山东省淄博市周村北部高氟区现状及高氟地下水的成因浅析

发布时间：2017-02-25 20:08:35 来源：文档文库

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【摘　要】周村北部地势平坦，地下水运移迟缓，氟离子含量较高，生活用水氟含量多大于1mg/L，局部地段地下水中氟含量高达3mg/L。高氟地下水在平面分布上具有点状和片状分布特点。垂向上具有愈往深处氟含量愈高的特点。

【关键词】高氟地下水；地氟病；成因；周村北部

周村区位于淄博市西部，东临张店、西靠章丘，南接淄川，北面与桓台和邹平接壤。区内发育中生代白垩系及新生代第四系地层。由于高氟水地区居民长期饮用高氟水，普遍患有氟斑牙、氟骨病等地氟病，患者牙齿先出现黄斑，后畸形或腿弯背驼，严重危害了当地居民的身体健康。为此探讨区内高氟水特征，除氟改水，治理“氟害”，势在必行。

１．高氟区现状

1.1高氟区地下水环境特征

1.1.1高氟区分布范围

根椐国家生活饮用水卫生标准（GB5749-2006），地下水中氟含量＞1mg/L的地下水即为高氟地下水。由岩石、土壤、地下水等自然因素使其氟含量超过国家规定标准的地域即为高氟区。

周村北部沈家庄、南阎、石门、十里铺、大姜、邓家庄、丰乐、固玄店及南营一带F-离子含量较高，面积约65km2，地下水氟含量一般在2mg/L左右，其中邓家庄、丰乐村、固玄店一带F-离子含量最高，其值为2.5～3mg/l，区内受氟害程度较重，有5000余人患有氟斑牙病和氟骨病。该区土壤中F-含量亦较高，多在450～700mg/kg。

1.1.2地下水氟含量分区及特征

区内分布含氟较高的第四系松散沉积物。钻孔资料显示，第四系松散沉积物的厚度55～118m。地下水主要赋存于第四系松散沉积物中，主要为潜水。地下水类型为HCO3·Cl-Ca·Mg型、SO4-Ca·Mg或SO4·Cl-Ca·Mg型，矿化度600～2000mg/L，全硬度400～1300mg/L。将全区划分为氟含量＜1mg/L区、1～2mg/L区和＞2mg/L区共3个大区。氟含量＜1mg/L区：氟平均含量0.87mg/L，分布于沈家庄、仇家庄和西钨头一带。1～2mg/L区：氟平均含量1.91mg/L，分布于大姜村、固玄店和仇家套一带，面积16km2。＞2mg/L区：氟平均含量2.79mg/L，最高含量3mg/L，主要分布于邓家庄和丰乐村一带，面积9km2。

1.2 地方性氟中毒现状

地方性氟中毒是由于居民长期从生活环境中摄入过量的氟而引起的一种慢性全身性地球化学性疾病，俗称“大黄牙”、“干沟牙”、“糠骨病”、“黑骨病”等 [1]。周村区北部地区都有不同程度的发病。病情较轻的病人，表现为牙齿变黄、发黑、脱钙变脆等，重病人表现为全身关节疼痛、强直变形，甚至导致瘫痪，丧失劳动能力。据周村区地方病办公室2005年统计资料，因饮用地下高氟水，全区有轻病区村30个，中病区村20个，重病区村15个，涉及病区人5000余人。氟斑牙人数3000余人，氟骨病2000余人。

2.高氟地下水水文地球化学特征

氟元素是人类生命过程中所必须的微量元素。适量的氟可以提高牙齿的搞酸能力，抑制细菌分解醣所需要的酶，增强牙齿釉质的烃基磷灰石保护层，提高牙齿的硬度等。但氟含量过高或偏低，则会影响人体健康，引发氟斑牙、氟骨病等“地氟病”[2]。

2.1平面上分布特点

地下水中氟离子含量极不均一，变化在0.5～3.0mg/L间。高氟地下水多呈点状或片状分布。大姜、丰乐一带最高，向西逐渐降低。

2.2垂向上分布特点

在垂向上，地下水氟含量有向深处逐渐增高的趋势。由于愈向深处，地下水交替循环速度愈缓，加之地下水中钠离子含量逐渐增大，有利于氟离子富集。

2.3水文地球化学特征

2.3.1地下水运动条件

该区地下水径流缓慢，以垂直运动为主。地下水在运动过程中溶解土壤中的氟离子，有利于在该区富集。

2.3.2水文地球化学特征

氟赋存于土壤中，随溶滤和水解作用而转化到地下水中，在随水迁移的过程中，当地下水碱化程度增强时便发生富集[3]。

从该区地下水水化学资料统计分析，氟与地下水中的主要离子成分、总碱度等有着不同程度的相关性。

（1）氟离子与钠、钙离子交替的关系。

从氟离子含量（F+）与Na+的含量及F+与Ca+的含量相关散点图上可以看出，F+含量与Na+ 及Ca+的含量间的关系虽不呈明显的线性关系，但亦存在着一定的规律：即当Na+ 增加或Ca+减少时，地下水中F+含量明显增加；说明地下水中阴离子由同钙的伴存转变为同钠的伴存，是形成有利于地下水中氟富集的水化学环境。而钙的减少和钠的增加，与地下水中钠对钙的交替（置换）有关。也就是说，地下水中氟的富集与钠、钙的交替有关。

（2）氟与总碱度及总硬度间的关系。

氟与总碱度及总硬度的相关性不是太明显，只表明其大概趋势，氟与总碱度大致呈正相关，而与总硬度关系不明显。

3.高氟地下水的形成及治理措施

3.1高氟地下水的形成

氟在水中的富集需要3个必要条件：第一有供氟源或者促使氟迁移进入地下水；第二有使氟稳定的水文地理化学环境；第三有使氟赋存和富集的地理环境或水文地质条件[4]。

土壤中含有较高的氟，经过溶滤、水解作用使氟析出转化到液态地下水中富集，并随地下水径流迁移，在地形平缓，地下水径流缓慢、径流不畅区，地下水则形成相对静止状态，形成滞水，地下水含氟量聚集增高。

地下水中的SO42-、HCO3-对氟的迁移起着十分重要的作用，SO42-、HCO3-越多，越有利于氟的迁移。Na+、Ca+与F+可形成稳定的化合物，故对氟的稳定性起控制作用[5]。

3.2高氟地下水的治理措施

（1）水质净化处理。

丰乐村施工一眼水井作为村中饮用水源，但水质较差。村中上了一台水质净化处理设备，水经处理后作为村中饮用水源。对该村的水源水和净化后的水进行了取样化验，其结果见水源水中矿化度、F-超出国家饮用水标准，全硬度接近国家饮用水标准，NO3-、Na+含量较高，但水源水经净化处理后水中各项均降低，特别是F-、SO42-、Na+降幅最大，成为低矿化(下转第346页）(上接第330页）度、低钠水。