原生地理环境因素是指地貌、气候、水文、土壤、生物等自然环境因素。人类在长期的进化中，在改造和利用自然环境的同时也受到环境的制约，并最终适应了环境。地表环境中化学元素的迁移转化与地貌、气候、水文、土壤、生物等因素密切相关。因此地表化学环境同自然地理环境一样，也具有地带性规律的特点。地表化学元素的地带性分布规律，会导致某些人体组织不可缺少的微量元素在一定的自然环境中含量过高或非常缺乏，结果导致生活在这些环
境中的人群对某些微量元素的摄入量过多或不足而发病。
一、地表化学元素与人体健康关系
20世纪70年代初，英国地球化学家汉密尔顿做了一个科学实验，他调查了名英国人血液中60种化学元素的含量，同时测定了该地区地壳中相应元素的含量，用含量均值的对数绘制了人体血液与地壳中元素含量的关系图（图甲）。
从图中可以看出，除了人体原生质中的主要成分碳、氢、氧、氮和地壳中的主要成分硅以外，其他化学元素在人体血液中的含量和地壳中这些元素严肃的含量分布规律具有惊人的相似性，由此可以说明人体化学元素组成与地壳演化具有亲缘关系。现代人体中的化学成分是人类长期从自然环境中吸收交换元素并不断进化、遗传、变异的结果。人体中某种元素的含量与地壳中元素含量平均值（图甲曲线1）发生偏离，就表明环境中该种元素对人体健康产生了不良影响。
人体内的微量元素甚少，但在生物化学过程中却起关键作用，它们作为酶、激素、维生素、核酸的成分，维持生命的代谢过程。如碘原子在激素和维生素中起特异生理作用，如果人体缺少就会得甲状腺肿大。
研究表明，摄入人体的各种微量元素，有属人体必需的，没有它们人就无法生存或不能保持健康状况，如氟、锌、钴、溴、铜、钒、硒、锰、碘、镍、钼、铬等；有些元素对人体不起生理功能作用，如锆、铷、铌、铝、硼、金、银、钛等；有些元素对人体具有毒害作用，如砷、镉、汞、铅、锑、铊及稀土金属等。人体对各种微量元素的需求量取决于年龄、生理条件、环境条件及遗传因素等。当微量元素摄入体内时，彼此之间往往发生错综复杂的干扰或协同作用，影响人体内的生理平衡，并引发病变。
二、常见的地方病
疾病的发生与地表环境中化学元素之间有着不可分割的联系，地理环境的地域性差异常常形成不同的地表化学环境，从而使不同的区域往往表现出一定的疾病类型，即地方病。在众多地方病致病因素中，最重要的一种是由于不同地区水、土、大气所含的化学元素种类和数量不同引起的地方病。其一般分布规律是：在化学元素受到强烈淋溶的寒温带地区、元素缺乏的沙土地区或元素难以释放的沼泽地区，容易发生元素缺乏性地方病；相反，在元素富集的干旱地区和火山喷发区，容易发生元素中毒性地方病。我国最常见的地方病有：
1.癌症
癌对人类生命威胁极大，仅次于心脏病，占所有疾病死因的的二位。研究表明，约有80%的癌症是由环境因素引起的，其分布具有明显的区域性和地带性，有集中高发的现象，其中以消化系统癌症的地区性分布最为明显。
消化系统癌症的分布往往与地理环境中某些类型的岩石、土壤、地貌以及由此而影响到的水的化学成分有关。
我国食道癌的平均死亡率约为11/10万，但分布不均。总趋势是北方高于南方，内地高与沿海。食道癌高发区的地理环境特征是：气候干旱水源缺乏、土地盐渍化程度较高；地表及地下水的矿化度均较高，水质属于硫酸盐——重碳酸钙盐水或硫酸盐——氯化物水，水中As、Se、Mo、V、Cr、B、Ni、I、F等元素富集。如太行山中南段山区是食道癌高发区。
