汶川縣大骨節(jié)病區(qū)水文地球化學(xué)特征分析

易加強(qiáng)，黃楊榮，周中海

(1.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四0五地質(zhì)隊(duì)，四川 都江堰 611830；2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局成都水文地質(zhì)工程地質(zhì)中心，四川 成都 610081)

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汶川縣大骨節(jié)病區(qū)水文地球化學(xué)特征分析

易加強(qiáng)1，黃楊榮2，周中海1

(1.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四0五地質(zhì)隊(duì)，四川 都江堰 611830；2.四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局成都水文地質(zhì)工程地質(zhì)中心，四川 成都 610081)

汶川縣大骨節(jié)病區(qū)主要分布于綿虒鎮(zhèn)板子溝、白土坎等2個(gè)行政村，病區(qū)面積76.82 km2。通過在病區(qū)開展水文地質(zhì)調(diào)查、遙感解譯、水文地球化學(xué)評價(jià)、水質(zhì)采樣和分析測試、水文地質(zhì)物探等工作，查明了病區(qū)地下水類型、分布及補(bǔ)、徑、排循環(huán)儲存條件。通過研究表明，病區(qū)飲用水源具有極低礦化度的特點(diǎn)，此外，病區(qū)水源腐殖酸含量略高于非病區(qū)，但總體上均處于較低水平。

汶川縣；大骨節(jié)病；遙感解譯

大骨節(jié)病(Kaschin-Beck disease，縮寫KBD)是一種地方性、多發(fā)性、變形性骨關(guān)節(jié)的疾病、基本病理變化是骺軟骨、關(guān)節(jié)軟骨和(或)骺板軟骨壞變[1-2]。

大骨節(jié)病是四川省主要病種之一，因其發(fā)病率和致殘率高，對病區(qū)人民群眾生產(chǎn)生活造成了嚴(yán)重影響。本文以四川省大骨節(jié)病區(qū)汶川縣為研究區(qū)通過系統(tǒng)采集地表水、地下水水樣，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐膮^(qū)域水文地質(zhì)條件，分析病區(qū)水化學(xué)環(huán)境特征，試圖從水環(huán)境角度解釋大骨節(jié)病成因機(jī)制，為大骨節(jié)病的綜合防治提供理論支持。

1　研究區(qū)概況

汶川縣位于四川盆地西北部，阿壩藏族自治州東南部。東鄰彭縣、灌縣，南靠崇慶、大邑縣，西接寶興、小金縣，西北和東北分別與理縣、茂汶縣(現(xiàn)茂縣)相連。

汶川縣大骨節(jié)病區(qū)主要位于岷江干流綿虒段右岸一級支溝板子溝、馬埝坪溝、蘇村溝等小流域范圍內(nèi)，屬綿虒鎮(zhèn)板子溝、白土坎等2個(gè)行政村，病區(qū)面積76.82 km2。病區(qū)位于岷江上游半干旱河谷地區(qū)，屬南溫帶半干旱氣候，年平均降水量598.6 mm。病區(qū)所在地貌總體上屬于中山和河谷區(qū)，山體相對高差在500～1 500 m之間；在板子溝上游為高山、極高山分布，為無人煙區(qū)。病區(qū)的板子溝村居民多居住于板子溝溝谷一帶，僅嶺崗組位于山脊頂部；而白土坎村、小茅坪村居民則多居住于中山區(qū)的高半山一帶，斜坡坡度多在35°以上。病區(qū)出露地層主要有中元古界黃水河群(Pthn)、泥盆系月里寨群(Dyl)、志留系茂縣群(Smx)以及雪隆包花崗巖體等。病區(qū)村民飲用水源以淺表層地下水為主，其中淺表層地下水以上層滯水為主。

