隔档式构造区岩溶地下水流系统多级次嵌套结构的水化学识别

川东隔档式构造区岩溶地下水流系统表现出多级次嵌套结构的特征, 之前主要是定性的水文地质条件分析, 缺乏来自水化学方面的量化依据。利用41个浅层和19个深层岩溶水样的水化学资料开展分析, 发现浅层岩溶水为HCO₃-Ca·Mg型,ρ(Mg2+)较低, 深层岩溶水为SO₄-Ca·Mg型且ρ(Mg2+)明显偏高, 说明地下水在岩溶含水层中的滞留时间与ρ(Mg2+)具有正变关系。对典型剖面地下水流系统的分析表明, 优先采用ρ(Mg2+)来评价地下水滞留时间, 将地下水排泄点ρ(Mg2+)小于20, 50 mg/L分别作为划分局部-中间、中间-区域水流系统的依据。浅层岩溶水受地貌作用控制明显, 其中浅切沟谷泉点为局部地下水流系统的排泄点, 深切沟谷泉点一般属于中间或区域流动系统的排泄点。ρ(Mg2+)反映了泉水循环的滞留时间, 也能够反映钻孔所揭露的深循环特征。这种水化学识别方法可为相似岩溶区识别地下水流系统的多级次嵌套结构提供参考。      

典型西南岩溶地下水抗生素污染指示因子识别

我国南方岩溶地区是全球三大岩溶集中分布区之一,由于岩溶地区独特的含水层结构,其地下水极易受到地表污染。为了探明岩溶地下水中抗生素污染空间分布的主控因素,厘清抗生素浓度与水化学参数的相关关系,进而识别岩溶地区水环境中抗生素污染的指示因子,以西南典型岩溶地下河系统为研究对象,利用超高效液相色谱串联质谱联用仪(UPLC-MS/MS)分析了35种抗生素浓度。结果表明：研究区共检出了30种抗生素,包括3种四环素类(<检出限(MDL)～421 ng/L)、5种大环内酯类(28.3～884 ng/L)、9种磺胺类(2.50～30 ng/L)和13种喹诺酮类(19.5～1 807 ng/L)。其中,大环内酯类和喹诺酮类抗生素是研究区检出的主要抗生素,其空间分布特征主要受污染源和稀释作用控制。研究区水化学类型包括HCO₃-Ca·Mg型和HCO₃-Ca·Na·Mg型,抗生素浓度在不同的水化学类型中存在显著差异,HCO₃-Ca·Na·Mg型水样中抗生素浓度显著高于HCO₃-Ca·Mg型(2～10倍)(Mann-Wh...     

乌蒙山地区岩溶地下水流系统结构及其找水应用

为推动乌蒙山贫困缺水区生态环境建设、地下水资源合理利用,以昭通市作为重点调查区,基于地质调查、泉流量统计、水质检测,展开岩溶地下水富集规律及物探找水方法的研究。结果表明:①研究区岩溶地下水系统以条带岭谷型、埋藏型为主。条带岭谷型岩溶地下水系统以现代岩溶为主,目标含水层多、发育深度有限、岩溶发育及富水程度差异大,富水块段为背斜核部及两翼、向斜核部、断层影响带;埋藏型岩溶地下水系统以古岩溶为主,目标含水层单一、发育深度较深且极不均匀,富水块段为断陷谷盆埋藏的古岩溶。②地下水化学类型以HCO₃型、HCO₃·SO₄型为主,条带岭谷型、埋藏型岩溶水分别占96.73%,92.93%,水质总体较好,综合水质评价Ⅰ~Ⅲ类水占比分别为80.84%,64.41%。③建议对>50 L/s大泉进行提引、丰储冬用,对富水块段进行综合物探探测和钻探验证的方法找水。④综合物探找水方法:先通过高密度电法、联合剖面法查明岩溶破碎带及断层,再激电测深确定极化率高的含水层,最后综合测井和钻孔揭露确定具体出水段及涌水量,找水成功率为86.67%,适用于条带岭谷型及浅埋岩溶地下水。      

