鲁西北阳谷地区浅层高氟地下水化学特征及成因

鲁西北地区是饮水型氟中毒较为突出的地区。选取鲁西北阳谷地区为研究对象,以水文地质调查和取样分析为工作基础,对浅层地下水采用多元统计分析法、地理信息空间分析法及Piper三线图探究了高氟地下水化学特征和赋存特征,结合饱和指数、Gibbs图和氯碱指数以及氟在土壤与地下水的相关关系,从溶解与沉淀平衡、蒸发浓缩和离子交替吸附作用方面分析了氟的来源和高氟地下水成因。结果表明:阳谷地区F~-浓度大于或等于2 mg·L~(-1)的高氟水分布于地形较高的古河床高地;地下水F~-浓度由低到高,阳离子则由Ca~(2+)、Mg~(2+)向Na~+转变,阴离子则由SO■和Cl~-向HCO~-_3转变;阴、阳离子浓度随F~-浓度变化显示不同的规律性,且在F~-浓度大于或等于4 mg·L~(-1)的高氟水中,这种规律性变化更为明显;土壤和地下水呈碱性、高HCO~-_3的化学特征以及区域地下水受蒸发浓缩作用影响是高氟水形成的水文地球化学背景条件;方解石、萤石和石膏的溶解与沉淀平衡以及阴、阳离子交替吸附作用是高氟水形成和分布的主控因素。     

华北平原浅层含氟地下水演化特点及成因

以华北平原浅层地下水中氟为研究对象,在收集历史资料、实地水文地质调查、取样分析的基础上,运用水化学图解、统计分析、水文地球化学模拟等方法,对比分析了历史阶段(1980～1985年)和现阶段(2005～2010年)F-质量浓度空间分布,探讨了现阶段华北平原浅层地下水中F-的空间分布特征、演化特点及成因。结果表明:现阶段高氟水的区域范围相比历史阶段明显增加;从山前冲洪积倾斜平原补给区(Ⅰ区),到中部冲积湖积平原缓慢径流区(Ⅱ区),最后到东部冲积海积滨海平原排泄区(Ⅲ区),浅层地下水中F-质量浓度呈低→高→低的变化;高氟水的水化学类型较为复杂,HCO3-和Na+富集的苏打型碱性水化学环境有利于F-的富集,而Ca2+、Mg2+则会抑制F-的富集;高氟水的形成与其迁移、赋存的环境条件有关,在Ⅰ区地下水中F-质量浓度主要受萤石溶解作用、F-解吸作用控制,在Ⅱ区地下水中F-质量浓度受蒸发浓缩作用、萤石溶解作用、方解石-白云石沉淀作用、F-解吸作用等控制,而在Ⅲ区高氟水主要受方解石-白云石的沉淀作用、F-解吸作用、阳离子交换吸附作用等控制。     

鲁北平原高氟深层地下水的探究

在山东省北部(鲁北)地区,当地群众由于长期饮用高氟深层地下水,极易导致地氟病,严重影响当地群众的身体健康。根据取样分析,研究区深层地下水氟离子含量大致呈现由南向北、由东向西依次增大的趋势,并且同一地段不同深度、不同岩性的氟离子含量也不尽相同,粘土中氟离子含量普遍大于粉砂层中的含量,高氟地下水多为弱碱性水,高氟地下水Na/Ca比高,高氟水与Na/Ca呈对数相关,相关性较好;高氟水水化学类型一般为HCO_3·Cl-Na型。从地质环境、水文地质环境、水文地球化学角度初探了鲁北平原深层高氟地下水的水文地球化学成因,认为鲁北深层高氟水的形成及分布规律主要受沉积环境、径流条件以及开采量的影响。由于沉积物来源的不同、水化学特征的迥异以及深层地下水的大量开采,粘土层压密释水过多补给,同时由于粘土层由南向北厚度逐渐增大,地下水径流进一步变缓,造成氟离子含量逐步增高,形成了南北部相差较大的氟离子分布特征。     

