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[摘要]新疆岳普湖县由于地处盖孜河冲积平原下游,地表水、地下水水质差,农牧民存在严重饮水安全问题,东部的铁力木乡和巴依阿瓦提乡为地方病高发区,主要为高氟病。区内地下水中的氟离子,在多因素的作用下,不断的迁移和富集。其含量的分布规律及富集特征与地貌、岩性、地下水补径排条件、地下水化学特征、人类工农业活动和干旱气候条件等密切相关,受以上特定因素综合作用形成区内地下水的高氟特征。
[关键词]岳普湖县 地方病 氟离子 富集成因
[中图分类号] R599 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-8-22-1
1基本概况
新疆岳普湖县由于地处盖孜河冲积平原下游,地表水、地下水水质差,农牧民存在严重饮水安全问题,东部的铁力木乡和巴依阿瓦提乡为地方病高发区,主要为高氟病。据有关资料,区内已知230m深度内的地下水中氟化物、氯化物、硫酸盐、矿化度均不同程度超标,氟化物含量最大值达到5.21 mg/l,远超《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)氟化物小于1.0mg/l的最大限量值要求;由于地处冲积平原下游,地表水水质更差。区内人民常年饮用高氟性水源,氟斑牙患者众多,氟骨病(“O”型腿等)较严重,不安全的生活饮用水严重危害着当地人民群众的身体健康和生命安全。
2地理因素
岳普湖县铁力木乡、巴依阿瓦提乡位于盖孜河流域下游,区内总的地势表现为:西南高,东北低,地势自西南向东北缓倾,海拔位于1199-1183m之间,地形坡降1.0-0.5‰左右。
岳普湖县属典型的暖温带大陆性干旱气候,降雨量稀少,气候干燥,夏季酷热,冬季干冷,气温年差较大,多年平均气温11.7℃,极端最高气温41.8℃,极端最低气温-23.5℃;多年蒸发量为2657mm,多年降水量仅47.8mm。
区域地貌单元分为冲洪积微倾斜细土平原和沙漠区。冲洪积平原地势平坦,地形开阔,由于潜水位埋深浅,地表在强烈的蒸发作用下,形成厚达5—10cm盐碱壳,地貌上表现为大量的盐碱荒地与农田、林带相间分布;沙漠区分布在南部及东北部,多为固定、半固定的新月型沙丘、沙垄。
3氟离子富集成因分析
3.1地貌特征与氟离子富集成因分析
从地貌单元上来说,区内位于盖孜河冲洪积平原下游区,南部、东部及北部均有沙漠区分布,从地形图上看,四周地势相对高中间地势相对低,形似一个浅碟型,该地貌形态下的地下水淋滤作用微弱,蒸发浓缩作用强烈,有利于氟离子的富集,从而导致了区内地下水中氟离子含量呈现出区域富集的态势。
3.2岩性特征与氟离子富集成因分析
区域上氟主要来源于帕米尔高原萨里阔勒岭北麓的慕士塔格峰、公格尔山、昆盖山的基岩,最常见的富氟岩石为火山岩,其次是局部暴露的玄武岩、花岗岩等,以及中低山区分散的萤石、云母等,各种含氟岩石长期通过岩石风化、降水冲刷和淋溶作用,使岩石氟溶解于水中,进入地表或地下径流,为地下水提供了氟离子的富集条件,从而导致了地下水中氟离子含量呈现出区域富集的态势。
3.3地下水补径排特征与氟离子富集成因分析
上游区地下水补给来源中氟离子含量的高低影响着下游区地下水中氟离子的丰度,盖孜河发源于帕米尔高原萨里阔勒岭北麓,地表原生矿物中氟含量高,母岩经过风化、溶解、淋滤作用后其氟离子进入盖孜河水,从而造成盖孜河流域地下水中氟离子含量偏高;地下水径流条件制约着氟离子的迁移与赋存,径流条件好有利于氟离子的运移,排泄条件差的滞流地带则有利于氟离子的富集,岳普湖县位于盖孜河冲洪积平原下游区,地表水系不发育,潜水位低,水力坡度小,径流条件差,地下水将中上游地区的氟离子迁移汇集区内无法尽快排泄出,从而导致了区内地下水中氟离子含量呈现出区域富集的态势。
3.4地下水化学特征与氟离子富集成因分析
