塔里木盆地南缘绿洲带地下水砷氟碘分布及共富集成因

由于地表水资源稀缺,地下水是塔里木盆地南缘绿洲带重要用水水源,因此,系统查明该区地下水砷氟碘的分布及成因至关重要。基于塔里木盆地南缘绿洲带233组地下水水样检测结果,分析不同含水层中高砷、高氟和高碘地下水的空间分布及水化学特征,结合研究区地质、水文地质条件和地下水赋存环境进一步揭示影响地下水砷氟碘的来源、迁移与富集的水文地球化学过程。结果表明:地下水砷、氟、碘浓度变化范围分别为1.091.2 μg/L、0.0128.31 mg/L、10.02 637.0 μg/L。地下水高砷、高氟和高碘水样分别占总水样的7.3%、47.2%和11.6%,砷氟碘共富集占比为3.0%。砷氟碘共富集地下水主要分布于研究区中部的民丰县,水化学类型主要为Cl·SO₄-Na型。自补给区至过渡区再至蒸发区,地下水氟、碘浓度明显增大,砷浓度在过渡区和蒸发区均较大;砷氟碘共富集地下水取样点主要分布于36.060.0 m深度的浅层承压含水层中。浅层地下水受蒸发作用和矿物溶解沉淀作用的影响,随砷氟碘富集项的增多而增大。第四纪成因类型中风积物对氟浓度的影响较大,洪积-湖积物对砷和碘浓度的影响较大。细粒岩性、平缓的地形、地下水浅埋条件、偏碱性的地下水环境、微生物降解作用下有机质介导的矿物溶解是利于砷氟碘共富集的主要机制。     

地下水氟离子分布规律与超标成因浅析——以北京南郊第四系地下水为例

饮用水中氟浓度超标,是导致地方性氟中毒疾病的主要因素。通过水质资料综合分析,结合农村安全饮水工程的施工及水质专项调查,开展了地下水中氟分布规律的研究,掌握了氟在地下水空间的分布规律。浅层地下水中氟离子浓度超标范围主要集中在东南部及南部地区,氟离子浓度与含水层深度呈反相关系,随时间变化幅度较大。深层地下水中氟离子浓度超标区主要集中在中部,当含水层埋深在300m以内时,氟离子浓度与含水层深度呈正相关系,随时间变化幅度较小。浅层地下水中氟的富集与气候条件、含水层岩性、地下水径流速度密切相关,深层地下水氟超标是由地质原因造成的。研究成果为水井施工设计提供了技术支持,为研究治理地下水中氟浓度超标的措施提供依据。     

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10.37 mg/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,水一岩相互作用、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.     

华北平原与大同盆地原生高碘地下水赋存主控因素的异同

原生高碘地下水在我国有广泛分布,为查明不同区域地下水碘赋存机理的异同,通过选取我国大同盆地以及华北平原为代表性区域,完成区域地下水样品系统性采集及水化学、碘形态测试工作,对区域地下水水环境及其演化特征完成详细刻画.结果表明:大同盆地地下水总碘含量为2.86~1 286 μg/L,华北平原地下水总碘含量为2.40~1 106 μg/L,分别约有50.0%及49.5%地下水碘含量超过（GB19380- 2016）《水源性高碘地区和高碘病区的划定》中界定的100 μg/L国家标准.地下水水环境特征表明,在大同盆地,第四纪河湖相沉积所形成的,富含有机质、偏碱性、还原性、Na-HCO₃型水环境,利于赋存于固相介质上的碘以碘离子的形式进入地下水中,沿地下水流向,富集于盆地中心排泄区;在华北平原,由第四纪6次海侵形成的冲湖积、海积松散沉积物中富含Na、Cl、I等元素,其偏碱性、还原性、Na-Cl型水环境及低水力坡度的平缓地形利于赋存在固相介质上的碘以碘离子的形式进入地下水,沿地下水流向富集于沿海排泄区.控制两个地区高碘地下水形成的相同因素是偏碱性及偏还原的地下水环境,且该环境下碘的主要赋存形态均为碘离子,但大同盆地高碘地下水形成主要受富有机质环境影响,而华北平原高碘地下水形成的主要受富碘的海相沉积控制.      