大同盆地高氟地下水的分布特征及形成过程分析

大同盆地是典型的高氟地下水分布区,其分布规律和成因在类似地区具有代表性。在对盆地地下水水化学特征和空间
变化特征分析的基础上,深入讨论了高氟地下水的空间分布规律、控制因素及其形成的水文地球化学过程。结果表明,整个盆地
浅层孔隙水中的氟质量浓度普遍较高,变化范围为0.29~6.22mg/L,平均值为1.82mg/L。氟质量浓度高值区主要分布于盆地
中部和北部,呈现出由盆地边缘至盆地中心,质量浓度趋向于升高的变化规律。强烈的蒸发浓缩作用以及高pH、高碱度、高钠低
钙含量的水化学特征有利于氟富集。大同盆地高氟地下水的形成是含氟矿物的溶解、离子交换和蒸发浓缩作用等水文地球化学
过程共同作用的结果。      

大同盆地高氟地下水水化学特征及其成因

为查明控制大同盆地高氟地下水形成的主要地球化学过程,对大同盆地地下水高氟区31个水样进行了水化学特征及
因子分析研究。结果表明,研究区浅层和深层地下水中均检测出氟,且氟含量高,最大ρ(F)达10.37mg/L。该区高氟地下水以
Na-HCO3 型水为主,具有典型的富Na特征。PHREEQC饱和指数计算结果表明,地下水中萤石为不饱和状态,地下水中ρ(F)主
要受到萤石溶解影响。因子分析研究表明,水-岩相互作用、碳酸盐矿物溶解沉淀及Na-Ca离子交换作用是控制大同盆地地下
水氟富集的主要水化学过程。      

山东省高密地区高氟地下水的成因浅析

氟中毒是在特定的地理环境中发生的一种生物地球化学性疾病,其形成受多种因素的影响和制约。高密市地势南高北低,最高点海拔92 m,最低点海拔7.5 m;地下水主要以大气降水为补给源,水位标高由南向北逐渐降低,随着浅层地下水的大量蒸发,致使地下水中氟含量不断增高,最后形成高氟地下水。高密市氟中毒是由饮用高氟地下水引起的。高密市北部6镇地下水氟含量一般为5 mg/L,极值达到18.00 mg/L,当地居民长期饮用高氟水,致使部分人群发生氟中毒,对其身心健康造成极大伤害。     

黑山县高氟地下水的成因与防氟改水途径

本文论述了黑山县地下水中氟离子含量的变化规律,结合黑山县的水文地质条件,探讨了高氟水的成因,并提出了防氟改水的途径。结果表明,仅在浅层地下水中,氟离子含量达1-5毫克/升;黑山县的深层地下水中的氟离子含量皆小于1毫克/升。本文建议,取得好水的途径主要是开采10-40米深度以下的深层地下水。     

张家口坝下地区高氟地下水成因分析与健康风险评价

为了明晰张家口坝下地区高氟地下水的成因，探究其对当地居民饮用水安全的潜在影响，采集了391组潜水样品（井深≤ 100 m），通过水化学分析法、图解法、离子比例法、饱和指数计算法等对高氟地下水的分布与成因进行了分析，并利用美国EPA非致癌健康风险评价模型对四类受体人群进行健康风险评价。结果表明，研究区高氟地下水（ρ（F-）>1.5 mg/L）主要分布在地势低洼、高氟岩浆岩下游的山前地带、封闭式小盆地、沿河两侧的径流滞缓区等地区，其主要机制主要包括矿物风化溶解作用、碱性环境下的晶格置换作用和阳离子交换作用；盐效应会影响研究区地下水中F-富集，但不是高氟地下水的主要成因；农业活动与地下水中F-的富集无关。此外，坝下地区分布的电厂、钢铁厂等是永定河水系的潜在污染源，对高氟地下水形成的影响不容忽视。研究区婴儿、儿童、成年男性和成年女性的平均健康风险指数依次为1.20，0.74，0.69，0.56，呈现出受体年龄越小，风险越高；女性对含氟地下水的抗风险能力优于男性的特征。建议针对高风险区发展多水源联合供水模式，提升退氟改水工程效率，保障区域供水安全。      

德州南部高氟地下水水化学特征研究

高氟地下水是一种典型劣质水源,长期饮用可致人体患地方性高氟病。本次研究以禹城—平原地区为研究对象,对区内地下水进行氟含量、水化学类型和氟离子的影响因子等研究。结果表明,浅层地下水氟离子含量大部分不超过1.0mg/L,其水化学类型主要有HCO₃-Na和Cl·SO₄-Na型,深层地下水氟离子含量大部分均超过1.0mg/L,其水化学类型为HCO₃·SO₄-Na和HCO₃·Cl-Na型。通过对pH和地下水水化学演化因素的研究,认为碱性环境一定程度能够促使氟离子聚集,但并不是唯一决定因子,高氟水的形成机制主要是水-岩相互作用和蒸发浓缩作用。     

