淺析九寨溝縣大錄鄉(xiāng)大骨節(jié)病區(qū)水文地球化學(xué)特征

1、淺析九寨溝縣大錄鄉(xiāng)大骨節(jié)病區(qū)水文地球化學(xué)特征摘要：在簡要介紹九寨溝縣大錄鄉(xiāng)大骨節(jié)病病區(qū)地下水賦存與分布根底上，闡述該區(qū)域水文地質(zhì)條件，針對境內(nèi)的水文地球化學(xué)環(huán)境進(jìn)展分析，評價(jià)了大骨節(jié)病重病區(qū)水環(huán)境特征，在此根底上提出防治措施。關(guān)鍵詞：大錄鄉(xiāng)；大骨節(jié)?。凰牡厍蚧瘜W(xué)環(huán)境0、引言大骨節(jié)病，自1849年被報(bào)道以來，已研究了150多年，其病因尚未完全清楚。據(jù)調(diào)查，此病好發(fā)于515歲年齡人群，屬于特征性骺軟骨損害、關(guān)節(jié)損害、并逐步由四肢向脊柱開展的慢性變形性骨關(guān)節(jié)玻其研究主要集中于環(huán)境因素討論，形成了環(huán)境致病學(xué)說。一類是環(huán)境地球化學(xué)學(xué)說，以缺硒和碘為代表；另一類是水中有機(jī)物中毒學(xué)說，以水中有機(jī)物和腐植酸

2、中毒為代表；第三類是糧食中真菌毒素中毒學(xué)說，以鐮刀菌毒素中毒為代表。還有研究者根據(jù)大骨節(jié)病病理切片結(jié)果提出了病毒病因?qū)W說，但均不能對該病做出圓滿解釋。因此，有人那么提出綜合效應(yīng)學(xué)說，認(rèn)為本病是多種因素共同作用的結(jié)果。有研究說明，人體所攝人的各類元素皆與區(qū)域環(huán)境有著親密的聯(lián)絡(luò)，人體血液中的元素曲線與地殼中的元素豐度曲線相吻合。該種情況反響出這些元素在人體組成中的含量是在漫長的歲月中通過人體新陳代謝，與環(huán)境進(jìn)展物質(zhì)交換，長期進(jìn)化、遺傳、變異的結(jié)果。并與環(huán)境物質(zhì)建立了動(dòng)態(tài)平衡。一旦人類生存的地球化學(xué)環(huán)境發(fā)生變化，或者元素價(jià)態(tài)發(fā)生了改變，就會(huì)引起人體內(nèi)的臟器功能發(fā)生變異，從而導(dǎo)致地方玻阿壩州是四川省大

3、骨節(jié)病患者最多的地區(qū)，九寨溝縣是阿壩州的病區(qū)縣之一，全縣5個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)有大骨節(jié)病分布，其中以大錄鄉(xiāng)病情尤為嚴(yán)重。長期以來，它嚴(yán)重危害著該區(qū)人民身心安康，制約著當(dāng)?shù)厣鐣?huì)經(jīng)濟(jì)開展和脫貧致富。因此，對該地區(qū)的環(huán)境水文地球化學(xué)進(jìn)展分析，查清病因，對防治疾病非常重要。1、研究區(qū)水文地質(zhì)環(huán)境概況九寨溝縣位于四川阿壩藏族羌族自治州東北部(東經(jīng)1032710426，北緯32533343)，青藏高原東北緣，岷山山脈的東部、龍門山山脈的西北部，地勢西北高、東南低。縣境東西長93k，南北寬89.83k，總面積5286k2。大錄鄉(xiāng)位于九寨溝縣西北面，黑河上游西岸，地勢西北高，南東漸低，境內(nèi)以構(gòu)造侵蝕中山、中高山為主，山峰海

4、拔一般在4000以上，且終年積雪，地貌上以高山為主，兼有部分山原和零散平壩。地表海拔多在23002500之間，谷深流急，谷坡陡峻，森林茂密，相對高差大約在1500。岷江南北向構(gòu)造帶穿過境內(nèi)，該構(gòu)造帶褶皺構(gòu)造發(fā)育，斷裂現(xiàn)象極少且不明顯。褶皺構(gòu)造形跡呈北東一南西向展布，并且向北東方向壓縮收斂，向南西方向逐漸漫散撒開并有轉(zhuǎn)為南西西向之勢；組成地層全屬三疊系中上統(tǒng)，以一套中一厚層狀變質(zhì)長石石英砂巖，鈣質(zhì)細(xì)粒石英砂巖間夾深灰色、黑色薄一中厚層狀粉砂質(zhì)板巖、鈣質(zhì)板巖、鈣質(zhì)粉砂巖、砂質(zhì)灰?guī)r為主，受岷江南北向構(gòu)造帶影響，出露泉水的水化學(xué)特征和地下水深循環(huán)帶之間存在親密聯(lián)絡(luò)，因此也是水化學(xué)環(huán)境異常的重要考察區(qū)域