皖北典型区高氟深层地下水的分布及影响因素

选取皖北典型区深层地下水的氟作为研究对象,在资料收集、水文地质调查、采样测试的基础上,获取了81个深层地下水及71个浅层地下水样品的测试数据。综合运用描述性统计、相关性分析、离子比例系数和Piper图示法,分析深层水氟的分布特征、来源及形成影响因素,结果表明:皖北典型区的深层地下水氟含量具有四周低、中部高的特点;高氟水多呈弱碱性,依据水化学类型特征可将该研究区划分为三个系统:亳州系统、阜阳系统和蒙城系统。亳州系统多为Cl—Na型水,阜阳系统多为HCO3—Na型水,蒙城系统较复杂,包括Cl—Na型、HCO3·SO4·Cl—Na型、HCO3—Ca·Mg型及HCO3—Na·Mg·Ca型水;深层地下水中氟的主要来源是含氟矿物的溶解;弱碱性水、溶解/沉淀作用和阳离子交替吸附作用是影响皖北典型区深层地下水氟形成的主要影响因素。     

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。     

沧州地区地下水碘分布特征及其成因浅析

碘是合成甲状腺激素的重要原料,碘缺乏或摄入碘过量均会诱发甲状腺类疾病,饮水碘含量以及日常配碘对于甲状腺疾病有着重要的影响。已有资料显示华北平原东部地区为地下水高碘地区,然而,具体的分布情况及成因尚不清楚。本研究在沧州地区选择东光-南皮-沧州市-青县典型剖面开展了地下水碘分布及配碘情况调查,共采集了61组地下水样品进行碘化物含量分析,分析显示深层地下水相对浅层地下水碘化物浓度分布有较好的规律性,并且黄骅坳陷区深层地下水中碘含量明显高于沧县隆起区地下水碘含量。结合水文地质条件、构造运动、古气候条件等,分析认为自第四纪以来发生的六次海侵运动导致地层中大量存在富碘的海生动植物,受环境条件变化的影响,碘逐渐由分子态转化为离子态,进入地下水中,使深层地下水中碘化物浓度升高,不同的区域地下水淋滤及聚集条件也成为控制地下水中碘化物浓度分布的主要因素。同时结合配碘调查结果提出在沧州市祝庄子村以北的地下水高碘区,由于以地下水作为主要供水水源,应停止食用加碘盐。该项成果对于保护居民身体健康,防止甲状腺类疾病的发生具有重要的意义。     

水流场及水化学过程对地下水中砷富集的影响

大同盆地是我国典型原生高砷地下水分布区,为精细刻画地下水系统中砷迁移富集的机理,在盆地高砷地下水分布区建立了面积为150m×250m的多水平试验监测场,开展了系统的水文地质与水文地球化学监测研究。结果表明,富砷沉积物是地下水中砷的直接来源,高pH值、强还原性的地下水环境及竞争吸附离子的存在是含水沉积物中砷向地下水迁移富集的主要控制因素。场地范围内地下水水化学组成及砷的空间分布特征明显受水流场影响,沿地下水径流方向,砷质量浓度逐渐升高。     

新疆喀什噶尔河流域高氟地下水富集因素分析

以新疆喀什噶尔河流域地下水中的氟为研究对象,依据地下水污染调查数据,分析研究区地下水中氟的富集因素。研究结果表明,地下水主导阴离子为SO42-和Cl-,主导阳离子为Na+和Ca2+,水化学类型以SO4·Cl型和Cl·SO4型水为主。地形及水文地质条件是影响浅层地下水中氟富集的主要外在因素,水文地质条件是影响深层地下水的主要外在因素。水化学环境也是影响地下水中F-富集的重要因素,地下水的弱碱性环境对F-含量具有一定的富集作用,同时,高TDS、高TH、高Cl-、高HCO3-、高Ca2+和高Na+均有利于F-的富集。     

