1前言

地方病是指“水土引起的地方病”，又称“水土病”。我国分布广、危害大的地方病主要有地方性氟中毒、地方性砷中毒、地方性甲状腺肿、大骨节病和克山病。这些地方病大多与人类生存环境的水和土壤中人体所需元素的缺乏和过剩有关。低碘引起的地方性甲状腺肿可通过改水和食用碘盐治愈和预防，多年来综合措施基本控制了克山病。目前，地方性氟中毒、地方性砷中毒和高碘地方性甲状腺肿仍严重威胁着人们的健康。目前只有阿坝、西藏和青海南部有新的大骨节病病例。开发适宜饮用的地下水是保证病区居民安全、高效、经济饮用水的途径和手段。研究当地病区的地质环境特征及其相互关系，对病区寻找符合饮用水标准的地下水具有重要的指导作用。“十一五”期间，中国地质调查局开展了“地方病严重地区地下水勘查与供水安全示范”项目，重点是北方饮水型砷中毒、氟中毒、大骨节病严重地区和患者集中地区。以地下水系统理论为指导，采用了遥感解译、水文地质调查、地球物理勘探、水文地质钻探、岩土水样测试、同位素、微生物地球化学、环境磁学和数值模拟等方法。调查含水层结构、地下水补给-径流-排泄条件、地下水水化学特征，研究高砷高氟地下水的分布规律、形成机理和大骨节病区地质环境，并根据不同情况提出安全供水途径。本文是该项目的部分成果。

2高砷地下水的分布规律和形成机制

我国原生高砷地下水集中分布区主要位于北方干旱半干旱地区，自东向西分布在松嫩平原、大同盆地、河套平原、银川平原、青海贵德盆地和新疆奎屯地区，一般呈东西带状分布。本工作不涉及新疆高砷地下水地区。

2.1华北地区高砷地下水分布及水文地质环境特征

(1)大同盆地、河套平原、银川平原和松嫩平原在高砷地下水区的分布规律上具有相似性。在水平方向上，从山前坡积平原前缘到湖积平原中心，地下水中砷含量逐渐增加，一般在沉积中心和低洼地区最高，整体上具有明显的分带性。而高砷井呈点状分布，短距离内砷含量变化较大。多垂直赋存于浅承压和半承压含水层中，高砷井一般小于80 m。大同盆地形成于古近纪之后，晚新生代地层沉积厚度受基底和构造控制。马营凹陷厚度最大，向东北和西南方向变薄。地下水中砷含量从山前斜坡平原到盆地中心平原由0.6微克/升增加到1820微克/升。高砷地下水主要分布在马营凹陷桑干河与黄水河之间的洼地，以及山前倾斜平原与洪冲湖相平原的交汇洼地。一般在朔城-应县段连续分布，在应县段北部间断分布。盆地中部的殷珊地区是主要的砷富集区，同时也是重病区[3]。垂直分布主要在15 ~ 60 m(最大砷浓度约为20 m)，少数在100 ~ 15~60 m地下水中。高砷含水层颗粒细，为富含有机质的河湖相地层，含淤泥。该地区地势平坦，地下水水力梯度小，为地下水滞流区。河套平原具有北深南浅、西深东浅的不对称箕状坳陷特征，西北部一直是盆地的沉降中心。高砷地下水分布在沉积中心，西部杭锦后旗和何琳地区地下水砷含量高于东部婺源地区。以总砷含量> 0.05 mg/L为标准，华东地区0.05 mg/L ≤ As < 0.25 mg/L和≥0.25 mg/L的超标点分别为85.1%和仅14.9%。西部地区相应两个区间的超标率分别为56.9%和43.1%。西部地区高砷地下水呈带状分布，东部地区呈灶状分布。在短距离内，地下水的砷含量变化很大。地下水砷含量为1.1 ~ 1740μ g/L，砷中毒高发区为350 ~ 1740μ g/L，在一定深度内，随着深度的增加，地下水砷含量增加，高砷井的井深一般为20 ~ 35 m [4]。高砷含水层多为粉砂层或与粘土、淤泥质粘土互层，沉积物有机质含量高。银川断陷盆地中部断裂较深，以断阶或断坡形式向两侧抬升，呈现出一个西陡东缓的巨大宽缓向斜。高砷水域位于尹蓓凹陷的沉降中心，冲湖平原一般呈两带分布在冲湖平原区。该带西侧位于山前冲积平原前缘的湖泊平原区，全新世早期为古黄河河道。带东侧的冲湖平原区靠近黄河，全新世晚期为黄河古河道，与黄河平行分布。垂直地下水砷含量随深度增加而降低，高砷地下水一般存在于10 ~ 40 m的潜水层中。第一、第二承压水大部分地区未检出或含量低于10微克/升..潜水和承压水中砷含量最高，分别为177微克/升和47微克/升。高砷层主要为黄色、灰色粉砂和细砂，夹一薄层黑色腐殖质。松嫩平原高砷地下水主要分布在吉林西部的霍林河和洮儿河，以及通榆县和洮南县河间洼地的张福村等地。中国主要流行区和低平原区地下水滞留带的地质环境研究进展与展望。潜水中砷的平均含量为18.2微克/升，第四系承压水中为32.3微克/升，第三系承压水中为25.2微克/升。地下水中的砷主要集中在10 ~ 100 m含水层中，50 ~ 80 m层段砷浓度较高，平均为43.2μg/L，最高为152.4 μ g/L，富含有机质的粉砂质沉积物和湖泊沉积物为砷的赋存提供了空空间。黑龙江省三肇地区也有小面积的高砷水分布。地下水中的砷含量不仅在空内变化很大，而且随不同季节地下水位的波动而变化，特别是在河套平原和引黄灌溉的银川平原。2008年银川平原NX08-2监测孔水位变化约2 m，对应的水中砷含量变化近130μg/L；地下水位波动趋势相同，水位低时，地下水砷含量处于低峰，水位高时，地下水砷含量增加。河套平原近年来的调查监测结果也表明，大部分监测井在高水位(灌溉期)砷含量大于低水位(非灌溉期)。

