Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Геохимия селена в ландшафтах лессового плато северного Китая в связи с болезнью Кашина-Бека

ВАК РФ 11.00.01, Физическая география, геофизика и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации по теме "Геохимия селена в ландшафтах лессового плато северного Китая в связи с болезнью Кашина-Бека"

РГ6

1 о ФИ 19917

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В. ЛОМОНОСОВА

Географический факультет

На правах рукописи

Ван Цинда

ГЕОХИМИЯ СЕЛЕНА В ЛАНДШАФТАХ ЛЕССОВОГО ПЛАТО СЕВЕРНОГО КИТАЯ В СВЯЗИ С БОЛЕЗНЬЮ КАШИНА-БЕКА

11.00.01 - физическая география, геофизика и геохимия ландшафтов

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Москва —1997

Работа выполнена на кафедре геохимии ландшафтом и географии почв геофафического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Научный руководитель - кандидат географических наук, доцент

Т.М. Белякова

Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор

В.В. Добровольский; доктор медицинских наук, профессор А. А. Жаворонков

Ведущая организация - Институт геохимии и аналитической

химии им. В.И. Вернадского РАН.

Защита состоится " -13 " февраля 1997 г. В час: на заседании физико-географического диссертационного Совета Д-053.05.29 при Московском государственном университете им. М.В. Ломоносова по адресу: 1 li/899, Москва, ГСП-3, Ленинские горы, МГУ, географический факультет, 18 этаж, ауд. 1807.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГУ на 21 этаже.

Автореферат разослан "23 " января 1997 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, кандидат географических наук

И.А. Горбунова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В настоящее время на территории Китая выяплены селснодефицитные биогеохимические провинции, расположенные в зоне между юго-восточным и северо-западным районами страны. В этой зоне широко распространена болезнь Кешана, проявление которой, как уже стало ясно, связано с дефицитом селена в компонентах окружающей среды. Одновременно в этой зоне встречаются отдельные очаги уровасой болезни (болезнь Кашина-Бека), которой страдает местное население и сельскохозяйственные животные, и которая приносит большой экономический ущерб. С точки зрения китайских геохимиков она более тесно связана с селеном по сравнению с другими внешними факторами, хотя причина ее остается дискуссионной.

Таким образом изучение биогеохимических особенностей селена актуально для дальнейшего решения проблемы болезни Кашина-Бека в Китае. Его большое значение также заключается в том, что селен является эссенциальным элементом.

Другие микроэлементы в происхождении болезни Кашина-Бека также играют определенную роль. Изучение их поведения в ландшафтах также важно для выявления причин эндемии.

Цель исследования. Основной целью настоящей работы является:

— изучить геохимические особенности ландшафтов, формирующихся на Лессовом плато северного Китая в связи с их селенодефицитностыо;

— определить уровни концентрации и особенности миграции селена и других микроэлементов в агроландшафгах изучаемой территории;

— установить уровни и характер заболеваемости населения болезнью Кашина-Бека;

— выявить корреляционную зависимость заболеваемости от геохимических факторов окружающей среды;

— оценить возможности выделения гипоселеновой биогеохимической провинции на территории уезда Бинщиань провинции Шэньси.

Научная новизна работы. Впервые проведены комплексные ландшафгно-геохимические исследования на севере Китая в уезда Бинщиань провинции Шэньси. Получены и обобщены материалы по геохимии селена и других микроэлементов в ландшафтах Лессового плато. Установлены уровни концентрации селена, а также мышьяка, молибдена, меди, цинка, железа, марганца, стронция, бария, кальция, мания, калия, алюминия, фосфора, кобальта, никеля, ванадия, свинца и титана в компонентах ландшафтов (породы - почвы - питьевые воды - культурные растения - шерсть животных

и полосы челоиека). Усганошюна отрицательная корреляция гиноселеноза (уровская болезнь) с уровнем содержания сслсна в системе: почвы - воды - культурные растения -иол сны человека. Выявлена биогеохимическая провинция с недостаточным содержанием селена и повышенным содержанием мышьяка, цинка и свинца.

Практическая ценность работы. Результаты проведенных исследований прежде всего предлагается использовать при профилактике и лечении уровской эндемии. Полученные данные также могут бьггь использованы при стратегических решении вопросов рационального природопользования, мелиорации почв, развитии животноводства, решении вопросов здравоохранения.

Фактические материалы. Работа основана на собственных материалах автора и материалах экспедиции отделения геохимии Института географии АН КНР (г. Пекин) и отделения геохимии Института географии АН КНР (г. Чанчунь) проводимых в 1992 -1995 годах на территории уезда Бинщиань провинции Шэиьси. Основой для ландшафтно-геохимических исследований послужил комплексный профиль А-А1, заложенный по линии от местного водораздела к местному геохимически подчиненному водоему (река Цзынхэ), а также наблюдения на 26 точках (в пределах населенных пунктах), равномерно распространенных в пределах территории уезда Бинщиань с учетом ландшафтно геохимических условий и заболеваемости населения болезнью Кашина-Бека. Для анализа степени и характера заболеваемости населения болезнью Кашина-Бека были использованы результаты медицинских обследований детей в возрасте от 7 до 16 лет, проведенных нами под руководством специалистов медиков в 1992 и 1995 годах.