基于系统空间特征识别的岩溶地下水污染成因分析

岩溶地下水系统空间结构复杂, 含水层渗透性强、防污性能差, 一旦发生污染, 污染物扩散迅速且修复难度较大。以南方某岩溶大泉为例, 在水文地质调查的基础上, 结合水化学图解及多元示踪技术, 分析岩溶地下水系统边界及暗河管道分布, 识别岩溶泉的主要污染物、来源及污染途径, 探索岩溶地下水污染成因模式。研究结果表明, Q₁岩溶地下水系统为典型的"多源单汇"地下水循环模式, 存在南北2条主要径流通道; 其主要污染物质为锰、菌落总数、氨氮、总磷, 分别为地下水质量标准阈值的17, 14, 7.2, 3.8倍; 建筑垃圾堵塞原有的暗河通道, 工程勘察和强夯活动破坏了垃圾堆场下部天然黏土防渗层, 生活垃圾及渗滤液进入岩溶管道, 两者共同导致了岩溶地下水的污染。该研究对于岩溶地下水系统污染防治工作具有重要的借鉴意义。      

泰安市城区岩溶地下水水化学特征及成因分析

岩溶地下水是泰安市城区重要供水水源,近年来随着气候环境变化和人为活动的影响,岩溶地下水水化学特征日趋复杂,但其水化学特征及成因尚不明晰。为识别研究区地下水水化学特征、成因机制,本文采用数理统计方法、离子比值、水化学图解等方法,研究了该区岩溶地下水的水文地球化学特征。结果表明：研究区内岩溶地下水水化学类型主要为HCO3Ca型、HCO3·SO4Ca 型、HCO3·SO4·ClCa型。地下水水化学成分主要受水岩相互作用控制,以溶滤作用为主,地下水中的Ca2+、Na+、HCO-3、SO2-4主要来源于方解石、白云石的碳酸盐岩及石膏、盐岩等蒸发岩的溶解,且存在逆向的阳离子交替吸附作用,导致Ca2+含量增加,Na+含量减少,人为活动影响导致地下水中Cl-、NO-3浓度增加。研究成果为研究区内岩溶地下水的合理开发与保护提供了依据。     

吉林西部地区第四系潜水水质影响因素的R型因子分析

利用R型因子分析法对吉林西部地区第四系潜水样的水化学数据进行分析,识别出影响地下水化学组成的4个主因子。因子1以Na ,HCO3-和F-为主,揭示了土壤的溶滤作用对地下水化学成分的影响;因子2以Cl-,SO42-和Ca2 为主,反映蒸发浓缩作用对地下水化学成分的影响;因子3以K 和pH值为主,代表地下水的弱碱环境地球化学背景;因子4以NO3-为主,反映了人类活动(化肥和农药的广泛施用、大中城市的生活污水和工业污水的污染)对地下水化学成分的影响作用。     

济南地区岩溶地下水污染评价及保护措施

地下水是一个城市水循环的重要组成部分,地下水的质量关系到城市居民的生命健康安全。为确定济南地区地下水的污染状况,本文以历年的水文资料作为背景值,采用了单因子和多因子2种评价方法对济南地区岩溶水进行了污染程度评价,根据评价结果将研究区岩溶水污染程度进行了分级;在地下水系统防污性方面,采用DRASTIC模型对济南地区的防污程度进行了分区。结合岩溶水污染程度和防污性能两方面的评价结果,为实现可持续开采岩溶地下水,本文对地下水的开发利用和保护分别进行了分区,并给出了相应的保护措施,为济南地下水开采与保护提供可靠依据。     

平阴县浅层地下水地球化学环境质量评价

平阴县浅层地下水调查采样密度为1点/16km2,分析测试27项指标的含量变化规律后,认为调查区浅层地下水中除K,Mn,NO-2等指标含量变化较大,局部富集外,其他指标含量变化小,在浅层地下水中分布较均匀.选择As,Ba,Be,Cd,Co,Cu,Fe,Hg,Mn,Mo,Ni,Pb,Se,Zn,F-,Cl-,Cr6+,NO-2,COD,pH等20项指标,按&lt;地下水质量标准&gt;对浅层地下水环境质量进行的单因子和综合评价,结果显示较好级以上者达88.4%,而较差级仅占11.6%,无极差级分布,调查区内浅层地下水环境质量状况良好.     

