硫氧同位素示踪污染物来源在济南岩溶水中的应用

近年来,济南岩溶水硫酸盐浓度逐年升高,为了对硫酸盐污染区域实施有效的防治措施,保障饮用水安全,识别硫酸盐的污染来源极其重要。在系统分析研究区水文地质条件的基础上,根据实际的采样测试数据,采用硫、氧(S、O)双同位素示踪技术,分析识别了济南趵突泉泉域硫酸盐的主要污染来源,并通过IsoSource质量守恒模型,估算了硫酸盐各污染来源的贡献率。结果表明: 泉域内硫酸盐主要污染来源有大气沉降、污水和土壤; 大气沉降来源贡献率最大,均值达到53.9%; 其次是污水来源,均值为31%; 土壤来源贡献率最小,均值为15.1%。该研究为北方岩溶区地下水硫酸盐来源的定量研究提供了一种新方法,为济南趵突泉泉域硫酸盐污染防治提供了科学依据。     

云贵高原斜坡地带典型地下水富硫酸盐地区“越层找水”模式及其机理研究

地下水是中国西南云贵高原斜坡地带重要的饮用水源,其中黔中镇宁县北部存在大面积地下水中硫酸盐超标地区,导致了当地出现水质性缺水问题。本次研究通过岩相古地理分析、水化学分析、D、18O、34S同位素测试、岩样测试、岩心观察等技术手段,查明了研究区内地下水的补给源主要为大气降水,地下水中硫酸盐(SO_4~(2-))浓度在30～1100 mg/L,平均值为221.78 mg/L,呈现高度富集SO_4~(2-)的特点;在区域相对隔水层以上,不同类型地下水中SO_4~(2-)浓度大体具有机井上升泉下降泉溶潭地下河出口基岩裂隙泉表层岩溶泉的规律;探讨了地表水、地下水中SO_4~(2-)的来源,表层岩溶泉中硫酸根的来源主要为大气降水,高硫酸盐样品中硫酸根的来源主要为石膏溶解。在此基础上,结合钻井资料,掌握了研究区膏岩层分布及含水层结构特征,通过建立"越层找水"模式,采取下层低硫酸盐含水层,获取合格饮用水源,可有效解决当地水质性缺水问题。     

中国南方岩溶地下水

我国辽阔的南方,可溶岩分布甚广,包括碳酸盐岩、硫酸盐岩、卤素岩及南海诸岛的礁灰岩。其中碳酸盐岩厚度最大、分布最广,岩溶最发育,地下水蕴藏十分丰富。本文试就碳酸盐岩岩溶地下水作一探讨。     

贵阳市岩溶地下水水质变化特征浅析

为了解长时间尺度岩溶地下水的水质变化特征,本文以贵阳市中心城区为例,选取1984年和2014年48组原位取样点的丰季水质数据,并结合地下水赋存环境和城市发展特征进行对比分析。结果显示:研究区地下水水质较好,整体有恶化的趋势;1984年仅有9处地下水水质超标,多数超标点为原生背景成因,2014年有14处水质超标,多数超标点为人类活动引起;地下水化学类型在30年间变化较大,近一半取样点地下水由HCO3型变成HCO3·SO4型水,研究区地下水硫酸盐化明显;新老城区地下水水质逐步好转,城乡结合部地带则是地下水污染的高发区,农业区因人类活动强度较低,地下水水质变化相对平缓。建议在岩溶城市的地下水资源开发和地下水环境保护工作中,应综合考虑不同区域的岩溶水文地质条件和人类活动特征,有的放矢的开展评价监测管理。针对工作区地下水硫酸盐化现象开展研究,并对城乡结合部开展综合整治,加强对农业区地下水环境的综合保护,以遏制区内地下水污染趋势,预防地下水污染事件的发生。      

环境同位素硫在大同南寒武-奥陶系地下水资源研究中的应用

对山西大同口泉沟南寒武-奥陶系碳酸盐岩地下水(岩溶水)资源的开发研究中,利用不同价态硫富集34S的不同以及硫同位素分馏,主要是硫酸盐和硫化物中δ34S(SO₄2-)、δ34S(HS-)的变化,分析了岩溶水的来源,区分出表征循环交替和补给条件的三种地下水类型和环境,识别出口泉南水文地质区内各个地下水子系统及其相互关系。对岩溶水开发中泉域划分问题,使用硫同位素之间的关系,并结合硫酸盐中氧同位素δ18O(SO₄2-)以及14C关系,表明本区与相邻的两泉域相互独立。岩溶水中δ34S(SO₄2-)、δ34S(HS-)和δ18O(SO₄2-)有很大变幅,神头泉Z1岩溶水有罕见的异常值。     