关中盆地地下水脆弱性评价指标体系的探讨

地下水脆弱性是近几年来出现的新概念，在分析国内外有关地下水脆弱性研究现状的基础上根据关中盆地的地貌、地质、水文地质以及环境问题，探讨了地下水脆弱性的概念，提出了关中盆地地下水脆弱性评价指标体系。     

直流电阻率测深法在鲁西南(中西部)高氟区找水中的应用

鲁西南(中西部)地区普遍存在地下水中氟化物及矿化度含量较高的问题。电阻率与地下水矿化度关系密切,高氟又易与高矿化度伴生存在,因此赋存高矿化度地下水的黏土层与赋存可饮用地下水砂土层电性上的差异为利用电法在该地区勘查出可饮用地下水提供了基础条件。综合区内区域地质、水文地质及地球物理特征,对重点区的电测深曲线进行了精细的定性及定量解释,划分出重点区内含水层的埋深、黏土层及砂土层分界线,推断出了深层高阻层主要为含淡水砂土层。根据物探推断成果在牡丹区沙土集及曹县常乐集重点区分别施工了2眼钻井。结果表明,钻井出水量丰富,水质较周边有明显改善,直流电测深是在该区域寻找可饮用水资源的一种经济、有效的勘查手段。     

亚洲地下水资源与环境地质系列图及GIS系统结构

“亚洲地下水资源及环境地质系列图件”(1∶800万)属于洲际尺度图件,包括亚洲水文地质图、亚洲地下水资源图、亚洲地热图和亚洲地下水环境背景图等.针对全球变化,能源危机、资源短缺、环境恶化地质灾害频发的状况,特别是水资源安全保障与地质环境优劣更是直接影响亚洲地区可持续发展,编制上述图件,意义十分重大.亚洲地下水资源及环境...     

奎屯河流域水土中氟的分布规律

通过对奎屯河流域包气带土壤和地下潜水取样分析,发现从山前洪积砾质倾斜平原到冲洪积平原,氟质量浓度的迁移分布明显具有淋溶-径流、径流-淋溶蒸发、溶滤-强烈蒸发浓缩3个水文地球化学分带。氟质量浓度在细粒粘土粉土层中相对较高,而在砂层中相对较低,无论属于哪种岩性结构在地下潜水位附近氟含量都相对较高。该流域内3条河流氟质量浓度均为上游低下游高,且在流域上游增幅相对较小而在下游增幅相对较大。环河道由近河岸到远河岸水土中氟质量浓度也逐渐增加。初步分析认为,该内陆平原地区氟的富集是以蒸发浓缩作用为主。运用热力学理论进行了验证,水土中氟的水平分布规律是一致的,并可相互转化。     

沉积物岩性及水化学性质对水土界面氟迁移行为的影响

水土界面氟的迁移对高氟地下水的形成具有重要影响。以大同盆地典型氟中毒区为例,分析了不同岩性沉积物中的氟质量分数和形态分布特征,并通过室内静态实验,探究了水溶液的pH值、Ca2+、HCO-₃以及H₂PO-₄质量浓度对水土界面氟迁移的影响。研究结果表明,沉积物中不同形态氟按含量由高到低的顺序依次为:残余态氟≥铁锰氧化态氟>水溶态氟>有机束缚态氟>离子交换态氟;各形态氟在不同岩性沉积物中含量大小均表现为:黏土>粉质黏土>粉砂;在沉积物中,黏土矿物和方解石是主要的固氟矿物成分。溶液的pH值、Ca2+、HCO-₃以及H₂PO-₄质量浓度与氟在沉积物表面的吸附-解吸和沉淀-溶解平衡密切相关,沉积物对氟的吸附量随溶液pH值和HCO-3质量浓度增大而降低,随Ca2+和H₂PO-₄质量浓度增大而增大。      

潍北平原土壤盐渍化现状及成因分析

通过环境地质调查及易溶盐测试,根据相关标准确定了潍北平原土壤盐渍化程度,并从地层、气象、地貌、水文地质、卤水开采等方面系统的分析了潍北土壤盐渍化形成原因,为当地土壤盐渍化防治提供了参考依据。     

