Antecedentes geoquímicos ambientales del selenio en el área de Zhangjiakou
(Centro de Geoquímica Bioambiental, Academia China de Ciencias Geológicas, Beijing 100037)
Johnson Company
(Servicio Geológico Británico) , Reino Unido)
Wang Yuanji Fuquan
(Instituto Zhangjiakou de Enfermedades Endémicas, Zhangjiakou, Hebei)
Este artículo analiza las rocas, los sedimentos de los ríos, el suelo y sus Un estudio exhaustivo de los perfiles llevó a las siguientes conclusiones: la relación entre el selenio ambiental y la enfermedad de Keshan. ①El contenido de selenio de varias rocas en esta área varía de 0,11 a 0,19 μg/g. Hay poca diferencia entre las rocas y no está directamente relacionado con la enfermedad de Keshan. (2) Los sedimentos de los ríos provienen principalmente de rocas volcánicas intermedias-básicas y gneis de plagioclasa en los tramos superiores. El contenido de selenio es de 0,05 ~ 0,09 μ g/g, que es casi el doble que el de las rocas, y no hay niveles anormales. agujas. ③Las aldeas más gravemente afectadas por la enfermedad de Keshan están ubicadas en los valles abiertos entre las suaves pendientes a ambos lados de la cuenca y las colinas y montañas bajas en el lado norte. El suelo del primero es suelo de pradera, que contiene pórfido de cuarzo del Jurásico superior y residuos de riolita; el suelo del segundo es principalmente loess, seguido de suelo calizo y suelo arenoso, que contiene aluvión (en el lado norte de la cuenca media); Las aldeas con bajas enfermedades y las aldeas libres de enfermedades se distribuyen principalmente en valles fluviales, llanuras aluviales aluviales, valles fluviales y terrazas en el lado sur de la cuenca. El suelo es suelo arenoso aluvial (suelo calcáreo), y el contenido de selenio en el suelo disminuye desde aldeas gravemente enfermas hasta aldeas medianas y bajas y hasta aldeas no enfermas. La excepción es el suelo de pradera a ambos lados de la cuenca. La tendencia de distribución del selenio en la superficie del suelo se explica inicialmente por la diferenciación del selenio en el perfil del suelo.
Zhangjiakou; Geoquímica del selenio
Zhangjiakou se encuentra en la parte norte de la provincia de Hebei, China, en la frontera con Mongolia Interior, y es una de las áreas endémicas de la enfermedad de Keshan en China. Han pasado más de 50 años desde que se descubrió la enfermedad en 1945. Pero entre 1962 y 1972 se llevaron a cabo investigaciones formales a gran escala. Esta encuesta confirmó que los condados de Guyuan y Zhangbei son áreas gravemente enfermas (la tasa de incidencia es superior a 50/65438+ millones), y los condados de Chicheng, Chongli y Shangyi son áreas moderadamente afectadas (la tasa de incidencia es de 30 ~ 50/65438+ millones). ), los condados de Huailai, Kangbao y Zhuolu son áreas de enfermedad leve (la tasa de incidencia es inferior a 365,438+). Hay 366 aldeas en 35 municipios en 8 condados, con una población de 303.776 y una población de 4.999. Se concentran principalmente en los municipios de Fengyuandian, Xiaochang y Changliang en el condado de Guyuan y en Zhanhai, Dahun y Third Township en el condado de Zhangbei. Casi el 80% de los pacientes se distribuyen en 35 aldeas administrativas de estas 6 ciudades. Los grupos afectados se concentran principalmente en mujeres en edad fértil entre 20 y 49 años y niños menores de 10 años, siendo los primeros más significativos.
