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物探与化探  2020, Vol. 44 Issue (1): 207-214    DOI: 10.11720/wtyht.2020.1078
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津北水土环境氟地球化学特征及其环境质量评价
王卫星, 曹淑萍, 李攻科, 张亚娜
天津市地质调查研究院,天津 300191
Geochemical characteristics and environmental quality assessment of fluorine in soil and water in northern Tianjin
Wei-Xing WANG, Shu-Ping CAO, Gong-Ke LI, Ya-Na ZHANG
Tianjin Institute of Geological Survey, Tianjin 300191, China
全文: PDF(969 KB)   HTML
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摘要 

氟是人类必需的微量元素,缺乏或过量均会对人体健康产生不良影响。笔者对天津北部蓟州区水土环境中氟的地球化学特征及其环境质量进行研究,结果表明:表层土壤中氟含量在201×10 -6~8 545×10 -6,平均为757×10 -6,平均含量是天津市表层土壤背景值的1.25倍,是全国的1.58倍;在土壤垂向剖面中,黏性土壤中氟含量相对高于砂性土壤;地下水氟含量在平原区平均为1.50 mg/L,山区平均为0.47 mg/L,平原区明显大于山区;全区超过90%的表层土壤氟含量表现为过剩和高水平,平原区地下水样品氟Ⅳ类和Ⅴ类水所占比例达61.54%;玉米样品氟超标比例为26.67%,最大超标倍数大于2倍。总体来说,津北表层土壤和平原区地下水中氟含量显著偏高,为高氟地区,部分大宗农产品中氟含量已经出现超标现象,应该引起有关部门重视。

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王卫星
曹淑萍
李攻科
张亚娜
关键词 蓟州区地球化学特征环境质量生态效应    
Abstract

Fluorine is a necessary trace element for human beings, and lack or excess of fluorine will exert adverse effects on human health. In this paper, the geochemical characteristics and environmental quality of fluorine in soil, groundwater and crops in Jizhou district of northern Tianjin were studied. The results are as follows: The fluorine content in surface soil ranges from 201×10 -6 to 8545×10 -6, with an average of 757×10 -6. The average content is 1.25 times the background value of surface soil in Tianjin and 1.58 times that in China. In the vertical profile of soil, the fluorine content is higher in cohesive soil than that in sandy soil. The average fluoride content of groundwater in plain area is 1.50 mg/L and that in mountainous area is 0.47 mg/L. The fluoride content in plain area is obviously higher than that in mountainous area. Over 90% of the surface soil fluoride content in the region is excessive and high, and the proportion of groundwater samples of fluoride IV and V in plain area reaches 61.54%. The proportion of fluorine exceeding the standard in maize samples is 26.67%, with the maximum exceeding multiple over two times. Generally speaking, the fluorine content in surface soil and groundwater in the plain area of northern Tianjin is significantly higher than that in the high fluoride area. The fluorine content in some agricultural products has exceeded the standard, to which more attention should be paid by the relevant departments.