(2)青海贵德盆地也有高砷地下水。该盆地位于青海东北部，黄河上游的龙羊峡和松巴峡之间。在贵德盆地，新近系贵德组和第四系分布最广，厚度巨大。贵德组地层以细粒湖相碎屑岩为主，不仅发育承压承压水，还含有承压承压水。受北北西向和近东西向断裂控制，贵德盆地地热异常区有两个异常中心，地热区围绕近东西向伸展断裂带呈椭圆形分布。地下水砷含量高的3个钻孔(04、05、08号)分布在地热异常中心断层附近，深度分别为251.25 m、322.91 m、318.48 m。砷含量随深度增加，分别为112、296和318微克/升。

(3)内蒙古克什克腾旗高砷地下水位于同兴镇白音高。地方病村分布在山谷中，山谷两侧为中山和低中山。山中有毒砂和含砷铅锌矿石。居民饮用水为第四系松散岩类孔隙潜水，地下水砷含量为19.8 ~ 82.2 μ g/L，高砷水呈岛状分布。下游河谷地下水砷含量为14 ~ 18.8 μ g/L，病区地下水砷含量在一个小流域内从上游向下游递减。

2.2高砷水的水化学特征

大同盆地、河套平原、银川平原和松嫩平原的高砷地下水化学特征相似，一般为中性至弱碱性，pH值在7.0 ~ 9.4之间。Eh多为负值；FeMn、HCO-3、HPO2-4和NH+4含量高，而so42-和NO-3含量低。地下水的as (ⅲ)/as比值大于0.5，as (ⅲ)含量高。地下水以HCO-3和Na+为主，水化学类型一般为HCO3Na。部分地区井水呈黄绿色，有强烈的腐植酸和H2S气味，CH4逸出时可被点燃。这些都反映了高砷地下水处于还原环境。同时，病房的井水不仅砷含量高，氟含量也高。贵德盆地和克什克腾旗高砷地下水的pH值和水化学类型与上述盆地不同，有其自身的特点。

2.3高砷地下水的形成机理

总的来说，我国北方高砷地下水的成因可分为三种:还原高砷地下水，包括大同盆地、河套平原、银川平原、松嫩平原等。，分布区域广，危害大；地热等高砷水，如贵德盆地；矿化高砷水，如克什克腾旗。