Topográficamente, la zona es alta en el norte y baja en el sur, empinada en el sur y suave en el norte. En lo que respecta a los cuatro condados de Guyuan, Zhangbei, Chicheng y Chongli involucrados en este artículo, los dos primeros están ubicados en mesetas y llanuras montañosas bajas, mientras que los dos últimos son montañas, colinas y valles. Ambos están delimitados por la cuenca este-oeste, mientras que la enfermedad de Keshan se distribuye a ambos lados de la cuenca y la tasa de incidencia tiende a disminuir desde la cuenca hacia ambos lados a medida que disminuye la altitud (Figuras 1 y 2). Actualmente, mientras algunas salas se resuelven de forma natural, están surgiendo nuevas enfermedades en otros lugares. Por ejemplo, la aldea de Lamadong en el condado de Guyuan era una aldea levemente enferma en 1972, pero 192 alcanzaron una tasa de detección de 1/114; 15 de los pacientes tenían menos de 50 años, incluidos jóvenes de alrededor de 20 años. La aldea Erdaowan de la Universidad de Zhangbei tenía sólo 9 pacientes durante el censo de 1964, pero ahora el número ha aumentado a 38. Vale la pena señalar que estos pacientes recién descubiertos y las aldeas con nuevos desarrollos de la enfermedad están ubicadas en el lado norte de la cuenca, lejos de la cuenca, y pertenecen a la cuenca montañosa baja y montañosa. El terreno parece evolucionar hacia una zona de transición entre montañas y llanuras.
Figura 1 Diagrama de geología y geoquímica de Maoyu-Houtingtouliang (sección A)
1-Sedimentos cuaternarios; 2-Jurásico superior 9 rocas volcánicas ácidas 3-Rocas volcánicas básicas intermedias del Jurásico medio; : 4-Rocas metamórficas arcaicas; 5-Granito Yanshaniano; 6-Suelo; Sedimentos de siete flujos
Figura 2 Mapa de corrientes oceánicas - Bosquejo de geología y geoquímica de Xu Jiaying (Parte B)
1-Sedimentos cuaternarios; 2-Rocas volcánicas ácidas del Jurásico Superior; 3-Rocas volcánicas básicas intermedias del Jurásico Medio; 4-Granito Indosiniano; 6-Suelo
La aparición de estos nuevos. y antiguas enfermedades muestra una vez más que los factores y condiciones de la enfermedad de Keshan todavía existen en el área de Zhangjiakou. Sin embargo, debido al retraso en la investigación en esta área, su etiología aún no está clara. El Instituto de Enfermedades Endémicas de Zhangjiakou y la Facultad de Medicina de Zhangjiakou tomaron muestras y analizaron conjuntamente el agua potable en la sala y descubrieron que el magnesio del agua en la sala era de 2 a 3 veces menor que el de las áreas fuera de la sala. También concluyeron que la enfermedad de Keshan está presente. la zona está relacionada con el bajo contenido de magnesio en el medio ambiente.
El análisis comparativo de la producción de magnesio y el magnesio en sangre entre salas y fuera de salas, y entre pacientes y no pacientes, no condujo a conclusiones similares. Por otro lado, la idea de que la enfermedad de Keshan esté relacionada con la deficiencia ambiental de selenio no ha sido confirmada en esta región. Debido a esto, el efecto de control de la enfermedad de Keshan en esta zona no es muy satisfactorio.
Desde 1995, el Centro de Investigación de Geoquímica Bioambiental de la Academia China de Ciencias Geológicas y el Servicio Geológico Británico, junto con la Oficina de Salud Municipal de Zhangjiakou y el Instituto de Prevención y Control de Enfermedades Endémicas, han logrado importantes avances en el estudio de las causas ambientales de la enfermedad de Keshan. Este artículo analiza exhaustivamente los antecedentes ambientales geoquímicos del selenio a través de estudios geológicos y geoquímicos y observaciones geomorfológicas del área de la enfermedad, y comprende la distribución y transformación del selenio en el sistema ambiental ecológico del área de Zhangjiakou y su relación con la aparición de la enfermedad de Keshan.
1 Características de distribución de la enfermedad de Keshan
La enfermedad de Zhangjiakou Keshan se concentra principalmente en Fengyuandian, Xiaochang, el municipio de Changliang en el condado de Guyuan y Zhanhai y Dazhou en los condados de Zhangbei, Hun y Sanxiang. Casi el 90% de los pacientes de la región se distribuyen en 35 aldeas naturales administrativas de estas 6 localidades.
2 Métodos de investigación
De acuerdo con las características de distribución y las tendencias de desarrollo de la enfermedad de Keshan, se utilizaron métodos de investigación integrales de geología, geografía, geoquímica y epidemiología endémica para realizar la geoquímica del selenio en el área. Se analizó el contexto ambiental. Sobre la base de la clasificación de Keshan de enfermedades graves, medianas y leves (no), mediante estudios de campo, muestreos clave y mediciones del perfil de ruta, la distribución de selenio y elementos relacionados en diversos medios ambientales (rocas, sedimentos de ríos y metales no ferrosos) en la zona (distribución en suelos cultivados) y su impacto sobre el selenio.