5、。流經(jīng)大錄鄉(xiāng)境內(nèi)的主要河流為黑河，水資源豐富，河流年徑流量較大，一般1月3月為枯水期，7月9月為洪水期，洪、枯水量變化十清楚顯，達(dá)49倍左右。地表徑流的來源為大氣降水以及高山冰雪融水和地下水的補(bǔ)給。豐水期補(bǔ)給主要為大氣降水和冰雪融水，7月一9月三個(gè)月的徑流量可達(dá)年徑流量的5070以上。枯水期主要為地下水補(bǔ)給，高山湖泊也是部分地表徑流形成的水源條件。大錄鄉(xiāng)年平均溫度為12.7，1月平均氣溫1.7，7月均氣溫22.3，氣溫隨海拔升高而下降，平均降幅為0.55/100，極低氣溫為9.4，極高氣溫35.8。屬大陸性高原氣候，四季不清楚，冬季嚴(yán)寒漫長，無霜期短，晝夜溫差大，年均降雨量約600。地區(qū)性差異

6、及垂直分帶性明顯，主要為高原向平原、盆地的過渡地帶，從總體上看，病區(qū)分布符合大骨節(jié)病高海拔低緯度的特點(diǎn)。黑河流域?qū)侔姿^大支流，河谷寬度一般100300間，切割深度相對較大，相對高差500800，谷坡較陡，屬于中一高山區(qū)。發(fā)源于大錄鄉(xiāng)括西登來雜山，由西流向北在大錄鄉(xiāng)附近轉(zhuǎn)彎向東、向南在雙河鄉(xiāng)附近匯人白水江，多年平均流量313/s，溝床平均比降13。河谷普遍為深切河曲型，河谷的分布明顯受斷裂系的影響，水系為似平行狀和羽狀。該流域單元地下水補(bǔ)徑排的特點(diǎn)是：NE側(cè)因受永久凍土層的影響，潛水的補(bǔ)給帶比擬集中；受岷江斷裂帶的影響，深部裂隙水較發(fā)育；無論是地下水的水量還是水質(zhì)方面，黑河水系對地下水水化學(xué)

7、組成的影響較大。在風(fēng)化裂隙水發(fā)育的背景下，構(gòu)造裂隙水非常發(fā)育，地下水的深循環(huán)作用強(qiáng)烈，多處可以見到上升泉；由于深循環(huán)作用，沿岷江斷裂帶地下水的水化學(xué)性質(zhì)非常復(fù)雜。礦化度高，含有Fe、n等元素多，有時(shí)還含有H2S、Q2等氣體。2、含水層組特征及地下水類型2.1區(qū)域含水層組特征大錄鄉(xiāng)屬岷山山脈北段，構(gòu)造上受南北及東西方向構(gòu)造控制，不同方向構(gòu)造復(fù)合，故構(gòu)造形跡較為復(fù)雜，巖組類型眾多，因此地下水類型較為齊全，按傳統(tǒng)水文地質(zhì)學(xué)把地下水分為孔隙型、裂隙型、溶隙型含水層組?？紫缎秃畬咏M主要是第四系各種堆積物組成，水量較為豐富。由于松散巖類一般沿河谷、溪溝底部及山腳附近分布，受地表水影響顯著。主要分布于黑河

