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高密市地处胶莱盆地,地势南高北低,南部为丘陵区,中部为缓坡区,北部为平原区,属于盆地浅层地下水型饮水高氟地区,是全国氟中毒较为严重的地区之一。本文以高密市高氟地下水区为研究对象,在前人大量工作的研究基础上,通过野外研究,数值模拟及室内试验研究,利用水文地球化学方法研究了高密市高氟地下水的时空分布特征,高氟的影响因素,探讨了土壤不同形态氟之间的关系,通过PHREEQC软件进行数值模拟,研究了氟的主要组分存在形式及迁移转化规律,结合室内试验研究总结了高密市高氟地下水区的成因模式,对除氟方法进行了一定的探索,提出了“原位驱氟”的设想。 取得的主要认识: (1)通过对地下水中氟含量的分析得出,空间上,北部平原区的康庄、蔡站、仁和、河崖、姜庄等地地下水氟离子含量均大于2mg/l,康庄附近、大牟家至周戈庄南一线、大栏东北部,地下水氟离子含量都超过5mg/l,局部地方存在氟离子含量超过10 mg/l的地下水,而且在垂直方向上含氟量呈现上高下低的特点;时间上,2010年与2008年氟含量分布情况对比显示,高氟地区地下水氟含量明显下降,大于5mg/L的区域明显变小,由片状分布变为孤岛状、点状零星分布;在典型剖面上,总体表现为由北李家庄到槐家,越靠近胶莱河其地下水中的氟含量越低。 (2)高氟地下水的主要影响因素为地质岩性、气候条件,地貌条件及水动力条件,蒸发浓缩作用对高氟地下水的形成有很大影响。 (3)通过PHREEQC软件进行数值模拟,高密市高氟地下水区氟以F-,MgF+,CaF+三种形式为主,一般氟离子活度(aF-)占总氟浓度的84.4%~97.8%,其次为氟镁配合物活度(aMgF+)和氟钙配合物活度(aCaF+),分别占F总的1.9%~14.6%和0.1%~1.8%,从氟的淋滤带——迁移带——富集带,随着F总的增加,aCaF+和aF-的百分分布逐渐减小,而其他组分形式的百分分布逐渐增大,氟的迁移形式也由单一的F-为主转变为F-、MgF+、CaF+等多种迁移形式。 (4)总结了高密市高氟地下水的成因模式,并提出了“原位驱氟”的设想。