(一)高山环境对健康的影响
高踞地球之巅的喜马拉雅山座落在炎热的亚热带,但其耸入云霄的诸峰却披着白皑皑的冰雪,终年不化。这种复杂瑰丽的垂直带谱,形成自然界的奇观。由于受垂直递减律制约,海拔每上升 100m,气温下降 0.6℃,气压下降 9.5mm 汞柱,氧气分压下降 1.2mm 汞柱,水的沸点下降 0.3℃,详见表 5
-9。因此地势越高,空气越稀薄,气候越严寒,太阳辐射越强烈。这就是高山气候的特征。
众所周知,氧气是维持生命所必需的物质。每个成人每日需要氧气 800~ 1000g。海平面的空气含氧量为 20.95%,随着海拔升高,空气含氧量递减; 海拔 3000m 处空气含氧量约减少 1/3,海拔 5000m 处约减少 1/2,因此从低地到高山的人便感到氧气不足,机体产生一系列不适症状:头晕、头痛、气短、呼吸急速、疲乏无力、心跳、恶心、呕吐、衄血等。这是所谓的高山反应,严重者可出现高山肺水肿和高山昏迷反应,一般在一周内,由于逐步适应而自行缓解和消失。通常回低地短期留居而重返高山的人高山反应比之初到高山的人要严重一些;多次重返高山的人高山反应一次比一次严重;患过高山肺水肿的人重返高山最容易再患肺水肿。在高山留居一年以上的部分外来人和机体变异而发生缺氧损害的高山世居者会发生慢性高山病:多血症、血压异常(高血压及低血压)和心脏病等。
总而言之,高山反应和高山病发生的根本原因是空气含氧量的不足。但其发病率因地因时而异,受其他地理因素所制约。
- 效应高度
出现高山反应和高山病的起始海拔高度取决于地理纬度、大陆度和地形等诸因素。因此效应高度随地理纬度增加而降低:低纬地区约为 3000~ 3500m,中纬地区约为 2500m,高纬地区则下降到 1500m 左右,因而苏联和加拿大等高纬国家称之为山地病,在极圈内平地便出现缺氧症状。这可能是由于大气圈的对流层厚度从赤道到两极变薄和气候的纬度地带性变化所
表 5-9 海拔高度与大气压、空气含氧量、水沸点之关系
海拔高度(千米) |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
大气压(毫米汞柱) |
760 |
674 |
594 |
526 |
462 |
405 |
354 |
310 |
270 |
230 |
210 |
氧分压(毫米汞柱) |
150 |
140 |
125 |
110 |
98 |
85 |
71 |
65 |
56 |
48 |
41 |
相对于海平面的含氧 百分数 |
20.9 |
18.6 |
16.4 |
14.4 |
12.8 |
11.1 |
9.5 |
8.5 |
7.3 |
6.3 |
5.4 |
水沸点的温度(℃) |
100 |
96.8 |
93.8 |
94.2 |
88.8 |
86.7 |
84.8 |
83.1 |
81.6 80.1 |
79.4 |
致。此外地势平坦,气候干燥的高原效应高度比之同纬度的地形破碎、气候湿润的高山山地高一些。
- 海拔越高,空气越稀薄,高山反应越重,发病率越高
如果从低地乘汽车迅速进入高原,当上升到 3000m 处,有少数人发生高山反应;当上升到 4000m 处,则有 60%以上的人发生高山反应,而且反应较重,其中有 1/100 左右的人可能出现高山肺水肿和高山昏迷。慢性高山病也是在 4000m 以上多见;在 3000m 左右则少见,症状也较轻。
- 急性高山病的发病季节性
急性高山病在冬季比夏季多发,这与冬季严寒,人体消耗氧量增加,上呼吸道感染多(感染时体温上升一度,耗氧量增加 13%左右)等有关。特别是天气骤变的时候,急性高山病激增。在冬季,房屋的门窗密闭以防寒保暖, 特别在夜间就寝后,室内外空气交流极为微弱,如果房间小而室内人员又多, 那么经过一夜之后,室内空气的含氧量由于呼吸消耗可能减少 10~20%或更多,也就是相当于原地上升海拔 1000~2000m。因此必然会加重缺氧症状, 甚至引起肺水肿或高山昏迷。在夏天,暴风和雷雨天气也容易引起高山病发生。
- 地球化学异常对高山病影响
在发育沼泽或埋藏含天然气地层的地区,在一定条件下,最容易使人发生高山昏迷的,因为天然气经常从含天然气地层岩石裂缝中逸出,而沼泽泥炭中各种有机物,在嫌气条件下,经微生物发酵作用,释放出所谓沼气。天然气或沼气都是一种混合气体,以 CH 为主,其次为其他碳氢化合物等。只要在较闭塞的负地形和无风而气压高的天气时,天然气中对空气的相对密度较大的气体,如 CO2 等,滞留在紧贴地面的低层空气中,当其达到一定浓度时,便加强高山缺氧作用;如果天然气中含较多的毒性气体 CO、CH、S、H2、P 等,其作用更为剧烈,这些地区虽然人迹罕至,但考察、行军往往在这些地方出现不幸事故。此外,水的硬度对慢性高山病也有一定影响,在石灰岩分布的地区高山高血压病的发病率通常是较低的。水土含硼和硫酸钠过多地区,儿童常患顽固性腹泻和肺炎,在高山峡谷地区,通常紫外线不足,水土也缺乏钙,儿童多患佝偻病。所有这些地方性疾病都是儿童高原心脏病的重要诱因。