阿壩大骨節(jié)病區(qū)地表水地球化學特征

摘要：針對大骨節(jié)病的病因很大程度上與病區(qū)水文環(huán)境有著緊密的關(guān)系的問題，以及病區(qū)的地質(zhì)環(huán)境條件，特別是病區(qū)當?shù)厮档幕瘜W特征與發(fā)病的概率之間有著密切關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。通過查明病區(qū)水系的地球化學特征，研究水體的補給情況，可以為當?shù)鼐用襁x擇居住地以及打井工程提供科學依據(jù)，有效控制大骨節(jié)病在我國的發(fā)展和蔓延。研究區(qū)位于全國罕見的大骨節(jié)病重病區(qū)—四川省阿壩州藏族羌族自治區(qū)。 結(jié)果表明區(qū)域內(nèi)水體受礦化影響，而含有相對較多的碳酸鹽礦物、硅酸鹽礦物、Fe、Mn等元素致使人體骨骼發(fā)育不正常。

關(guān)鍵詞：阿壩地區(qū)；水系地球化學；大骨節(jié)病

1.引言

四川省阿壩州藏族羌族自治區(qū)位于中國青藏高原東南緣、川西北高山峽谷與橫斷山脈北端的結(jié)合部，是全國罕見的大骨節(jié)病重病疫區(qū)，大骨節(jié)病是指一種地方性變形性骨關(guān)節(jié)疾病，國際醫(yī)學界稱本病為Kaschin-Beck病，而在國內(nèi)又稱之為矮人病、算盤珠病等等。

鑒于大骨節(jié)病病區(qū)的水體和發(fā)病機率之間存在著密切的聯(lián)系，所以對病區(qū)的水系開展研究工作十分有意義。在探索研究區(qū)水系的地球化學特征的基礎(chǔ)之上，再根據(jù)研究區(qū)域氫氧同位素的分布特征，再結(jié)合區(qū)內(nèi)的水文地質(zhì)、構(gòu)造分布、巖層性質(zhì)，對不同的水體的來源及相互聯(lián)系進行分析，為區(qū)內(nèi)居民選擇居住地，以及生活用水、打井灌溉等活動提供科學依據(jù)，有效控制大骨節(jié)病在我國西部蔓延。

2.采樣與分析

水體的水化學的研究一般涵蓋以下3個步驟： 首先采集樣品，其次化學分析，最后統(tǒng)計歸納測試數(shù)據(jù)。

根據(jù)研究區(qū)河流水系的分布情況，以及大骨節(jié)病發(fā)病率分布，按照兼顧流域，重點突出的原則采集98個水樣。樣品在四川省地勘局成都巖土水質(zhì)檢測中心測定，樣品測試項目主要為： K+、Na+、Mg2+、Ca2+、CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-、pH值以及礦化度等十多種。

實驗根據(jù)實驗分析所得數(shù)據(jù)，可以找到以下幾點規(guī)律：

（1）研究區(qū)內(nèi)水體的水化學類型較單一，樣品中絕大多數(shù)是以低礦化度的HCO3-Ca·Mg型和HCO3-Ca型為主。

（2）pH變化范圍為6.70～8.85，均值為7.91。

（3）水樣的礦化度較低，多在44.5～551.4mg/L之間，均值150.3mg/L，普遍為低礦化度水和極低礦化度。

（4）水樣的主要離子含量顯示陽離子中：Ca2+>Mg2+>K+>Na+，而陰離子中：HCO3->SO42->Cl-。部分樣品中Cl-、SO42-的濃度出現(xiàn)異常。