区内浅层地下水水化学的生成环境主要以氧化环境为主,深层地下水水化学的生成环境主要以还原环境为主,由于受含氟母岩或含氟地层中的CaF2溶解能力的限制以及OH-—F-交换反应的存在,地下水以Na+为主要阳离子的弱碱性水文地球化学沉积环境,Na+>Ca+有利于氟离子的富集。区内地下水水化学类型划分为CI·SO4-Na型及SO4·CI-Na·(Mg)型, pH值7.4-8.8,地下水水质均属弱碱性,基本上随着pH值的增高钠离子含量增多,氟离子含量随之增高。区内地下水特殊的水化学特征一定程度上导致了区内地下水中氟离子含量呈现出区域富集的态势。
3.5人类工农业活动特征与氟离子富集成因分析
随着盖孜河流域上游的阿克陶、疏勒、疏附和岳普湖四县经济社会的迅速发展,各县在工农业活动中大量使用含氟的化工原料,工农业用水基本未加处理随意排放造成地表河渠水的污染,污染后的地表河渠水通过农田灌溉、河渠水的垂直入渗方式进入地下水含水层中,一定程度上提高了地下水中氟离子的丰度。其又通过地下水的侧向径流方式进入到下游,从而一定程度上增加了下游区的地下水中氟离子含量的富集态势。
3.6干旱气候特征与氟离子富集成因分析
岳普湖县地处塔克拉玛干沙漠边缘,属典型的暖温带大陆性干旱气候。特征表现为气候干燥,降雨量稀少,热量充分,蒸发强烈。多年平均降水量47.8毫米,多年平均蒸发量为2657毫米,蒸发比达到55.6:1。据前人对古地理时期沉积环境的研究资料,在湿润气候条件下,一般氟离子含量小于0.5毫克/升,在干旱气候条件下,一般氟离子含量在0.8-1.5毫克/升,在氟离子的补给来源充足及有利于地下水中氟离子富集的地质环境中,一般氟离子含量在2.0-10.0毫克/升,区内地下水中的氟离子含量多在1.0-5.0毫克/升。因此,干旱气候条件是勘查区高氟地下水形成的主要原因。
4结论
区内地下水中的氟离子,在多因素的作用下,不断的迁移和富集。其含量的分布规律及富集特征与地貌、岩性、地下水补径排条件、地下水化学特征、人类工农业活动和干旱气候条件等密切相关,受以上特定因素综合作用形成区内地下水的高氟特征。
参考文献
[1]赵忠贤、尤俊峰、张建荣,等.新疆喀什噶尔河流域地下水资源评价报告,新疆地矿局第三水文地质大队,1990.
[2]陈新晓 乃尉华 闰凳峰,等. 新疆岳普湖县地方病严重区供水安全示范工程论证方案报告,新疆地矿局第二水文工程地质大队,2009.
[关键词]岳普湖县 地方病 氟离子 富集成因
[中图分类号] R599 [文献码] B [文章编号] 1000-405X(2014)-8-22-1
1基本概况
新疆岳普湖县由于地处盖孜河冲积平原下游,地表水、地下水水质差,农牧民存在严重饮水安全问题,东部的铁力木乡和巴依阿瓦提乡为地方病高发区,主要为高氟病。据有关资料,区内已知230m深度内的地下水中氟化物、氯化物、硫酸盐、矿化度均不同程度超标,氟化物含量最大值达到5.21 mg/l,远超《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)氟化物小于1.0mg/l的最大限量值要求;由于地处冲积平原下游,地表水水质更差。区内人民常年饮用高氟性水源,氟斑牙患者众多,氟骨病(“O”型腿等)较严重,不安全的生活饮用水严重危害着当地人民群众的身体健康和生命安全。
2地理因素
岳普湖县铁力木乡、巴依阿瓦提乡位于盖孜河流域下游,区内总的地势表现为:西南高,东北低,地势自西南向东北缓倾,海拔位于1199-1183m之间,地形坡降1.0-0.5‰左右。
岳普湖县属典型的暖温带大陆性干旱气候,降雨量稀少,气候干燥,夏季酷热,冬季干冷,气温年差较大,多年平均气温11.7℃,极端最高气温41.8℃,极端最低气温-23.5℃;多年蒸发量为2657mm,多年降水量仅47.8mm。
区域地貌单元分为冲洪积微倾斜细土平原和沙漠区。冲洪积平原地势平坦,地形开阔,由于潜水位埋深浅,地表在强烈的蒸发作用下,形成厚达5—10cm盐碱壳,地貌上表现为大量的盐碱荒地与农田、林带相间分布;沙漠区分布在南部及东北部,多为固定、半固定的新月型沙丘、沙垄。
