邵全忠，任 鋒，楊 丹，劉 華

(1.周口市水文水資源勘測局，河南 周口466000;2.周口市節(jié)約用水辦公室，河南 周口466000)

氟是人與動植物必需的微量元素，但同時又是毒性元素之一。氟廣泛存在于大氣、土壤、水域中，過多攝入氟元素，將對人體及動植物產生極大損害，因此，氟污染已成為當今社會各界十分關注的環(huán)境問題。

氟是一種非金屬元素，人體蓄存過量致氟中毒后的主要癥狀為牙齒變黃、變黑、腿呈X型或O型、躬腰駝背或者手臂只能彎不能伸等，中毒輕者造成氟斑牙，重者出現氟骨癥，甚至完全喪失勞動和生活自理能力。氟中毒一旦患上即永遠成疾，藥物只能減緩病情加重。過量的氟可通過消化道，呼吸道和皮膚進入體內，抑制人體內的酶化過程，破壞人體正常的鈣、磷代謝，使鈣從正常組織中沉積并造成血鈣減少。氟的礦化作用還可將骨骼中的羥基磷酸鈣轉變?yōu)榉姿徕}，而破壞骨骼中正常的氟磷比。過量的氟還可能引起骨膜增生及生成骨刺等病變，使骨節(jié)硬化、骨質疏松、骨骼變形，危及骨骼正常的生理機能，形成氟骨癥、工業(yè)性氟病等。不但如此，兒童在6～7歲前長期攝入高氟會使牙釉質發(fā)育不全，氟沉積到受損的牙齒上可形成氟班牙。另外，高氟對人體全身有毒性作用。我國許多地方都有氟中毒引起發(fā)病的嚴重情況，全國約有8 000～9 000萬人生活在各種氟環(huán)境中。地方性氟中毒病是嚴重危害人們身體健康的地方病，屬生物地球化學性疾病范疇，有飲水型、燃煤型、飲茶型。

鑒于此，周口水環(huán)境監(jiān)測中心對周口市沿沙穎河、賈魯河、渦河以及汾泉河2 km范圍內的井水進行了一次整體調查，對水中的氟離子進行測定，以確定其飲用水的水質。目前，國內外對氟離子進行測定的發(fā)法很多，有單掃描極譜法、茜素磺酸鋯目視比色法、離子色譜法CB－Zr熒光分光光度法等，但本次監(jiān)測選用GB7484－87，即氟離子選擇電極法對氟離子進行測定。并對監(jiān)測結果進行分析、總結。希望此次調查監(jiān)測結果可以引起有關部門對水質的重視，有效的采用一些方法對高氟水進行降氟處理，提高飲用水的質量，進一步提高人們的健康標準。

1 飲用井水氟含量調查

本次調查包括扶溝、西華、項城、沈丘、太康、鹿邑、淮陽、商水8個縣沿沙穎河、賈魯河、渦河以及汾泉河2公里范圍內行政村淺層地下水的井水。見表1。

表1 各行政村飲用水氟含量調查結果

根據國家生活飲用水標準(GB5749－85)，氟含量＞1 mg/L的地下水即為含氟量超標。

由表1可知，扶溝、太康、西華的氟含量超標嚴重，不符合國家飲用水標準，且最高氟含量達到3 mg/L以上，不適于飲用。

2 井水中氟含量

2.1 水文地球化學環(huán)境對高氟地下水的形成的影響

高氟地下水是在特定的條件下通過淋溶、解析、蒸發(fā)濃縮、鹽分積累等作用，經歷著由量變到質變的過程而形成。在此過程中下述三種作用是關鍵:①水巖系統(tǒng)氟元素的相間轉化作用;②氟在地下水中的輸送作用;③氟以Fˉ和復雜絡合物在地下水中的聚集作用(表2)。上述作用中，貫穿著化學平衡反應，并受制于化學熱力學和化學動力學的基本規(guī)律。