Key wordsJizhou District    fluorine    geochemistry    environmental quality    ecological effect
收稿日期: 2019-02-13      出版日期: 2020-03-03
:  P632  
基金资助:中国地质调查局项目(12120113002000);天津市国土资源和房屋管理局项目(国土房任[2014]32号)
作者简介: 王卫星(1982-),男,高级工程师,研究生学历,主要从事应用地球化方向的研究工作。Email: 66318420@qq.com
引用本文:   
王卫星, 曹淑萍, 李攻科, 张亚娜. 津北水土环境氟地球化学特征及其环境质量评价[J]. 物探与化探, 2020, 44(1): 207-214.
Wei-Xing WANG, Shu-Ping CAO, Gong-Ke LI, Ya-Na ZHANG. Geochemical characteristics and environmental quality assessment of fluorine in soil and water in northern Tianjin. Geophysical and Geochemical Exploration, 2020, 44(1): 207-214.
链接本文:  
https://www.wutanyuhuatan.com/CN/10.11720/wtyht.2020.1078      或      https://www.wutanyuhuatan.com/CN/Y2020/V44/I1/207
样品种类 处理方法 测试方法 检测依据
土壤 0.5000 g样品、碱熔 选择性离子电极法 DD2005-01
地下水 选择性离子电极法 DZ/T0064.54-1993
小麦、玉米籽实 扩散法 F试剂比色法 GB/T5009-2003,DD2005-03
GB/T5009-2003,DD2005-03
水果类 扩散法 F试剂比色法
Table 1  各类样品氟分析方法配套方案
等级 缺乏 边缘 适量 过剩
土壤标准值/10-6 ≤400 >400~500 >500~550 >550~700 >700
类别 Ⅰ类 Ⅱ类 Ⅲ类 Ⅳ类 Ⅴ类
地下水限值/(mg·L-1) ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤2.0 >2.0
地表水限值/(mg·L-1) ≤1.0 ≤1.0 ≤1.0 ≤1.5 ≤1.5
Table 2  土壤、地下水和地表水中氟等级划分标准
Fig.1  蓟州区表层土壤氟地球化学分布
编号 采样深度/cm 岩性
J01-1 0~20 棕色黏土
J01-2 20~40 棕色黏土
J01-3 40~60 棕色黏土
J01-4 60~80 棕黄色粉砂质黏土
J01-5 80~100 灰黄色粉砂质黏土
J01-6 100~120 灰褐色粉砂土
J01-7 120~150 灰褐色、黄褐色粉砂土
J02-1 0~20 灰褐色黏土
J02-2 20~40 灰褐色粉质黏土
J02-3 40~60 灰褐色粉砂质黏土
J02-4 60~80 黄褐色粉砂质黏土
J02-5 80~100 黄褐色粉砂质黏土
J02-6 100~120 灰褐色粉砂质黏土
J02-7 120~150 灰褐色、灰黑色黏土
J03-1 0~20 黄褐色粉砂质黏土
J03-2 20~40 黄褐色粉砂质黏土
J03-3 40~60 黄褐色粉砂质黏土
J03-4 60~80 黄褐色粉质黏土
J03-5 80~100 黄褐色粉质黏土
J03-6 100~120 黄褐色粉质黏土
J03-7 120~150 黄褐色粉质黏土
J04-1 0~20 灰褐色黏土
J04-2 20~40 灰褐色黏土
J04-3 40~60 深灰褐色黏土
J04-4 60~80 黄褐色黏土
J04-5 80~100 黄褐色黏土
J04-6 100~120 黄褐色粉砂质黏土
J04-7 120~150 黄褐色粉砂质黏土
J05-1 0~20 褐色黏土
J05-2 20~40 褐色黏土
J05-3 40~60 黄褐色粉砂质黏土
J05-4 60~80 黄褐色粉砂质黏土
J05-5 80~100 黄褐色黏土
J05-6 100~120 黄褐色黏土
J05-7 120~150 黄褐色黏土
J06-1 0~20 褐色黏土
J06-2 20~40 褐色黏土
J06-3 40~60 黄褐色粉砂质黏土
J06-4 60~80 黄褐色粉砂质黏土
J06-5 80~100 黄褐色粉砂质黏土
J06-6 100~120 黄褐色粉砂质黏土
J06-7 120~150 黄褐色粉砂质黏土
J07-1 0~20 褐色黏土
J07-2 20~40 褐色黏土
J07-3 40~60 褐色黏土
J07-4 60~80 褐色黏土
J07-5 80~100 黄褐色黏土
J07-6 100~120 黄褐色黏土
J07-7 120~150 黄褐色黏土
Table 3  蓟州区土壤剖面特征简述
Fig.2  蓟州区土壤剖面氟分布特征
样品
编号
地理
位置
井深
/m
氟含量
/(mg·L-1)
评价
类别
样品
编号
地理
位置
井深
/m
氟含量
/(mg·L-1)
评价
类别
平原区 山区
JP1 马伸桥镇 100 0.86 JS1 下营镇 100 0.32
JP2 出头岭镇 160 1 JS2 下营镇 15 <0.20
JP3 出头岭镇 30 0.32 JS3 下营镇 30 0.5
JP4 西龙虎峪镇 110 0.56 JS4 罗庄子镇 208 0.5
JP5 殷溜镇 70 0.92 JS5 穿芳峪镇 330 0.45
JP6 殷溜镇 70 2.02 JS6 孙各庄乡 30 0.96
JP7 五百户镇 60 0.32 JS7 孙各庄乡 15 0.25
JP8 别山镇 120 0.51 JS8 官庄镇 70 0.32
JP9 尤古庄镇 60 2.45 JS9 罗庄子镇 200 0.29
JP10 东二营乡 60 3.1 JS10 穿芳峪镇 130 0.7
JP11 东赵各庄乡 100 1.6 JS11 许家台镇 44 0.27
JP12 礼明庄镇 60 2.1 JS12 官庄镇 14 <0.20
JP13 别山镇 50 0.7 JS13 官庄镇 70 0.26
JP14 杨津庄镇 60 1.68 JS14 渔阳镇 130 <0.20
JP15 候家营镇 120 2.65 JS15 白涧镇 100 0.25
JP16 东施古镇 70 4.89 JS16 许家台镇 20 0.26
JP17 杨津庄镇 100 2.49 JS17 白涧镇 90 0.25
JP18 杨津庄 60 1.81 JS18 许家台镇 100 2.55
JP19 下窝头镇 100 1.87 JS19 白涧镇 70 0.42
JP20 候家营镇 80 1.31 JS20 邦均镇 80 0.39
JP21 杨津庄镇 100 1.13 JS21 下营镇 30 0.55
JP22 杨津庄镇 50 1.08
JP23 杨津庄镇 50 1.08
JP24 下仓镇 70 0.79
JP25 下仓镇 60 1.13
JP26 下仓镇 90 0.7
最小值 0.32 最大值 4.89 最小值 <0.20 最大值 2.55
平均值 1.5 中位值 1.13 平均值 0.47 中位值 0.32
Table 4  蓟州平原区及山区地下水氟分布特征与环境质量评价
样品编号 地理位置 水源 氟含量/(mg·L-1)
JB1 溵溜镇 州河河水 0.24
JB2 下仓镇 州河河水 0.34
JB3 上仓镇 州河河水 0.35
JB4 上仓镇 州河河水 0.41
JB5 杨津庄镇 州河河水 0.60
JB6 下仓镇 州河河水 0.65
JB7 下仓镇 州河河水 0.86
JB8 桑梓镇 泃河河水 0.70
JB9 侯家营镇 渠水 0.60
JB10 下窝头镇 渠水 0.73
JB11 下仓镇 渠水 1.00
最小值 0.24 最大值 1.00
平均值 0.59 中位值 0.60
Table 5  蓟州区地表水氟分布特征与环境质量评价
Fig.3  蓟州区表层土壤氟环境质量等级分布
农作物 样品数 含量范围/10-6 平均值/10-6 标准限值/10-6 超标数量
小麦 30 0.30~0.80 0.56 1.0 0
玉米 30 0.38~3.41 1.21 1.5 8
板栗 15 0.09~0.24 0.16 0.5 0
苹果 15 0.04~0.24 0.15 0.5 0
红果 15 0.03~0.12 0.08 0.5 0
柿子 15 0.02~0.06 0.04 0.5 0
酸梨 15 0.02~0.04 0.03 0.5 0
Table 6  蓟州区农作物氟含量特征与评价
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