某河流域地氟病环境水文地质因素及防病方向的研究.doc

某河流域地氟病环境水文地质因素及防病方向的研究 - 水 文＆水资源 提要：地方性氟中毒病在淮河流域分布较广，部分地区发病率较高， 对居民身心健康和区域经济社会发展造成危害本文以前人工作成 果为依据，基于中国地质调查局地质大调查项目多年的数据积累， 从整个淮河流域阐述了区内地氟病的分布状况、氟化物在平原区松 散层不同层位（埋深小于 20 m ，20～50 m，大于 50 m）地下水中的 赋存特征和分布规律并就本地区水文地质条件及氟化物成因概括 了 4 种氟富集因素，探索性提出了区域地氟病区两种环境地质成病 因素针对不同地区的环境水文地质条件从供水角度提出了防病改 水方向关键词：淮河流域；地下水；地氟病；防病改水The relationship between fluorine in geological environment and endemicfluorosis in Huaihe River basinAbstract：Fluorosis occurs rather widely in Huaihe River basin,and in some local areas,the incidence of fluorosisdisease is serous,which is gravely harmful to people’s health and the development of local economy.In the pastdecades,some scientists and research institutes have done some work for the fluorosis,and for many years ChinaGeological Survey has implemented some projects on environmental geological research including the study offluorosis in Huaihe River basin.Based on the previous work,this paper expounds the distribution of endemicfluorosis in Huaihe River basin and the fluoride content in groundwater of different depths,and points out fourfactors responsible for fluoride concentration and two factors causing fluorosis disease.Some water supply measuresfor prevention and cure of fluorosis disease are also discussed in this paper.Key words：Huaihe River basin；groundwater；endemic fluorosis；prevention and cure1 淮河流域自然概况1.1 地理概况淮河流域包括淮河水系与沂沭泗河水系，总面积约 26.9 万 km2。

其中，淮河水系面积约 18.9 万 km2，沂沭泗河水系面积约 8 万 km2，流域主要覆盖河南、安徽、江苏、山东 4 省该流域总的地 形为由西北向东南倾斜，淮南山丘区、沂沭泗山丘区分别向北和向 南倾斜其内有山区、丘陵、广阔的平原及湖泊洼地，其面积分别 占流域面积的百分比为：山区 13％，丘陵 19％，平原 52％，湖泊 洼地 16％1.2 土壤类型淮河流域山区、丘陵区主要分布为棕壤、褐土（成土母质为各类 岩石风化物、洪积冲积物及人工堆垫物）和水稻土淮河中上游平 原地区主要为黄潮土（系由河流沉积物和近代黄泛沉积物发育而成） 、 砂疆黑土和棕潮土等[1]，并在其间零星分布着小面积的盐化潮土和 盐碱土；淮河下游平原水网区为水稻土，系由第四纪湖相沉积层组成；苏鲁两省滨海平原新垦地多为滨海盐土，含盐量较高1.3 地下水类型及特征淮河流域地下水主要分为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩类裂隙岩溶 水和基岩裂隙水 3 种类型其中分布最广的为松散岩类孔隙水，其 次为岩溶水和基岩裂隙水，但有供水意义的主要为孔隙水和岩溶水 平原区松散岩类孔隙水在区内分布最为广泛，按其埋藏深度可分为 浅层地下水和深层地下水在流域内平原区地表下 30～55 m ，区域 上广泛分布有 1 层 14～20 厚的粘性土层，因此，传统上大致以地表 下 50 m 为界限，将埋深小于和大于 50 m 的松散岩类孔隙含水层组 分别划分为浅层含水岩组和深层含水岩组。