В ходе полевых исследований были собраны образцы почвообразукяцих пород и почв (56), зерна пшеницы (26) и кукурузы (26), питьевых вод (26), шерсти коров (26) и волос человека (181). Пробы анализировались в лаборатории Чанчуньсхого института географии АН КНР. Плазмо-эмиссионным спектральным методом (ICP) определялись: мышьяк, молибден, медь, цинк, железо, марганец, стронций, барий, кальций, магний, калий, алюминий, фосфор, кобальт, никель, ванадий, хром, свинец и титан. Селен определялся методом спектрофруорометрии. С целью выяснения условий миграции микроэлементов в почвах определялось: рН, общее содержание гумуса, емкость поглощения, валовой состав.

При обработке материалов использовались различные геохимические коэффициенты: радиальной (R) и латеральной (L) дифференциации, биологического поглощения (K¿). Кларки концентрации (КК) и рассеяния (КР) рассчитывались по

отношению к кларкам литое<1>еры ЛИ. Виноградова (1962). Применяли методы математической статистики.

Частота заболеваемости детей определилась в %. Интенсивносп. поражения эндемией (начальная стадия, I, II и III степени поражения) была определена как для всего обследованного населения в целом, так и по возрастным группам (по каждому году жизни).

Апробация работы. Диссертационная работа рассмотрена и рекомендована к защите на заседании кафедры геохимии ландшафтов и географии почв географического факультета МГУ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованных источников (J3? наименований). Ее объем составляегЙстраниц, в том числе 4 f таблиц,б-) рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении рассматриваются актуальность темы работы, цель и задачи исследований, научная новизна, защищаемые положения.

Глава 1. Краткие сведения об истории открытия и изучения селена

В данной главе рассматриваются химические свойства селена, его концентрации и особенности миграции в системе: породы - почвы - воды - растения - животные организмы, а также его техногенное влияние на окружающую среду по данным опубликованным в работах АП. Виноградова, В.В. Ковальского, В.В. Ермакова, М.А Г лазовской, В.В. Добровольского, А И. Перельмана, А Кабата-Пендиас и других.

Глава 2. Болезнь Кашина-Бека как биогеохимическая эндемия, связанная с недостаточным содержанием селена в природной среде

В главе рассматриваются история изучения болезни Кашина-Бека, распространение селеновых биогеохимических провинций с избыточным и недостаточным содержаниями селена на земном шаре, в отдельных странах в том числе и на территории Китая. Глава написана по литературным данным, главным образом на

осн опалин работ АII. Анцына, АА Жаворонкова, Л.В. Кактурского, АН. Винсчрадова, В.В. Ковальского, В.В. Ермакова, Tan Jianan, Chen Taizhong, Zhang Xuclin, Zheng Daxian, I jjiyun, Yang Jianbai и др. Дано понятие биогеохимических провшщий и эндемий, гипо- и гипероселеноза. Показана дискуссиотюсть проблемы происхождения гипоселеноза (болезнь Кашина-Бека), а также состояние изученности вопроса на данный момент.

Глава 3. Изучение очага болезни Кашина-Бека на территории уезда Бинщиань провинции Шэньси

1. Методика исследований

Для установления источников и уровней содержания селена и других микроэлементов в основных компонентах геохимических ландшафтов (породы, почвы, воды, растения, шерсть животных и волосы людей), а также особенностей их миграции и концентрации в геохимических сопряженных рядах естественных и культурных элементарных ландшафтов был заложен ландшафтно-геохимический профиль А-А1 по линии от местного водораздела к местному геохимически подчиненному водоему (река Цзынхэй). В пределах профиля было заложено 5 почвенных разрезов. Кроме того было проведено наблюдение на 26 точках (в пределах населенных пунктов) с учетом ландшафтно-геохимических условий и заболеваемости населения болезнью Кашина-Бека. 21 из выбранных точек наблюдения оказались эндемическими селениями, остальные 5 — здоровые (рис.1). В каждой точке наблюдения отобраны следующие образцы: почвообразующие породы, почвы, природные питьевые воды, зерно пшеницы и кукурузы, шерсп. коров и волосы людей.

Медицинское обследование населения уезда проводилось нами в двукратной повторности (в 1992г. и в 1995г.) под руководством специалистов медиков. Обследовались главным образом дети в возрасте от 7 до 16 лет, проживающие и обучающиеся в тех населенных пунктах, где проводились одновременно (1995г.) ландшафтно-геохимические исследования.

Одновременно для определения содержания селена в волосах детей отбирались пробы в количестве 5 проб в школах с численностью учащихся меньше 100 и 10 проб — с численностью больше 100 человек. При этом учитывался возраст детей: 7-8; 8-9; и т.д. до 15-16 лет.