中国肝癌平均死亡率约为10/10万，高发区位于广西、江苏、广东、福建、上海、浙江等沿海地区。肝癌高发区多为饮水水质不良的沿海湿热气候地带
我国胃癌的平均死亡率约为15/10万，总的分布趋势是西北黄土高原和东南沿海各省较高。胃癌高发地带土壤中多含腐殖质，地表水、潜水为富含腐殖质的重碳酸盐——硅质软水，矿化度一般为～mg/L,甚至小于mg/L，Ca、Mg、Se、Mo、Cu、Zn等元素缺乏。
大量资料表明：肝癌、食道癌高发区，饮用池塘水、沟渠水的居民为多，而饮用深井水的居民发病率明显降低。从水质上看，，池塘水、沟渠水的有机污染严重，直观指标表现为浑浊、着色（黄、绿、灰等色）、异味、异臭、微生物繁盛，水缸底部有胶体絮状沉淀物。化学指标表现为硝酸根含量高、腐植酸含量高，化学耗氧量高，Ca、Mg、Se、Mo含量低。可见，改善饮水环境是防治消化系统癌症的有效措施之一。
2.地方性甲状腺肿
又称地甲病，是一种因环境中碘异常所引起的地方病。我国是世界上该病流行较严重的国家之一，广泛分布于山区和内陆，如长白山、大兴安岭、小兴安岭、燕山、太行山、吕梁山、秦岭、四川东部和西部山区、云贵高原、青藏高原及天山山脉、昆仑山脉等。
原生碘存在于地壳岩石中或通过火山直接喷出地表。碘极其活跃，在地表环境极易氧化，常以分子态或化合物的形式存在。由于地理环境的演化，使得碘的存在有相对富集区和贫乏区：在高山地区少，洼地、滨海地区多；在湿润淋溶地区少，在干旱地区多；在花岗岩、石英岩中少，在玄武岩、海相页岩中多；在灰化土、沙土中少，在沼泽土、腐殖土、黑钙土、盐渍土中多。
绝大多数的甲状腺肿是因缺碘引起的，人体缺碘就不能合成甲状腺素，就会导致甲状腺组织代偿性增僧，颈部呈现结节状隆起，即甲状腺肿大。只要选用适宜的饮水和食物，食用碘盐和海菜以及施用富含碘的农肥提高农作物的碘含量就可以有效防止甲状腺肿发生。
3.地方性氟中毒
又称“地方性氟病“。它是因长期饮用高氟水或食用高氟食物而引起的一种慢性中毒性地方病。
主要分布在：①火山活动区：火山喷出物中含有大量氟，生活在火山周围的居民易患氟斑牙病和氟中毒症。如东北地区的长白山天池、镜泊湖、五大连池、以及云南的腾冲地区等。
②高氟岩石裸露区和氟矿区：某些岩石如石灰岩、白云岩、萤石，以及氟磷酸盐矿物中含有丰富的氟，经过物理化学风化作用、淋溶作用和迁移转化等地球化学变化，使得地表水和地下水中的氟含量增高。生活在该地区的居民长期饮用高氟水，易发生氟中毒。如中国西南地区的云南、贵州等喀斯特地貌区。
③富氟温泉区：温度超过20℃的泉水能溶解多种矿物质，温泉水中含氟量一般比地表水高，而且随泉水温度增高氟含量不断增加。许多温泉区也是氟病高发区。如西藏谢通门县卡嘎村温泉，水温60℃，水中氟含量达9.6～15mg/L，泉水周围三个村的居民患严重的氟中毒病。
④沿海富氟区：海岸带海水中含氟较高，沿海地区由于大量开采地下水，导致地下水位下降，海水入侵，地下水中氟含量增高，从而引发氟中毒病发生。如天津、沧州、潍坊等地区，均有一定数量的氟斑牙和氟中毒病出现。
⑤干旱、半干旱气候区富氟区：在我国的西北干旱、半干旱气候区，气候干燥，降水少，地表蒸发强烈，地下水流不畅，氟化物高度浓缩，形成富氟地带，是氟中毒病高发区。
防治方法：在氟病区寻找低氟水，改善饮水条件，可以很好地防治饮水型氟病；减少食物中的含氟量，限制高氟煤的燃烧和工矿业含氟“三废”向环境中的排放，是预防食物型氟病和高氟煤烟污染型氟病的有效措施。