北京大兴区第四系高氟地下水分布规律研究

北京市大兴区供水以地下水为主,研究该区高氟地下水的分布规律及其成因,对指导区域地下水的开发利用和保障居民饮水安全是必要的。在野外调查和以往研究成果的基础上,测试了北京大兴区地下水氟离子浓度。结果表明,高氟水分布区地层岩性以粘性土为主;浅层高氟水主要分布在大兴区的南部及东南部,超标区面积为258.57 km2;深层高氟水主要分布在中部,超标区面积为20.91 km2。建议对浅层高氟地下水加大止水深度,统一并严格设计饮用水井结构;对深层氟超标水,避免饮用或采取降氟措施后再饮用。     

大同盆地地下水中砷的富集规律及成因探讨

大同盆地地下水中砷主要富集在黄水河与桑干河的河间洼地及洪积-冲湖积平原的交接洼地,盆地中心的山阴一带是砷的主要富集区。垂向上,富集在2 0～2 0 0m承压孔隙水中。其中,2 0～40m及10 0～15 0m是主要富集段。盆地周边广布的太古界变质岩及中生界煤系地层是砷的原生物源,盆地内富含有机质的湖相沉积物为次生富砷介质,水化学还原环境是砷由沉积物向地下水中溶解的主要因素。断裂凹陷、低洼地形及细粒的含水介质是形成砷富集的有利条件。     

华北平原原生富碘地下水系统中碘的迁移富集规律:以石家庄-衡水-沧州剖面为例

高碘地下水是继高砷、高氟地下水之后的又一全球性饮水安全问题,但对地下水系统中碘的赋存形态及迁移富集机理研究尚显不足.为了解华北平原地下水系统中碘的空间分布特征及迁移富集规律,选取石家庄-衡水-沧州典型水文地质剖面,完成地下水样品采集,分析其水化学组成、总碘含量及碘形态组成特征,同时运用phreeqc完成水文地质剖面地球化学反向模拟及相关矿物饱和指数计算,定性定量表征水流场内所发生的水文地球化学过程,进而深入探讨上述过程对地下水系统碘迁移富集的影响.结果表明,区域内地下水中碘含量变化范围为3.35~1 106.00 μg/L,其中,41.86%样品碘含量超过《水源性高碘地区和地方性高碘甲状腺肿病区的规定（GB/T19380-2003）》所界定的150 μg/L国家标准;空间上,高碘地下水主要分布于渤海湾区;地下水中碘的主要赋存形态为碘离子及碘酸根离子,其分布受氧化还原环境控制,碘酸根离子主要出现于氧化环境中;沿地下水流向,地下水环境朝利于液相碘迁移富集的方向演变;渤海湾区,海水入侵影响下形成的偏碱性、（弱）还原环境,利于碘从沉积物中迁移释放至地下水中;碘在不同铁矿物相上的搭载能力及氧化还原环境演化导致的铁矿物相转化,是造成华北平原地下水系统中碘迁移富集的主要水文地球化学过程.      

北京小汤山地区第四系高氟地下水与地热水关系研究

北京小汤山地区第四系深层地下水氟含量普遍超标, 严重制约区域供水。在收集整理基础地质、水文地质、地热地质资料基础上, 开展第四系高氟地下水与地热水之间关系研究工作。研究表明: 小汤山地区位于复式背斜的核部区域, 该区热储层与第四系地层直接接触并形成水力“天窗”, 受构造应力影响在热储层发育大量张性裂隙, 加之上覆第四系盖层结构松散且厚度较薄, 导致该区成为地热富集带; 在高温高压环境下, 地热水中氟化物含量普遍较高, 地热水上涌同第四系深层地下水发生热流-冷流的混合作用, 导致第四系深层地下水中氟化物含量升高, 形成第四系高氟地下水。     

内蒙古托克托县潜水与承压水中氟化物的空间分布特征及形成机理

氟是维持人体健康所必需的微量元素,过多或过少的摄入都会造成相应的健康问题。本研究从氟的来源、迁移和富集等角度,揭示了内蒙古呼和浩特市托克托县高氟地下水的空间分布规律及其在潜水和承压水中富集的原因。对研究区60个水样(30个潜水和30个承压水)进行了统计分析、水化学特征研究、聚类分析以及相关性分析。结果表明：潜水中F^- 浓度为0.40~7.20(2.30±1.80) mg/L,承压水中F^- 浓度为0.29~12.70(1.67±2.48) mg/L;地下水中F-浓度与HCO^-₃、Na⁺、溶解性总固体(TDS)和电导率(EC)呈正相关,与Ca²⁺呈一定的负相关关系。高氟水的水化学类型主要为HCO₃·Cl-Na型。受地下水流场的控制,高氟潜水(>5 mg/L)主要分布在地下水的排泄区;承压水中F^- 的富集主要受含水层岩性的影响,氟高浓度(>1.5 mg/L)分布区主要集中在研究区南部的湖积台地区域。     