1'пе. I Точки наблюдения и населенных пунктах уезда [Зншцпаш.

2. Физито-географические условия очага эвдемии

Изучаемая территория расположена на юго-западной окраине Лессового плато в северной части Китая (рис.2). Река Цзынхэ в своем среднем течении пересекает территорию с северо-запада на юго-восток. Далее она впадает в реку Уэхэ, которая является притоком Хуанхэ — Желтая река. Площадь уезда составляет 1183.2км2, протяженность его с запада на восток — 49.5 км, а с севера на юг — 50.6 км.

Рис. 2 Распространение леесов на терртории Кшая (Ren Meie, 1980)

Геологической особенностью изучаемой территории является прежде всего широкое распространение лессов, в толще которых выделяются 3 свиты: нижняя свита — Учаньхуанту, которая относится к раннему плейстоцену, в ней наблюдается наличие слоистых красноцвегных отложений; средняя свита — Лишихуанту представляет средний плейстоцен, в толще которой немало красноцвегных отложений в слоистой структуре; самой верхней свитой лессов является Маланхуанту, имеющей поздний плейстоценовый возраст.

Осадочные породы мезозойской группы наблюдаются главном образом в ложбинах стока в период мелководья.

В начале четвертичного периода была сформирована основа современного рельефа изучаемой территории. Река Цзынхэ разделяет ее на северо-восточную и юго-западную части. Речная долина характеризуется развитием пойм и серии надпойменных террас различного возраста. Северо-восточная часть территории высотой егг 1000 до 1230 м характеризуется большей площадью и более плоскими вершинами лессовых массивов (июань) по сравнению с юго-западной частью территории высотой от 1000 до 1450 м.

Уезд характеризуется резко континенталы ым и мусгонным климатом. Здесь четко выражены все сезоны года.

Средняя годовая температура воздуха составляет 10.2°С. Среднее годовое количество атмосфсрш>гх осадков колеблется от 553 до 586 мм.

Изучаемая территория относится к лессовой почвенной области суббореалыюго степного сектора. В докультурный период территория была покрыта кустарниковыми степями или лесостспями. Почвы — коричневые, профиль которых изменен в результате искусственного террасирования, окультуревания и эрозии.

Почвы уезда Бинщиань характеризуются ярко выраженной антропогенностью и водной эрозией. Они представлены: хэйлуту, хуаншаньту, красноцветные почвы и аллювиальные почвы (рис.3).

Рис. 3 Распространение почв на территории уезда Бинщиань (Tau Jianan, Wang Wuyi, 1995)

г

L

4яА Ii)

й

Похрития xsfljjyiy ЭрОДИрОВ1Ши:1Я хзйлучу j | Хуанцыдьту

Kp.lCOOUDCTliW IlO'tlU Адлншишисш иочна

Щ/

В результате векового земледелия и сильной эрозии ночи первоначальная растительность изучаемого региона почти всюду уничтожена. Лишь на кладбищах можно видеть остатки естественной растительности. Она была представлена стенными травянистыми ассоциациями. Искусственные культуры предсташюны главным образом пшеницей, кукурузой, гаоляном, соей и другими.

3. Уровш содержания селена и других микроэлементов, некоторые особенности их миграции в компонентах геохимических ландшафтов иа территории уезда Бишцнань

3.1 Особенности миграции селена и других микроэлементов в ландшафтах.

Радиальная миграция селена и других микроэлементов в ландшафтах

Профиль А-А1 протяженностью 14 км начинается на вершине июани Синьминь в 1.5 км к северо-западу от поселка Синьминь на высоте 1230 м и пересекает сверху вниз территорию с распаханными почвами, на которых возделываются пшеница и кукуруза (1200 — 830м). Заканчивается профиль вблизи русла р. Цзынхэ (800 м) (табл.1).

Элювиальные ландшафты профиля А-А1 представлены вершинами июани Синьминь, занимают высоты 1200-1230 м. Почвообразующие породы — четвертичные лессы среднесуглинисгые, в составе которых преобладают минералы: кварц, плагиоклаз и кальцит.

На этих породах развиваются покрытые хэйлуту.

Хэйлуту — распаханные степные почвы, название которых получило от местногс народного термина "хэйлуту" (черная земля) по предложению проф. Ма Юньчжи. Дл$ хэйлуту характерно присутствие в почвенном профиле мощного гумусового горизонта. I профиле сверху отчетливо выделяется культурный насыпной горизонт (А^, которьй является продуктом векового применения землистых удобрений. Горизош имеет буровато-серую окраску, комковато-глыбистую структуру. Нижележащий горизонт -гумусовый (АД окраска которого темно-серая с коричневым оттенком. Мощность этоп горизонта достигает 60—100 см. Карбонатный иллювиальный горизонт (ВсД находящийся между гумусовым горизонтом и горизонтом лессовых материнских nopoí характеризуется обилием карбонатных единичных конкреций в форме имбиря. Горизон имеет светло-коричневую окраску с желтоватым оттенком. Мощность его достигает 10 см. Материнская порода (С^) — лессовидные суглинки. Хэйлуту — карбонатные почв! вскипающие с поверхности.