2　病區(qū)水文地球化學(xué)特征

本次工作中結(jié)合對病區(qū)村寨和對比研究非病區(qū)村寨人們飲用水源情況的調(diào)查，共計(jì)采集基本分析樣65組，其中淺表層地下水基本分析樣25組(病區(qū)10組，非病區(qū)15組)，地表水基本分析樣37組(病區(qū)25組，非病區(qū)12組)，另采集村民水缸水和開水基本分析樣各1組，機(jī)井地下水基本分析樣1組，對其礦化度、總硬度、pH值、堿度、重碳酸根、硫酸根、氯離子、鈣離子、鎂離子、鈉離子、鉀離子、腐殖酸總量、富啡酸、胡敏酸、耗氧量(CODMn)、氟化物、硝酸鹽(以N計(jì))、鐵(Fe)、錳(Mn)、砷(As)、硒(Se)等指標(biāo)進(jìn)行了分析測試。采樣點(diǎn)位置圖見圖1。

本次工作在上述取樣分析測試的基礎(chǔ)上，對各類水樣基本化學(xué)特征進(jìn)行了綜合分析，以下對各類組分特征分別進(jìn)行闡述。

圖1　汶川縣大骨節(jié)病區(qū)水質(zhì)取樣分布圖

2.1水化學(xué)類型

從水質(zhì)分析結(jié)果來看，汶川縣淺表層地下水化學(xué)類型類型較復(fù)雜，據(jù)數(shù)據(jù)作出各流域各種化學(xué)類型淺表層地下水所占百分比的柱狀圖如圖2，水化學(xué)piper三線圖如圖3。

由圖表可見，區(qū)內(nèi)地下水化學(xué)類型具有以下特點(diǎn)：

(1)汶川縣大骨節(jié)病區(qū)與附近非病區(qū)淺表層地下水化學(xué)類型并沒有太大的差別，總體上都以重碳酸鈣型水、重碳酸鈣鎂型水、重碳酸硫酸鈣型水、重碳酸硫酸鈣鎂型水和重碳酸硫酸鎂鈣型水為主，有少量重碳酸鎂鈣型水、重碳酸鎂型水和硫酸重碳酸鈣鎂型水。

(2)而地表水的化學(xué)類型相對較單一，其中，病區(qū)以重碳酸鈣型水為主，有少量重碳酸鈣鎂型水和重碳酸硫酸鈣鎂型水，非病區(qū)以重碳酸硫酸鈣型水為主，有少量重碳酸鈣型水、重碳酸鈣鎂型水和重碳酸硫酸鈣鎂型水。

(3)從三線圖特征分析，水質(zhì)分析結(jié)果主要集中在兩個(gè)三角形左側(cè)和菱形左上側(cè)，各樣點(diǎn)分布較為集中，無明顯分異特征，說明病區(qū)水樣總體上補(bǔ)給來源基本相同，其陽離子方面，堿土金屬含量明顯高于堿金屬，陰離子方面，含重碳酸根等弱酸高于氯離子等強(qiáng)酸離子，水化學(xué)類型方面以重碳酸或重碳酸硫酸鈣鎂型水為主。

圖2　各類水源水化學(xué)類型所占比例柱狀對比圖

圖3　汶川縣大骨節(jié)病區(qū)水化學(xué)piper三線圖

2.2常量組分特征

對病區(qū)和非病區(qū)淺表層地下水主要常量組分特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，各常量組分含量對比情況如圖4。

圖4　各類水源常量組分含量柱狀對比圖

通過分析，調(diào)查區(qū)各類水源常量組分具有以下特點(diǎn)：

(1)比病區(qū)與非病區(qū)的對比情況看，病區(qū)淺表層地下水礦化度平均值為390 mg/L，而非病區(qū)淺表層地下水礦化度平均值則達(dá)408 mg/L，另外，病區(qū)地表水礦化度平均值為170 mg/L，而非病區(qū)地表水礦化度平均值則達(dá)244 mg/L，可見，總體上非病區(qū)水源礦化度高于病區(qū)，特別在地表水方面體現(xiàn)最為明顯。

(2)病區(qū)與非病區(qū)淺表層地下水和地表水礦化度變化均較大，但對比研究表明，病區(qū)附近礦化度小于150 mg/L的水源所占比例較大，有的地表水礦化度甚至低至56 mg/L，隨著礦化度升高，總體上患病程度呈降低的趨勢。根據(jù)病區(qū)各類水源礦化度特征的統(tǒng)計(jì)并結(jié)合對應(yīng)病情統(tǒng)計(jì)，將汶川縣礦化度低于150 mg/L的水源劃為極低礦化度水源，150～300 mg/L為基本適宜的水源礦化度區(qū)間，達(dá)到300 mg/L以上的為適宜的礦化度區(qū)間。