8、兩岸平壩，該類地下水動(dòng)態(tài)變化大，與黑河互為補(bǔ)排關(guān)系，水質(zhì)易受污染。裂隙型含水層組的貯水空間有層狀、風(fēng)化、構(gòu)造裂隙三類，為該區(qū)域主要含水層，賦存地層為三疊系中三迭統(tǒng)雜谷腦組(T2z)、上統(tǒng)侏倭組(T3zh)、上統(tǒng)新都橋組(T3xn)和上統(tǒng)羅空松多組(T31)的石英砂板巖中，一般具承壓性。受構(gòu)造影響基巖裂隙較發(fā)育，地下水類型以基巖裂隙水為主，各溝溝水多由基巖裂隙泉水出露聚集而成。巖溶水含水層組，該含水層組分布相對較為廣泛，富水性差異較大，大錄鄉(xiāng)境內(nèi)出露較多的三疊系上統(tǒng)侏倭組(T3zh)以賦存不均一的巖溶水為主，其南部與漳扎鎮(zhèn)交界的二迭系三道橋組(Ps)灰?guī)r及三疊系中統(tǒng)雜谷腦組(T2z)結(jié)晶灰?guī)r以賦

9、存均一的巖溶化構(gòu)造裂隙水為主，富水性中等一強(qiáng)。2.2研究區(qū)地下水類型大錄鄉(xiāng)居民多居住于構(gòu)造侵蝕中山地貌類型區(qū)，屬三疊系中上統(tǒng)地層，以板巖、砂巖為主，部分夾石英灰?guī)r.根據(jù)大錄鄉(xiāng)大骨節(jié)病區(qū)的地形地貌、地層巖性等地質(zhì)環(huán)境條件，認(rèn)為該病區(qū)最主要的地下水類型為板巖、砂巖風(fēng)化帶裂隙水。該區(qū)切割相對較深，地下水補(bǔ)給區(qū)多為各個(gè)支溝溝源至溝口的斜坡地帶，由于斜坡坡度較陡，區(qū)內(nèi)斜坡地帶多表現(xiàn)為導(dǎo)水而不富水，地下水多在溝谷地帶富集。受基巖裂隙發(fā)育程度控制，裂隙發(fā)育、匯水條件好，相應(yīng)的地下水較為豐富。據(jù)調(diào)查，砂巖區(qū)裂隙較板巖區(qū)發(fā)育，且張開度好，因此砂巖分布區(qū)，地下水較豐富。3、大骨節(jié)病的分布及水文地球化學(xué)特征分析為了

10、研究大錄鄉(xiāng)大骨節(jié)病病因，首先查明了病區(qū)患病分布情況，包括該病分布的區(qū)域地貌，巖性，患病人員年齡構(gòu)造，飲用水來源，生活習(xí)慣等。并通過野外踏勘對居民飲用水來源的水點(diǎn)單元取樣，在室內(nèi)做全分析。對全分析結(jié)果進(jìn)展Q聚類，分析聚類結(jié)果。3.1大骨節(jié)病分布大骨節(jié)病在九寨溝的分布如圖1所示。從地貌上來看，該區(qū)大骨節(jié)病主要分布在構(gòu)造侵蝕中山地貌區(qū)，患病居民安置點(diǎn)以河流谷地、斜坡臺(tái)地、山間盆地為主，少部分牧民居住在山頂；從地層巖性上來看，病區(qū)主要分布于三疊系中上統(tǒng)地層分布區(qū)，巖性以板巖、砂巖為主，部分夾灰?guī)r、結(jié)晶灰?guī)r；僅在南部馬家鄉(xiāng)的大骨節(jié)病區(qū)為非三疊系中上統(tǒng)地層，但巖性仍以中厚板巖、中一厚層砂巖為主。節(jié)理裂隙、

11、風(fēng)化裂隙隨處可見，揉皺現(xiàn)象明顯。而從目前掌握的各村患病率情況來看，存在從黑河上游至下游，患病率有逐漸變小的趨勢，如位于黑河上游的東北村、大錄村及沙勿村患病率較高(如圖2)，因此，大骨節(jié)病分布總體上似乎與海拔上下親密相關(guān)。從調(diào)查掌握資料情況來看，大骨節(jié)病區(qū)村寨主要飲用水源為地表溪溝水和淺層循環(huán)的泉水(如圖3、圖4)，牧民直接飲用者占多，起居飲水習(xí)慣多為馬茶水。且患者多以中年、中老年人為主。3.2水化學(xué)分析野外病區(qū)踏勘共取水樣51件，東北村8件，大錄村6件，沙勿村5件，芝麻村7件，八屯村11件，香扎村14件。其中溪溝水32件，起居引用茶水4件，黑河河水從上游至下游5件，基巖裂隙泉水6件，淺層地下水