淮河流域上游地区地下 水基本是由西北流向东南，南部西部则由西向东流北部岗状平原 区浅层孔隙地下水水位埋深一般大于 6 m ；北部低缓平原区大部分 为 2～4 m；南部地下水位埋深大部分小于 2m浅层孔隙地下水水 位主要受降水和蒸发及地表水影响，水位变幅一般为 1.5～2.5 m2 淮河流域内地氟病的分布状况2.1 氟摄入过多的危害氟化物是人体必需的元素，各种组织均需要氟化物人体每日摄 入量 1～1.5 mg ，为正常范围，最多不能超过 4 mg过量摄入则可 产生氟中毒据有关资料：地方性氟中毒主要侵犯骨骼系统，表现 为氟斑牙和氟骨症病情轻者牙釉质出现白垩、着色、缺损样改变， 即所谓氟斑牙，重者可侵害骨骼，表现为全身关节疼痛、活动受限、 骨骼变形，甚至发生瘫痪，即所谓氟骨症据《环境化学毒物防治手册》[2]：氟慢性中毒后可出现慢性鼻炎、咽炎、喉炎、气管炎、 牙龈炎、消化道症状（食欲不振、恶心、呕吐和上腹痛）以及神经 衰弱症和氟骨症2.2 地氟病分布状况淮河流域内各省均发现有地方性氟中毒病分布，其中流域中部地 区发病率较高，病区人口约 4964.2 万查出 8～15 岁人群氟斑牙患 者 157.44 万，成人氟骨症患者 15 万余人。

绝大部分均为饮水型病 区，饮用水氟含量高，是地氟病致病的主要原因在采用深层地下 水作饮用水源的开封地区，每升水氟含量一般也在 3 mg 左右2.3 地氟病致病因素分析2.3.1 地氟病与饮用水中氟含量的关系 [3]淮河流域广大农村的生活用水大部分均采自浅层地下水，少部分 采自深层地下水饮用水中氟含量高是区内地氟病的主要致病原因， 病情和患病率与饮用水氟含量密切相关在这些地区，地氟病病因 类型主要为饮水高氟型调查和统计数据表明，在发病率较高和病 情较重的地区，地下水水中氟化物的含量均较高；相反，则发病率 较低，病情也较轻当饮用水氟化物含量小于 1 mg/L 时，地氟病的 患病率均小于 30%；0.7~1.0 mg/L 时有个别患病率点大于 30%；随 着饮用水中氟化物含量的增高，地氟病的患病率也随之呈之下上升 状态2.3.2 地氟病与农作物氟含量的关系地氟病的另一主要影响因素是病区粮食和蔬菜等农作物中氟化物的含量较高在淮河流域地氟病发病率不同的地区内，除淮北等一 些煤矿区蔬菜中的氟含量明显偏高外，其余地区农作物中的氟化物 含量差别不大，但不同粮食种类氟含量则有所不同因此，对于不 同饮食结构，则会影响氟的摄入总量，从而影响地氟病病情。

如在 调查中发现，病区生活水平较好的居民氟斑牙患病较轻，这可能与 其主要食用氟含量较低的小麦面粉有关；而对于主要食用粗粮，尤 其是山芋的居民，则可能因摄入较多量的食物氟而加重了地氟病的 病情2.3.3 地氟病与矿区氟污染的关系淮河流域煤矿储量丰富，是国内的主要能源基地之一但同时， 煤矿矿区也是氟污染的主要分布区这些地区的大米、玉米、山芋 及蔬菜等农作物中的氟含量也较高，导致当地居民氟摄入总量增加， 使得地氟病的发病率也随之增高尤其在开采规模大，时间长的矿 区附近，地氟病患病率明显偏高，病因类型主要为饮水-食物高氟型3 平原地区孔隙地下水中氟化物的分布状况及其来源3.1 地下水中氟化物的分布状况髶3.1.1 地下水位埋深 50 m 的深层地下水中氟化物的分布依氟化物含量全区可分为 3 个区，分述如下：龚建师等：淮河流 域地氟病环境水文地质因素及防病方向的研究氟化物含量≤1.0 mg/L 区：主要分布于河南郑州—通许—鹿邑与郑州—漯河—固始县，山 东东明、郓城—济宁—微山，皖西北以及江苏丰县—沛县、邳州—宿迁—淮阴等地，面积 148 442.61 km2 ，占平原区面积约 85.37% 氟化物含量为 1.0～2.0 mg/L 区：主要分布于豫北、豫东，山东鄄城 —曹县，皖北西部、北部以及苏北北部和东部等地，面积 19 485.55 km2，占平原区面积约 11.21%。