Таблица 1

Характеристика элементарных ландшафтов профиля А — Л1 _ на территории уезда Бинщиань__

Ландшафты Рельеф Породы Почвы Воды Растительность

Элювиальный вершины лессы покрытая колодезная пшеница

(автономный) июани хэйлуту и кукуруза

Э Синьминь 1200-1230 м

Транс- склоны лессы эродированная колодезная, пшеница

элювиальный июани хэйлуту и ключево- и кукуруза

(полошс склоны) Синьминь хуаншапьту ручьсвая и

Т5 * полегл. 1100-1200 м погребная

Транс- терраса древне- древне-аллю- колодезная, пшеница

аккумулятивный реки аллювиа- виальная ключево- и кукуруза

Цзынхэ льные окультуренная ручьевая и

830 м отложения пахотная погребная

Супераквальный пойма реки совреме- аллювиальная колодезная, пшеница

8а Цзынхэ около 803 м нный аллювий окультуренная пахотная речная и кукуруза

11ри анализе радиальной миграции химических элементов в хэйлуту (разрез 1) обращает на себя внимание резкая дифференциация по профилю селена, саинца и кальция (^,=1-2.2; 1-2.2, Я„~1-0.5) (рис.4). Содержание селена уменьшается с глубиной, что, вероятно, обусловлено распределением в почвенном профиле гумуса. Содержание свинца в {бывшем) гумусовом горизонте ([Л,)) (45-127см) достигает высокого уровня (Яп-2.2), по-видимому, это связано с глинообраэовашем в этом горизонте. Содержание кальция уменьшается (ЛСа=й5) в нижепахеггном (Алшл) и бывшем пахотном горизонтах ([Апкь]) и увеличивается в нижних горизонтах, что, скорее всего, объясняется карбонатноегью материнских пород. У других элементов не наблюдается резкая радиальная дифференциация в профиле почв.

Таким образом для почв элювиального ландшафта характерна радиальная дифференциация трех из рассматриваемых элементов — селен, свинец и кальций. Наиболее ярко она проявляется для селена.

Трансэлювиальные ландшафты занимают пологие и крутые склоны июани Синьминь с высотой от 900 до 1200 м. В пределах трансэлювиальных ландшафтов пологих склонов почвообразующими породами также являются лессы, на которых развиваются пахотные окультуренные почвы: эродированная хэйлуту и хуаншаньту. Растительность представлена посевами пшеницы и кукурузы.

Эродированная хэйлуту имеет аналогичный покрытой хэйлуту почвенный профиль, отличается лишь по степени эрозии.

Хуаншаньту — лессовидные почвы характеризуются отсутствием заметных генетических горизонтов в почве!том профиле. Они образуются в результате культурного земледелия на лессах. Окраска почвенного профиля монотонная желтовато-бурая почти неменяющаяся сверху вниз. Почва вскипает по всему профилю.

Радиальная дифференциация микроэлементов в профиле эродированной хэйлуту (разрез 2) очень похожа на покрытую хэйлуту. Наибольшая концентрация селена (К5е=1.7) отмечается в пахотном горизонте. С глубиной содержание селена уменьшается, что также связано со степенью гумусированности почв. Свинец и кальций ведут себя также как и в профиле покрытой хэйлуту.

В профиле хуаншаньту (разрез 3) селен также накапливается в пахотном горизонте (^,=1.5).

^ и пал

|А„]

[А,]

[В^

Бе М Мо Си Ре

2.2 1.1 и

7.1 1С ^

)А 1.1 и (1

1.3 « (3 12

1.0 с! /о 0? к

1 1 1 1 И И

Мп и М.

11

¿1 1

Бг

Ё

с-1 щ

Ва

Са 0

К

Е

а

1.0 1

А1

а

и

I

Со

и 1.1 и

15 1,1 1

N4

Й

£

Е

1.Ь

Ти

V

М 1.1

11

(3 1.1

3

Рис.4 Коэффициенты радиальной дифференциации селена и других элементов в почве покрытой хэйлуту автономного ландшафта профиля Л — Л1

!'ранс,)кхумумтивние _ ламЛшфты занимают дрсшшио террасу р. Цзынхэ, расположенную на высоте ИЗО м. Ночпа является древне-аллювиальной окультуренной пахотной; растительный покрыв — сельскохозяйственные культуры: пшеница и кукуруза.

Тин профиля — А-С.

В этих почвах (разрез 4) наблюдается тенденция уменьшения сверху вниз содержания таких элементов, как села!, медь, магний, кальций, марганец, калий и кобальт, и увеличение с глубиной содержим я мышьяка, цинка, стронция. Остальные элементы распределены по профилю почти равномерно. Такое распределение селена в профиле почв, по-видимому, связанно с испарительной концентрацией.

