土壤氟與環(huán)境

土壤氟與環(huán)境第一頁，共三十二頁，2022年，8月28日引言土壤氟的來源氟的益處和危害我國的地方性氟中毒病區(qū)劃分土壤中F的形態(tài)土壤環(huán)境中F的化學(xué)平衡土壤對(duì)F吸附的影響因素F危害的控制主要內(nèi)容第二頁，共三十二頁，2022年，8月28日環(huán)境中氟的豐缺與人體健康有著密切的聯(lián)系，因?yàn)樗侨梭w的必需元素。土壤中的氟與大米中的氟的多少和氟斑牙患病率有著密切的關(guān)系。同時(shí)來自外源的F污染對(duì)土壤質(zhì)量也可產(chǎn)生明顯的影響。研究表明：土壤F污染導(dǎo)致了鐵、鋁氧化物或氮氧化物的崩解，促使土壤有機(jī)質(zhì)增溶，從而影響潛在有毒元素的有效性，對(duì)土壤F污染的研究在土壤圈物質(zhì)循環(huán)中占有重要的地位。引言第三頁，共三十二頁，2022年，8月28日

1、土壤氟的基本來源是巖石的風(fēng)化。氟是典型的親石元素,自然界含氟礦物很多,已知的有100多種。如螢石CaF2、氟鎂石MgF2

等.各類巖石中,以酸性巖漿巖平均含氟較高,為800mg/kg.中性巖漿巖和沉積巖次之,約500mg/kg.基性及超基性巖漿巖較低,各為370mg/kg及100mg/kg.隨巖漿巖中SiO2含量的減少,氟的含量也減少.常見的土壤礦物中,黑云母、白云母和角閃石可能是土壤的主要氟源。土壤氟的來源第四頁，共三十二頁，2022年，8月28日2、工業(yè)生產(chǎn)活動(dòng),排出含氟氣體、液體和廢渣,直接或間接進(jìn)入土壤。煉鋼工業(yè)常用螢石作助溶劑.水泥制造業(yè)中,原料粘土含氟達(dá)0.2～3g/kg.磷肥制造業(yè)中,原料含氟30～40g/kg.鋁廠電解生產(chǎn)中,用冰晶石Na3AlF6作溶劑.煤中含氟0.01～0.4g/kg.3、火山氣體和火山灰,富含HF、CaF2、MgF2等,這些物質(zhì)經(jīng)風(fēng)化、分解后,將氟釋放出來進(jìn)入土壤,有人化驗(yàn)夏威夷的火山灰,含氟高達(dá)25g/kg.火山氣體含氟0.1mg/L。4、人類其它活動(dòng)引起土壤氟的積累,越來越顯得重要.

研究表明:磷礦粉在土壤中的多次施用,會(huì)顯著提高土壤氟含量.我國中小磷肥廠生產(chǎn)的磷肥含氟量約為10～16g/kg.磷肥和含氟農(nóng)藥的廣泛施用,引起土壤氟量上升.第五頁，共三十二頁，2022年，8月28日第六頁，共三十二頁，2022年，8月28日第七頁，共三十二頁，2022年，8月28日我國土壤氟背景值453mg/kg；世界土壤氟背景值200mg/kg；土壤通報(bào)2013第八頁，共三十二頁，2022年，8月28日

由于氟元素為動(dòng)物和人體的必需微量元素．因而土壤環(huán)境中氟含量的過低有可能尋致飲用水和食物中氟的缺乏．從而進(jìn)一步影響到人和大動(dòng)物牙齒的生長和齲齒的發(fā)生。在一些低氟的地區(qū)．飲用水含氟量低至0.5mg/l以下．居民中齲齒發(fā)病率達(dá)85％以上，在缺氟地區(qū)．老年人骨質(zhì)變脆．容易發(fā)生骨折。土壤氟含量并不是越高越好。相反，當(dāng)土壤氟過量以及由于氟污染．土壤氟則通過兩種途徑對(duì)動(dòng)物和人體健康構(gòu)成危害氟的益處和危害第九頁，共三十二頁，2022年，8月28日淋失進(jìn)入地表水，造成水源性氟中毒；植物大量的吸收作用由食物鏈傳遞到動(dòng)物或入體后造成慢性氟中毒。對(duì)三個(gè)低氟區(qū)和一個(gè)高氟區(qū)人的釉質(zhì)變化進(jìn)行了研究，結(jié)果表明低氟區(qū)和高氟區(qū)．均發(fā)生了不同程度的釉質(zhì)缺陷。第十頁，共三十二頁，2022年，8月28日第十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日第十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日氟對(duì)高等植物酶的作用第十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日第十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日

