印度中部花岗岩地区地下水氟化物污染的水化学动态与地质影响研究

本研究针对印度Sonbhadra地区地下水氟化物(F? )污染问题，通过水化学分析、岩石矿物学鉴定及多元统计方法，揭示了花岗岩区F? 的富集机制。研究发现46%样本超出WHO限值(1.5 mg/L)，F? 主要源自含氟矿物（萤石/氟磷灰石）风化，且儿童HQFluoride 风险值高达57.28%。该研究为类似地质区氟污染治理提供了科学依据。

　　

印度中部半干旱地区长期面临地下水氟化物(F^?
)超标引发的健康威胁，超过1.2亿人受氟骨症风险困扰。尽管已有研究关注印度其他区域的氟污染，但对中央邦Sonbhadra花岗岩区的地球化学机制认识不足，尤其缺乏矿物相与水文过程的关联证据。针对这一空白，研究人员开展了系统性调查。

研究团队采集199个地下水样本，结合岩石薄片鉴定、电子探针微区分析(EPMA)和X射线衍射(XRD)技术，锁定含氟矿物相；运用PHREEQC计算饱和指数(SI)，通过主成分分析(PCA)解析离子来源。样本覆盖Babhan和Myorpur区块，采样网格精度达1.5km×1.5km，确保空间代表性。

4.1 水化学特征
数据显示F^?
浓度0.1-9 mg/L（均值1.39 mg/L），46%样本超WHO标准。Piper图解揭示Ca²⁺
-HCO₃
^?
主导水型，Gibbs图证实岩石风化是离子主要来源。Na⁺
/Cl^?

1及Ca²⁺
/Mg²⁺
2等比值佐证硅酸盐风化主导过程。

4.2 矿物学证据
花岗岩中鉴定出萤石(CaF₂
)、氟磷灰石及含氟黑云母（体积占比<5%）。EPMA显示磷灰石-黑云母-榍石矿物组合（图4），XRD检出独居石族矿物碳钡镧矿(Ba₂
La₂
(CO₃
)₅
F₂
)，为F^?
释放提供直接矿物学证据。

5.2 氟富集机制
PCA分析显示PC2因子（贡献率13.2%）中F^?
与Na⁺
(r=0.48)、HCO₃
^?
(r=0.39)显著相关，反映碱性环境下含氟矿物溶解。SI计算中萤石(-3.29至1.42)未饱和状态，证实持续溶解潜力。

5.5 人为影响评估
Cl^?
/Na⁺
与NO₃
^?
/Na⁺
比值均<1（图11），结合土地利用分析，排除农业/工业主导污染的可能，确认地质成因的核心地位。

健康风险
危害商数(HQ)显示21.6%成人、62.8%婴儿面临氟中毒风险，与实地观察的牙釉质损伤病例吻合。WQI指数43.7%区域属"不可饮用"等级，与高氟区空间重叠。

这项发表于《Environmental Advances》的研究首次阐明Sonbhadra花岗岩区F^?
的矿物-水文化学耦合机制，为靶向治理提供理论支撑。提出的"地质成因主导"模型可推广至全球类似构造带，尤其对制定儿童健康防护策略具有紧迫现实意义。