2.3.1还原性高砷地下水的形成机理

区域性高砷地下水的形成需要砷的来源，从含水层固相向地下水中释放砷的地球化学机制，以及使释放到地下水中的砷不迅速流失和富集的水文地质条件[5]。

(1)盆地周围的富砷地层是盆地高砷环境的主要原生来源，盆地内富含有机质的湖泊沉积物是次生富砷介质，含水层系统中的铁磁性矿物是砷的主要载体。大同盆地周边石炭-二叠系沉积岩砷含量在0.54 ~ 22.00mg/kg之间，西部广泛分布的煤系地层砷含量平均为102.75mg/kg；沉积物的平均砷含量为18.7毫克/千克。河套平原西、北、东三面环山，北部狼山、大青山由片麻岩和大理岩组成，矿化良好，砷含量高。狼山西部的炭窑口和东升庙大型多金属硫化物矿床矿体较浅或裸露，矿床及围岩中As含量很高，平均为29.39 mg/kg[6]。银川平原贺兰山北部煤系地层十分发育，沙坝台煤矿6 ~ 13煤层含砷量为2 ~ 10 mg/kg。其含量比上地壳中的砷丰度值(1.5 mg/kg)高几倍甚至几十倍。盆地周围富砷岩石中的砷元素或化合物通过风化和沉淀淋滤作用溶于水中，其活性增强。它们随着地下水和河流迁移到盆地。砷、铁、锰等金属离子通过表面吸附、离子交换吸附和螯合从水中沉淀出来。沉积物中的砷含量主要受粒径控制，从粘土到砂，随着沉积物粒径的增大，砷含量逐渐降低。在湖泊相沉积的富含有机质、粘土和粉末的细颗粒中，沉积物中的砷含量逐渐降低。大同盆地沉积物环境磁学研究表明，强磁性矿物和弱磁性矿物中砷含量分别为77.0 ~ 310.8 mg/kg和35.0 ~ 70.4 mg/kg，分别是全岩样品平均砷含量(18.7mg/kg)的4.3 ~ 17倍和1.9 ~ 3.7倍。含铁磁性矿物(主要是氧化铁和氢氧化物矿物)对砷有负面影响。

(2)高pH和低Eh还原条件使沉积物中的砷解吸并溶解到地下水中。大同盆地、河套平原等盆地处于封闭-半封闭的沉积环境。在富含有机质的地层中，有机质在细菌或微生物的作用下不断分解，消耗大量氧气，产生CO2和H2S，使地下水环境还原性增强。同时，干旱半干旱地区的蒸发和CO2与碳酸钙的反应也使含水系统的pH值升高，一般为7.2 ~ 9.4。PH是影响地下水中砷活性的重要因素。pH值的增加可以导致吸附的砷从铁锰氧化物或氢氧化物或粘土矿物中解吸，或者可以阻止吸附。在氧化和酸性至中性条件下，砷以砷酸根离子的形式被氧化物矿物强烈吸附，砷酸根的吸附量比较大。随着pH值的升高，砷从氧化物矿物表面解吸出来，增加了溶液中砷的浓度。pH值的增加也会导致磷酸根、钒酸根、铀酰和钼酸根离子的解吸，并在溶液中积累。这些吸附的阴离子以竞争吸附的方式与氧化物上的吸附位点相互作用，并以复杂的方式影响相互结合的程度，这进一步限制了砷的吸附量。在还原条件下，砷从沉积物中释放出来。在氧化环境中，地下水中的砷化合物(砷酸盐或亚砷酸盐)会被胶体或铁锰氧化物或氢氧化物吸附，导致地下水中砷含量极低。但当变成还原环境时，胶体变得不稳定或铁(锰)的氢氧化物被还原，形成更活泼的离子成分，溶解到地下水中时，吸附在上面的砷化合物也进入地下水。用PHREEQC软件在松嫩平原进行的地球化学反演模拟结果也证明了砷与地下水中铁、锰元素的相关性。含水层中的天然有机物可以被一些原生细菌用来还原和溶解氧化铁，从而释放出砷。大同盆地沉积物中发现了5种降砷细菌，主要分布在沉积物的中层和深层。可见，沉积物中下层砷还原菌的减少是砷从沉积物向地下水迁移的重要因素之一。

(3)高pH和低Eh还原条件使沉积物中的砷进入地下水。这些封闭半封闭盆地中心的低洼平坦地形和细粒含水层使地下水径流缓慢，进入地下水的砷可不断积累，从而形成高砷地下水。