3氟离子富集成因分析
3.1地貌特征与氟离子富集成因分析
从地貌单元上来说,区内位于盖孜河冲洪积平原下游区,南部、东部及北部均有沙漠区分布,从地形图上看,四周地势相对高中间地势相对低,形似一个浅碟型,该地貌形态下的地下水淋滤作用微弱,蒸发浓缩作用强烈,有利于氟离子的富集,从而导致了区内地下水中氟离子含量呈现出区域富集的态势。
3.2岩性特征与氟离子富集成因分析
区域上氟主要来源于帕米尔高原萨里阔勒岭北麓的慕士塔格峰、公格尔山、昆盖山的基岩,最常见的富氟岩石为火山岩,其次是局部暴露的玄武岩、花岗岩等,以及中低山区分散的萤石、云母等,各种含氟岩石长期通过岩石风化、降水冲刷和淋溶作用,使岩石氟溶解于水中,进入地表或地下径流,为地下水提供了氟离子的富集条件,从而导致了地下水中氟离子含量呈现出区域富集的态势。
3.3地下水补径排特征与氟离子富集成因分析
上游区地下水补给来源中氟离子含量的高低影响着下游区地下水中氟离子的丰度,盖孜河发源于帕米尔高原萨里阔勒岭北麓,地表原生矿物中氟含量高,母岩经过风化、溶解、淋滤作用后其氟离子进入盖孜河水,从而造成盖孜河流域地下水中氟离子含量偏高;地下水径流条件制约着氟离子的迁移与赋存,径流条件好有利于氟离子的运移,排泄条件差的滞流地带则有利于氟离子的富集,岳普湖县位于盖孜河冲洪积平原下游区,地表水系不发育,潜水位低,水力坡度小,径流条件差,地下水将中上游地区的氟离子迁移汇集区内无法尽快排泄出,从而导致了区内地下水中氟离子含量呈现出区域富集的态势。
3.4地下水化学特征与氟离子富集成因分析
区内浅层地下水水化学的生成环境主要以氧化环境为主,深层地下水水化学的生成环境主要以还原环境为主,由于受含氟母岩或含氟地层中的CaF2溶解能力的限制以及OH-—F-交换反应的存在,地下水以Na+为主要阳离子的弱碱性水文地球化学沉积环境,Na+>Ca+有利于氟离子的富集。区内地下水水化学类型划分为CI·SO4-Na型及SO4·CI-Na·(Mg)型, pH值7.4-8.8,地下水水质均属弱碱性,基本上随着pH值的增高钠离子含量增多,氟离子含量随之增高。区内地下水特殊的水化学特征一定程度上导致了区内地下水中氟离子含量呈现出区域富集的态势。
3.5人类工农业活动特征与氟离子富集成因分析
随着盖孜河流域上游的阿克陶、疏勒、疏附和岳普湖四县经济社会的迅速发展,各县在工农业活动中大量使用含氟的化工原料,工农业用水基本未加处理随意排放造成地表河渠水的污染,污染后的地表河渠水通过农田灌溉、河渠水的垂直入渗方式进入地下水含水层中,一定程度上提高了地下水中氟离子的丰度。其又通过地下水的侧向径流方式进入到下游,从而一定程度上增加了下游区的地下水中氟离子含量的富集态势。
3.6干旱气候特征与氟离子富集成因分析
岳普湖县地处塔克拉玛干沙漠边缘,属典型的暖温带大陆性干旱气候。特征表现为气候干燥,降雨量稀少,热量充分,蒸发强烈。多年平均降水量47.8毫米,多年平均蒸发量为2657毫米,蒸发比达到55.6:1。据前人对古地理时期沉积环境的研究资料,在湿润气候条件下,一般氟离子含量小于0.5毫克/升,在干旱气候条件下,一般氟离子含量在0.8-1.5毫克/升,在氟离子的补给来源充足及有利于地下水中氟离子富集的地质环境中,一般氟离子含量在2.0-10.0毫克/升,区内地下水中的氟离子含量多在1.0-5.0毫克/升。因此,干旱气候条件是勘查区高氟地下水形成的主要原因。
4结论
区内地下水中的氟离子,在多因素的作用下,不断的迁移和富集。其含量的分布规律及富集特征与地貌、岩性、地下水补径排条件、地下水化学特征、人类工农业活动和干旱气候条件等密切相关,受以上特定因素综合作用形成区内地下水的高氟特征。
参考文献
[1]赵忠贤、尤俊峰、张建荣,等.新疆喀什噶尔河流域地下水资源评价报告,新疆地矿局第三水文地质大队,1990.
[2]陈新晓 乃尉华 闰凳峰,等. 新疆岳普湖县地方病严重区供水安全示范工程论证方案报告,新疆地矿局第二水文工程地质大队,2009.