邯鄲地區(qū)典型剖面淺層地下水碘分布特征及成因初探.docx

1、第54卷第20期2015年10月湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)HubeiAgriculturalSciencesVol.54No.20Oct.,2015郵鄲地區(qū)典型剖面淺層地下水碘分布特征及成因初探張寶勻、簡明3,張媛靜2,李亞松2(1.中國地質(zhì)大學(xué)(北京)地下水資源與環(huán)境學(xué)院，北京1OOO83；2.中國地質(zhì)科學(xué)院水文地質(zhì)環(huán)境地質(zhì)研究所，石家莊050061；3.河北省地礦局第四水文工程地質(zhì)大隊(duì)，河北滄州061000)摘要：郵鄲地區(qū)大多數(shù)居民以地下水作為主要或,者律一的供水水源，地下水碘含量以及食用瑛鹽的情況成為了影響居民健康的重要因素。在邯鄲地區(qū)選擇典型割面開展了地下水碘分布及配碘情況調(diào)查，共采集了17姐地下水

2、樣品進(jìn)行硬化物合量分析，基本掌握了該機(jī)面地下水碘化物濃度分布狀況。分析發(fā)現(xiàn)地下水碘分布受地質(zhì)條件、水丈地質(zhì)條件等內(nèi)在因素，以及氣候條件等外在因素的控制，并結(jié)合配說調(diào)壹姑果提出了合理配碘建議。關(guān)鍵詞：岬鄲地區(qū)；地下水；碘；成因中圖分類號:P641.69文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號:0439-8114(2015)20-5004-04D01:10.14088/ki.issn0439-8114.2015.20.020TheIodineDistributionCharacteristicsandCausesofGroundwaterinTypicalSectioninHandanZHANGBao-yun*,J

3、IANMing5,ZHANGYuan-jin.LIYa-song2(1.SchoolofWaterResourcesandEnvironment,ChinaUniversityofGeosciences,Beijing100083,China；2.TheInstituteofHydrogeologyandEnvironmentalGeology,CAGS,Shijiazhuang050061.China；3.The4thHydr華eologyGnmpofHebeiBureauofGeologicalDevelopment.Cangzhou061000,Hebei.China)Abstract:

4、InHandanarea,mostoftheresidentstakegroundwaterasthemainortheonlysourceofwatersupply,groundwaterandthesituationoftheconsumptionofiodizedsaltiodinecontentbecameimportantfactorswhichinfluencingtheresi-dents'health.BasicontheselectionoftypicalsectioninHamlanareagroundwaterdistributionofiodineandiodi

5、neinvestigation,collectedatotalof17pairsofgroundwatersamplescollectediodidecontentanalysis,basicallymasteredtheprofileiodideconcentrationdistributionofgroundwater.Also,foundthatgroundwateriodinedistributionwasaffectedbysomeinternalfactorslikegeologicalcondition,hydrogeologicalcondition,andotherexter

6、nalfactorsliketheclimatecondition.Combiningwithiodineresults,reasonableiodinesuggestionswereputforward.Keywords:Handanarea；groundwater；iodine；origin收稿日IW：2015-07-291基金項(xiàng)目：全國地F水基礎(chǔ)環(huán)境狀況調(diào)查評估項(xiàng)目（2110302）；國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（41402235）作者簡介：張寶勻（1991-）,女，河北深州人，在讀碩士研究生，研究方向?yàn)樗牡刭|(zhì)，（電話電子信箱）zhangbacyun0105；通信作者

7、，張»»（1984-）,女，陜西西安人，助理研究員，博士，主要從事水文地質(zhì)研究，（電子信箱）mirrozyic隨著甲狀腺類疾病發(fā)病率逐年增高，有關(guān)飲用水含硬量及食用碘鹽的情況開始逐漸引起人們的重視。研究結(jié)果表明，碘對機(jī)體的作用具有雙向性，過多或過少攝食碘均能引起人類的各種疾病U氣瑣化物主要存在于自然界的水中，較高濃度的碘主要存在于海水中，土壤中碘的數(shù)量級一般為10-6-10-8,是地殼中的痕量元素之-田。河北邯鄲地區(qū)，地方性甲狀腺疾?。ê喎Q地甲病）流行嚴(yán)重。據(jù)1986年8月調(diào)查一些地區(qū)地甲病患病率，占當(dāng)?shù)厝丝跀?shù)的16.4%。經(jīng)分析，地甲病與當(dāng)?shù)氐叵滤械夂坑嘘P(guān)妲。在邯鄲地