(4)砷在地下水中的迁移转化不仅受地下水组成和沉积物矿物组成的影响，还受水介质中砷的形态控制。砷在不同含水介质中的赋存形态不同，决定了砷在沉积物中的迁移转化行为。通过一系列提取方法，找出了高砷地区典型含水介质中砷的赋存形态，包括可溶态、可交换态、铁锰氧化物吸附态、碳酸盐吸附态、有机物和硫化物吸附态和基质态。高砷地下水的形成是多种因素和复杂地质过程的结果。其大尺度上分布的规律性和小尺度上的差异性也说明了这一点。

2.3.2地热高砷水的形成机理

青海贵德盆地高砷地下水的形成与地热有关。碎屑统计表明，盆地北部日月山和拉脊山地区的太古宙至元古宙变质岩和火山岩是砷的主要来源。[7]新近系贵德群形成于干旱炎热气候下的咸-半咸水或淡水湖滨环境，以细粒湖相地层为主，富含有机质，成为次生富砷地层。现代半封闭地形和地下热水的水文地球化学环境是饮水型地方性砷中毒病区形成的促进因素。典型地热井地下水砷含量随深度和地下水温度的增加而增加，且与井深和水温呈正相关。

2.3.3矿化高砷水的形成机理

克什克腾旗砷中毒病区位于大兴安岭南端的中低山河谷中上游地下水径流区。居民饮用第四纪松散岩石孔隙潜水。含水层岩性为第四系冲洪积砾石、含砾中粗砂等。，厚度一般为5 ~ 8 m，分布在白银皋北部山区的FeAsS矿床风化带，水位埋深，受地下水淋滤形成局部高砷水，再由地下水将砷带入山谷第四系松散岩石中。

3高氟地下水的分布规律和形成机制

高氟地下水主要分布在秦岭-淮河以北的平原和盆地。本项目重点研究了松嫩平原、大同盆地、河套平原、河西走廊、塔里木盆地西缘、贵德盆地和陕西省大荔县的高氟地区。考虑到篇幅的限制和讨论的全面性，本文只选取了一些典型地区进行分析，同时也讨论了海侵富集型高氟水。

3.1高氟地下水分布规律

地下水中氟的富集具有明显的地带性。一般来说，从山前到滨海平原或盆地中心，从补给区、径流区到排泄区，地下水中的氟含量逐渐增加。纵向上，蒸发浓缩型和淋溶富集型高氟水以浅层地下水为主，浅层地下水氟含量普遍高于中深层。热泉型和海侵富集型往往相反，一般地下水中氟的含量由深到浅逐渐降低。

(1)松嫩平原地下水中氟的分布具有明显的地带性。盆地中部低平原和高低平原过渡区有大面积的高氟潜水，氟离子含量普遍>:1 mg/L，从平原中部向周边地区氟离子含量降低，但西部山前平原局部滞流区氟离子含量也较高。向上高氟地下水主要分布在井深< 80m的潜水和第四系承压水中，超标率大于70%。其中，在< 10m的潜水中，平均氟含量高达4.56 mg/L，超标率为94.1%，最大值为14mg/L，在> 80m的地下水中，虽然超标率高，但平均值低。大同盆地浅层孔隙水氟离子含量普遍较高，最高值为4.5 mg/L，高值区主要分布在盆地中部和北部，氟含量1~2 mg/L的高氟水主要分布在盆地洪积扇前，普遍高于中深层孔隙地下水。河西走廊张掖市甘州区从山前砾石平原到细土平原，地下水中氟离子含量具有逐渐增加的水平分带规律。同时，细土平原区地下水氟含量具有随深度增加而降低的垂直分带规律。高氟水主要分布在盆地中部低洼的细土平原区。富氟含水层为0 ~ 40 m浅层地下水，高氟水含氟量一般为2 ~ 4 mg/L，最高达7.6 mg/L。

(2)贵德盆地三河地区地表地热水氟离子含量等值线与温度等值线相似(图6)，氟离子含量从外围的0.5 mg/L变化到三河平原地区20m深处的5 mg/L以上。表明盆地内高氟地下水明显受地热异常控制。通过分析典型钻孔地下水中氟离子含量与深度和温度的关系可以看出，随着深度的增加，地下水温度升高，地下水中氟离子含量增加。地下水中的氟含量与水温呈正相关。