2.1 Levantamiento del tramo longitudinal de la ruta
De acuerdo con la distribución, terreno y condiciones de tráfico de la enfermedad de Keshan, se diseñaron dos tramos en el mapa topográfico 1:50000. La sección oriental comienza desde Maoyu en el condado de Chicheng en el sur hasta Houpingtouliang en el condado de Guyuan en el norte, y recorre 39,4 kilómetros de norte a este. La sección occidental comienza en el condado de Chongli en el sur y termina en Xu Jiaying en el condado de Zhangbei en el norte, con una longitud total de 35 kilómetros. Las dos secciones pasaron por dos áreas de paisaje de accidentes geográficos similares (playas y mesetas de valles, colinas y llanuras) y sus aldeas de enfermedades severas, medias y leves (sin) se tomaron muestras cada 2 km a lo largo de la sección, incluidas rocas, sedimentos de ríos y suelo. (Tabla 1).
La situación del muestreo es la siguiente.
Muestras de roca: Se recogieron 16 muestras de roca expuesta.
Sedimentos del sistema de agua: el sistema de agua en esta área no está desarrollado y solo se recolectaron 5 muestras de Hulonggou y Baozhong en el lado sur de la sección este.
Muestras de suelo: Para comprender los antecedentes geoquímicos ambientales del selenio en el área, intentamos evitar el suelo cultivado y recolectamos suelo nativo no contaminado, un total de 47 piezas.
Tabla 1 Muestreo de perfil geoquímico en el área de Zhangjiakou
①1—depósitos elimudiales, 2—depósitos de pendiente, 3—depósitos aluviales, 4—depósitos aluviales, 5—depósitos eólicos Para; Granitos de Indosinia, la banda JBOY3 indica rocas volcánicas ácidas del Jurásico tardío, J2 indica rocas volcánicas intermedias-básicas del Jurásico medio, AM indica rocas metamórficas del Cámbrico y JG indica granito del Jurásico.
Perfil del suelo: entre las muestras de suelo anteriores, se seleccionaron 27 perfiles de profundidad del suelo para observar el estado de flujo diferencial de selenio en cada capa de suelo.
2.2 Encuesta epidemiológica
Se realizó una encuesta retrospectiva sobre las tasas de incidencia y muertes de diversas enfermedades endémicas, cánceres y otras enfermedades en las aldeas a lo largo de la ruta de 1992 a 1996. La tasa de detección de la enfermedad de Keshan se muestra en la Tabla 2.
Tabla 2 Formulario de encuesta sobre la enfermedad de Keshan para los puntos de muestreo de la sección (1992 ~ 1996)
Continuación
2.3 Análisis de la muestra
Se recopilará Las muestras de suelo y sedimento de agua se llevaron al laboratorio y se secaron al aire de forma natural. El heno triturado se recoge, se coloca en un horno, se seca a una temperatura que no exceda los 60°C y se muele hasta una malla de 200 (74 μm), y las muestras de roca también se muelen hasta una malla de 200. En los ensayos de rocas y minerales del Ministerio de Geología y Recursos Minerales se analizó el contenido de selenio mediante espectrometría de fluorescencia atómica y se midió el valor del pH de muestras de suelo.
Antecedentes ambientales del selenio en Keshan Ward
Las siguientes características ambientales se pueden resumir a partir del perfil integral de geología y geoquímica ambiental compilado en base a los resultados de las pruebas de muestra (Figuras 1 y 2). .
3.1 Características geoquímicas del selenio en rocas
El contenido de selenio de diversas rocas de esta zona se muestra en la Tabla 3. Aunque el área de la enfermedad corresponde a rocas volcánicas del Jurásico, los contenidos de varios tipos de rocas son similares y bajos. Por tanto, no existe una relación genética directa entre el selenio de las rocas y la enfermedad de Keshan.
