华北平原超采区高氟地下水形成机理探究

摘要

我国华北平原分布有大面积的高氟地下水,对区域居民饮水安全造成极大的威胁。为深入探究华北平原高氟地下水的形成机理,采集该区域180件地下水样品和4件沉积物样品,在完成基础理化性质分析、查明地下水系统影响氟迁移转化的主控水文地球化学过程的基础上,选取代表性沉积物样品开展了室内连续压密试验和压密释水水化学组分分析,剖析了地下水超采所致地面沉降对区域地下水中氟富集的影响与贡献,以丰富高氟地下水的成因机理。结果表明:地下水F^(-)浓度变化范围为0.38~7.35mg/L,67.8%的地下水样品中F^(-)浓度>1.5 mg/L,高氟地下水主要分布于地下水排泄区300~400m深度含水层中;阳离子交换、萤石溶解、碳酸盐沉淀以及海水入侵等过程使得排泄区地下水以Na-HCO_(3)/Na-Cl型水为主,利于氟在地下水中发生富集;沉积物压密释水中均有较高的氟含量,其浓度变化范围为2.92~4.40mg/L,在地下水超采强烈人类活动的影响下,造成区域地面沉降,促使沉积物中富氟孔隙水压密释水进入周围含水层中,使得区域地下水中氟含量升高。