豫北平原浅层地下水化学特征与成因机制

地下水的化学特征与成因机制对地下水演化、地下水资源的合理开采及质量评价具有重要意义。为查明豫北平原浅层地下水的水质特征及控制因素,采集了不同类型的浅层地下水和地表水样品,分别测试了水样阴、阳离子和氢氧同位素组成。结果表明:①地下水中总溶解性固体物质（total dissolved solids,简称TDS）质量浓度范围为316~6 948 mg/L,微咸和咸地下水呈条带状分布在沁河冲洪积平原中部,在三阳镇-修武县一带,水化学类型复杂,以HCO₃·SO₄-Na·Mg·Ca型和SO₄-Na·Mg型水为主。北部山前冲洪积扇和沁河北岸地下水为淡水,为HCO₃-Ca·Mg型水。②δ2H-δ18O关系说明地下水起源于大气降水,水化学组分受水岩相互作用控制,在补给区以碳酸盐岩溶滤作用为主,径流区发生硅酸盐岩的风化溶解以及阳离子交换作用,排泄区以蒸发浓缩、石膏溶解和阳离子交换作用为主。③地质和气候环境是造成地下水咸化的主要成因,且受到工农业污水渗漏的影响。研究成果可以为该区地下水资源的合理开采和有效管理提供依据。      

山东泰安大汶口化工集聚区浅层地下水化学特征及成因分析

为查清山东泰安大汶口化工集聚区浅层地下水环境质量状况,采集地下水样品9组,运用统计分析、相关性分析、因子分析、离子比例关系和饱和指数法,查明研究区浅层地下水化学特征,分析地下水中各离子来源及控制因素。结果表明,研究区浅层地下水为淡水—微咸水,TDS介于0.98～2.40g/L;阳离子以Ca2+、Na+为主,占阳离子含量的49.57%、38.56%,阴离子以Cl、HCO3为主,占阴离子含量的52.81%、25.99%;水化学类型以ClCa·Na为主;浅层地下水化学特征主要受岩石溶滤作用、人类活动因素的影响,二者的贡献率均为40%。在人类活动因素中,工业污染的贡献率达到了31%,说明人类活动因素对地下水环境造成了严重影响,且随着时间的推移,影响程度将更为显著。     

灰岩基缓释材料原位注入修复酸性矿山废水模拟研究

我国岩溶区分布面积广,生态环境脆弱。岩溶区大量矿山开采活动产生的酸性矿山废水(AMD)严重威胁着区域生态环境安全。以岩溶区广泛分布的碳酸盐岩和玉米棒(生物质炭)等为原料,通过改性、造粒、覆膜的方式制备了一种可用于原位注入修复的碱基缓释材料(ASRM),并在室内模拟开展了丰水和枯水交替作用下的原位注入修复实验,以验证和查明ASRM原位修复酸性矿井废水中重金属的能力及去除机制。研究结果表明,碱基缓释材料(ASRM)可有效提高水体pH值,酸性矿山废水(AMD)修复后pH值从2.8提高到5~7,并对Fe2+, Mn2+, Zn2+, Cu2+, Cd2+, Pb2+和Cr3+等多种有害重金属有良好去除效果。XRD和SEM分析证明,反应沉淀物主要以FeOOH的形式存在。重金属的去除机制主要包括:①部分金属离子被以反应产生的氢氧化物等沉淀的形式去除;②反应体系产生的大量FeOOH可以吸附去除重金属。本模拟实验研究为利用缓释材料原位高效处理岩溶山区矿山AMD提供了可靠的理论和技术依据。      

