奎屯河流域高氟水的空間分異規(guī)律

【摘要】：研究表明奎屯河流域沿海拔的降低，地表水、地下水、土壤中水溶性的氟含量均呈現(xiàn)顯著增加的趨勢(shì)，且主要類型為蒸發(fā)濃縮型。由于自然和人為因素的影響，導(dǎo)致該流域高氟水的廣泛分布。

【關(guān)鍵詞】：氟；空間分異；奎屯河流域

前言

氟是人體所必需的“生命元素”，同時(shí)也是“積累元素”。人體每日從環(huán)境中攝取氟允許量不超過(guò)4-6mg/L。一般認(rèn)為，人體內(nèi)的氟65%來(lái)自飲水，35%來(lái)自食物。當(dāng)飲用水中的氟含量超過(guò)1mg/L時(shí)即為高氟水[1]。在自然界中氟化物大部分都易溶于水,以F-的形式存在。其性質(zhì)活潑，各種條件都會(huì)對(duì)其遷移和富集產(chǎn)生影響，由于氟分布不平衡造成的氟過(guò)?；虿蛔阋l(fā)的地方病，在世界范圍內(nèi)廣泛流行，危害較大，其中以氟過(guò)剩為特征的氟中毒主要集中于干旱半干旱地區(qū)。認(rèn)識(shí)氟的空間分布規(guī)律，可以有效地控制病源水體，根本上防治氟中毒病患的發(fā)生，保護(hù)人畜健康，探索充分有效地利用高氟水的途徑，使干旱區(qū)本就貧乏的水資源不致于浪費(fèi)。

1.研究區(qū)概況

奎屯河流域發(fā)源于天山北麓，流經(jīng)獨(dú)山子、奎屯市、烏蘇市和農(nóng)七師灌區(qū)后，在下游匯集于奎屯河，最終注入艾比湖。流域干流長(zhǎng)360km，總面積2.54×104km²?？秃恿饔蚨嗄昶骄鶑搅髁?5.41×108m³，其中年徑流量大于1×108m³的支流有3條。流域地處干旱區(qū)，屬大陸性干旱氣候，夏季炎熱，冬季嚴(yán)寒，降水稀少，蒸發(fā)量大，空氣干燥，年、日溫差變化大。年平均氣溫7℃，年降水量150-170mm，年蒸發(fā)量1710-1930mm。

2.結(jié)果與分析

2.1水氟富集類型

(1)蒸發(fā)濃縮型。分布于流域下游地下水埋深淺的淺埋藏帶。新疆地下水水氟含量一般的具有明顯的水平分帶性。山區(qū)和山前戈壁帶地下水中氟含量普遍偏低，屬低氟水區(qū)。大型沖洪積扇平原上部礫石與細(xì)土平原轉(zhuǎn)換帶的地下水氟含量中等，水氟含量一般在1mg/l-0.5 mg/l。至細(xì)土平原下游地下水淺埋帶，由于蒸發(fā)濃縮，地下水水氟含量一般大于1.0 mg/l，屬高氟水區(qū)，不宜飲用。

(2)埋藏型。此類高氟水與水環(huán)境有關(guān)，原本古地理環(huán)境就是水氟高背景值區(qū)。此類型水同一地點(diǎn)，上部和下部含水層水氟含量低，中部水氟含量高，或淺層為低氟水，中部和下部為高氟水。

(3)深斷裂帶遷移補(bǔ)給型。此類高氟水多分布于有熱水活動(dòng)的深大斷裂帶附近。地殼深部的高氟氣體和高氟熱水沿?cái)嗔严蛏线\(yùn)移，形成高氟地下水帶；或原本為低氟水，受高氟水的補(bǔ)給成為高氟水。

2.2高氟水的分布特征

奎屯河流域水系發(fā)源于構(gòu)造山區(qū)，大都由富含氟礦物的變質(zhì)巖類、火成巖類等構(gòu)成，水體在形成徑流、排泄(散失)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，對(duì)F-進(jìn)行溶解、水解、搬運(yùn)及堆積的水文化學(xué)作用，沿流域方向一般形成較明顯徑向水平分帶規(guī)律。如圖1所示，沿流域上、中、下游，水體中F-含量表現(xiàn)出明顯的逐漸增大的趨勢(shì)。奎屯河流域即有蒸發(fā)濃縮型高氟水，又有古地埋藏型高氟水。無(wú)論是土壤中的水容性氟還是各種水源中的氟含量都隨海拔的降低而增大。蒸發(fā)濃縮地帶主要分布于流域中下游沖洪積平原，在強(qiáng)烈蒸發(fā)濃縮作用下，氟在包氣帶土壤中富集，這使得干旱區(qū)氟的富集具有明顯地域特征。埋藏型高氟地下水，此類水分布比較局限，以準(zhǔn)噶爾盆地車排子地區(qū)為典型。

2.3高氟水產(chǎn)生的因素

2.3.1自然因素

該流域的第四紀(jì)沉積物主要為湖積一沖積物，以砂和粉細(xì)砂為主，北部山前傾斜平原為砂卵礫石與粘性土相互交錯(cuò)，附近山區(qū)分布含氟量較高的變質(zhì)巖和巖漿巖。該流域南部是古爾班通古特沙漠，因此又具有沙漠氣候的特點(diǎn)，由于溫差大，巖土風(fēng)化強(qiáng)烈，導(dǎo)致土壤中富含氟，從而使水中氟的含量增高。

2.3.2人為因素

長(zhǎng)期以來(lái)，該流域用截水或抽水灌溉棉地，使得潛水位總體下降，但灌溉期間潛水位上升，造成灌溉時(shí)無(wú)效蒸發(fā)量增加，導(dǎo)致鹽分在土壤表層富集，使土壤鹽漬化程度加快。鹽漬化土壤中氟高于同樣成土母質(zhì)發(fā)育的土壤，而且在具有蘇打鹽漬化的土壤中，由于土壤溶液pH值增高，將導(dǎo)致水溶性氟在土壤中積聚[2]。

3.結(jié)論與討論

奎屯河流域無(wú)論是地表水、地下水還是土壤中水溶性的氟含量均表現(xiàn)出沿海拔的降低而增大，且主要類型為蒸發(fā)濃縮型。由于該流域處于干旱半干旱地區(qū)，山區(qū)分布含氟量較高的變質(zhì)巖和巖漿巖，巖土風(fēng)化強(qiáng)烈，灌溉造成潛水位上升、鹽漬化加重，從而使得不同類型的水中含有大量的F-，給當(dāng)?shù)卦斐梢欢ǖ奈：Α?/p>

雖然降氟改水工程在當(dāng)?shù)貙?shí)施已經(jīng)有20多年的歷史，但是要因地制宜地處理好當(dāng)?shù)氐娘嬎畣?wèn)題，還需進(jìn)一步探討氟水的分布特征及其飲水安全對(duì)策分析。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙鎖志,王喜寬,黃增芳,等. 內(nèi)蒙古河套地區(qū)高氟水成因分析[J].巖礦測(cè)試,2007, 26(4):320-324.

[2]邵琳琳,楊勝科,王文科,等. 奎屯河流域水土中氟的分布規(guī)律[J].地球科學(xué)與環(huán)境學(xué)報(bào),2006,28(4):64-68.

基金項(xiàng)目：伊犁師范學(xué)院一般課題（2008YB030）

作者簡(jiǎn)介：柳紅東（1979-），男，漢族，新疆伊犁人，講師，碩士，主要從事綠洲生態(tài)與環(huán)境方面的研究，E-mail:lhd0415@126.com。