淺層水以吸附性氟為主要來源，在地形、蒸發(fā)力、地下水埋深等貢獻性搭配下，通過淋溶解吸、蒸發(fā)濃縮作用而形成，溶濾、解吸吸附作用是控制淺層地下水中氟遷移的主要作用，主要受控于含水層上覆包氣帶的物理化學性質。該礦區(qū)地勢平坦，淺層地下水通常屬于入滲蒸發(fā)動態(tài)類型，地下水運動以垂向交替為主。如地下水位于蒸發(fā)臨界深度內，其化學組成既受入滲時所經過土層的物理化學性質影響，又受蒸發(fā)鹽分濃縮作用的影響。因此，淺層地下水中氟含量的消長波動與水中其它組成既有化學反應的相關性又有屬于間接作用的相同因果。

深層地下水中氟的來源為巖漿巖和含煤地層中的含氟礦物螢石、磷灰石、角閃石等。水文地球化學主要受控于水動力條件，該層水流滯緩，垂直運動和水平運動都不強烈，封閉性好、補給條件差。因此，經過漫長地質年代的溶濾作用是控制地下水中氟含量的主要地球化學作用。

2.2 Fˉ與溫度的關系

一般情況下，水溫高時，氟離子的活性增強，呈吸附態(tài)的氟易于解吸并在水中富集;同時，巖石、土壤中氟化合物溶解度增大，導致水中氟含量升高。如第Ⅱ含水層的水溫為15℃～17℃，平均為 16℃，氟含量為0.8 ～1.4 mg/L ，而第Ⅸ含水層水溫一般在30℃左右，含氟量達1.60～3.0 mg/L。

2.3 Fˉ與 pH 值的關系

呈堿性、偏堿性的水有利于含氟礦物的解吸及溶解。Fˉ(0.133 nm)與 OHˉ(0.14 ～0.16 nm)半徑相近，電價相等，因而在礦物晶格中可發(fā)生置換，OHˉ較多，易于置換含氟礦物中的氟離子;并且堿性、偏堿性水有利于含氟礦物螢石(CaF2)的溶解。在堿性水環(huán)境中，有利于呈吸附態(tài)氟的解吸與富集，氟以離子形態(tài)存在并遷移.扶溝上部淺層地下水中pH值平均為7.1，屬偏堿性.據計算，在中性和偏堿性水中(pH:7 ～8)，氟的存在形式有 10 余種，Fˉ，BF(OH)3、HFaq、CaF+、AlF2+、MgF+、等，其中 F－、CaF+、MgF+主要形式，一般F占總氟的79% ～96%，且隨著pH值的上升，Fˉ占百分比上升。堿性、偏堿性水使水中的Ca2+度降低，利于氟離子在地下水中的富集。

2.4 Fˉ與(Na++K+)/Ca2+值的關系

水化學類型和化學組成對氟含量形態(tài)也有影響。有人研究了地下水飽和差(按CaF2的容度積4×10ˉ11為計算的實際含氟量與理論含氟量之差)與(Na++K+)/Ca2+的相關關系后發(fā)現，當其他條件相同時，地下水使圍巖中氟釋放出來并富集于水中的潛力隨水中(Na++K+)/Ca2+的比值提高而提高，即氟離子與該值成一定正相關關系。(Na++K+)/Ca2+該值不同時，地下水中的優(yōu)勢離子不同，其化學類型不同;比值小時，優(yōu)勢離子為Ca2+，氟離子與鈣離子生成CaF2，而 CaF2為難溶物質(溶度積為 1.46×10ˉ10)，所以 Ca2+的含量制約著氟離子的含量。

3 降低高氟水的對策

扶溝、西華、太康由于其地質結構特征導致淺層地下水含氟量較高，而深層地下水的含氟量反而較低，超標率不高，因此這3個縣農村人畜飲水最好采取打深層地下井的辦法。對于個別深層地下水仍超標的井水，采用降氟爐等儀器對超標的井水進行處理，水質合格后人畜才能飲用。其他各縣的高氟井水最好都采用降氟爐等儀器對不合格水進行處理。