8、區(qū)，地下水是主要的飲水水源和糧食蔬菜生產(chǎn)的灌溉水源，根據(jù)取樣調(diào)查，地下水碘含量分布極不均勻，具有明顯的分帶性。隨著全民食鹽加碘防治碘缺乏病的持續(xù)，各地區(qū)碘攝入量的安全上限成為亟待解決的問題，尤其在高碘地區(qū)這一問題變得尤為重要。本研究選擇邯鄲地區(qū)典型剖面.研究地卜水中碘的分布特征及成因，K結(jié)果對保護(hù)人體健康和合理利用碘資源具有頁要的指導(dǎo)意義。1研究區(qū)概況邯鄲地區(qū)地形西高東低，地勢高差變化小，區(qū)內(nèi)海拔高度為40-65m，屬于溫帶半F早大陸性氣候，具有春燥多風(fēng)、夏熱多雨、秋高氣爽、冬寒少雪四季分明的氣候特點(diǎn)，邯鄲地區(qū)年平均降水帝為528mm。由于河流、湖泊、海潮和風(fēng)等外力的作用,在廣闊地平的平原地形

9、背景上散布著緩崗、自然堤、廢河道等地形地貌。研究區(qū)地貌主要受滲陽河、輸元河、沁河、渚河、漳河沖積作用而形成，組成物質(zhì)主妥是近代河流沉積物。邯鄲東部平原處于華北地臺的華北斷坳帶的臨清坳陷上，普遍被第四系沉積物所覆蓋，西部出露奧陶系灰?guī)r、石炭系及二登系砂巖頁巖，以及第三系松散層。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和物探探測.測區(qū)地層由老到新依次為寒武系、奧陶系、石炭系、二登系、三林系、第三系和第四系們。邯鄲地區(qū)自西向東可分為山前沖積平原和中部湖積沖枳平原。本區(qū)含水層中以地卜水礦化度2.0g/L為界，小于2.0g/L為淡水，大于此值為咸水。全淡水區(qū)大致在雞澤-邯鄲-成安-魏縣以西，此線以東狷于成水區(qū)，出現(xiàn)咸水夾層。大

10、部分地區(qū)自上而下存在淺層淡水、中層咸水和深層淡水。地卜,水總的徑流方向是由西向東及由南西向北東。2野外調(diào)查及樣品采集為了解邯鄲地區(qū)地下水碘含軾，揭示高碘地下水的成因，于2011年11月在該地區(qū)開展了野外調(diào)查.沿水流方向選擇磁縣-臨漳-成安-肥鄉(xiāng)-曲周這一典型剖面，進(jìn)行食用碘鹽狀況調(diào)查，在此剖面內(nèi)采集淺層地下水樣品17組，全部樣品均采自集中或分散供水井，采樣點(diǎn)分布見圖1。取樣之前用原水將250mL取樣瓶潤洗3遍后取樣，樣品送至實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行碘化物(p)測試分析，各樣品理化指標(biāo)見表I,樣品中碘化物濃度低于0.1mg/L時用催化比色法測定，高于0.1mg/L時用淀粉比色法測定。3典型剖面地下水中碘含量分

11、布特征巡地卜水位怵高等值線及怵高伏地卜水流向圖1取樣點(diǎn)及碘化物濃度分布圖根據(jù)衛(wèi)生部提出的水源性高碘地區(qū)和地方性高碘甲狀腺腫病區(qū)的劃定(GB/T19380-2003)標(biāo)準(zhǔn)，居民飲用水碘含最超過0.15mg/L為高碘地區(qū)，超過().30mg/L為高碘病區(qū).超過1.00mg/L為超高碘區(qū)域切。通過對17紐淺層地下水中碘化物測試分析結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)得出，該剖面碘化物的平均含質(zhì)為0.22mg/L,已經(jīng)接近了0.30mg/L的高碘病區(qū)劃分界限值。碘化物濃度分布見表2。淺層地下水高于0.15mg/L的樣品數(shù)ui為4組.占到了該剖面淺層地*1樣品現(xiàn)場理化指標(biāo)測試結(jié)果樣品采樣深度水溫EcEhDOI編號m3Cus/c