水化学及硫同位素对大冶矿区地下水硫酸盐污染的指示

铜铁矿区周边地下水硫酸盐污染是生态环境研究关注的热点问题,精确识别硫酸盐来源及迁移途径对于矿区周边地下水污染防控和供水安全至关重要.利用水化学与硫同位素耦合分析,结合矿区水文地质条件和潜在污染源分布,探讨了区内地下水硫酸盐污染特征、来源及迁移途径.区域内地下水包括松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水及岩浆岩风化裂隙水,水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Ca型,水化学组分主要来源于硅酸岩、碳酸盐岩和硫酸盐矿物的溶解以及硫化物氧化;地下水中SO₄^2-含量范围为44.4～2 089.0 mg/L,高值区主要分布在洪山溪尾矿库、矿渣堆存处及矿业生产区附近;地下水中δ³⁴S-SO₄^2-在2.6‰～31.5‰之间,反映其SO₄^2-具有多源性.地下水中SO₄^2-的主要来源包括含水层中石膏矿物的溶解和黄铁矿等含硫矿物氧化输入,高含量的SO₄     

枣庄市地下水动态变化特征研究

枣庄市以岩溶地下水为主要供水水源,多年的超采造成了十里泉及丁庄主要岩溶水源地下水水位大幅度下降,并诱发了地下水污染、岩溶地面塌陷等严重的环境地质问题。根据枣庄市岩溶地下水21年的监测资料,揭示了枣庄市岩溶地下水水位动态特征。岩溶地下水水位呈现季节性和多年变化特征,其中,岩溶地下水水位季节性变化特征与降水量密切相关,多年水位变化受降水和开采量的综合作用的影响。     

徐州七里沟盆地岩溶水研究

七里沟盆地位于徐州市东南近郊,该区硫酸盐岩分布广泛,岩溶发育,地下水蕴藏量丰富,是徐州市主要供水水源地之一,日开采量可达17万 t 左右。随着开采量的逐渐加大,一系列污染、塌陷等环境地质问题相继出现,造成了相当严重的后果。为了查清本区岩溶水的赋存规律,为本区岩溶水资源管理提供科学依据,避免上述问题进一步恶化,在校科研基金的资助下,借助于有关部门的大力协作和支持,我们对     

西南地区隧道工程条件下岩溶地下水系统变化特征分析

岩溶山区越岭长大隧道的施工不可避免地会使当地的岩溶水系统发生改变,如地下水水位的下降、地表泉点的漏失等。基于隧道工程对岩溶地下水系统边界条件、排泄状况等天然特征的影响,依据西南地区岩溶地下水系统主要特征及隧道工程特点,考虑隧道工程条件下影响岩溶地下水系统特征的主要因素,对岩溶类型(岩溶含水岩组的埋藏条件)、构造特征、补给特征、岩溶水径流方式与隧道工程特点相组合的模式下的岩溶地下水系统的变化进行特征分析,并将岩溶地下水系统的变化归纳为3种类型。据此,选择研究区金汁河地下水系统作为典型研究对象,假设3种隧道穿越方案,将不同隧道穿越方案下的岩溶地下水系统与天然岩溶地下水系统进行对比分析,归纳概述其变化特征,最后对各隧道方案下的涌水量及其涌水危险性进行初步预测及评价。     

济南市玉符河多水源回灌岩溶水水质风险评价

济南以泉城而闻名,保泉和供水安全问题是其面临的巨大挑战,利用多水源进行岩溶水回灌是解决问题的有效措施之一,但是补给水源水质相对岩溶水而言较差,回灌到地下可能存在一定健康和环境风险,需要对回灌系统的水质进行风险评价。本文对比地下水质量标准和地下水水质背景值,重点选择地表源水超标和劣于背景值的风险源监测指标,借鉴澳大利亚含水层补给管理指南,对玉符河多水源回灌岩溶含水层工程运行期的水质风险进行评价。2015年对黄河水、卧虎山水库两种水源多次回灌期间的源水、孔隙水和岩溶水的22项指标进行水质监测和指标分析,风险残余评价结果表明黄河水回灌补源期间,平均浊度的标准指数源水是1.4,孔隙水1.7,岩溶水0.93,硫酸盐平均含量的标准指数源水是0.93,孔隙水0.9,岩溶水0.73,氯离子虽没有超过地下水III类标准,但是在源水中含量是地下水含量的2倍多;卧虎山水库水回灌补源期间,平均浊度的标准指数源水是2.4,孔隙水1.1,岩溶水0.43,硫酸盐平均含量的标准指数在源水0.75,孔隙水0.84,岩溶水0.66,氨氮的平均含量的标准指数源水1.14,孔隙水1.47,岩溶水1.35。因此,浊度、硫酸盐和溶质在裂隙岩溶含水层迁移较快为两种水源玉符河回灌补源工程的共同高风险项和关键控制点。此外,黄河水补源还需注意盐度,卧虎山水库水补源还需控制营养物的污染风险。基于以上评价,还提出了限制回灌量占区域岩溶水资源量比例等建议。      