(3)海侵富集的高氟水主要产于中深层。如河北平原东部沧州地区深层地下水含氟量超过80%，其中第四系含水层更新统孔隙承压含水层(第三含水层，顶底板埋深150~250 m)为主要富氟含水层，氟离子含量为0.47 ~ 7.12 mg/L。

3.2高氟地下水的水化学特征

高氟地下水一般呈碱性，pH值为7.5 ~ 8.5，水化学类型复杂。苏打型碳酸钠和钠镁钠钙水居多。高氟水一般盐度较高，氟离子浓度总的变化趋势是随着TDS的增加而增加，但达到一定浓度后逐渐趋于稳定。陕西省大同盆地和大荔县的氟含量大于1 500 mg/L，氟离子浓度也随着总碱度的增加而增加。地下水中的氟含量随着Na+离子浓度的增加和Ca2+、Mg2+离子浓度的降低而增加，HCO-3是主要的阴离子。在以HCO-3为主的碱性环境中，含氟矿物中的可交换氟离子可被水中的羟基取代，释放到地下水中。

3.3高氟地下水的形成机理

我国北方高氟水的成因主要有蒸发浓缩型、淋滤富集型、地热温泉型和海侵富集型，在某一地区可能不止一种成因。北方松嫩平原、河西走廊等大部分平原盆地高氟水的成因主要是蒸发浓缩。高氟水的富集机制是上游富含氟离子的地下水流向平坦或低洼地区。由于地下水径流缓慢，水动力条件差，水位浅，蒸发强烈，在特定的表生地球化学环境下，氟离子等化学元素在浅层地下水中富集富集。淋溶富集型是富氟岩石或沉积物中氟含量背景值高，地下水淋溶会携带下大量氟。到达平坦地区或洼地后，由于地下水径流缓慢，氟会逐渐富集，导致水中氟离子浓度高，从而形成高氟地下水。总体而言，青海贵德盆地高氟地下水的平面分布特征与地下热水的分布范围一致，表明其明显受地热异常控制。富含有机质的细粒湖相地层成为次生富氟地层。半封闭环境下pH值高(大于8)、温度高(一般大于30)的热水有利于氟的解吸和富集，深层热水本身氟含量高，从而形成高氟水。在华北平原东部沿海地区，高氟水的来源为海侵富集型，即当海水入侵时，海陆交替沉积的细粒粘土矿物因其表面能大而大量吸收氟离子，海水中的大量氟随沉积物滞留，在适宜的水文地球化学条件下转移到地下水中，成为地下水中氟的主要来源。同时，盐淡水混合过程中海水中大量的Na+与淡水中的Ca2+发生阳离子交换，使地下水中Na+/Ca2+的值急剧增加，Na+的增加导致水中碱度增强，OH-代替F-的离子替代，氟离子活度提高，加速了岩石中氟矿物的溶解、迁移和富集。高氟水的成因是多种因素共同作用的结果。在大同盆地，氟含量与地下水中主要离子组分的比值有一定的对应关系，即氟离子浓度先随Na+/(Ca2++Mg2+)的增大而增大，比值约为1时氟离子含量达到最高，然后逐渐趋于稳定。氟离子浓度随着Cl-/(HCO-3+SO2-4)的增加而增加，但在25%左右后逐渐降低。分析表37第3项可知，在盆地地下水迁移演化过程中，地下水对含氟矿物的溶解是导致氟含量增加的主导作用；蒸发对高氟水的形成和分布也有重要影响。一定程度的蒸发浓缩可以促进地下水中氟的富集，但过度蒸发会抑制氟含量的增加。

4 .大骨节病区的地质环境特征及其与大骨节病的关系

4.1四川省阿坝州大骨节病区地质环境特征

(1)大骨节病严重区多位于高山草甸、河流中上游、低洼潮湿地区或封闭半封闭地区。重病区和中病区沼泽发育良好，分布面积大，腐殖质和泥炭厚。而轻流行区沼泽不太发育，分布面积较小。

(2)大骨节病区地层以三叠纪砂岩地层为主，前志留系-二叠纪分布区为轻度，石灰岩区为轻度非地方性。病区岩石化学成分含量低于非病区，尤其是Se、Zn、Cu、Mn、Mo等元素差异明显，最终可能导致土壤、地下水、粮食中相同元素含量相应较低。

