9.2％。

以上這些礦難事故和地方性疾病都是由化學(xué)地質(zhì)原因引發(fā)的災(zāi)害，這些化學(xué)地質(zhì)災(zāi)害影響深遠(yuǎn)，對人民生命財產(chǎn)安全造成極大危害，理應(yīng)引起足夠重視。

地質(zhì)災(zāi)害是在地球的發(fā)展演化過程中，由各種自然地質(zhì)作用和人類活動所造成的災(zāi)害性地質(zhì)事件。其中在礦產(chǎn)開發(fā)過程中發(fā)生的重金屬污染、瓦斯突出和瓦斯爆炸，石油和天然氣開發(fā)過程中的井噴，還有由于地球生物因素造成的地方性疾病，都屬于化學(xué)地質(zhì)災(zāi)害。

化學(xué)地質(zhì)災(zāi)害主要有兩種類型：礦藏中的有毒及有害氣體引發(fā)的化學(xué)地質(zhì)災(zāi)害和地球化學(xué)元素缺乏或過剩造成的地方性疾病。

1 礦藏中的有毒及有害氣體引發(fā)的化學(xué)地質(zhì)災(zāi)害

這類化學(xué)地質(zhì)災(zāi)害主要是由于在礦藏開發(fā)過程中不遵循安全生產(chǎn)規(guī)定引發(fā)的事故，其中以瓦斯爆炸最為常見(如案例一)。

瓦斯是在礦床和煤炭形成過程中所伴生的天然氣體產(chǎn)物的總稱，其主要成分是甲烷(占90％以上)，其次為二氧化碳和氧氣，有時還有少量的氫、二氧化硫及其它碳?xì)浠衔铩Ｍ咚雇ǔＲ杂坞x態(tài)和吸附態(tài)兩種形式存在，游離態(tài)瓦斯存在于煤層的縫隙和孔洞中，而吸附態(tài)瓦斯以分子間作用力(范德華力)吸附于煤顆粒的表面。在采掘過程中，煤體內(nèi)的瓦斯釋放后便富集在炕道里，如果這些瓦斯得不到及時疏散，富集到一定程度，達(dá)到爆炸極限(空氣中瓦斯的濃度在5.5％～16％之間)，一旦有明火、電火花等就會引起爆炸。瓦斯爆炸或瓦斯與煤層聯(lián)合爆炸產(chǎn)生的溫度可達(dá)1850～2650℃，炕道里的壓力可達(dá)初始壓力的9倍，高溫和高壓會導(dǎo)致嚴(yán)重的人員傷亡和炕道的嚴(yán)重破壞甚至跨塌。

據(jù)統(tǒng)計，20世紀(jì)80年代初到90年代初的十年間中國共發(fā)生瓦斯爆炸災(zāi)害200起以上，死亡1400余人，其中較為嚴(yán)重的省份有山西、貴州、廣東等省。全國近年來發(fā)生的200多次瓦斯爆炸災(zāi)害造成直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)9376萬元。從2002年7月22日至2003年7月8日將近一年時間內(nèi)，發(fā)生這類礦難79件，全國煤礦一年內(nèi)因傷亡事故和職業(yè)病導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失相當(dāng)于原國有企業(yè)重點(diǎn)煤礦2002年全年銷售額的5％。

要預(yù)防井下瓦斯爆炸，必須做到：①嚴(yán)格檢查制度，低瓦斯礦井每班至少檢查2次，高瓦斯礦井中每班至少檢查3次，發(fā)現(xiàn)有害氣體超過規(guī)定，應(yīng)及時采取封閉等必要措施。②加強(qiáng)井下通風(fēng)，采用各種通風(fēng)措施，保證井下瓦斯不超過規(guī)定含量。③每個礦工應(yīng)注意，在下井作業(yè)時，嚴(yán)禁攜帶香煙和點(diǎn)火物品，不得使用電爐和燈泡取暖。④嚴(yán)厲打擊假冒偽劣礦用機(jī)電設(shè)備產(chǎn)品的生產(chǎn)和銷售，對有關(guān)責(zé)任人員堅決依法嚴(yán)懲。

一旦發(fā)生瓦斯爆炸，應(yīng)立即切斷通往事故地點(diǎn)的一切電源，馬上恢復(fù)通風(fēng)，設(shè)法撲滅各種明火和殘留火，以防再次引起爆炸。井下人員應(yīng)背向爆炸地點(diǎn)迅速臥倒，如眼前有水，應(yīng)俯臥或側(cè)臥于水中，并用濕毛巾捂住鼻口。所有生存人員在事故發(fā)生后，應(yīng)統(tǒng)一、鎮(zhèn)定地撤離危險區(qū)。遇有一氧化碳中毒者，應(yīng)及時將其轉(zhuǎn)移到通風(fēng)良好的安全地區(qū)，如有心跳、呼吸，應(yīng)立即在安全處進(jìn)行人工心肺復(fù)蘇，不能延誤搶救時機(jī)。