12、4件。野外非病區(qū)(漳扎鎮(zhèn))踏勘共取水樣4件。對這些樣品做全分析，并提取部分典型的水點(diǎn)列表如表1表4所示。通過病區(qū)主要離子含量(表1)和非病區(qū)主要離子含量(表2)飲用水中的比照分析可以看到，病區(qū)飲水多屬于低礦化水(硬度、礦化度均偏低，)且病區(qū)飲用水中主要離子含量與非病區(qū)水中的主要離子含量相比偏低，其中，尤其是病區(qū)標(biāo)型元素，化合物以S2-4顯著偏低。而且，飲用水中陰離子絕對值比擬為H-3S2-4l-。在病區(qū)飲用水中，主要離子含量a2+、g2+均偏低，而比照表3和表4，微量元素中n、As、Se均偏低，但F、Fe、u稍偏高。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，病區(qū)環(huán)境多富含腐殖質(zhì)，溪溝水地表徑流速度快，礦化度低，且多受有機(jī)污染

13、(見圖3)，腐殖酸(H)含量最高可達(dá)0.330.66g/L；非病區(qū)飲用水中腐殖酸(H)含量小于0.16g/L，那么無人發(fā)病，說明因水中腐殖酸(H)含量與大骨節(jié)病有明顯正相關(guān)。生活遠(yuǎn)在大錄鄉(xiāng)的居民，飲水習(xí)慣為馬茶與水燒沸飲用，如表1中浦萬珠家、切珠家、旦真扎海家起居飲用水中F含量、腐殖酸含量嚴(yán)重超標(biāo)，而n、As、Se含量顯著偏低，低硒帶相對潮濕，年降水4001000，蒸發(fā)量小于降水量氣候區(qū)，植被茂盛，年平均溫度較低，植物殘?bào)w不能徹底分解，產(chǎn)生大量有機(jī)酸，使地表水，潛水多為低礦化的酸性一弱酸性軟水，pH4.56.8，土壤透氣性不良，多屬復(fù)原環(huán)境。酸性環(huán)境有利于巖石風(fēng)化，使硒從巖石風(fēng)化殼和土壤中被淋

14、失。因此水中F含量、腐殖酸含量過高，缺Se可導(dǎo)致大骨節(jié)病發(fā)生。從大錄鄉(xiāng)不同地點(diǎn)的水樣中抽取了部分典型水點(diǎn)(SY1-SY38)的水化學(xué)分析結(jié)果進(jìn)展聚類分組分析。采用的是樣品聚類分析Q型聚類，聚類結(jié)果見圖5。隨機(jī)分類按照樣品中元素的化學(xué)含量聚類分組，總的可以將樣品分成4大類：其中A型水樣占多數(shù)且多以地表溪溝水、河水為主，水樣中K+、Na+、a2+、g2+離子偏低，礦化度低，為重碳酸鈣型和重碳酸鈣鎂型，以軟水為主。B型多為第四系孔隙水、腐殖層水、淺層地下水，多為無色無味，水樣中K+、Na+、g2+離子含量偏高，礦化度高，為重碳酸鎂鈣型，該類型水為戶外牧民的主要飲用水源。類水樣為風(fēng)化裂隙水、基巖裂隙水

15、，弱堿性，低礦化度軟水，水無色無味，以重碳酸鈣型為主，含I，S02-4，N-3離子均偏高。類最具代表性水樣為幾瓦幾股泉，該水點(diǎn)出露于大錄鄉(xiāng)香扎村陶高寨SE側(cè)一斜坡中上部陡坎下，泉水無色無味，流量約9L/s，周圍揉皺現(xiàn)象多，風(fēng)化裂隙寬度最大可達(dá)5，受大氣降水及融雪的補(bǔ)給，裂隙那么很有利于地下水的儲(chǔ)積及運(yùn)移，判斷其為深層承壓性裂隙水，水樣經(jīng)檢測不含腐殖酸，礦化度和總硬度與非病區(qū)的水樣檢測結(jié)果相吻合。經(jīng)入戶調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該村患病率相對較低。D類水樣那么為當(dāng)?shù)鼐用衿鹁语嬘玫牟杷?，茶水由居民將溪溝水引流或水桶挑泉水，參加馬茶骨料，煮沸后濾渣飲用，水樣分析結(jié)果顯示(如表1)：該水樣呈弱酸性，水樣中K+、Na+