塔里木盆地南缘浅层高碘地下水的分布及成因:以新疆民丰县平原区为例

塔里木盆地位于欧亚大陆腹地,远离海洋,地下水是塔里木盆地南缘重要的供水水源,查明该区浅层地下水中碘（I-）的分布及成因至关重要.基于新疆塔里木盆地南缘的民丰县平原区44组浅层地下水水样,综合运用水化学图解法、数理统计法和GIS技术,分析潜水和浅层承压水水化学特征、碘的空间分布及高碘地下水的成因.结果表明:民丰县平原区浅层地下水中碘的富集和贫乏共存;潜水和浅层承压水I-含量范围分别为≤730 μg/L和≤183μg/L,潜水水样中缺碘水、适碘水、高碘水和超高碘水占比分别为19.4%、69.4%、5.6%和5.6%,浅层承压水水样中缺碘水、适碘水和高碘水占比分别为12.5%、75.0%和12.5%,潜水中缺碘水和超高碘水均高于承压水.从山前倾斜平原到细土平原,地下水中I-含量呈明显上升趋势.高碘水和超高碘水水化学类型主要为Cl·SO₄-Na型和Cl-Na型.除水文地质条件和偏碱性的地下水环境外,研究区潜水碘主要受强烈的蒸发浓缩作用、第四系全新统沼泽堆积物和矿物溶解沉淀的影响,浅层承压水碘主要受矿物溶解沉淀及还原环境的影响.      

江苏丰,沛,铜地区高氟地下水不成因探讨

通过该区太古界一新生界氟的地层地球化学剖面及岩浆岩和土壤中氟的丰度的研究,论证了该区为一高氟的地球化学区。根据重矿物对比研究和地貌分析,阐明了泰沂隆起区太古界和元古界的高氟古老岩系为该区土壤沉积物源,黄河多次泛滥堆积（粘土矿物对氟的吸附）对土壤氟起了叠加富集的作用。研究揭示该区土壤水溶氟较高,经降水淋滤和浸取作用氟转入地下水,并在凹陷区或河间洼地中聚集,水体停泄、蒸发浓缩形成高氟地下水区。     

长江中游河湖平原浅层地下水中砷空间异质性的同位素指示

近年来陆续有报道发现长江中游河湖平原广泛分布着高砷地下水,鄱阳湖平原与江北平原（古彭蠡泽）作为长江中游南北两岸典型的河湖平原,其地下水资源丰富,但砷的空间分布规律尚不清楚,区域供水安全存在风险.本研究在两个区域系统采集98个浅层地下水（< 40 m）样品和8个地表水样品,通过水化学、氢氧稳定同位素分析,查明地下水中砷的空间分布异质性及其影响因素.研究发现江北平原浅层地下水砷含量为0.65~956.72 μg/L（平均值210.78 μg/L）,高砷地下水集中分布于长江古河道;鄱阳湖平原浅层地下水砷含量为0.09~267.45 μg/L（平均值11.85 μg/L）,高砷地下水仅分布于赣江三角洲局部地区.江北平原地下水δD与δ18O值相对鄱阳湖平原更偏负,且与地表水的差异更大.地下水化学及主成分分析结果表明物源和含水层结构差异是影响鄱阳湖平原和江北平原砷空间分布异质性的关键因素,来自长江物源的古彭蠡泽区域沉积物为高砷含水层的形成提供了物质来源,湖相含水层中含砷铁氧化物的还原性溶解是地下水砷富集的主要过程.地下水氢氧稳定同位素指示江北平原较鄱阳湖平原地下水赋存环境更封闭,地下水循环交替速度缓慢,有利于砷的富集.