大汶河流域中上游地区岩溶地下水水化学特征及其控制因素分析

为查明大汶河流域中上游地区岩溶地下水水化学特征和离子来源, 基于2018年枯、丰两期采集的岩溶地下水样品水化学数据, 综合运用数理统计、相关性分析、Piper图、Gibbs图以及离子比值等方法, 对大汶河流域中上游地区岩溶地下水水化学特征及其控制因素进行了分析。结果表明,大汶河流域中上游地区枯、丰水期岩溶地下水的pH均值分别为7.6和7.5, 整体表现为弱碱性。岩溶地下水中Ca2+为占优势的阳离子, HCO₃-和SO₄2-为主要阴离子。枯、丰期岩溶地下水中ρ(TDS)均值分别为645.4, 648.4 mg/L。按照TDS划分, 大汶河流域中上游地区岩溶地下水均属于淡水或微咸水;枯、丰水期岩溶地下水水化学类型均以HCO₃·SO₄-Ca为主。岩石风化作用是控制区内岩溶地下水水化学特征的主要控制因素, 碳酸盐岩和硅酸盐岩矿物的溶解是地下水主要离子的重要来源。同时, 大汶河流域中上游地区岩溶地下水还受到了比较明显的人为输入影响, 地下水中NO₃-主要来自于农业生产活动。该研究成果为水资源利用提供了指导作用。      

康定北部高原构造岩溶发育特征与地下水径流带识别

受自然环境和技术方法制约，青藏高原岩溶发育演化和岩溶地下水循环特征研究相对薄弱，制约了青藏高原碳酸盐岩区的经济发展、民生设施建设和地质灾害防治。通过野外地质测量，岩溶地下水、地表水和大气降水水化学和同位素特征分析，泉水流量动态，水均衡计算和物探等技术方法，系统分析了四川省康定市北郊碳酸盐岩分布区的岩溶发育特征，识别了岩溶径流通道和岩溶大泉主要补给来源。结果表明:康定市北郊碳酸盐岩分布于高山峡谷地貌类型区，可溶岩地层分布、岩溶发育程度和岩溶水补给、径流、排泄均受构造控制，可溶岩与非可溶岩接触带和活动断裂附近的岩溶发育程度较强。岩溶水呈管道流径流，主要以岩溶大泉形式集中排泄，泉流量约1.5×104 m3/d且动态较为稳定。通过水文地质条件分析，识别出研究区存在通化组岩溶水径流带和雅拉河断裂岩溶水径流带。水化学-同位素数据、岩溶泉流量动态和水均衡计算结果显示，雅拉河河水是岩溶大泉的主要补给源，岩溶地下水主要沿雅拉河断裂岩溶水径流带径流并集中排泄。      

滇中高原岩溶关键带典型含水系统水化学特征及成因分析

岩溶关键带水文地球化学过程的研究对于科学认识其内部的演化环境与结构特征具有重要意义。岩溶水是水-岩作用后主要的信息载体, 定量分析其水化学特征及成因是揭示岩溶关键带含水系统介质环境与水动力条件的有效手段。以滇中高原岩溶关键带3个典型岩溶含水系统为研究对象, 通过对不同含水系统出露的岩溶泉进行野外采样与室内测试, 综合采用数理统计分析、水化学图解、离子比例系数与水文地球化学模拟等方法, 深入剖析了各含水系统岩溶水水化学组分特征、成因作用和含水层介质特性, 并对关键带中水循环与水化学的内在联系及规律进行了探讨。结果表明: ①HCO₃-、Ca2+是各含水系统岩溶水中含量最高且来源稳定的离子组分, Mg2+是控制各含水系统水化学类型异化的关键因素; ②碳酸盐岩类的岩石风化、矿物溶解是各含水系统内岩溶水化学组分特征的主要成因作用, 岩溶水对华宁水系统含水层的溶蚀作用仍在发生, 阳离子吸附交替与硅酸盐岩类的风化溶解是区域岩溶水中Na+、K+的重要来源; ③区域岩溶的发育强度、岩溶含水层的出露条件及含水介质岩性与连通性共同塑造了滇中高原岩溶关键带不同含水系统地下水化学特性。研究成果丰富了对滇中高原岩溶关键带水文地球化学过程的认识, 为区域岩溶水资源的开发、利用与保护提供基于水化学的证据支撑。      