(3)重病区饮用水源多为径流路径短的溪水、浅渗泉水或低洼地区的土井水，尤其是流速较慢的溪水，多流经地表的枯枝落叶层或腐殖质层，水源水质较差。而喝泉水的相对温和。病区饮用水水质大多具有盐度极低、水质偏酸性的特点，盐度一般小于150 mg/L，总腐殖酸大于1mg/L；非病区饮用水含盐量为300 mg/L，总腐殖酸小于0.5mg/L，患病率与饮用水含盐量低呈负相关，与腐殖酸含量呈正相关。

(4)病区饮用水中钙、镁、硒、氟含量较低，Ca平均含量为25.3 mg/L，接近文献报道的西藏大骨节病区饮用水值(25.8mg/L)；镁的平均含量为6.47毫克/升；若尔盖县硒含量低于0.005毫克/升。饮用水源中的氟离子含量一般小于0.2毫克/升..

(5)根据示范井的水量和水质测试，适合人畜饮用的地下井深度为60 ~ 70m；如果井深小于30 m，则水质含盐量低，水量不足。如果井太深，水量增加不多，也可能造成Fe血浆含量偏高甚至超标。

4.2地质环境与大骨节病关系的研究。大骨节病的影响因素复杂，病因学说繁多。主流学说有低硒学说、有机中毒学说、食物霉菌毒素学说和低硒条件下B19细小病毒感染学说[8-10]，但至今没有定论。根据多种不同的大骨节病病因学说，通过对我国大骨节病与地质环境关系的对比研究，认为大骨节病与地质环境关系密切，其病因与元素缺乏或失衡有关。

1)大骨节病与自然、地质环境密切相关，是一种与骨代谢相关元素缺乏或失衡有关的地方病，即水土病。

(1)大地构造及其形成的地貌单元控制着疾病带的分布。大骨节病分布在我国东北至西南地区，病区占据基岩隆起的构造带，即山区和高原区，而病区中新生代沉降平原和盆地多为非病区或轻病区。区内地表和浅层地下水循环路径短，交替快，水文地球化学环境属于各种化学元素滴落流失的区域。与人类和生物生长密切相关的岩石、土壤、饮用水、粮食等，都处于元素缺乏或比例失衡的背景中。如吉林省伊通河源头来自哈达岭西坡，由南向北经长春流入第二松花江。潜水的化学特征从低山丘陵的上游到河谷平原的下游有规律地变化，盐度从185.6毫克/升到287.5毫克/升到861.5毫克/升，氟含量从< 0.1毫克/升到0.1 ~ 0.2毫克/升到0.2 ~ 1.5毫克/升。上游为大骨节病区，下游和闭流区为氟中毒区，中游为非病区[1]

(2)地层岩性是影响病区、轻病区和非病区分布的基本因素。四川阿坝大骨节病主要分布在三叠纪砂岩区，而石灰岩、白垩纪红色砾岩和前志留系变质岩为轻病区和非病区。从全国来看，大骨节病主要流行于中基性岩或基性喷出岩、变质砂板岩分布区，集中在高原风黄土形成区，少量在各种基岩构成的山区、风沙覆盖的熔岩台地、毛乌素沙漠地区。比如陇东黄土高原，环县东部是大骨节病区，环县西部是非大骨节病区。同处黄土高原，地质环境差异主要在于环县西部古近系-新近系红层分布，导致岩石、土壤、水环境中矿物质含量增加，为高氟水、苦咸水区。

(3)微地貌单元和地下水补排条件影响不同病害的分布。微地貌条件影响地表径流和地下水的补排条件，制约一定区域内水、土、盐的运动，从而影响不同微地貌单元的饮用水和食物中元素的数量，进而影响疾病张福存等。:中国主要流行区地质环境研究进展与展望559 2010年中国地质形势。黄土高原流行区的人们普遍认为，大骨节病在山谷中是“轻在高原，重在高原边缘”，“重在山上，轻在沟里”，“重在上游，轻在下游”。比如永寿县干井乡陆家村，就位于塬边。全村的人都在喝地下室的水。1977年，检出率为50.9%。2007年，7-16岁儿童检出率仍达到5%。塬下店头乡范家河村位于蒿树沟。两个村子距离不到1公里，生活饮食条件都一样。村里一直喝井水，是个“安全岛”。