相山铀矿田地貌形体DEM模型应用分析

数字高程模型(DEM)是对地球表面地形地貌的数字表达、模拟,DEM在地质学中得以广泛的应用。相山DEM由1∶5万地形图数字化而成,基于DEM的面积-高程曲线的计算,表明相山地区地表总体侵蚀严重,但由于组成地表物质的岩性差异和地质构造活动强度不同,侵蚀程度不均匀。铀矿床矿点多出现在高程变异系数不是太小也不是太大的区域,即铀矿床矿点的分布与地表侵蚀程度有关。     

沂南县贫水山区找水定井技术研究

综合分析沂南县气候、自然、地理,尤其是地质与水文地质条件,及2011年国土资源抗旱打井工作成果,结合沂南地下水含水岩组分布、赋存、地下水运移特征、构造对岩溶发育与地下水运动的控制等。得出沂南县岩溶地下水补给径流区的构造破碎带及其附近地下水相对富集。地下水富集特征可分为:构造带控水型、火成岩体阻挡富水型、断裂影响带强富水型及远离构造破碎带弱富水型等几种类型。根据岩溶地下水补给径流区地下水富集规律的分析研究,为今后贫水山区找水定井提供参考。     

微生物参与下高氟区沉积物中氟的迁移行为

氟是自然界广泛分布的非金属元素,也是人体必须的微量元素之一。环境微生物作为自然界中物质迁移的主动力之一,积极地参与着多种元素的水文生物地球化学循环。研究微生物参与下沉积物中氟的释出行为,对深入理解环境氟迁移行为具有重要意义。以山西运城高氟区沉积物样品为代表,采用野外沉积物调查采集、室内环境地球化学分析和微宇宙培养实验等研究手段,从环境生物地球化学作用的角度探讨了微生物介导下沉积物中氟的迁移释出行为。研究证明,高氟区沉积物总氟质量分数介于206.2~781.0 mg/kg之间,主要含氟矿物为长石、云母、方解石、绿泥石、角闪石等。培养条件下,溶液中的氟质量浓度与微生物生长曲线呈现良好的一致性;在培养初期,溶液中的氟质量浓度迅速上升,而后逐渐缓和,14 d后呈下降趋势。其中,黏土类沉积物的释氟量较大,砂土类沉积物释氟量较小。有、无碳源对照培养说明,沉积物中一定量的碳源可被微生物代谢利用,但碳源不是影响微生物在此环境中作用的主要因素。研究证明,原生微生物代谢活动可以显著促进沉积物中氟的迁移释出,微生物作用下不同岩性沉积物中氟的释出特征也有显著的差异,本研究工作有助于进一步丰富环境氟循环的理论认识。      

烟台市城区浅层地热能评价

浅层地热能是一种可再生的新型环保能源,近年来浅层地热能开发利用受到烟台当地政府的高度重视。该文在系统搜集烟台市城区基础地质、水文地质、地热地质等资料的基础上,通过采用抽水试验、回灌试验、现场热响应试验等工作手段,基本查明了浅层地热能开发利用涉及的地下水富水性特征、地下水回灌系数、岩土体热物性参数及岩土体结构等系列基础条件。采用层次分析法与模糊数学法对烟台市城区地下水源热泵与地埋管地源热泵两种浅层地热能开发利用方适宜性进行了评价,其中地下水地源热泵适宜区分布于牟平城北部,面积约53.66km~2;较适宜区分布于黄垒河、柳林河、夹河、辛安河等河流下游地区,面积约91.99km~2;地埋管地源热泵适宜区分布于调查区大部分地区,面积约739.09km~2;较适宜区分布于区内冲洪积平原和丘陵地区,面积约261.58km~2;不适宜区分布于福山邢家山、王家庄一带,面积合计2.29km~2。经概算烟台市城区100 m以浅,浅层地热容量为165.41×10~(12)kJ/℃,其中适宜区浅层地热容量为120.76×10~(12)kJ/℃,较适宜区浅层地热容量为44.26×10~(12) kJ/℃。城区地下水地源热泵系统适宜区与较适宜区冬季换热功率为24.40×10~5 kW,夏季换热功率为48.80×10~5 kW;地埋管地源热泵系统适宜区与较适宜区夏季换热功率为1.04×10~8 kW,冬季换热功率为0.79×10~8 kW。该成果为促进烟台市节能减排,新旧动能转换提供了翔实可靠地基础数据。