《魯西南地層—地下水系統中氟的遷移轉化機理研究》是依託濟南大學，由徐立榮擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：魯西南地層—地下水系統中氟的遷移轉化機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：徐立榮
- 依託單位：濟南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
背景地層是地下水巨大的氟源，是形成飲水型地方性氟中毒的物質基礎，鑒於目前對氟在地層-地下水系統中的遷移轉化機理研究相對薄弱，本項目選擇魯西南地方性氟中毒嚴重病區為研究區，運用水文地質學和環境地球化學的基本原理和方法，從岩-土-水系統出發，系統採集不同地質時代、不同岩性的岩土和地下水樣品，研究氟在不同介質中的含量分布特徵；通過典型地區的解剖，確定實驗參數，精心設計室內模擬淋濾實驗模型，揭示岩土組成、飽水性、濃度、酸鹼度等各種因素對氟在地層-地下水系統中的遷移轉化的影響；綜合實地研究和室內實驗兩方面研究成果，運用已有溶質運移彌散模型，模擬氟污染物在地層-地下水系統中的遷移過程，建立氟在地層-地下水系統中的遷移數學模型。項目的研究成果有助於了解和探索氟等同類元素在地層-地下水系統中的行為特徵和遷移轉化規律，可為飲水型氟中毒區地氟病的防治提供科學依據。
結題摘要
本項目以魯西南地區曹縣為例，在大量野外調查、樣品採集、分析測試、室內模擬分析等工作基礎上，分析了魯西南地氟病區水土環境中氟的含量、分布規律和賦存狀態，探討了氟在水-土環境中的遷移轉化特徵，基本完成了項目計畫書所列研究內容。主要結論有：（1）研究區淺層地下水中氟含量超標率為52.08%，屬於典型高氟水地區；高氟水主要分布在河槽地、緩平坡地、淺平窪地等地勢平坦、地下水徑流條件較差地區；研究區域地下水偏鹼性，水化學類型以Na-HCO3型水為主，有利於氟在地下水中富集。（2）採集0-30m範圍土層研究發現，土壤氟含量270~821mg/kg，水平方向上，土壤高氟區呈面狀分布，高氟地下水區與高氟土壤區不對應；垂直方向上，土壤中氟含量與土壤質地明顯相關，土壤中氟含量隨粘粒含量的增大而增大；土壤中氟含量與水溶態氟、交換性陽離子、CaCO3含量、粘粒含量（＜0.001mm）均呈顯著正相關，與pH值呈顯著負相關。（3）土壤中各形態氟所占比重差別極大，殘餘態氟所占比例最大，約為75%~90%，可交換態氟次之（約6%~18%），水溶態氟，有機束縛態氟及鐵錳結合態氟含量相當（約1%~5%）；地下水中氟含量與土壤中水溶性氟含量相關，與土壤全氟含量關係不明顯；土壤中氟的化學活動性受土壤質地影響，低氟水區土壤粘粒和總氟含量較高，但氟的化學活動性較弱，地下水中氟含量較低。（4）土壤中氟的吸附與解吸試驗表明，土壤對氟的吸附量和解吸量隨平衡濃度的增加而呈現增加趨勢；粘土質土壤對氟的吸附量、解吸量都高於砂土質土壤；高氟水區土壤的低吸附量和高解吸量，造成地下水中氟含量偏高；Langmuir公式和Freundlich公式都能夠較好地描述土壤對氟的吸附、解吸特性。（5）室內土柱試驗表明氟離子在水—土系統中遷移過程複雜，受吸附和解吸作用的影響，表現在氟離子穿透曲線對稱性不好，各測點濃度峰值沿程逐漸衰減，拖尾現象嚴重，用清水淋濾淨化過程所需時間很長；氟離子在粘土土壤中向下遷移的過程中，由於受吸附作用影響，垂向遷移距離非常有限，因此粘質土壤中的氟很難直接垂向淋濾到地下水中，表現為表層土壤高氟含量地區和淺層地下水高氟含量地區分布是不對應的。