16、、a2+、g2+、I-離子顯著偏高，而且耗氧量、腐殖酸含量嚴(yán)重超標(biāo)，由于水中腐殖酸(一H)含量與大骨節(jié)病有明顯正相關(guān)，長期飲用這種馬茶，必然誘發(fā)大骨節(jié)玻另外，水中F-。l-，S2-4，N-3，N-2，H-3，P3-4，F(xiàn)e2+，NH+4在A、B、三種聚類類型中有依次遞增，含量越來越多的趨勢，特別是H-3，P3-4，F(xiàn)e2+，H2Si3等在復(fù)原環(huán)境中大量存在的離子，當(dāng)出露于地表之后含量明顯變少。說明在地表受到氧化作用之后，水中離子已經(jīng)轉(zhuǎn)變，而且受到大氣降水等的淋濾、稀釋、搬運(yùn)作用，使得部分地表水和淺層地下水中的a2+，g2+等化學(xué)元素缺乏，在研究區(qū)內(nèi)，A、型水多為軟水。長期飲用該類型水，很可能導(dǎo)

17、致鈣缺乏，引發(fā)一系列的骨科玻4、結(jié)語綜合上述分析結(jié)果得出大骨節(jié)病在發(fā)病區(qū)的地質(zhì)環(huán)境及水化學(xué)特征如下。九寨溝地區(qū)的氣候潮濕，植被茂盛，有機(jī)質(zhì)來源豐富。區(qū)內(nèi)多為高山和高山峽谷區(qū)，少部分為丘陵區(qū)，水系較為發(fā)育，河流谷地、山間盆地、丘間洼地和沼澤及沼澤化濕地廣泛分布。山地徑流快洼地徑流緩慢，部分處于相對停滯狀態(tài)，在草甸、沼澤地區(qū)屬于有機(jī)質(zhì)的酸性堆積的復(fù)原環(huán)境，大部分植物殘?bào)w都處于半分解狀態(tài)的腐殖化過程，形成各種腐殖酸，以及對人體安康的有害物質(zhì)。病區(qū)飲用水中腐殖酸(H)含量最高可達(dá)0.330.66g/L；非病區(qū)飲用水中腐殖酸(H)含量小于0.16g/L，那么無人發(fā)病，說明因水中腐殖酸(H)含量與大骨節(jié)病

18、有明顯正相關(guān)。當(dāng)?shù)鼐用耧嬘盟畞碓床缓?。大部分居民以引流溪溝水或泉水作為飲用水來源，A類溪溝水水中有機(jī)質(zhì)含量高，偏弱堿性，水的硬度，礦化度及鈣、鎂、硫酸根含量均相對較低，且n、As、Se含量顯著偏低。而氟、鐵、銅含量較高，長時(shí)間飲用軟水容易使得人體生長必需的鈣質(zhì)缺乏，導(dǎo)致骨骼不能正常發(fā)育；而硒是人體必需微量元素，對人畜的軟骨、肌肉及酶代謝有重要的醫(yī)學(xué)生物學(xué)意義，它的缺乏導(dǎo)致脂質(zhì)過氧化反響增強(qiáng)，加速細(xì)胞老化，引起軟骨細(xì)胞核和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)退變，產(chǎn)生大骨節(jié)病類似病理改變。當(dāng)?shù)鼐用耧嬎写淖儭?jù)人戶調(diào)查發(fā)現(xiàn)，絕大部分的居民在飲用水中參加馬茶并煮沸成茶，泡糌粑食用。該類茶水水樣分析結(jié)果顯示，水中腐殖酸含量超高(平均約117.5g/L)，呈弱酸性，水中K+、Na+、I-顯著偏高，水的硬度、礦化度均相對較低，F(xiàn)e、F偏高，n、As、Se含量顯著偏低。水中有機(jī)物中毒學(xué)說認(rèn)為，大骨節(jié)病區(qū)飲水中黃腐酸含量高于非病區(qū)，其中部分組分含有可產(chǎn)生自由基的構(gòu)造單元。病區(qū)飲水的內(nèi)源性自由基信號顯著高于非病區(qū)，顯示了大骨節(jié)病病因與病區(qū)生態(tài)環(huán)境中含自由基物質(zhì)之間存在著內(nèi)在聯(lián)絡(luò)。因此，更多居民長期飲用該茶水可能會(huì)使大骨節(jié)病擴(kuò)散。病區(qū)在分布上存在明顯的地域性特征，病區(qū)恰好位于寒冷干旱的大陸性氣