(3)其他常量陰陽離子組分的含量特征和病區(qū)、非病區(qū)的對比變化情況總體上與礦化度體現(xiàn)出相似的規(guī)律性，且常量陰陽離子組分與礦化度表現(xiàn)出較強(qiáng)的相關(guān)性。

對各類水源腐殖酸指標(biāo)特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，無論地表水還是淺表層地下水，病區(qū)水源腐殖酸平均含量均高于非病區(qū)，其含量均約為非病區(qū)的2倍左右，病區(qū)水源水中腐殖酸含量較高可能是致病影響因素之一。

對工作區(qū)各類水源F-含量特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，病區(qū)與非病區(qū)水源F-含量沒有明顯差異，因此汶川縣大骨節(jié)病區(qū)患病與F-含量關(guān)系不顯著。

污染指標(biāo)主要以化學(xué)耗氧量衡量，對各類水源化學(xué)耗氧量(CODMn)特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，病區(qū)各類水源水化學(xué)耗氧量總體上高于非病區(qū)，說明病區(qū)水源水污染程度可能略高于非病區(qū)，且地下水化學(xué)耗氧量與非病區(qū)總體相當(dāng)，所以從避免污染角度，地下水是較好的選擇。

對各類水源中鐵、錳、砷、硒等微量元素的含量特征進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，汶川縣大骨節(jié)區(qū)及附近非病區(qū)地表水和淺表層地下水中鐵含量總體上處于較高水平，個(gè)別水樣存在超標(biāo)現(xiàn)象，且病區(qū)水源鐵含量總體上高于非病區(qū)，地表水高于淺表層地下水，而地下水中鐵含量均處于極低水平。

3　結(jié)語

大骨節(jié)病區(qū)主要為基巖裂隙水和松散層孔隙水分布?；鶐r裂隙水賦存于基巖風(fēng)化帶裂隙中，水量較貧乏，泉流量一般為0.1～0.5 mg/L。松散巖類孔隙水賦存于岷江河谷一級階地沙礫卵石層以及支溝谷地及溝口沖洪積塊碎石土、漂石夾角礫土中，具有礦化度較高，腐殖酸含量低的特點(diǎn)，且水量較豐富，單井出水量多在70～80 m3/d以上。

病區(qū)飲用水源往往具有極低礦化度的特點(diǎn)，此外病區(qū)水源腐殖酸含量略高于非病區(qū)，但總體上均處于較低水平，這也與全縣大骨節(jié)病區(qū)以輕病區(qū)為主的特點(diǎn)相統(tǒng)一。因此，汶川縣大骨節(jié)病區(qū)患病可能主要與飲用水源的極低礦化度相關(guān)，與高腐殖酸含量的相關(guān)關(guān)系則不太顯著。

[1]Hinsenkamp M.Kashin-beck diease[J/OL].International Orthopaedics，2001，25(3)：133.Doi：10.107/S002640000177.

[2]Kolsteren P.Kashin-Beck diease[J].Ann.Soc.Belg.Med.Trop.1992，72：81-91.

[3]楊建伯.中國大骨節(jié)病防治策略[J].中國地方病雜志.1997，16(3)：129-131.

[4]Li S J，Li W，Hu X，et al.Soil selenium concentration and Kashin-Beck disease prevalence in Tibet，China[J].Frontiers of Environmental Sicence and Engineering in China，2009，3(1)：62-68.

2016-03-21

國土資源部與四川省合作項(xiàng)目“汶川縣大骨節(jié)病區(qū)地下水調(diào)查與供水安全示范打井工程”資助(川國土資函[2009]931號)

易加強(qiáng)(1983-)，男，四川都江堰人，工程師，主要從事水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害的工作與研究。

P641.3

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1004-1184(2016)04-0119-02