4.大骨节病
是一种地方性畸形骨关节病，主要发生在儿童和少年中，其症状为关节疼痛，关节增粗变形，运动障碍和肌肉萎缩，严重影响人们的劳动和生活。
大骨节病的分布于地形、地势有密切关系。在我国，多分布于山区、半山区，海拔在～米之间。此外，大骨节病的分布也与气候有关，病区多属大陆性气候，无霜期短，昼夜温差大。从东北到西藏呈条带状分布，包括黑、吉、辽、蒙、晋、冀、豫、陕、甘、蜀、青、藏等省区，其中发病最多的是黑龙江省。具体表现为：
①地表天然腐殖环境区：沼泽发育，腐殖质丰富，土壤多为棕色、暗棕色森林土，草甸沼泽土和沼泽土等。在本区中饮用沼泽水、沟水等地表水者大骨节病较重；而饮用泉水、深井水等地下水者病情较轻或无病。大骨节病村多分布于分水岭两侧河流上游的谷地、山间盆地、蝶形洼地；或分布于高原盆地、谷地。
②沼泽相沉积环境区：主要分布在松辽平原、松嫩平原和三江平原的草甸草原区。本区地势低平，水流不畅，沼泽湖泊星罗棋布，有的已被疏干开垦为耕地。发病与否主要决定于饮用水水井穿过的地层，凡水井穿过湖沼相地层的，为多发病区。
③黄土高原残塬沟壑区：黄土高原流水侵蚀作用强烈，水土流失严重，形成残塬、沟壑、梁峁等地形。群众多饮用窖水、沟水、渗井水。由于水质不良，大骨节病很重。
④沙漠沼泽沉积环境区：属干旱、半干旱沙漠景观，固定、半固定沙丘呈浑圆状或垄状。多数干燥无水；少数为芦苇沼泽，底部有薄层草炭，沼泽呈茶色并且有铁锈的絮状胶体。当地群众多就地掘井，凡饮用此水者多患大骨节病。
关于大骨节病的病因，有多种学说。其中以“生物地球化学说”接受者最多。该学说认为：大骨节病是矿物质代谢障碍性疾病，是由于病区的土壤、水及植物中某些元素缺少、过多或比例失调所致。如环境中缺乏Ca、S、Se等元素可致病；金属元素Cu、Pb、Zn、Ni、Mo等过多可致病；环境中Sr多Ca少、Se多SO42－少或Si多Mg少等造成的元素比例失调可致病。此外还有人认为，大骨节病与环境中腐植酸含量高有关。
防止大骨节病的根本原则是设法消除致病因子，积极协调和改善环境因素。如将病区饮水中的腐植酸含量控制在0.05mg/L以下，就可以收到明显的效果。此外，提倡杂食、增强营养，适量服用Na2SeO3片剂，对大骨节病也有一定的防治效果。
5.克山病
是一种分布较广泛的地方病。我国克山病发病区的分布与巨厚的中生代和新生代陆相沉积岩系有关，同时与地形地貌也密切相关。在地理分布上表现为一条从东北到西南的斜长条带。可具体划分为：①东北区：其特点是克山病与大骨节病的分布区基本重合，克山病患者多是大骨节病患者。病区多饮用富含腐植酸的潜水和地表水。
②西北区：以陕西渭北黄土高原、陇东黄土高原病区为代表。病区多饮用受有机污染的窖水和沟水等。
③西南区：云贵高原病区、川东山地丘陵平坝病区。病村多饮用水田渗井水、沟水、坑塘水和涝池水。水质不良，有机污染严重。
上述三个集中分布区的共同特点是饮水中富含腐殖质（腐殖质是土壤有机质的重要组成成分，富含黑腐素、褐腐酸、黄腐酸等腐植酸）。可见克山病与饮水中腐植酸过量有关。另据调查研究，饮水中Ca、Mg含量低或环境中Se、Mo等微量元素缺乏与克山病也有较密切关系。
克山病的防止主要是通过改水（或换水）阻断致病因子进入人体；同时，还要注意加强营养。在Se含量低的环境中，增加人体对Se的摄入治病的作用。
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