根據(jù)環(huán)境要素分為以下4個(gè)相對(duì)集中的區(qū)域,其地區(qū)分布如下:Ⅰ區(qū):本區(qū)大致自東北走向西南再轉(zhuǎn)向西北,呈寬帶狀分布.具體包括從黑龍江的安達(dá)和三肇地區(qū)(肇東、肇州、肇源)經(jīng)吉林的三安地區(qū)(農(nóng)安、乾安、大安),內(nèi)蒙古的錫林郭勒、包頭,河北陽原,山西大同、沂州,至陜西的三邊地區(qū)(靖邊、安邊、定邊)和寧夏的鹽池、靈武,再折向新疆的吐魯番盆地、阿克蘇和塔里木河流域.我國的地方性氟中毒病區(qū)劃分第十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日II區(qū):主要分布于黃淮海平原局部高氟地區(qū).如渤海灣附近,山東的濰坊、泰安,以及河南的夏邑、杞縣、洛陽等地.III區(qū):地處東南沿海部分地區(qū).包括浙江的義烏、武義、青田,經(jīng)閩西南至廣東的豐順、汕頭等地.Ⅳ區(qū):主要流行于西南山區(qū).如陜南安康地區(qū)、鄂西北、貴州大部分地區(qū),滇東及滇西北地區(qū)等.第十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日各區(qū)地方性氟中毒的環(huán)境流行特點(diǎn)第十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日我國地方性氟中毒有飲水型和燃煤污染型2大類.其中飲水型地方性氟中毒是我國分布范圍最廣的地方性氟中毒類型,在4個(gè)病區(qū)均有分布根據(jù)飲用水水源的不同,飲水型地方性氟中毒又可分為淺層高氟地下水型、深層高氟地下水型、高氟溫泉水型、高氟巖礦水型和高氟茶水型等.燃煤污染型氟中毒是70年代后期確認(rèn)的我國特有的病區(qū)類型,主要分布于病區(qū)Ⅳ.在我國主要有3種類型；（1）飲水型地方性氟中毒，（2）燃煤污染型地方性氟中毒，（3）飲茶型地方性氟中毒。(百度百科）第十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日第十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日土壤中F的形態(tài)一般可分為水溶態(tài)、可交換態(tài)、鐵錳氧化物態(tài)、有機(jī)束縛態(tài)和殘余態(tài)等。水溶態(tài)F和可交換態(tài)F對(duì)植物、動(dòng)物、微生物及人類有較高的有效性，也稱生物有效態(tài)F。土壤中F的形態(tài)第二十頁，共三十二頁，2022年，8月28日土壤可溶態(tài)氟主要是指以離子或絡(luò)合物形式存在于土壤溶液中的氟，包括F-、HF2-、H2F3-、H3F4-、FeF63-、CoF63-

、SbF52-和AlF63-等，一般采用亞沸水浸提，有時(shí)也采用稀酸加以浸提，因而相應(yīng)有酸溶性氟．可溶性氟除受提取劑種類影響外．也受提取劑濃度、土液比、土液pH、浸提時(shí)間和浸提溫度等一系列困素的制約。可溶性氟一般表示了土壤氟的生物有效性。據(jù)研究，赤峰市氟斑牙、氟骨癥率和飲用水氟含量與土壤水溶性氟呈非常顯著的正相關(guān)關(guān)系（P＜0.01）。而與土壤全氟含量無關(guān)。這就是說，土壤水溶性氟能較準(zhǔn)確地反映土壤氟的生物有效性。第二十一頁，共三十二頁，2022年，8月28日

土壤生物有效態(tài)氟還包括土壤可交換態(tài)氟，它是指通過靜電吸引力吸附于粘粒、有機(jī)顆粒和水合氧化物可交換正電荷上的氟陰離子，通過采用1mol/LMgCl2鹽溶液加以浸提土壤中的氟可與Fe、Mn以及Al的氧化物、氫氧化物和水合氧化物進(jìn)行吸著作用或共沉淀。與Ba2+、Ca2+等生成不溶性化合物。以及作為粘土礦物包被的形式存在。這一部分的氟稱為Fe、Mn氧化物態(tài)氟．是土壤生物非有效態(tài)氟在土壤中．由于存在著大量的有機(jī)分子如腐殖質(zhì)和有機(jī)酸等．氟還與土壤中這些有機(jī)成分起絡(luò)合作用，形成螯合態(tài)氟或有機(jī)束縛態(tài)氟．從而使土壤中氟的生物有效性降低還有大量的氟存在于礦質(zhì)顆粒晶格內(nèi)．很難成為生物有效的狀態(tài)、這部分的氟稱為殘余態(tài)氟．據(jù)研究．硅酸鹽礦物中特別是云母中含有的氟．一般不會(huì)釋放進(jìn)入土壤溶液中，而是常以微細(xì)的不溶性殘留物以及水解生成物的形式運(yùn)移到土壤粘土礦物中。因此．氟作為土壤礦物的成分．一般常見于白云母、黑云母和角閃石中第二十二頁，共三十二頁，2022年，8月28日第二十三頁，共三十二頁，2022年，8月28日第二十四頁，共三十二頁，2022年，8月28日土壤中F的形態(tài)第二十五頁，共三十二頁，2022年，8月28日

與其它化學(xué)元素一樣，土壤中的氟也是通過諸如沉淀-溶解、絡(luò)合-解離、吸附-解吸、氧化還原等一系列反應(yīng)過程達(dá)到動(dòng)態(tài)的平衡。與此同時(shí)，土壤pH、土壤有機(jī)質(zhì)、鐵鋁氧化物、粘粒含量．土壤Eh和可交換鈣以及其它元素的交互作用則對(duì)上述一系列反應(yīng)過程產(chǎn)生重要的影響。土壤環(huán)境中氟的化學(xué)平衡第二十六頁，共三十二頁，2022年，8月28日土壤中F的沉淀-溶解平衡第二十七頁，共三十二頁，2022年，8月28日土壤中F的配位-解離平衡第二十八頁，共三十二頁，2022年，8月28日第二十九頁，共三十二頁，2022年，8月28日土壤溶液中的F還與Co3+、Sb3+、Ti4+、Pb2+、Cu2+、Cd2+、Hg2+、Na+、K+等金屬離子形成穩(wěn)定的氟絡(luò)合物第三十頁，共三十二頁，2022年，8月28日

在酸性土壤溶液中．往往存在著許多硅酸分子，也可與F-發(fā)生絡(luò)合（配位）反應(yīng)在土壤溶液中存在一些低分子有機(jī)配位體，包括動(dòng)、植物組織的天然降解