2)饮水和食物都是暴露因素，它们是互补的。根据食物霉菌毒素理论，这种疾病与饮水无关，而是与食物T2毒素中毒有关。大米不会传播疾病，但谷物如青稞、玉米、小麦等会传播疾病。会传播疾病，只要疫区改吃大米[12]。但也有不少学者通过对黑龙江、吉林、内蒙古、甘肃、山西、陕西、山东等大骨节病地区的研究，认为该病与饮用水的来源和水质有关。饮食结构相同，饮用不同水源的情况明显不同。比如敦化市红石乡大兴川屯，以前就是重灾区。1982年，儿童的x光检查率为90.5%。1983年喝了深井水后，病情明显下降。到1990年，儿童的X射线检出率仅为1.7%[13]。通过对国内外相关资料的综合分析，结合阿坝州和陕北的对比研究，认为大骨节病与岩石、土壤、水、粮食中元素的缺乏或失衡有关。饮食的调整，生活条件的改善，饮用水源的改变，都可以改变摄入人体的水和粮食中与大骨节病有关的元素的量，从而改变病情。饮用水和食物都是暴露因素，它们是互补的。

3)大骨节病的影响因素复杂，水和粮食中氟极低，硒等元素贫乏或其他物质比例失衡。大骨节病主要分布在山区高原，是水土多种元素的流失区，饮用水中多种常量离子、盐度、硬度、硒、碘、氟等微量元素偏低。平原、盆地、山谷是各种元素汇聚的地区，是非流行区。医学研究表明，大骨节病是一种与软骨脱粘和成骨代谢失衡有关的骨关节病。因此，大骨节病区虽然缺乏多种元素，但致病因素一定与骨代谢相关元素缺乏及相关元素失衡有关。全国大骨节病带与低硒自然景观带吻合，低硒与大骨节病的关系多年来一直是研究的重点。比较一致的观点是，低硒是影响疾病的重要因素，但不是致病因素。认为地质环境和自然环境造成的饮水和饮食中的低氟与大骨节病有关。第一，从全国宏观角度看，大骨节病区与饮水低氟区基本一致。黑龙江省、陕北黄土高原、川西高原和西藏都是低氟饮水区，病区饮用水氟含量一般小于0.2 mg/L..二是大骨节病病区与地方性氟中毒病区之间没有交叉病区；第三，氟与成骨有关，有一定的医学意义。一方面，氟化物可以促进骨基质的形成；另一方面，氟化物与钙结合形成骨盐，人体缺氟时会影响钙磷的正常吸收和骨盐的合成。鉴于大骨节病的复杂性，这一认识需要通过工作进一步证实。

5未来研究方向的展望

5.1高砷地下水研究

(1)根据高砷地下水点状分布特征，选择有代表性的小尺度流场，精细刻画含水层结构，开展水文地质、生物地球化学等多学科研究；监测低砷地下水井和有代表性的高砷地下水井，全面掌握高砷地下水化学特征的演化规律；利用现有或新开发的地下水砷含量预测模型，对我国潜在的高砷地下水区进行预测。

(2)统一砷的形态和价态分析方法，采用国际公认的先进方法对腐殖酸组分进行深入研究，提高数据质量和可比性。

(3)以高砷地下水为天然试验田，研究高效微生物修复技术；同时，开发廉价高效的降砷材料和设备。

5.2高氟地下水研究

(1)根据不同地区相同氟含量地下水致病性的差异，研究不同地质环境地区高氟地下水中氟与其他离子(包括有毒元素)的关系及其对其毒性的影响。

(2)基于氟源调查的地方性氟中毒综合防治措施研究。

(3)针对低氟水域的二次氟污染问题，开展氟污染来源和途径的调查研究。

5.3大骨节病与地质环境关系的研究。鉴于大骨节病影响因素复杂，应以水文地球化学为主线，并关注其他专业领域的进展。

(1)确定大骨节病与地质环境基本要素的相关性和指标，研究各种学说中提到的大骨节病致病因素(如缺硒、腐植酸超标、低氟等)的发生、迁移和变化规律。)在当地环境中，以及影响人体的方式或途径。进而提出相应的疾病防治方法，从根本上切断大骨节病致病环境对人的影响。