12、mmvmg/LPHmg/L1001317.46641956.337.71010022613.48522326.737.21010032015.28992427.377.45010043015.610722650100535!5.24652585.417.65010064014.55032084.127.64010074314.840601021.597.360.10010083015.46812163.207.380.05610093412.87092005.307.60095462353.547.40010116016.08061656.12

13、7.930.28010126018.21073-92.087.600.26010136019.532201672.497.330.3501014914.27300263.176.940.85010151616.01552261.637.180.09010161516.25200182.406.93052500572.127.000.110表2硬化物濃度分布統(tǒng)計(jì)濃度范闈未檢出0.02,0.15(0.15,0.30(0.30,8)淺層樣品數(shù)81組6722地下水平均濃度mg/L0.100.270.60卜-水樣品數(shù)最的24.0%,即有約1/4的淺層地下水樣品為高碘地下水。由淺

14、層地下水碘化物濃度散點(diǎn)圖（圖2）可知，整個剖面上淺層地下水碘化物的濃度分布呈現(xiàn)較好的規(guī)律性，自西向東，自南向北碘化物濃度逐漸升高，即邯鄲地區(qū)西部淺層地下水含碘量低，隨著水流方向往東進(jìn)入高碘地下水區(qū)域。從調(diào)查的磁縣-臨漳-成安-肥鄉(xiāng)-曲周這一典型剖面來看，磁縣岳城水庫至臨漳縣狄邱鎮(zhèn)雙廟村淺層地下水碘化物濃度整體位于0.15mg/L以下，自狄邱鎮(zhèn)雙廟村以北則進(jìn)入了高碘地區(qū)，高碘地區(qū)淺層地下水樣品數(shù)量占到了整個剖面樣品數(shù)量的24%,且剖面上的0.850.450.400.350.50泛0.20.高碘地區(qū).1K50高碘病區(qū)0102030405060708090100沿剖面自西南向

15、東北的投影距離/km圖2淺虞地下水碘化物濃度散點(diǎn)圖成安縣北鄉(xiāng)義鄉(xiāng)北渚二村和肥鄉(xiāng)縣東漳堡鎮(zhèn)東呂營村兩組樣品顯示碘化物濃度高于0.30mg/L,已經(jīng)進(jìn)入了高碘病區(qū)的范圍氣野外調(diào)查中亦發(fā)現(xiàn)該地區(qū)存在多例甲狀腺腫患者。4高碘地下水成因分析從淺層地下水碘化物濃度散點(diǎn)圖可看出，該典型剖面淺層地下水碘化物含量呈西低東高的趨勢。高碘地下水的成因包括以下幾個方面。4.1物質(zhì)來源研究區(qū)西部被第四紀(jì)冰川覆蓋后，由于冰川消融，將該區(qū)地殼表層富含碘和有機(jī)質(zhì)的熟土壤沖刷殆盡致使巖石大面積裸露。巖石含碘量低，碘來源不足，使地下水碘缺乏；從西往東過渡為第四系松散沉積物，土壤顆粒細(xì)并含有機(jī)質(zhì)，對碘有較強(qiáng)的吸附能力，所以土壤中含

16、碘較高閭，又因?yàn)橥寥澜Y(jié)構(gòu)松散，易于風(fēng)化和淋溶，故淺層地下水碘含量高。此外，沿海地區(qū)咸潮帶入的含碘化學(xué)物質(zhì)進(jìn)入地下水體，也成為地下水中碘離子的物質(zhì)來源4.2氣候邯鄲地區(qū)屬典型的暖溫帶半濕潤大陸性季風(fēng)氣候，日照充足，雨熱同期，干冷同季，隨著四季的明顯交替，依次呈現(xiàn)春季干旱少雨，夏季炎熱多雨，秋季溫和涼爽，冬季寒冷干燥。多年平均氣溫為13.5V,多年平均降雨量528mm,且76%的降水星集中在69月，多年平均蒸發(fā)量1806mm,約為降水量的3.4倍，蒸發(fā)作用比較強(qiáng)。當(dāng)含碘的毛細(xì)水上升至地表時，水即蒸發(fā)，硬不斷的在地表附近富集，造成了氣滯高碘，再加上碘來自海洋，附著在懸浮的微塵粒子上，下降到土壤，經(jīng)過