Tabla 3 Tipo de roca y contenido de selenio (μg/g)
3.2 Características geoquímicas del selenio en los sedimentos fluviales
Los sedimentos fluviales suelen reflejar las características de la cuenca aguas arriba roca. Los sedimentos de los ríos en Hulonggou y Baozhong en la sección este provienen principalmente del J: rocas volcánicas intermedias-básicas y antiguas rocas metamórficas arcaicas en los tramos superiores (Figura 1). El contenido de selenio en los cinco sedimentos de los ríos oscila entre 0,05 y 0,09 μg/g, con un promedio de 0,06 μg/g/g, que es inferior al contenido de las dos rocas mencionadas. A excepción de un punto de muestreo cerca de Baozhong, el contenido de selenio de los sedimentos y las rocas del río es bastante diferente. El contenido de selenio de las rocas y los sedimentos del río en otros puntos es similar. Por lo tanto, los sedimentos del río básicamente reflejan las características bajas en selenio de las rocas originales. No hay nada anormal.
3.3 Características geoquímicas del selenio en suelos no cultivados
En el perfil se distinguen cuatro tipos de suelo: suelo arenoso, suelo canelo, suelo calizo y suelo de pradera (Tabla 1). El material parental del suelo arenoso es generalmente aluvión, el material parental del suelo calcáreo es principalmente aluvión + capa eólica, y el material parental del suelo canelo y el suelo de pradera es principalmente una capa de material parental residual. El suelo de la pradera es de color negro o marrón grisáceo y se distribuye cerca de la cuenca y en las laderas de colinas bajas del lado norte. Las rocas originales en la capa de roca madre son en su mayoría pórfido de cuarzo, riolita, etc. , el suelo se forma después de la erosión y la meteorización in situ. Generalmente, la capa de suelo es más delgada en áreas de roca expuesta y más gruesa en áreas bajas. Sin embargo, independientemente de su espesor, este tipo de suelo de pradera se puede dividir en tres capas: A, B y C. La capa de humus que contiene materia orgánica suele tener entre 10 y 20 cm. El valor del pH del suelo en la capa A es. 7 a 8. Los suelos pardos se distribuyen a ambos lados de la cuenca, especialmente en las colinas y colinas de la meseta norte, y en su mayoría no están en el perfil. La capa de material parental es principalmente andesita de base media, la capa de suelo es delgada, la capa de suelo A no está desarrollada y el valor de pH es de 7,6 a 8,6. Los suelos zemoides grises se distribuyen en los valles abiertos entre las colinas del lado norte de la cuenca. El material original del suelo es la capa de loess y la capa de aluvión, que tiene varios metros de espesor. Hay una fina capa A con un valor de pH de 7 a 8,2, mientras que la capa B y la capa C son difíciles de distinguir. Este suelo calcáreo es un tipo único en el lado norte de la cuenca. El suelo arenoso se presenta a ambos lados de la cuenca, principalmente en playas fluviales y terrazas de primer y segundo nivel. El terreno en el lado norte de la cuenca es plano y los ríos no están desarrollados. El caudal del río existente es pequeño y lento, y no existen terrazas a ambos lados. En el lado sur de la cuenca, a menudo aparecen terrazas de valle, formando una topografía de valle en forma de "U". El suelo arenoso es generalmente de color amarillo grisáceo pardusco y el espesor de la capa del suelo varía. La arena de las terrazas es más espesa y bien diferenciada; la arena de la playa es fina y poco diferenciada. La capa a no está desarrollada o es delgada, la calidad del suelo es mala, la eficiencia del fertilizante es baja y el valor del pH es de 8 a 9.
En el lado sur de la cuenca en la sección oriental (Figura 1), la sección de Hulonggou a Qingquanbao es un valle en forma de V. El río es un arroyo de montaña. La capa aluvial no contribuye mucho. al suelo. El suelo a ambos lados del río es principalmente suelo canela, hay depósitos residuales en la pendiente en el tramo Qingquanbao-Maoyu, el río se ha convertido en un tramo maduro de segundo o tercer orden y la capa aluvial. está bien desarrollado. Hay una o dos terrazas a ambos lados o a un lado del río. Excepto por el contenido de selenio de la muestra de arena de Qingquanbao, que es 65438 ± 0,2 μg/g, el rango de distribución del selenio del suelo en el lado sur del perfil es de 0,2 ~ 0,6 μg/g. Sin embargo, el contenido de selenio de las muestras de suelo canela y de las muestras de suelo arenoso desarrolladas con andesita basáltica residual del Jurásico Medio en la parte norte de Hulonggou es de 0,3 ~ 0,6 μg/g, con una distribución en zigzag. El contenido de selenio de las muestras de suelo arenoso es de 0,5 μg. /g, y el contenido de selenio de las muestras de suelo arenoso es de 0,5 μg/g. El contenido de selenio de la muestra es de 0,5 μg/g. La sección del valle de Qianjiu-Valle de Jiu es suelo de pradera y el contenido de selenio de las tres muestras es de 1,3. , 1,2 y 0,4 μg/g respectivamente. La sección Jiucaigou-Houtingtouliang está compuesta de suelo calizo formado por loess acumulado por el viento y arena formada por depósitos aluviales. El contenido de selenio de dos muestras de suelo calcáreo fue de 0,6 a 0,7 μg/g, y el contenido de selenio de una muestra de suelo arenoso fue de 65438.