Супераквальные ландшафты профиля А-А1 приурочены к узкой полосе поймы реки Цзынхэ (около 803 м). Почва представлена аллювиальной окультуренной пахотной с оглеением в нижней части профиля (глубже 30см), тип профиля А-С. Растительность — посев тех же культур, что и выше по профилю.

Радиальная дифференциация по профиля (разрез 5) хорошо выражена у селена (рис.5). Его содержание (R= 1.4-1) с глубиной также уменьшается. Здесь, как и в других почвах гумус оказывает большое влияние на поведение селена. Оглеение в переходном горизонте (АСц), по-видимому, не играет сколь-либо существенной роли в ми фации элемента.

При общем низком содержании селена накопление его в верхнем горизонте практически всех почв рассматриваемой катены связано, во-первых, с повышенным содержанием гумуса, а во-вторых, с тем, что в щелочных почвах аридных областей с господством окислительного режима наряду с селенитами щелочей и щелочных земель образуются селенатьг. С глубиной в менее окислительной обстановке содержание селена уменьшается. В результате аридизации рассмотренных ландшафтов селен накапливается за счет испарительной концентрации (на испарительном барьере).

Латеральная миграция селена и других микроэлементов в ландшафтах

Для того чтобы проанализировать поведение алеманов в сопряженном ряду геохимических ландшафтов, была построена диаграмма латеральной дифференциации элементов (рис.6).

Из нее видно, что ландшафто-геохимичесхий профиль А-А1 (уезд Бинщиань) четко делится на две части: июаньскую — элювиальный и трансэлювиальный ландшафты и долинную — трансаккумулятивный и супераквальный ландшафты.

АС,

8е А5 Мо Си 7л Ре Мп Бг Ва

С,Е 1.2 9» щ и В м

и 41 1.1 0,1 3 и 09

Iе У ■Г.2 и Ч9 Iе 1,1 С;У V

1 1 ш Л 1 1 Й ( 1

Са М^ К А1 Р Со N1 V РЬ

1р а м и И

и 1А 1.2 V 1.0

ад X2 10 1.0 и 1е 1.0 1.0

1] ш 1_ 1 У 1 1 1

Рис. 5 Коэффициенты радиальной дифференциации селена и других элементов в пойменной окультуренной (пахотной) почве супераквалыюго ландшафта профиля А — А1

Р,

Услош I ыс обозначен ия

И

■ 1Ш

10

Иочвообратуюшне породи: 1 - лессы, 2 - древне-аллювиальные отложения, 3 - современный аллювий. Почвы: 4 - покрытая хэйлуту, 5 - эродированная хэйлуту, 6 - хуапшаныу, 7 - древне-аллювиальная окультуренная почва 8 - аллювиальная окультуренная почва. Растительность: 9 - кукуруза, 10 - пшеница.

Рис. 6 Латеральная дифференциация селена и других элементов в системе 1Сохнмичсскмх ландшафтов профиля Л — Л

И) ночи июаньской част элементы: фоа|юр, цинк, стронций, бирий и свинец выносятся и накапливаются главным образом в подчиненных позициях — почвах ландшафтов долиной часта. При атом выносу этих элементов способствует главном образом транзитное положение (склон июани).

В дрепне-аллювиальной окультуренной пахотной почве трансаккумулятишюго ландшафта происходит аккумуляция выше названных элементов: 1.е=1.2; Ь^,—2.4 ¿,¡¿-1.5 и Ьп=4.2.

Те же элементы накапливаются и в пойменной почве супераквального ландшафта: 1^1.2; 2.3; 1^=1.3; ^=1.5 и Ьп=3.8.

В щелочной окислительной среде водорастворимые соединения селена не только перераспределяются в пределах почвенного профиля, но и с латеральным стоком выносятся в местные аквальные ландшафты, где могут накапливается в донных осадках на хемосорбционных и глеевых барьерах. В нашем же случае наиболее ярко проявляется накопление селена в водах реки Цзынхэ (2.13 мкг/л).

3.2 Уровни содержания селена и других микроэлементов, некоторые особенности их концентрации в компонентах геохимических ландшафтов.

Из таблицы 2 видно, что все компоненты геохимических ландшафтов (кроме кукурузы) больного района уезда Бинщиань отличаются пониженным содержанием селена по сравнению со здоровым районом. Кроме того, содержания фосфора, молибдена и мышьяка в некоторых компонентах ландшафтов больного района понижены по сравнению со здоровым районом, а содержания, ванадия, бария, и хрома — повышены.

При сопоставлении содержания микроэлементов в компонентах ландшафтов северного и южного районов, северного больного и здорового районов также обнаружено аналогичное явление.

Глава 4. Результаты медицинских обследований в очаге эндемии уезда Бинщиань

Клиническим симптомом болезни Кашина-Бека является симметрично увеличивающиеся костные ткани суставов, что сопровождается неловкостью движений и болью в суставах, мускульной атрофией верхних и нижних конечностей. Эта болезнь клинически подразделяется на следующие степени: ранняя стадия (ранний период), I степень, II степень и III степень болезни.