肥城盆地区域地下水化学特征及水质评价

为了解肥城市地下水水化学特征及水质状况,选取20个地下水水质分析数据,综合运用统计分析、Piper三线图,Gibbs图及离子比值等水化学方法,分析了地下水水化学特征,基于模糊综合评价法,对地下水进行了质量评价。结果表明,研究区地下水中阳离子以Ca^2+,Mg^2+为主,阴离子则以HCO^-3,NO^-3,SO 2-4为主,阴、阳离子分别存在HCO^-3>NO^-3>SO 2-4>Cl-和Ca^2+>Mg^2+>Na^+>K^+的关系。TDS介于325.0~1720.0 mg/L之间,均值为741.55 mg/L。地下水呈弱碱性,且属高硬水。地下水化学类型以HCO 3-Ca,HCO 3·SO 4-Ca为主,水-岩作用是地下水水化学组分的主要控制因素,主要受碳酸盐岩的风化溶解控制。研究区地下水以Ⅱ,Ⅲ类水为主,占65%,但Ⅴ类水所占比重也较大,占到了35%。     

山东大学齐鲁医院综合楼工程对济南泉水的影响分析

通过对山东大学齐鲁医院门诊保健综合楼工程建设对泉水是否影响的论证,认为场区内第四系碎屑岩孔隙裂隙水与奥陶系裂隙岩溶水为2个不同的含水系统。拟建工程在开挖深度内未揭穿第四系砾岩层,保留部分砾岩层作为基底持力层,并保持了下伏黏土的天然隔水性能,不会阻挡地下水径流补给通道,对泉水不会造成影响。     

Effects of heavy metals (Pb2+ and Cd2+) on the ultrastructure, growth and pigment contents of the unicellular cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803

The unicellular cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803, a model organism known for its unique combination of highly desirable molecular genetic, physiological and morphological characteristics, was employed in the present study. The species was cultured in BG11 liquid medium contained various initial concentrations of Pb2+ and Cd2+ (0, 0.5, 1, 2, 4, 6 and 8 mg/L). The experiment was conducted for six days and the metal induced alterations in the ultrastructure, growth and pigment contents were assessed. Alterations in the ultrastructure of the Synechocystis sp. PCC 6803 ceils became evident with the increased (>4 mg/L Pb2+) metal concentration. The photosynthetic apparatus (thylakoid membranes) were found to be the worst affected. Deteriorated or completely destroyed thylakoid membranes have made large empty spaces in the cell interior. In addition, at the highest concentration (8 mg/L pb2+), the polyphosphate granules became more prominent both in size and number. Despite the initial slight stimulations (0.2, 3.8 and 6.5% respectively at 0.5, 1 and 2 mg/L Pb2+), both metals inhibited the growth in a dose-dependent manner as incubation progressed. Pigment contents (chlorophyll a, βcarotene and phycocyanin) were also decreased with increasing metal concentration. Cells exposed to 6 mg/L Pb2+, resulted in 36.56, 37.39 and 29.34% reductions of chlorophyll a, β carotene and phycocyanin respectively over the control. Corresponding reductions for the same Cd2+concentrations were 57.83, 48.94 and 56.90%. Lethal concentration (96 h LC50) values (3.47 mg/L Cd2+ and 12.11 mg/L Pb2+) indicated that Synechocystis sp. PCC 6803 is more vulnerable to Cd2+ than Pb2+.     

A geochemical survey of thermal springs in western part of Republic of Yemen and their geothermometric characteristics

The high-mineral contents of some thermal waters are believed to have medicinal properties. Numerous spas and bathhouses might be built at these hot springs to take advantage of theses supposed healing properties such as skin diseases, rheumatism and so on. This paper is to find thermal reservoir and to classify the kinds of water. The majority of thermal springs are found discharging from igneous centers of Tertiary and Quaternary volcanic fields of the western Yemen (research area). Structurally these volcanisms are connected to N-NW faults that are parallel to the main Red Sea trend. Temperature and pH values of the thermal spring range 37℃～96℃, and 6.3 ～8.7 respectively. The Yemeni thermal waters indicate high variability in composition since they are ofNa (K) -C1, Na-HCO3 and Ca (Mg) -SO4 types, whereas the surficial waters have the typical worldwide Ca (Mg) -HCO3 composition. Different liquid phase geothermometers,such as SiO2, K2/Mg and Na/K. Estimated reservoir temperatures ranging 70 ～ 140℃ perform equilibrium temperature evaluation of the thermal reservoirs.