（5）研究區(qū)內(nèi)地表河流水系中微量元素的含量處于較低水平，其溶解態(tài)含量更小。由此更突顯出人為活動對天然河流水質(zhì)的影響。

（6）研究區(qū)內(nèi)地表水系的總硬度呈現(xiàn)出東高西低的特點。

3.結(jié)論

（1）研究區(qū)內(nèi)水系主要以低礦化度軟水為主，并且水系的pH呈現(xiàn)中性-弱堿性，部分地區(qū)由于受到污染達到微硬水的程度。

（2）研究區(qū)內(nèi)白水江流域礦化度最高，為186.3～281.6mg/L。由于九寨溝地區(qū)所處大地構(gòu)造位置為西秦嶺與松潘-甘孜地槽褶皺系的接合部位，喀斯特溶蝕作用發(fā)育，基巖中有大量的裂隙和斷裂，流域內(nèi)植被發(fā)育，土壤中富含CO2及腐殖酸，巖石中還含有可產(chǎn)生酸類物質(zhì)的有機質(zhì)和含硫礦物，這給地下水提供了較豐富的C02來源，使地下水具有較強的侵蝕能力。由于河流水受到裂隙水的大量補給，所以其礦化度是最高的。

（3）HCO3-在水體中占優(yōu)勢地位，而Ca2+在陽離子中占主要地位，主要離子含量表現(xiàn)為陰離子：HCO3->SO42->Cl-；陽離子：Ca2+>Mg2+>K+>Na+。水化學的類型比較單一，大部分樣品都是以HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg型為主的。

（4）根據(jù)水化學參數(shù)Pearson相關(guān)系數(shù)矩陣表研究顯示，研究區(qū)內(nèi)水體在循環(huán)的過程中，應(yīng)該發(fā)生有鈉長石和石膏的溶解反應(yīng)。并且，水體中的CO2促進了該風化-溶濾作用，使鈉長石和石膏加速溶解，在生成高嶺土的同時，釋放出大量的Ca2+和HCO3-。其中主要的離子來源于河水對河流基巖的溶濾作用，還有鈉長石和石膏等礦物的風化分解，以及人類活動所產(chǎn)生的物質(zhì)輸入。

（5）區(qū)內(nèi)河流對巖石的沖刷程度強烈，巖石的風化作用是水中離子自然來源的優(yōu)勢機制，水中主要離子的含量受碳酸鹽和硫酸巖風化作用的共同影響，該區(qū)內(nèi)水體水化學特征的形成的主要受碳酸鹽礦物和硅酸鹽礦物的溶解共同控制。

（6）區(qū)內(nèi)地表河流水系中微量元素的含量普遍較低，反映出水巖交換作用較小。部分異常高值突顯出人為活動對天然河流水質(zhì)的影響。

（7）研究區(qū)內(nèi)水樣的礦化度一般都比較低，都在44.5～551.4mg/L之間，其均值為150.3mg/L，基本上屬于低礦化度水和極低礦化度。阿壩地區(qū)水系礦化度分布呈現(xiàn)東高西低的特點。壤塘附近礦化度最低，小于51mg/L；平武附近的礦化度最高，超過了301mg/L。河流主干河水礦化度：白水江>白龍江>涪江>岷江>黑河>杜柯河>腳木足河>梭磨河>白河>則曲河

（8）研究區(qū)內(nèi)大骨節(jié)病病區(qū)主要集中在洼地低海拔地區(qū)，且植被發(fā)育，說明有機質(zhì)的酸性堆積的還原環(huán)境是在草甸和沼澤這樣的地區(qū)，許多植物殘體在半分解狀態(tài)的腐殖化過程中形成各種腐殖酸，及其它有害人體健康的物質(zhì)。水中的有機質(zhì)含量高，水的硬度，礦化度及鈣、鎂硫酸根含量都相對較低，F(xiàn)e、Mn等元素含量較高。以上綜合因素是該區(qū)的水化學主要特點。因此長期飲用具有這些特點的人容易缺少人體生長所需要的鈣質(zhì)，容易使骨骼發(fā)育不正常。

（9）該病區(qū)一般多集中在地質(zhì)活動較為頻繁的構(gòu)造帶上，石灰?guī)r分布區(qū)，大骨節(jié)病不發(fā)生或少發(fā)生。說明酸性的巖漿活動而產(chǎn)生的熱液水對大骨節(jié)病的發(fā)生有一定影響。

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作者簡介：劉晨陽（1989—），男，漢族，吉林吉林，碩士研究生，理學學士，單位：成都理工大學 地球科學學院 地球化學系，研究方向：礦床地球化學。endprint