本区含量超标，一般超标 0.02～0.90 倍氟化物含量＞2.0 mg/L 区：主要分布于豫中、豫南， 山东中东部，安徽北部砀山、西部界首、临泉、阜阳等地，面积 5 951.48 km2，占平原区面积约 3.42%本区含量超标倍数较多，一般 超标 1.10～1.50 倍河南段最大值出现在周口市，含量 3.18 mg/L， 超标 2.18 倍3.2 地下水中氟化物的主要形成原因氟化物超标范围分布较为广泛，埋深小于 20m、20～50 m 和大于 50 m 的地下水中均有分布埋深小于 20 m 的地下水中含量为 1.01～5.45 mg/L；埋深 20～50 m 的地下水中氟化物含量为 1.01～5.62mg/L；埋深大于 50m 的地下水中氟化物含量为 1.02～3.18 mg/L地下水中的氟化物主要来源是岩石、土层中氟化 物流域内岩石、土层中氟化物含量较地下水中含量高出许多甚至 几个数量级，因此，在岩石风化过程中，部分氟化物被地下水所溶 解，导致氟化物含量增高如河南省伏牛山一带，因广泛分布含氟 化物的花岗岩和萤石矿脉，构成典型的富氟地球化学环境区，该区 有高氟化物地下水分布许昌及平顶山一带山前地区氟含量一般为 1.0～2.0 mg/L 髴。

对于松散沉积物而言，其氟化物含量与颗粒粗细 关系密切，颗粒越细则总氟化物和水溶性氟化物越高，而且水溶性氟化物与总氟化物的比值也越大，因此，细颗粒的沉积物（粘粒和 粉粒）为地下水中氟化物来源提供了丰富的物质基础宿州、宿迁、 苏北沿海一带浅层土壤以粉土、粘土为主，该区浅层地下水大部分 氟化物含量为 1.0～2.0 mg/L，个别地区含量大于 2.0 mg/L 髴髴中 国地质调查局南京地质调查中心.淮河流域环境地质调查报告，2008. 龚建师等：淮河流域地氟病环境水文地质因素及防病方向的研究 637 中国地质 2010 年浅层地下水中碱性越强，氟离子的迁移能力越 强，氟化物越不易沉淀，在还原环境中有利于氟离子的富集如山 东省微山湖西部地区的冲湖积平原地区粘性土的浅层地下水中一般 偏碱性，且多处于还原环境中，地下水径流条件差，所以氟化物含 量较高菏泽地区很多浅层地下水中氟含量超过 2.0mg/L其成因 类型有溶滤型、碱化型和热水富集型[4]溶滤型主要指在降水或地 下水运移过程中经淋滤和溶解岩石或地层中氟化物造成地下水中含 量升高碱化型是指溶滤作用已不甚充分；而阳离子交替吸附作用 在含水层中广泛进行，这对改变地下水的化学组分和提高氟化物的 活度具有重要意义；同时，浓缩作用对于氟化物的富集也有明显的 影响。

但该类型要具备合适的气候、地貌、地质、水文地质、水化 学环境、土壤条件碱化型高氟化物地下水是在多种因素综合作用下形成，一是要有 提供氟化物的岩层和有利于积累的低洼地形；二是有使氟化物浓缩 富集的水位浅埋和干燥的气候条件；三是有促进氟化物的活化和向 水中转移的碱性环境这几个因素的协同作用，便构成了高氟化物。