阿坝大骨节病区地表水地球化学特征

摘要：针对大骨节病的病因很大程度上与病区水文环境有着紧密的关系的问题，以及病区的地质环境条件，特别是病区当地水系的化学特征与发病的概率之间有着密切关联的现象。通过查明病区水系的地球化学特征，研究水体的补给情况，可以为当地居民选择居住地以及打井工程提供科学依据，有效控制大骨节病在我国的发展和蔓延。研究区位于全国罕见的大骨节病重病区—四川省阿坝州藏族羌族自治区。 结果表明区域内水体受矿化影响，而含有相对较多的碳酸盐矿物、硅酸盐矿物、Fe、Mn等元素致使人体骨骼发育不正常。

关键词：阿坝地区；水系地球化学；大骨节病

1.引言

四川省阿坝州藏族羌族自治区位于中国青藏高原东南缘、川西北高山峡谷与横断山脉北端的结合部，是全国罕见的大骨节病重病疫区，大骨节病是指一种地方性变形性骨关节疾病，国际医学界称本病为Kaschin-Beck病，而在国内又称之为矮人病、算盘珠病等等。

鉴于大骨节病病区的水体和发病机率之间存在着密切的联系，所以对病区的水系开展研究工作十分有意义。在探索研究区水系的地球化学特征的基础之上，再根据研究区域氢氧同位素的分布特征，再结合区内的水文地质、构造分布、岩层性质，对不同的水体的来源及相互联系进行分析，为区内居民选择居住地，以及生活用水、打井灌溉等活动提供科学依据，有效控制大骨节病在我国西部蔓延。

2.采样与分析

水体的水化学的研究一般涵盖以下3个步骤： 首先采集样品，其次化学分析，最后统计归纳测试数据。

根据研究区河流水系的分布情况，以及大骨节病发病率分布，按照兼顾流域，重点突出的原则采集98个水样。样品在四川省地勘局成都岩土水质检测中心测定，样品测试项目主要为： K+、Na+、Mg2+、Ca2+、CO32-、HCO3-、Cl-、SO42-、pH值以及矿化度等十多种。

实验根据实验分析所得数据，可以找到以下几点规律：

（1）研究区内水体的水化学类型较单一，样品中绝大多数是以低矿化度的HCO3-Ca·Mg型和HCO3-Ca型为主。

（2）pH变化范围为6.70～8.85，均值为7.91。

（3）水样的矿化度较低，多在44.5～551.4mg/L之间，均值150.3mg/L，普遍为低矿化度水和极低矿化度。

（4）水样的主要离子含量显示阳离子中：Ca2+>Mg2+>K+>Na+，而阴离子中：HCO3->SO42->Cl-。部分样品中Cl-、SO42-的浓度出现异常。

（5）研究区内地表河流水系中微量元素的含量处于较低水平，其溶解态含量更小。由此更突显出人为活动对天然河流水质的影响。

（6）研究区内地表水系的总硬度呈现出东高西低的特点。

3.结论

（1）研究区内水系主要以低矿化度软水为主，并且水系的pH呈现中性-弱碱性，部分地区由于受到污染达到微硬水的程度。

（2）研究区内白水江流域矿化度最高，为186.3～281.6mg/L。由于九寨沟地区所处大地构造位置为西秦岭与松潘-甘孜地槽褶皱系的接合部位，喀斯特溶蚀作用发育，基岩中有大量的裂隙和断裂，流域内植被发育，土壤中富含CO2及腐殖酸，岩石中还含有可产生酸类物质的有机质和含硫矿物，这给地下水提供了较丰富的C02来源，使地下水具有较强的侵蚀能力。由于河流水受到裂隙水的大量补给，所以其矿化度是最高的。

（3）HCO3-在水体中占优势地位，而Ca2+在阳离子中占主要地位，主要离子含量表现为阴离子：HCO3->SO42->Cl-；阳离子：Ca2+>Mg2+>K+>Na+。水化学的类型比较单一，大部分样品都是以HCO3-Ca和HCO3-Ca·Mg型为主的。

（4）根据水化学参数Pearson相关系数矩阵表研究显示，研究区内水体在循环的过程中，应该发生有钠长石和石膏的溶解反应。并且，水体中的CO2促进了该风化-溶滤作用，使钠长石和石膏加速溶解，在生成高岭土的同时，释放出大量的Ca2+和HCO3-。其中主要的离子来源于河水对河流基岩的溶滤作用，还有钠长石和石膏等矿物的风化分解，以及人类活动所产生的物质输入。

（5）区内河流对岩石的冲刷程度强烈，岩石的风化作用是水中离子自然来源的优势机制，水中主要离子的含量受碳酸盐和硫酸岩风化作用的共同影响，该区内水体水化学特征的形成的主要受碳酸盐矿物和硅酸盐矿物的溶解共同控制。

（6）区内地表河流水系中微量元素的含量普遍较低，反映出水岩交换作用较小。部分异常高值突显出人为活动对天然河流水质的影响。

（7）研究区内水样的矿化度一般都比较低，都在44.5～551.4mg/L之间，其均值为150.3mg/L，基本上属于低矿化度水和极低矿化度。阿坝地区水系矿化度分布呈现东高西低的特点。壤塘附近矿化度最低，小于51mg/L；平武附近的矿化度最高，超过了301mg/L。河流主干河水矿化度：白水江>白龙江>涪江>岷江>黑河>杜柯河>脚木足河>梭磨河>白河>则曲河

（8）研究区内大骨节病病区主要集中在洼地低海拔地区，且植被发育，说明有机质的酸性堆积的还原环境是在草甸和沼泽这样的地区，许多植物残体在半分解状态的腐殖化过程中形成各种腐殖酸，及其它有害人体健康的物质。水中的有机质含量高，水的硬度，矿化度及钙、镁硫酸根含量都相对较低，Fe、Mn等元素含量较高。以上综合因素是该区的水化学主要特点。因此长期饮用具有这些特点的人容易缺少人体生长所需要的钙质，容易使骨骼发育不正常。

（9）该病区一般多集中在地质活动较为频繁的构造带上，石灰岩分布区，大骨节病不发生或少发生。说明酸性的岩浆活动而产生的热液水对大骨节病的发生有一定影响。

参考文献

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作者简介：刘晨阳（1989—），男，汉族，吉林吉林，硕士研究生，理学学士，单位：成都理工大学 地球科学学院 地球化学系，研究方向：矿床地球化学。endprint