En la sección occidental (Figura 2), en el lado sur de la cuenca y el lado norte del busto, se encuentran riolita del Jurásico Tardío y suelo de pradera negra desarrollado en residuos de pórfido de cuarzo. El contenido de selenio de las cuatro muestras oscila entre 0,15 y 0,2 μg/g. El diagrama de medio cuerpo y el diagrama de flujo de agua son playas fluviales más amplias y suelo arenoso, y el material original es material clástico, principalmente de pórfido de cuarzo, riolita y aguas arriba. granito.
El contenido de selenio de 8 muestras osciló entre 0,08 y 0,65438 ± 0”g/g. El lado norte de la cuenca es suelo de pradera negra, y el contenido de selenio de 4 muestras osciló entre 0,1 y 0,4μ g/g. Abu Taigou -Zhanhai El perfil es loess + suelo calizo y arena desarrollado en suelo aluvial. El contenido de selenio de las cuatro muestras es de 0,3 ~ 0,2 μ g/g. La vertiente norte de Zhanhai-Xu Jiaying es suelo de pradera y el contenido de selenio del. tres muestras es 1,1 ~ 1,3 μ g/g, la ladera norte de Xu Jiaying-Xu Jiaying es una playa y el contenido de selenio de las dos muestras es 0,4 μg/g
Se puede ver en la distribución del selenio del suelo en los dos perfiles anteriores: ①Valor de selenio del suelo de praderas Hay dos rangos, uno en las pendientes suaves a ambos lados de la cresta de la cuenca, que va de 0,10 a 0,2”g/g, y el otro en las zonas montañosas laderas alejadas del lado norte de la cuenca, con valores de selenio que oscilan entre 0,4 y 1,3 μg/g ② Rocas volcánicas de acidez media, granito, gneis de biotita plagioclasa, etc. , aunque las edades son diferentes, la composición de las rocas y el contenido de selenio son similares, por lo que el contenido de selenio en el suelo que formaron es mayoritariamente similar ③ El contenido de selenio del suelo calcáreo formado por depósitos aluviales y loess varía entre 0,3 ~ 0,7 "g; /g, en forma de zigzag La distribución de la forma puede estar relacionada con la composición compleja del loess y el suelo aluvial ④ El contenido de selenio del suelo arenoso aluvial de río varía mucho (0,08 ~ 1,5 μ g/g), lo que muestra tres situaciones: primero, el suelo arenoso en el lado sur de la cuenca de esta sección tiene un contenido de selenio de 0,4 ~ 0,6 μ g/g, el segundo es el suelo arenoso en el lado sur de las dos secciones, el contenido de selenio es 0,08 ~ 0,1 μ g /g, el tercero es
4 Discusión de resultados
La investigación encontró que hay dos tipos de suelo cultivado en las aldeas con enfermedades graves en Keshan y en las aldeas con enfermedades moderadas. En la cresta de la cuenca, el suelo cultivado es principalmente suelo de pradera negra (como Bading, Abutaigou, Pingtouliang), y hay algunos entre colinas bajas y colinas en las aldeas en llanuras aluviales y valles fluviales, los suelos cultivados son principalmente suelo calizo y suelo arenoso. (como Houpingtouliang, Ganshuihe, Zhanhai y Jiucigou) Los tipos de suelo cultivados en las aldeas gravemente enfermas enumeradas anteriormente son consistentes con los tipos de suelo en los dos perfiles. Por lo tanto, se puede considerar que los tipos de suelo en las aldeas con alta detección. La tasa de enfermedad de Keshan (>1%) son principalmente suelos de pradera, suelos calizos y suelos arenosos, que pueden servir como fondo ambiental del suelo en la sección oriental del área con alta incidencia de pacientes con la enfermedad de Keshan (<1%). También se han detectado en el área de Hulonggou-Maoyu en los últimos años. La tierra cultivada en Hulonggou se compone principalmente de laderas bajas y suelo marrón, y la capa principal es andesita basáltica y plagioclasa de biotita, la acumulación de residuos de roca en Qingquanbao-Maoyu. la tierra cultivada es una terraza de playa, y la capa de material parental proviene de gneis de biotita plagioclasa y sedimentos de arroyos de andesita. También son consistentes con el tipo de suelo no cultivado en la sección occidental. Figura: tasa de detección de la enfermedad de Keshan en el área de Shiyaozi-Liuhaitu. es cero. El suelo cultivado local es el mismo que el suelo no cultivado en esta sección, que es arena de playa. Por lo tanto, la arena de la playa (excluyendo el suelo calcáreo) puede considerarse como un tipo de suelo ligero no Keshan.