鄂尔多斯白垩系地下水盆地硫酸盐的水文地球化学特征及来源

鄂尔多斯白垩系地下水盆地蕴藏有丰富的地下水资源,地下水赋存于白垩系砂岩中。为了查明地下水微咸水的成因,对40件地下水样品的水化学组成、SO42-的区域分布特征和28件硫同位素组成进行了分析,并对34件岩石样品进行了溶滤试验研究。结果表明:SO42-是地下水中主要阴离子组分,具有东部低西部高,北部低南部高的区域分带特征;硫酸盐是白垩系地层中主要的易溶盐组分,并以石膏和芒硝形式存在;地下水中SO42-主要来源于地层中石膏和芒硝,其次是地层中的硫化物,少量来源于有机硫。     

黑河流域水循环过程中地下水同位素特征及补给效应

通过环境同位素及其Tamers、IAEA模型应用研究表明,黑河流域水循环过程中地下水同位素特征与补给源属性和数量密切相关,具有非均一性;东部以山区降水通过出山地表径流补给为主,西部冰川雪融水和山区基岩裂隙水是主要补给源,下游区依赖中游区河水下泄状况,蒸发特征明显。东部同位素较新且地下水更新较快,西部同位素较老且地下水更新较慢;祁连山前戈壁带地下水同位素与山区河水相近,细土平原带地下水补给河水;高台一带受酒泉低氚值地下水补给影响而河水和地下水氚值都偏低;近河道带地下水年龄较新,远离河道则较老。因此,充分利用地下水与地表水之间转化规律,联合优化调控,有利于该区地下水资源可持续利用。     

Geochemical and isotopic evolution of groundwater in the Wadi Watir watershed,Sinai Peninsula,Egypt

The Wadi Watir delta in the Wadi Watir watershed is a tourist area in the arid southeastern part of the Sinai Peninsula, Egypt, where development and growth of the community on the delta are constrained by the amount of groundwater that can be withdrawn sustainably. To effectively manage groundwater resources in the Wadi Watir delta, the origin of groundwater recharge, groundwater age, and changes in groundwater chemistry in the watershed needs to be understood. Mineral identification, rock chemistry, water chemistry, and the isotopes of hydrogen, oxygen, and carbon in groundwater were used to identify the sources, mixing, and ages of groundwater in the watershed and the chemical evolution of groundwater as it flows from the upland areas in the watershed to the developed areas at the Wadi Watir delta. Groundwater in the Wadi Watir watershed is primarily from recent recharge while groundwater salinity is controlled by mixing of chemically different waters and dissolution of minerals and salts in the aquifers. The El Shiekh Attia and Wadi El Ain areas in the upper Wadi Watir watershed have different recharge sources, either from recharge from other areas or from different storm events. The downgradient Main Channel area receives groundwater flow primarily from the El Shiekh Attia area. Groundwater in the Main Channel area is the primary source of groundwater supplying the aquifers of the Wadi Watir delta.     

广西防城港地区地下水现场测试数据集

广西防城港是我国华南沿海酸性地下水发育的典型地区,2013-2015年在该地区开展了地下水调查,获取了一批地下水现场测试数据。广西防城港地下水现场测试数据集包含丰水期和枯水期现场测试数据2个Excel数据表格。每个Excel数据表格包含调查点位置、地下水埋深、地下水类型、地下水物理和化学特征等地下水现场测试数据。本数据集共采集水点323组,分析结果表明防城港地区地下水以pH为5.50~6.50的偏酸性地下水为主,此结果不仅能为防城港地下水资源评价和开发提供资料支撑,还可为华南沿海酸性地下水的研究提供典型范例。     

Hydrochemical characteristics and salinity of groundwater in the Ejina Basin, Northwestern China

A hydrochemical investigation was conducted in the Ejina Basin to identify the hydrochemical characteristics and the salinity of groundwater. The results indicate that groundwater in the area is brackish and are significantly zonation in salinity and water types from the recharge area to the discharge area. The ionic ration plot and saturation index (SI) calculation suggest that the silicate rock weathering and evaporation deposition are the dominant processes that determine the major ionic composition in the study area. Most of the stable isotope δ¹⁸O and δD compositions in the groundwater is a meteoric water feature, indicating that the groundwater mainly sources from meteoric water and most groundwater undergoes a long history of evaporation. Based on radioactive isotope tritium (³H) analysis, the groundwater ages were approximately estimated in different aquifers. The groundwater age ranges from less than 5 years, between 5 years and 50 years, and more than 50 years. Within 1 km of the river water influence zone, the groundwater recharges from recent Heihe river water and the groundwater age is about less than 5 years in shallow aquifer. From 1 km to 10 km of the river water influence zone, the groundwater sources from the mixture waters and the groundwater age is between 5 years and 50 years in shallow aquifer. The groundwater age is more than 50 years in deep confined aquifer.     

