张家口坝下地区高氟地下水成因分析与健康风险评价

摘要

为了明晰张家口坝下地区高氟地下水的成因,探究其对当地居民饮用水安全的潜在影响,采集了391组潜水样品(井深≤100 m),通过水化学分析法、图解法、离子比例法、饱和指数计算法等对高氟地下水的分布与成因进行了分析,并利用美国EPA非致癌健康风险评价模型对四类受体人群进行健康风险评价。结果表明,研究区高氟地下水(ρ(F^(-))>1.5 mg/L)主要分布在地势低洼、高氟岩浆岩下游的山前地带、封闭式小盆地、沿河两侧的径流滞缓区等地区,其主要机制主要包括矿物风化溶解作用、碱性环境下的晶格置换作用和阳离子交换作用;盐效应会影响研究区地下水中F^(-)富集,但不是高氟地下水的主要成因;农业活动与地下水中F^(-)的富集无关。此外,坝下地区分布的电厂、钢铁厂等是永定河水系的潜在污染源,对高氟地下水形成的影响不容忽视。研究区婴儿、儿童、成年男性和成年女性的平均健康风险指数依次为1.20,0.74,0.69,0.56,呈现出受体年龄越小,风险越高;女性对含氟地下水的抗风险能力优于男性的特征。建议针对高风险区发展多水源联合供水模式,提升退氟改水工程效率,保障区域供水安全。