塔里木盆地绿洲带地下水中氟的富集机制

摘要

以新疆塔里木盆地绿洲带高氟地下水(F^(-)>1 mg/L)为研究对象,对2016—2018年采集的1326组地下水样品检测数据进行分析,揭示地下水中F^(-)的来源、影响F^(-)富集的驱动因素及高氟地下水对人体的健康危害。结果表明:①单一结构潜水、承压水区潜水、浅层承压水和深层承压水中氟的平均含量分别为1.2 mg·L^(-1)、1.3 mg·L^(-1)、1.1 mg·L^(-1)和0.7 mg·L^(-1),氟含量超过《地下水质量标准(GB/T 14848-2017)》中Ⅲ类水限值1.0 mg·L^(-1)的占比分别为31.6%、51.5%、35.0%和14.8%;②水平方向上,高氟地下水呈环状分布,不同地州存在不同程度氟超标问题;垂直方向上,从承压水区潜水至深层承压水氟平均含量和超标率均呈逐渐降低趋势;③弱碱性地下水环境、高含量HCO_(3)^(-)和Na^(+)及低含量Ca^(2+)为地下水中F^(-)的富集创造了有利条件。不同含水层中F^(-)含量与萤石饱和指数呈显著正相关性,萤石等富氟矿物溶解是地下水中F^(-)的主要来源,是造成高氟地下水的主要驱动机制。方解石等含钙矿物的沉淀、强烈的蒸发浓缩作用、阳离子交换作用及HCO_(3)^(-)与F^(-)的竞争吸附作用对地下水中F^(-)的影响显著,是地下水中F^(-)富集的重要过程。高氟地下水灌溉及浅层地下水越流补给深层地下水也是地下水中F^(-)富集的潜在因素。因此,全面了解地下水中氟富集驱动力对减少和避免氟暴露风险具重要意义。