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砷是一种剧毒的类金属环境敏感元素,对生态环境和人体健康存在巨大的危害。地方性砷中毒即是由环境介质中砷的超常富集,并通过长期的饮水、饮食和呼吸等途径使人体摄入过多的砷引起的。我国西藏雅鲁藏布江和森格藏布江下游的国家孟加拉和印度存在着典型的、严重的饮水型砷中毒,而作为这两条河流的源头区域西藏,其环境介质中砷的研究比较零星。
2008年5月至6月,对西藏雅鲁藏布江流域、森格藏布江流域及其它部分区域的岩石、土壤、水、沉积物等进行系统的样品采集,通过样品分析和高砷固体样品的浸取还原试验等,对该区砷的表生富集与来源进行深入研究,并结合前人研究成果得出以下主要结论:
1.对西藏雅鲁藏布江流域和森格藏布江流域岩石、土壤、沉积物、水体中砷的含量分布进行了比较系统的研究分析,发现森格藏布江流域和雅鲁藏布江上游的土壤、沉积物及水体存在着高砷异常。所采森格藏布流域岩石、土壤、河水、沉积物砷的平均含量均高于雅鲁藏布。
2.所采集岩石样品砷的平均含量10.8 mg/kg。沉积岩、变质岩、岩浆岩等不同岩石类型中砷的含量存在差异,同类岩石中砷的含量也存在差异。页岩、千枚岩、绿泥石及部分角砾岩和碳酸盐岩中砷的含量相对较高。
3.所采集土壤样品砷平均值达42.4 mg/kg,目前高砷土壤可能是曾经的高砷河流湖泊沉积物的演化产物。
4.不同水体中砷的含量由高到低依次为:热泉水(4910μg/L)＞盐(咸)水湖水(2180μg/L)＞井水(194μg/L)＞淡水湖水(163μg/L)＞河水(35.5μg/L),均高于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)砷的卫生限量标准10μg/L。雅鲁藏布和森格藏布流域支流均较多,砷来源复杂多样,干流砷的含量变化波动大。
5.所采集水体沉积物中砷的平均含量为42.3mg/kg,不同水体沉积物中砷的含量由高到低依次为:热泉沉积物(219mg/kg)＞盐(咸)水湖沉积物(79.8mg/kg)＞淡水湖沉积物(71.0mg/kg)＞河水沉积物(36.2mg/kg),与不同水体中砷含量分布规律一致,且与相应的水中砷的含量存在显著的正相关关系。
6.以含1mol/L盐酸羟胺的25％乙酸溶液配成浸取液,浸取部分高砷岩石、土壤、沉积物样品中以铁锰氧化物、碳酸盐矿物结合态以及矿物表面吸附态的砷,其浸取率由高至低依次为:沉积物(23.57%)＞岩石(1.48%)＞土壤(1.15%),岩石、土壤中以铁锰氧化物、碳酸盐矿物结合态以及矿物表面吸附态存在的砷占总砷的比例极低,因此河水砷异常可能并不主要来自于岩石和土壤的淋滤。同时,虽然雅鲁藏布支流年楚河流域江孜盆地存在高砷岩层,但通过在该流域详细系统采样分析,结果发现该区河水砷含量并不高,均低于10μg/L,这从另外一个角度说明通过岩层淋滤不太可能是造成研究区河水高砷的主要原因。此外,水体中[As]与[K+Na]呈显著的正相关关系指示河水中砷可能来自于富含K+Na的盐湖或者地热,河水中As与Sb也呈显著正相关关系,前人研究表明盐湖中砷受地热补给,因此推测河水中砷的异常可能主要来源于地热的补给。
7.森格藏布江和雅鲁藏布江是当地重要的农牧生产和生活水源,该区土壤、水体、沉积物的高砷异常,使当地居民和牲畜具有潜在地方性砷中毒的风险,其生态环境效应需要进一步研究证实。