17、降雨或灌溉，使土壤中的碘進(jìn)入地下水中形成淺層地下水中碘的高含量的。4.3地質(zhì)邯鄲地跨太行山隆起帶和華北沉降帶，地貌大體以太行山前斷裂（邯鄲大斷裂）為界，西部丘陵（中夾涉縣、陽邑、武安及和村4個小型斷陷盆地），最高標(biāo)高為1899m；東部為平原，最低標(biāo)高為34m,地形自西向東呈階梯狀下降。水系呈扇形由西向東收攏，地表物質(zhì)的遷移與沉積形成淋溶、過渡和累積3個生物地球化學(xué)單元。西部隆起區(qū)不斷上升，遭受剝蝕。含水巖組的巖性顆粒大，吸附力小且弱，徑流較快；東部拗陷區(qū)持續(xù)下降，接受沉積,巖性顆粒小，吸附力相當(dāng)強(qiáng)，徑流較慢，導(dǎo)致東部碘的富集。4.4水文地質(zhì)邯鄲地區(qū)位于中國地勢分區(qū)中的第二階梯與第三階梯的過渡帶

18、，太行山與黃淮海平原的結(jié)合部位。地貌組成自西向東依次為中低山、低山丘陵和平原，海拔高度分別為1899500、500200、8030m,總坡降為21.4%"階梯狀逐級下降的地形與集中降水相結(jié)合，為在山區(qū)形成的地表徑流，沿一定方向流出山口進(jìn)入山前傾斜平原，從而形成由山區(qū)到平原以降水-地表徑流-入滲補(bǔ)給地下水為主的轉(zhuǎn)換型式，創(chuàng)造了極為有利的條件。淺層地下水含碘最分區(qū)與宏觀地貌相吻合，高碘區(qū)中的高值域受微地貌的明顯控制。西部山區(qū)地形高峻，坡降大，切割強(qiáng)烈，地下水交替強(qiáng)烈，伴隨半干旱的氣候條件，有利于碘元素淋溶和遷移，形成低碘區(qū)，東部平原區(qū)地勢低平或低洼，由于地下水交替微弱，阻礙了硬元素的遷移

19、，使其富集形成高碘區(qū)。5小結(jié)碘缺乏與碘過多都會對人體健康造成危害，在中國北方絕大多數(shù)地區(qū)以地下水作為主要供水水源，地下水的碘已經(jīng)成為人體攝入碘的一個主要來源。通過在邯鄲地區(qū)選擇典型剖面采集和測試地下水樣品，得出邯鄲地區(qū)淺層地下水碘化物含量呈西低東高的趨勢。本研究在野外調(diào)查及取樣過程中，詳細(xì)調(diào)查了該剖面上各地區(qū)的食用碘鹽情況，發(fā)現(xiàn)絕大部分地區(qū)以食用碘鹽為主，沿途在高碘區(qū)亦發(fā)現(xiàn)多例甲亢患者。結(jié)合剖面碘化物濃度分析，在地下水高碘區(qū)(狄邱鎮(zhèn)雙廟村以北和以東地區(qū))以及以異常點(diǎn)地下水作為飲用水源的區(qū)域，應(yīng)停止食用加碘鹽，相關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)水情信息網(wǎng)絡(luò)體系，隨時相互通報(bào)水質(zhì)監(jiān)測情況【，因地制宜，合理使用食鹽，對于保護(hù)居民身體健康.防止甲狀腺類疾病的發(fā)生有著重要的意義。參考文獻(xiàn)：1 郭嵐.環(huán)境中的微量元素與人體健康J.甘肅科技,2005,21(8):110-112.2 FORDYCEFM,JOH