Таблица2

Сравнение содержания селена и других элсментии в почвах, воде, .черно, шерсти корон и волосах детей в различных районах уезда Бишциань

Компоненты Между Между Между

геохими- больным (Al) южным <A2) ссверньш больным (A3)

ческих ландшафтов и здоровым (Б1) районами и северным (Б2)* районами и здоровым (Б1) районами

Почва Mg 1, Pl ,Se 1 Sr 1, Р 1 Sel

Вода Mn i,VÍ, Sel Caí ,Mgl

Пшеница Moi.Ba t.Sel К T.Se 1 Cul , Kl,Se 1

Кукуруза

Волосы Mn T, Sr T,Ba T , Caí, Mgt , VÍ , Crt ,As i, Sei

Шерсть Se | Sri >Sel Se l

{— Содержание элементов понижено в районах А по сравнению < его содержанием в районах Б при р < 0.05.

I — Содержание элементов повышено в районах А по сравнении с его содержанием в районах Б при р <0.05.

* Северный район — включая долину р. Цзынхэ.

Как и:шестно, частота заболевания населения уезда Бишциань изменяется но годам. Наиболее высокий у1<овень заболевания отмечен во второй половине 70-тых годов. С 80-тых годов заболеваемость населения болезнью Кашина-Бека в уезде имеет тенденцию к снижению, что продолжается по настоящее время, несмотря на то, что в уезде Бинщиань специальные профилактические мероприятия и лечение не приводились. По-видимому это связано в первую очередь с повышением уровня жизни В Китае.

Весной 1992 года было проведено первое медицинское обследование школьников в возрасте от 7 до 16 лет на предмет изучения распространения уровсхой болезни. Осмотр проводился в 17 школах уезда Бинщиань. Всего было осмотрено 1302 человека. Средняя заболеваемость уровской болезнью школьников уезда составляет 13.75 %, что примерно в 2 раза меньше по сравнению с 1986 годом — 30.18%. Следует обратить внимание на то, что в основном болезнь выявлялась на ранней стадии ее проявления — 90.5%. Первая степень болезни составила 9.5%. тяжелые случаи заболевания (П-ая и Ш-ая степень болезни) среди обследованных детей не обнаружены.

Второе повторное медицинское обследование детей изучаемого региона, проведенное нами в 1995 году, носило более расширенный характер. Было обследовано 2737 школьников из 26 школ уезда Бинщиань, в том числе из 17 ранее (1992г.) обследованных. Результаты обследования показали, что за три года заболеваемость школьников снизилась до 6.24% по сравнению с результатами предыдущего обследования — 13.75%. Из 26 школ 20 являются "эндемическими", где отмечены случаи болезни в той или иной степени тяжести, 6 школ — "здоровыми".

При сравнении результатов медицинского обследования детского населения в 1992 и 1995 гг. (Рис.7) следует заметить, что для большинства обследованных школ характерно понижение частоты заболеваемости в 1995 году. В некоторых школах, где раннее (1992г.) наблюдались случаи болезни, как например, а Чжуцзящаньской школе (4.38% бальных детей), в 1995 г. болезнь Кашина-Бека не обнаружена. К сожалению, в отдельных школах состояние здоровья детей наоборот ухудшается. Например, в Жэньшиской школе заболеваемость в 1995 году составила 58.45% по сравнению с 1992 годом — 36.84%.

Установлено, что различий заболеваемости по половому признаку (мужчины, женщины) не отмечается. Распространение болезни Кашина-Бека в значительной степени связано с возрастом детей. Наиболее высокая заболеваемость характерна для возрастных групп от 10 до 15 лет. Следует обратить внимание на то, что заболеваемость снизилась в 2 и более раз, особенно в группе детей от 14 до 16 лет.

60-

л

К 50Л

<з

| 40-«30-

1'1

о

О - Л-А-Д-й-Д-А-Л

—О— 1992 г. -А- 1995 г.

V Л^1

11111 1111111 м 11111111 м 11

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 19 22 23 24 25 26 Точки наблюдения (26) Рис. 7 Результаты медицинских обследований в 1992 и 1995 гг.

Населенные пункты с проявлением уровской эндемии неравномерно распределены на территории уезда Бишциань. По-видимому, распространение эндемии тесно связано с ландшафтно-геохимичекими условиями уезда.

В южном горном районе; где широко распространены эрозионные формы рельефа, почти все селения являются "эндемическими*. Тяжелые случаи эндемии, как правило, отмечаются в тех семьях, которые проживают непосредственно в пределах лессового плато (в лессовых пещерах). В долине реки Цзынхэ не обнаружены "эндемические" селения. В северной части территории уезда Бтпциань — более равнинной (к северу от речной долины Цзынхэ) "эндемических" селений значительно меньше, чем в южном горном районе. Э^цесь часто встречаются "здоровые" селения, особенно в центральных частях июаней. "Эндемические" селения в северной части территории уезда обычно находятся в окраинных частях и на склонах июаней.