高放废物处置库新疆阿奇山预选地段区域水文地质特征

新疆阿奇山地区是我国高放废物处置库预选地段之一。在野外调查、样品采集和测试的基础上,讨论了该地段区域水文地质特征,结果表明,阿奇山地段地下水可划分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类裂隙孔隙水和基岩裂隙水3种类型,其单井涌水量一般10m~3/d,属于典型的低含水介质;区域地下水流向为自南东流向北西;位于吐鲁番盆地的艾丁湖一带为阿奇山地段地下水的最终排泄区。     

抚顺矿区地下水污染研究

文章根据抚顺矿区地下水环境背景值、水质长期监测数据,分析了矿区地下水水质演变规律。针对1991年、2004年水质实际状况,对该区地下水污染程度进行分级,并综合评价了地下水水质。研究了地下水质污染机理、污染因子变化规律、水化学类型变化规律,并提出地下水污染治理措施。     

1956—2016年新疆平原区地下水资源量变化及其影响因素分析

探索变化环境下新疆平原区地下水资源量的变化趋势,是识别地下水环境问题、加强地下水资源管理的基础工作。基于水利部门历次水资源调查评价成果、水利统计资料汇编等数据,对1956—2016年新疆平原区地下水资源量变化及其影响因素进行分析,对变化原因进行探讨。结果表明:1956—2016年新疆平原区地下水资源量呈减少趋势,其中地下水天然补给量基本稳定,地表水体转化补给量持续减少;从地下水补给结构分析,渠系渗漏补给量大幅减少,导致地下水资源量减少;河道渗漏补给量增加,抵消了地下水资源量的减幅。平原区灌溉面积扩大导致的农田灌溉耗水量增大是地下水资源量减少的根本原因,人类活动对地下水资源量的影响大于气候变化。     

白洋淀渗漏对周边地下水的影响

为查明受污染的白洋淀地表水渗漏范围,对周边地下水主要离子水化学的影响,并评价地下水是否适用于灌溉,在该区域现场测定了地表水及地下水pH、EC(Electric Conductivity)和ORP(Oxidation-Reduction Potential)等参数,采样分析各水体D、¹⁸O和主要离子组成,结合判别分析和钠吸附比R_SA(Sodium Adsorption Ratio)讨论。结果表明,淀水渗漏使浅层地下水电导率升高,氧化还原电位值降低,且更加富集重同位素;唐河污水库周边浅层地下水SO₄^2-和Na⁺含量明显增大。浅层地下水的δ¹⁸O值结合水位埋深有效地标记了淀水渗漏影响地下水的范围。浅层地下水主要受到白洋淀渗漏的影响,唐河污水库附近的浅层地下水受污水库渗漏影响。污染地表水渗漏使得浅层地下水水质普遍下降,白洋淀西部和唐河污水库周边浅层地下水不适宜用于灌溉。     

甘肃省锶矿泉水的富集环境及其形成机理研究

甘肃省位于中国四大地理区（北方区、南方区、西北区和青藏高原区）的相接部位,气候类型多样、地质构造活动强烈、地形复杂、地貌形态多样,复杂的地质条件、多样的地理气候环境和水文地质条件,为锶矿泉水的形成提供了有利条件。通过对全省644个水点的样品检测分析,表明锶含量主要集中在0.09~1.00 mg/L,最高值达15.6 mg/L,锶含量≥0.40 mg/L、达到饮用天然矿泉水界限含量的水点共有411个,占全部水点的58.1%,锶是甘肃省地下水中普遍含有并且含量较丰的微量元素之一。经统计分析表明,在水文地质单元上,以山前盆地第四系地下水为主的河西走廊平原区和以白垩系碎屑岩孔隙裂隙水为主的陇东黄土丘陵区地下水中最有利于锶的富集;地下水类型上,以中新生界碎屑岩地下水锶最易富集,而以变质岩为主的基岩裂隙水不利于锶的富集;循环特征上,以具备深循环条件的盆地型地下水系统最有利于锶的富集,而循环路径短、交替条件较强烈的局部水流系统中地下水锶偏贫。围岩中的锶丰度,决定了地下水中锶的含量,白垩系和新近系碎屑岩、古生界碳酸盐岩中锶丰度高,决定了白垩系碎屑岩地下水、新近系碎屑岩地下水和碳酸盐岩岩溶水具备锶矿泉水富集的物质条件;同时锶在地下水中富集,还与地下水所处的构造环境和地下水循环运移特征有关,盆地型的地下水流系统和进行深循环的地下水从补给区到排泄区径流距离远,循环路径长,地下水在含水层的滞留时间长,有利于锶在地下水中的溶解和富集。