Al comparar el contenido de selenio del suelo cultivado y el suelo no cultivado, se encontró que el contenido de selenio del suelo cultivado en aldeas gravemente enfermas era de 0,063 ~ 0,263 μg/g, y el contenido de selenio de la pradera. El contenido de selenio del suelo calcáreo en el suelo no cultivado es de 0,1 ~ 0,2 μ g/g y de 0,4 ~ 1,3 μ g/g. El contenido de selenio del suelo cultivado en la aldea sin enfermedades es de 0,00. el contenido de selenio de las dos aldeas sin enfermedades es de 0,1 ~ 0,2 μ g/g y de 0,4 ~ 1,3 μ g/g. Los cambios en el contenido de selenio en los suelos son bastante consistentes. El primer contenido de selenio en suelos de praderas no cultivadas es severo. aldeas afectadas es relativamente consistente con el del suelo cultivado, mientras que el contenido de selenio del segundo intervalo donde se combinan el suelo calizo y el suelo arenoso es mucho mayor que el del suelo cultivado, y algunos incluso exceden el valor límite de 0,4 "g/g/g de alto suelo de selenio. La causa es desconocida y requiere más investigación. Una posible explicación para el suelo de pradera rico en selenio en este artículo es que tanto el antiguo Jiaugu-Jiugu (Figura 1) como la ladera sur de Xu Jiaying (Figura 2) eran suelos de pradera de montaña no cultivados. Debido a la diferenciación del suelo a largo plazo y al aumento de la madurez del suelo, el contenido de selenio del suelo en la capa A rica en materia orgánica es mayor que el del suelo de la capa B sin materia orgánica (Figura 3-a). Dado que el contenido promedio de selenio de las rocas volcánicas ácidas en el material original es de 0,1,9 μ g/g (Tabla 3), se infiere que existe una fuerte tendencia al enriquecimiento de selenio en la capa C→B→A no cultivada; suelo de pradera asociado con suelo cultivado (como Ab. No existe una diferenciación obvia de selenio en las capas A, B y C en Taigou y Dam Top (Fig. 3-b), y el contenido de selenio en la capa C→B→A es débilmente enriquecido. Cabe señalar en particular que la muestra B-13 en la parte superior de la cuenca es suelo de pradera montañosa alejada de las tierras cultivadas, y tiene características de fuerte diferenciación significativamente diferentes cuando se ve desde ambos lados. Aunque la dirección de enriquecimiento de B → A es diferente, también muestra una fuerte diferenciación y tendencia de enriquecimiento en suelos cultivados lejos del área cultivada.
En vista de esto, los suelos no cultivados en áreas cultivadas (que pueden incluir suelos cultivados) tienen un bajo contenido de selenio de la capa de material parental (C) que no es muy alto en selenio debido a una débil tendencia al enriquecimiento, mostrando así las características de bajo selenio En suelos no cultivados lejos de áreas cultivadas, el contenido de selenio en la capa A es mucho mayor que el de la capa C (o capa B) debido a una fuerte tendencia al enriquecimiento.
Figura 3 Cambios en profundidad en el contenido de selenio del suelo en las secciones A y b.
En general, la diferenciación del selenio del suelo depende de la composición del suelo, tamaño de las partículas, potencial redox, contenido de materia orgánica, etc. Para combinaciones de suelo calizo no cultivado y suelo arenoso con alto contenido de selenio, la fuente del material parental del suelo es bastante compleja, incluidos materiales extraños del loess eólico y desechos aluviales cercanos. Por lo tanto, la capa de material parental representada por la capa C puede contener un alto contenido de selenio. (Figura 3-c). Para suelos calcáreos, el tamaño de las partículas del suelo cambia poco y las características de distribución del pH no son obvias. Aunque el suelo se encuentra en un área abierta y baja, el efecto de lixiviación oxidativa es relativamente débil, pero la adsorción de selenio por la materia orgánica en la capa superficial (capa A) también es débil, por lo que una tendencia de enriquecimiento de A→B→ Se forma C y la diferenciación de A → B no es consistente. Obviamente, solo porque el material original contiene un alto contenido de selenio, la capa A todavía está en un estado alto de selenio después de la diferenciación. En el perfil de profundidad del suelo arenoso (Figura 3-C), el tamaño de las partículas se vuelve más fino de abajo hacia arriba y el efecto de almacenamiento de selenio aumenta de abajo hacia arriba. Cuando este efecto se superpone a dos efectos similares del suelo calcáreo, puede aparecer una tendencia de enriquecimiento B→A, y debido a que la capa C (o B) en sí misma tiene un alto contenido de selenio, la capa superficial (A) se encuentra en un estado alto de selenio. En la Figura 3-B, la distribución del pH es irregular y su impacto sobre el selenio no está claro, pero el espesor de la capa de suelo A en los lados norte y sur aumenta gradualmente desde la cuenca B-13, por lo que la adsorción de selenio por los compuestos orgánicos La materia también debería aumentar gradualmente. Al mismo tiempo, a medida que disminuye la altura, también disminuye la lixiviación oxidativa a ambos lados, lo que muestra que en el perfil de profundidad desde la cima de la montaña hacia ambos lados, el selenio aumenta lentamente desde la superficie hasta la profundidad. Si consideramos que la composición de todos los suelos de pradera es la misma y los cambios en el tamaño de las partículas del perfil del suelo también son los mismos, entonces la intensidad de la diferenciación del suelo se juzga principalmente por el contenido de materia orgánica del suelo y el grado de lixiviación oxidativa. , entonces podemos Verá que el punto más alto de la cuenca en la Figura 3-B hace que el contenido de selenio de las capas B y C aumente bruscamente porque la lixiviación oxidativa es mayor que la adsorción de selenio por la materia orgánica, y la diferenciación es obvia. . En ambos lados, el papel de la materia orgánica aumenta debido al debilitamiento de la lixiviación oxidativa. Una vez compensados ambos efectos, la diferenciación del selenio se debilita. Sin embargo, a medida que aumenta la capa A, el efecto de la materia orgánica sobre el selenio se vuelve cada vez más fuerte y la lixiviación oxidativa se vuelve cada vez más débil. El contenido de selenio en la capa A aumentó y el contenido de selenio en las capas B y C disminuyó. La diferenciación volvió a ser obvia, pero la dirección de la acumulación de selenio cambió. En la Figura 1, el contenido de selenio de la mayoría de los suelos es superior a 0,4 μg/g, pero casi todas las aldeas del perfil tienen la enfermedad de Keshan. Figura 2 El selenio del suelo de Xu Jiaying era superior a 0,4 ~ 1,3 μ g/g, y todavía se detectó el 1,04 % de los pacientes de Keshan. Por el contrario, el diagrama de Banshen-diagrama de corriente mostró que el contenido de selenio del suelo en esta área era el más bajo (0,08 ~ 0,1 μ g/g), pero no se detectaron pacientes de Keshan. Estos son desconcertantes. Sin embargo, los resultados de la investigación sobre la relación entre el selenio del suelo en tierras cultivadas y la enfermedad de Keshan muestran que existe una relación correspondiente entre aldeas gravemente enfermas → aldeas moderadamente enfermas → aldeas sin enfermedades y suelo con bajo contenido de selenio → selenio medio → alto selenio. -El suelo cultivado (a excepción de las aldeas gravemente enfermas en la Figura 1) tiene un alto nivel de selenio, con 0,4 ~ 1,5 μ g/g, la baja tasa de enfermedad fue superior a 0,2 ~ 0,6 μ g/g.
5Conclusión
El entorno geoquímico del selenio en el distrito Keshan de Zhangjiakou tiene las siguientes características.