По-видимому различные типы водоисточников — колодезная, ключево-ручьевая и погребная воды играют определенную роль в проявлении уровской болезни (рис.8). Так, селения с погребной водой, используемой для питья, являются "эндемическими". Для жителей пьющих колодезную воду, хотя и возможны случаи заболевания, но в основном для субъектов в недавнем прошлом употреблявшим кяючево-ручьевую или погребную воду.

Колодезная Ключсво-ручьевая Погребная

больные селения |\\\У| здоровые селешш

Рис. 8 Зависимость "уровскнх" селений от типов гапъевых водоисточников

Вода из реки Цзынхэ значительно отличается более высоким содержанием селена (2.13 мкг/л) по сравнению с его содержанием в других типах водоисточников (колодезная

- 0.27мкг/л, ключево-ручьевая - О.Пмкг/л, погребная 0.12мкг/д). Исторически сложилось, что в южном районе уезда Бинщиань местные жители употребляли и сейчас употребляют погребную воду в качестве питьевой.

При статистическом анализе также отмечается что, содержание селена в почвах, водах, зерне пшеницы и кукурузы, волосах детей и шерсти коров отрицательно коррелирует с заболеваемостью болезнью Кашина-Бека населения (детей) уезда

Бинщнань. Для почв К—0.58, при р < 0.005; воды--0.40, при р < 0.05; пшеницы —

-0.70, при р < 0.001; кукурузы--0.61, при р < 0.05; волос людей--0.38, при р > 0.05;

шерсти коров —0.74, при р < 0.001. (рис.9,10,И,12).

Хотя кларк концентраци мышьяка (рис.13) в почвах изучаемого региона значительно повышен, сколь-либо существенной разницы его содержания в компонентах окружающей среды больного и здорового районов, а также южного и северного районов, северного больного и здорового районов не обнаружено. Тем не менее мышьяк известен своей высокой токсичностью. Его ядовитое действие проявляется в неврологических симптомах

— интеллекгуально-мнесгаческих и речевых расстройствах, депрессии, полиневритах с атрофическим изменением мышц.

В почвах больного района уезда Бишдиань наблюдается пониженное содержание фосфора, который по данным российских исследователей является заинтересованным в развитии болезни Кашина-Бека, в частности в Забайкалье. При статистическом анализе отмечается, что для фосфора характерна пороговая концентрация (600 мкг/г)

30-

20-

10-

К --0.« N-26 Р = 0.045

-1-1-1-1-1-1-.-1---1-■-1-

0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35

Содержание селена в различных источниках вод в мкг/л

■ Колодезная • Ключево ручьевая * Погребная

Рис. 9 Зависимость заболеваемости Б КБ детей от содержания селена в водах уезда Бшпциань

—I 0.40

«8 ю-

60- •

50- К =-0.5« N = 26

40- Р = 0.001«

♦

30- •

20- #

0.06

—I— 0.08

0.10

—I— 0.12

Содержание селена в почвах в мкг/г

Рис. 10 Зависимость заболеваемости Б КБ детей от содержания селена в почвах уезда Бшпциань

0.14

ra [Д

o

я

<u

c3 «

и

o

Ю я го

0.005 (¡04030-

20-

10

Содержание селена в кукурузе и мкг/г

0.006 0.007 0.008

0-, о.ооб

Кукуруза R =4 61 N»16 Р-0.012

Пшеница R = -0.70 N = 26 Р = 0.00007

• о

. V

• * * о « о

а о о \т т «с

0.004

---1-1-1---1-г-1-1-1-1-1-1—

0.008 0.010 0.012 0.014 0.016 0.018

Содержание селена в пшенице в мкг/г Рис. 11 Зависимость заболеваемости Б КБ детей уезда Бшпциань от содержания селена в пшенице и кукурузе

0.020

№ в

в

Ю

о

а

и

3

V

4 v8

03

п

6050 4030201000.05

Рис.

Содержание селена в шерсти коров в мкг/г

0.00 0.02 0.« 0.06 0.08 0.10

Волосы детей R = -о.м N-20 Р-0.099

Шерсп. коров R —-0.74 N = 26 Р = 0.00001

g I о lO-OO—|-

0.25 0.30

0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35

Содержание селена в волосах детей в мкг/г

12 Зависимость заболеваемости Б КБ детей уезда Бшпциань от содержания селена в их волосах и в шерсти коров

0.40

о

О

о

8 -1

1 I I I I I I I I I \ I I I I I I I

М Мо Си 2л Ре Мп Бг Ва С« Мв К А! Р Со № V Д Т1 5с Рис. 13 Геохимичесаяй спектр элементов егосодержания в почвах, ниже которой наблюдается положительная корреляция с заболеваемостью КБ К, а выше, наоборот, отрицательная.

Для других микроэлементов четкой зависимости заболеваемости огг их сод ержания I ландшафтах не прослеживается.