2 地球化學(xué)元素缺乏或過剩造成的地方性疾病

近二三十年來，科學(xué)界發(fā)現(xiàn)碘、氟、砷等是人體必需的微量元素，對人體的新陳代謝及免疫功能有著巨大的作用，但由于地球生物化學(xué)鏈，地球上的化學(xué)元素經(jīng)常在地殼、水、大氣和生物之間遷移，各種化學(xué)元素分布的不均勻造成某些化學(xué)元素在一些地方過多或過少，最終導(dǎo)致人類在這個地球生物化學(xué)鏈中得到的某些化學(xué)元素過多或過少，引發(fā)某些地區(qū)的一些地方性疾病。據(jù)統(tǒng)計，全國地方性疾病總患病人數(shù)達(dá)3846萬人以上。主要病種有由于缺碘引起的地方性甲狀腺腫(地甲病，重病者的后代患有較嚴(yán)重的克汀病)；缺氟引起的地方性齲齒、攝入過量氟引起的地方性斑釉齒；重病者為氟骨癥，統(tǒng)稱地氟病；地方性砷中毒；地方性硒中毒(如湖北恩施)，缺硒引起的地方性心臟病(克山病)、大骨節(jié)病等。

3 地球化學(xué)元素缺乏或過剩造成的地方性疾病的防治

(1)缺碘。碘是人體必需的微量元素。國際推薦的碘營養(yǎng)素每天需要200微克，低于這個標(biāo)準(zhǔn)就會出現(xiàn)碘營養(yǎng)不良。對于成長中的孩子來說，無論是尚在腹中的胎兒還是已降生的嬰幼兒和少兒，碘都是最重要的影響智力發(fā)育的微量元素。碘在體內(nèi)的作用是與酪氨酸等一起構(gòu)成甲狀腺素，而甲狀腺素又是大腦細(xì)胞發(fā)育必不可少的重要激素。缺碘對于孩子來說，會造成對大腦的損害，出現(xiàn)智力障礙。

孩子碘缺乏重在預(yù)防。首先是孕期和哺乳期婦女要注意補(bǔ)碘，所以在每天食用適量的碘鹽外，還可多吃些海帶、紫菜、蝦皮等含碘量高的食物。孕婦還可實行全程尿碘監(jiān)測，掌握孕產(chǎn)期的碘營養(yǎng)水平，一旦發(fā)現(xiàn)碘攝人不足，必須及時補(bǔ)充。其次在哺乳期要科學(xué)合理地補(bǔ)碘，主要從食物中攝取，但孩子不宜過多食用碘鹽，口味過咸會有損腎臟。

(2)缺氟及氟攝入過量。氟是人體必需的一種必需微量元素。在人體必需元素中，人體對氟含量最為敏感，從滿足人體對氟的需要到由于氟過多而導(dǎo)致中毒的量之間相差不多，所以要更加注意自然界、飲水及食物中的氟含量。

氟在人體中主要分布在骨胳、牙齒、指甲和毛發(fā)中，尤以牙釉質(zhì)中含量多，正常人體骨骼中含氟0.01％～0.03％，牙釉中含氟0.01％～0.02％。在骨骼和牙齒中，氟均以氟化鈣(CaF₂)的形式存在。氟的攝入量或多或少也最先表現(xiàn)在牙齒上。當(dāng)人體缺氟時，會患齲齒，氟多了又會患斑釉齒，如果再多，會患氟骨癥等系列病癥。

人體中氟的主要來源是飲水，有研究認(rèn)為，飲水含氟量為1.0mg/L～1.5mg/L較為適宜，最高不得超過2.0mg/L。

市場上出售的加氟牙膏含有氟化鈉、氟化鍶等氟化合物，有防齲作用，適用于缺氟地區(qū)。但氟攝入過量地區(qū)的人就不能使用，否則會加重斑釉齒及氟骨癥等系列病癥的癥狀。

(3)缺硒及硒攝入過量。1984年聯(lián)合國衛(wèi)生組織將硒列為人體必需的微量元素。硒是使人長壽的獨(dú)一無二的微量元素。據(jù)國際科學(xué)營養(yǎng)學(xué)會建議，每人每天應(yīng)攝入50微克至200微克的硒。國內(nèi)外臨床已證明，包括癌癥、心腦血管疾病、糖尿病、肝病、胃腸病、白內(nèi)障、失眠、免疫力低下等40余種疾病與硒的攝入量密切相關(guān)。如果硒攝入量不足，體內(nèi)的細(xì)胞則要遭受病毒、癌癥、心臟病及早衰等折磨。科學(xué)家們建議，要長壽，就要適量地補(bǔ)硒。硒通過谷胱甘肽氧化物酶發(fā)揮強(qiáng)大的抗氧化作用，能對抗活性氧和自由基氧化細(xì)胞膜所產(chǎn)生的種種損害(如使DNA、tLNA、酶等生化異常)，干擾核酸、蛋白質(zhì)、粘多糖及酶的合成及代謝，直接影響細(xì)胞分裂、生長發(fā)育、繁殖、遺傳等，從而保護(hù)細(xì)胞膜的穩(wěn)定性、通透性，使機(jī)體的生命活動正常進(jìn)行。另一方面，硒能激活體液免疫，提高免疫功能，硒能對抗汞、鉛、砷等有毒元素的胚胎毒作用，防止鎘引起胎盤壞死及畸形。胚胎及胎兒缺硒，谷胱甘肽過氧化物酶活性降低，代謝紊亂，抗自由基的能力減弱，自身保護(hù)機(jī)制降低，造成胚胎發(fā)育受阻。這可能是胎兒官內(nèi)發(fā)育遲緩的原因。缺硒的新生兒尤其是早產(chǎn)兒可能發(fā)生溶血性貧血。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，缺硒的孩子80％以上厭食、抵抗力弱、經(jīng)常鬧病。專家建議，應(yīng)給兒童增加富含硒的食物攝入，如海魚、動物內(nèi)臟、粗糧等。

作者單位：①上海市金山區(qū)金盟中學(xué)(200540)

②貴州師范大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院(550001)