(1) El contenido de selenio de varias rocas expuestas en esta área varía de 0,11 a 0,19 μg/g, y hay poca diferencia entre las rocas. En el perfil geoquímico integral, la distribución del selenio en las rocas es cercana a una línea recta y no tiene una relación correspondiente con la curva de tasa de detección de la enfermedad de Keshan. Por lo tanto, no existe una relación directa entre el selenio en las rocas y la enfermedad de Keshan.
(2) El sistema de agua en esta área está subdesarrollado y es difícil utilizar los sedimentos del sistema de agua para reflejar el trasfondo ambiental del selenio. Las pruebas de muestreo locales muestran que el contenido de sedimentos a base de agua (0,05 ~ 0,09 μ g/g) es la mitad del contenido en las rocas y no hay características anormales, lo que indica que el selenio se dispersa en las rocas debido a la pérdida durante el proceso de erosión. .
(3) Debido a los diversos tipos de suelo de la zona, las características ambientales geoquímicas del selenio son complejas. Después de la observación y comparación de campo, se encontró que las aldeas con los casos más graves de la enfermedad de Keshan se encontraban principalmente en los valles abiertos entre las suaves pendientes a ambos lados de la cuenca y las montañas y colinas bajas. El suelo del primero es suelo de pradera desarrollado a partir de residuos de riolita y pórfido de cuarzo del Jurásico Medio, mientras que el suelo del segundo es principalmente loess, seguido de suelo calizo y suelo arenoso desarrollado a partir de depósitos aluviales. Las aldeas con enfermedad media y baja se distribuyen principalmente en llanuras aluviales y terrazas en los valles de los ríos, y el suelo es arena aluvial (suelo no calizo).
El pueblo libre de enfermedades también está situado en un barranco y el suelo es arena aluvial. Por lo tanto, el suelo de pradera y el suelo calizo + suelo arenoso son los principales tipos de suelo en áreas con enfermedad grave de Keshan, y el suelo arenoso aluvial es el principal tipo de suelo en áreas con baja y sin enfermedad. El selenio tiene dos rangos de distribución en el suelo de las praderas. El contenido de selenio en el suelo de la pradera a ambos lados de la cuenca es de 0,1 ~ 0,2 μg/g; el contenido de selenio en el suelo de la pradera ubicado en las laderas montañosas bajas en el lado norte de la cuenca es de 4 ~ 1,3 μg/g. El contenido de selenio en el suelo calcáreo es de 0,3 ~ 0,7 μ g/g. Hay 3 rangos de distribución de selenio en suelo arenoso: 0,08 ~ 0,1 μ g/g, correspondiente a aldeas libres de enfermedades; a aldeas con enfermedades moderadas y leves; 0,4 ~ 1,5 μ g/g, correspondiente a la combinación de polvo y tierra y a las aldeas más gravemente enfermas. Por lo tanto, el tipo de suelo, el contenido de selenio y la aldea de la enfermedad de Keshan generalmente tienen la siguiente correspondencia:
Ambiente geoquímico: agricultura y salud
Esto es básicamente consistente con las conclusiones de la investigación sobre suelos cultivados. En general, el contenido de selenio en el suelo es mayor que el de las rocas y los sedimentos, lo que indica que los organismos y la materia orgánica desempeñan un papel de enriquecimiento en el proceso de formación del suelo. El hecho de que el contenido de selenio del suelo en la mayoría de las aldeas con la enfermedad de Keshan grave en esta región sea mayor que el de las aldeas sin la enfermedad es inconsistente con las conclusiones de otras áreas con la enfermedad de Keshan, y también es consistente con los niveles más bajos de selenio en los alimentos y en los seres humanos. cadáveres en pueblos de la región. Se puede ver que la relación entre el contenido de selenio en diferentes medios y la enfermedad de Keshan no es una relación lineal simple, sino que contiene ricas connotaciones.
(4) Este artículo es el primer intento de aplicar métodos de análisis geoquímico de rocas, sedimentos de ríos, perfiles geoquímicos del suelo y perfiles de profundidad del suelo para explorar la distribución de fondo geoquímico del selenio y explicar la distribución del selenio en diferentes tipos de suelo. Se han logrado resultados notables en la distribución estatal. La práctica ha demostrado que se trata de un método de análisis geoquímico ambiental económico, rápido y práctico.
Referencia
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