Вывод ы и рекомендации

1. Основными факторами дифференциации селена и других микроэлементов в геохимических ландшафтах Лессового плато Китая являются литогеохимичеосая специализация пород, биоклимаотческая обстановка и степень антропогенного влияния.

2. Для изучаемого района (уезда Бинщиань) характерно деление ландшафтов на две част: шоаньскую (элювиальные и трансэлювиальные ландшафты) и долинную (трансаккумулятивные и супераквальные ландшафты):

а) в щелочной окислительной среде водорастворимые соединения селена не только перераспределяются в пределах почвенного профиля, но и с латеральным стоком выносятся в местные аквальные ландшафты, ГДС могут накапливаться в донных осадка} на хемосорбционных и глеевых барьерах. В нашем случае о накоплении селена I аквальных ландшафтах реки Цзынхэ свидетельствует высокая его концентрация в вода реки — 2.13 мкг/л, что в 8-18 раз выше, чем в колодезных и погребных водах;

б) из почв — хэйлуту и хуаншоньгу, различающихся главным образом по степени эродированности, июаньской части выделенных ландшафтов выносятся такие элементы, как фосфор, цинк, стронций, барий и свинец, которые накапливаются в аллювиальных почвах подчиненных ландшафтов поймы и надпойменной террасы долинной части реки Цэынхэ: Ь,=1.2-1.3; ¿¡¡,=23-2.4; Ь»=1.3; 1и=1.5и ¿„=3.8-4.2.

3. Для поведения селена в почвах Лессового плато (уезда Бинщиань) характерно прежде всего то, что он тесно связан с органическим веществом почвы. Селен также концентрируется на испарительном барьере в верхнем горизонте почв (Д^ 1(^=1.3-2.2). Анализ радиальной миграции других химических элементов свидетельствует о достаточно ярко выраженной дифференциации в профиле свинца (Яп =1-2.2) и в меньшей степени кальция (^0=1-0.5).

4. Для исследуемой территории характерно пониженное содержание селена во всех компонентах геохимических ландшафтов, что ярко отражается в звеньях биогеохимических пищевых цепей: породы — почвы — питьевые воды — культурные растения — животные организмы.

5. Уровень содержания элементов: мышьяк, марганец, стронций, барий, кальций, ванадий, хром и селен, относящихся к эссенциальным, в волосах детей больных и здоровых районов достаточно контрастен. Селен в волосах детей больных районов составляет 0.13 мкг/г, что в 2 раза ниже, чем в здоровых. Остальные элементы имеют тенденцию к накоплению. Все это может быть основой для разработки элементной тестовой диагностики болезни Кашина-Бека.

6. Выявлена отрицательная корреляция заболеваемости детей уезда Бинщиань с содержанием селена в почвах (Л=-Л5У, при р < 0.005), питьевых водах {-0.40, при р < 0.05), зерне пшеницы (-0. 70, при р < 0.001) и кукурузы (-0.61, при р < 0.05), волосах детей (-0.33, при р > 0.05).

7. Уровасая эндемия (болезнь Кашина-Бека) имеет сложный биогеохимический генезис. Каждый очаг эндемии, по-видимому, носит свою специфику, проявляющуюся как в клинике болезни, так и в ее этиологии. Так , Бинщианьский очаг эндемии на основании полученных результатов исследований можно выделить как биогеохимичесхую провинцию с недостаточным содержанием селена и повышенным содержанием мышьяка, цинка и свинца.

В связи с выше сказанным предлагается:

— установить медико-биогеохимичесхий мониторииг, позволяющий проследить динамику геохимических процессов и заболеваемости населения в очаге эндемии;

— установить строгий санитарный контроль за содержанием микроэлементов в продуктах питания и питьевых водах;

— разработать элементную тестовую диагностику болезни Кашина-Бека на основе содержания микроэлементов в шерсти животных и волосах яодей;

— организовать систематическую диспансеризацию населения уезда Бишциань (особенно детей) с целью своевременной диагностики болезни Кашина-Бека и эффективного ее лечения;

— разработать профилактические и медикаментозные средства борьбы с селенодефицитной зависимостью населения.

1. Содержание селена и яругах микроэлементов в экологической системе провинции Гирин в связи с болезнями Кешана и Кашина-Бека. // Географическая наука. —1992. —Т. 12. —N.3. -С. 1-4.

2. Содержание микроэлементов в питьевых водах провинции Гирин в связи с болезнью Кешана. // Бюллетень эндемических болезней. —1992. —Т.7. —N.3. —С. 99-102.

3. Географическая характеристика очагов болезни Кашина-Бека Китая. // Журнал профилактики эндемических болезней. —1990. —Т.5. —N.2. —С. 119-121.

4. Содержание гумусовых кислот и концентрации перекисных радикалов в питьевых водах очагов болезни Кашина-Бека Китая. / Медико-географические исследования в КНР. Под редакцией Tan Jianan. Изд-во "Медко-фармацевтическая наука и технология". Пекин. -1994. -С. 131-136.

Список работ, опубликованных по теме диссертации: