鲁西南平原高氟地下水水文地球化学特征

鲁西南地处黄河冲积平原,地势平坦,地下水运移迟缓,以垂直交替为主,氟离子含量较高,生活用水氟含量多大于1mg／L。局部地段地下水中氟含量可达7mg／L。高氟地下水在平面分布上具有点状和片状分布特点,在垂向上具有愈往深处氟含量愈高的特点。     

沂水县富锶地下水特征及成因分析

沂水县富锶(Sr)地下水分布广泛,白垩纪沂南序列侵入岩的锶(Sr)含量最高,平均含量1013.64×10^-6,其次为白垩纪火山岩,锶(Sr)平均含量为739.18×10^-6,太古代侵入岩、变质岩中的锶(Sr)平均含量为398.99×10^-6,寒武-奥陶纪灰岩、页岩中的锶(Sr)平均含量为201.54×10^-6;碎屑岩类孔隙裂隙水含水岩组地下水锶(Sr)平均含量为0.99mg/L,喷出岩孔洞裂隙水含水岩组地下水锶(Sr)平均含量为0.95mg/L,碳酸盐岩裂隙岩溶水含水岩组地下水锶(Sr)平均含量为0.76mg/L,块状岩类(侵入岩)裂隙水含水岩组地下水锶(Sr)平均含量为0.48mg/L。碎屑岩类孔隙裂隙水含水岩组、喷出岩孔洞裂隙水含水岩组、块状岩类(侵入岩)裂隙水含水岩组地下水中锶(Sr)主要来源为围岩的风化溶解;碳酸盐岩裂隙岩溶水含水岩组地下水中锶(Sr)主要来源于沂南序列构造破碎带和风化带的风化溶解,其次为寒武-奥陶纪灰岩的风化溶解,锶(Sr)强变异性与不同含水层地下水的混合比例有关。     

山东省临朐县首次发现天然苏打水资源

山东省地质环境监测总站根据地下水自动化远程动态监测资料,发现临胸县东城开发区牛山一方山地区地下水中NaHC03含量为440.14mg/L,PH?1E8.4一8.721’7,达到了国际天然苏打水命名标准(NaHC03)340mg/L,PH7.5一8.5)。该水赋存于临胸群气孔状牛山组玄武岩中,末遭受污染,水质、水量稳定,已经国家级专家鉴定为天然     

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。      

松嫩平原含水层沉积物特征及其对砷赋存态分布的影响

松嫩平原西部地区为中国砷中毒区域,含水层沉积物特征及砷赋存态对地下水砷迁移、转化的影响并不清楚。在对研究区高砷区与低砷区钻孔沉积物进行取样的基础上,运用激光粒度分析、Tessier五步提取法和Keon分步提取法分别确定了不同深度沉积物的粒度分布和不同赋存态砷含量,系统研究了沉积物的水力传导系数、不同赋存态砷的分布及其与高砷地下水形成的关系。结果表明:沉积物5种赋存态砷(包括可交换态、碳酸盐吸附态、铁/锰氧化物吸附态、有机物或硫化物吸附态和基质态)中,铁/锰氧化物吸附态砷含量最高,并且砷含量与铁、锰含量呈明显正相关性;高砷区钻孔沉积物铁/锰氧化物吸附态砷质量分数为(1.18~6.11)×10-6,低砷区为(0.67~2.60)×10-6;高砷区钻孔沉积物以粉砂、黏土为主,水力传导系数介于0.004~0.027m·d-1,低砷区钻孔沉积物以细砂、中砂为主,水力传导系数介于0.005~0.2m·d-1;沉积物中粉砂或黏土含量越多,则沉积物颗粒越小,其水力传导系数越低,各赋存态砷含量越高,因此,高砷区低水力传导系数有利于还原环境的形成。通过地下水的循环,高砷含水层沉积物的淋滤作用和铁/锰氧化物的还原性溶解形成了研究区高砷地下水。     

鲁西北平原区浅层孔隙水Mn超标特征分析

鲁西北平原区位于山东西部,是重要的工业基地和粮食产区,面临着地下水资源缺乏和水质不佳的问题,浅层孔隙水中Mn含量超标严重。利用区内建立的国家地下水监测工程网络,测试浅层孔隙水中Mn的含量,分析地下水中Mn含量与水文地质条件和地下水化学特征的关系。结果表明:研究区内浅层孔隙水中Mn含量较高,平均值0.847mg/L,最大浓度为4.91mg/L,单指标评价结果超过Ⅲ类限值的监测点227个,超标率81.9%;在山前冲洪积平原区、黄泛平原区和滨海平原区,含水层岩性和地下水径流条件是影响Mn的迁移和富集的主要因素,受人类活动影响改变的地下水酸碱环境和海水入侵在局部地区形成了Mn高值区。从成因来看研究区锰超标属于背景值偏高。     

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。     

河套平原地下水中砷的空间变异特征及影响因素分析

河套平原是我国地方性砷中毒最为严重的地区之一。基于河套平原浅层地下水的砷含量数据，利用地统计学中半变异函数分析法，对地下水砷含量的空间分布及其异质性特征进行了分析，并探讨其空间变异性的影响因素。结果显示，河套平原地下水砷含量整体上呈由南向北递增的趋势，在假设各向同性条件下，砷含量残差项的空间分布符合纯块金效应模型，在所测尺度上（2~4 km）为随机分布，不存在空间自相关性，短距离内变异较大；地下水砷含量的分维数较大（D=1.999），进一步说明该尺度上变异显著。地下水砷含量与沉积物中有机质关系密切。晚第四纪以来，河套平原北部山区的新构造运动和盆地沉积环境变迁形成多种成因、形态复杂的沉积相，导致有机质埋藏条件的高度空间变异性，进而导致地下水砷含量的高度空间变异。河套平原缓慢的地下水径流条件有利于砷元素空间变异性的维持。河套地区地下水砷的空间异质性研究，对有效预测未知地区饮水型砷暴露潜在风险、精准防控地方病和保障供水安全具有重要的科学意义。      

江汉平原高砷含水层沉积物地球化学特征

选取江汉平原典型地下水砷中毒区仙桃市沙湖原种场为研究区,对3个长50 m的钻孔沉积物砷含量与赋存形态及其他化学组成进行了分析。结果表明区内沉积物砷质量分数为1.35_~107.5 mg/kg (平均值为12.8 mg/kg)。黏土或亚黏土层中砷含量较高,这与细粒沉积物中铁锰氧化物、黏土矿物对砷的吸附有关。地下20 m左右深度内含水层沉积物中砷含量最高,相应地下水中砷质量浓度高达到1 000 μg/L。草酸-草酸铵选择性提取结果指示沉积物中10%_~77% (平均38%)的As与无定形铁氢氧化物结合,表明无定形铁氢氧化物还原性溶解可能是控制砷释放与还原的主要地球化学过程,并且有机质生物氧化机制极大地促进了该过程。然而,沉积物中仅1.2%_~23%的铁被草酸-草酸铵提取,含水层中砷浓度主要受铁的氢氧化物还原性溶解影响,但其他形式的铁、有机物的吸附作用亦控制着砷的含量。      

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。      

新疆阿克苏典型山前洪积扇内高氟地下水的化学特征及氟富集机制

在内陆干旱区,作为重要饮用水源的地下水常面临氟含量超标问题。查明内陆干旱区高氟地下水的分布规律,了解氟在地下水中的富集过程及其影响因素,既可丰富高氟地下水的研究体系,也是保证内陆干旱区饮水安全的重要基础。以新疆阿克苏地区典型山前洪积扇——依格齐艾肯河-喀拉玉尔滚河河间地带为研究区,基于水文地球化学调查结果,刻画了高氟地下水的分布区;结合氟离子含量与特征性水化学指标间的关系,揭示了高氟地下水的成因机制。结果表明:①地下水中氟含量的变化范围为0.8~6.1 mg/L,83%的水样氟含量超过《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006）规定的上限（1.0 mg/L）;②总体上,氟含量沿地下水流动路径逐渐增大,低氟地下水（ρ（F-）≤1.0 mg/L）分布在国道314以北的补给区,高氟地下水（ρ（F-）>1.0 mg/L）分布在国道314以南的径流区和排泄区;③高氟地下水的水化学类型以Cl·HCO₃-Na型为主,而低氟地下水则以Cl·SO₄-Na型为主,高氟地下水相比于低氟地下水优势阴离子偏向于HCO₃-;④地下水的pH值范围为7.9~8.9（均值为8.4）,表明其处于弱碱环境中。地下水中ρ（F-）与pH值呈正相关,此外构成浅层含水层的上更新统沉积物中含有黑云母、氟磷灰石等矿物,其表面存在一定数量的可交换F-,这表明水中OH-与矿物表面F-间的阴离子交换可能对氟的富集有一定贡献;⑤地下水的F-含量与Ca2+含量呈负相关,即高氟地下水中ρ（Ca2+）小于低氟地下水。考虑到氟化钙（CaF₂）是自然界中的主要含氟矿物,也是地下水中氟的主要来源,ρ（F-）与ρ（Ca2+）间的这种负相关指示着高氟地下水中可能存在去Ca2+、Mg2+作用,如阳离子交替吸附或碳酸盐岩沉淀等。研究区地下水样中ρ（F-）与ρ（Mg2+）间也呈负相关关系,且和ρ（F-）与ρ（Ca2+）间的关系高度相似,也佐证了高氟地下水中去Ca2+、Mg2+作用的存在;⑥绝大部分地下水样品都位于氯碱性指数图的负值区域,且ρ（F-）与CAI-1和CAI-2均呈较好负相关,CAI-1和CAI-2都随ρ（F-）的增大而减小,这表明高氟地下水中存在Ca2+、Mg2+与Na+间更强的交换作用,对氟富集起着重要作用。地下水中ρ（F-）与SAR间呈较好正相关关系,且高氟地下水样的SAR均值（5.71）远大于低氟地下水SAR均值（1.67）,这也进一步证明高氟地下水中的Ca2+、Mg2+与含水介质的Na+间存在强烈的交替作用,对氟的富集起着重要作用;⑦所有地下水样中的萤石均处于未饱和状态,且萤石的饱和指数（SI）与F-含量间呈现较好的正相关,这表明地下水对含氟矿物（主要是萤石）的持续溶解应是导致研究区地下水中氟富集的主要原因。与之相反,研究区所有地下水样中的方解石均处于过饱和状态（SI>0）。这表明CaCO₃的沉淀可能促进了CaF₂的溶解,导致地下水中氟离子质量浓度增高;⑧研究区低氟地下水的δ18O值介于-11.20‰~-10.67‰间,平均值为-10.94‰,而高氟地下水的δ18O值介于-11.65‰~-11.21‰间,平均值为-11.49‰,即低氟地下水较高氟地下水富集δ18O。此外,F-质量浓度较低（ρ（F-）≤3.0 mg/L）的地下水样中δ18O值与F-质量浓度呈负相关,即低氟地下水具有更正的δ18O值;F-质量浓度较高（ρ（F-）≥4.8 mg/L）的地下水样中δ18O值与F-质量浓度的相关性不显著,随F-质量浓度的增高,δ18O值基本维持不变。以上表明蒸发浓缩作用对地下水中氟的富集贡献较小;⑨研究区地下水中ρ（F-）/ρ（Cl-）比值与ρ（F-）间呈现正相关,即ρ（F-）/ρ（Cl-）比值随ρ（F-）增高呈增大趋势,这也说明地下水中氟富集的主要原因是含氟矿物的溶解,而不是蒸发浓缩作用。此外,Gibbs图也提供了证据:研究区地下水样基本处于水岩作用主导区域,表明地下水化学特征（包括氟的富集）主要受水岩作用控制,蒸发浓缩影响很小。总之,地下水中氟的富集主要由溶解作用引起,OH-与矿物表面F-间的交换也有贡献,但蒸发浓缩作用影响微弱。含氟矿物持续溶解的驱动机制是阳离子交替吸附（地下水中Ca2+与岩土颗粒表面Na+之间）及方解石沉淀所引起的地下水中Ca2+的衰减。      

Applying multivariate statistics for identification of groundwater chemistry and qualities in the Sugan Lake Basin,Northern Qinghai-Tibet Plateau,China

The Sugan Lake Basin is located in the inland arid region of northwestern China,in which groundwater is of great significance to human and ecology.Therefore,it is necessary to understand the chemical characteristics and quality of groundwater in the basin.Based on samples collected from 35 groundwater wells in Sugan Lake Basin,the spatial distribution characteristics of groundwater chemistry,main hydrogeochemical processes and groundwater quality have been discussed in this paper by using the multivariate statistics and hydrochemistry analysis methods.The results showed that the groundwater is weakly alkaline,and its total dissolved solid(TDS)and total hardness(TH) are high,with the average values of 1244.03 mg/L and 492.10 mg/L,respectively.The types of groundwater are mainly HCO_3~--SO_4~(2-)-Ca~(2+)type in the runoff area and Cl~--SO_4~(2-)-Na~+type in the catchment area.Rock weathering and ion exchange are the main controlling factors of regional groundwater chemistry,followed by evaporative crystallization,and human activities have less impact on groundwater.The spatial difference of groundwater quality is obvious,the water quality of the catchment area is not suitable for drinking,and the suitability for plant growth is also poor.The groundwater in the runoff area can be used for drinking,but the hardness is slightly higher,which is more suitable for ecological purpose.     

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。      

鄂尔多斯盆地多级次地下水流系统中硝酸盐分布特征及其成因

水资源短缺的鄂尔多斯盆地内地下水遭受硝酸盐（NO₃-）污染等问题日益突出，识别盆地不同地下水流系统的NO₃-分布规律及其成因，对地下水资源的合理利用与保护具有重要意义。选取鄂尔多斯盆地北部湖泊集中区白垩系地下水系统为研究对象，基于水化学和聚类-主成分分析划分地下水流系统级次，在此基础上对比分析不同级次地下水流系统中NO₃-分布特征，综合水化学和环境同位素分析识别多级次地下水流系统中NO₃-来源及其潜在过程。研究表明:研究区ρ（NO₃-）超出地下水质量标准（GB/T 14848-2017）Ⅲ类水标准的地下水样品集中在局部-中间地下水流系统，其超标率达到28%；区域地下水流系统中ρ（NO₃-）均值约为1 mg/L。研究区不同级次地下水流系统中ρ（NO₃-）分布特征主要与人类活动影响程度有关，而地下水蒸发富集和反硝化衰减作用对ρ（NO₃-）的影响可以忽略。其中，局部-中间地下水流系统受到人类活动产生的污染影响显著，其NO₃-污染主要来源于无机铵肥和粪便污水等；区域地下水流系统可能尚未受到人类活动污染，其NO₃-来源于天然有机氮矿化。      

ICP——AES测定金属元素铜活动态及其初步应用

金属元素活动态是我国5种深穿透地球化学技术中应用最广的方法之一。此方法是通过提取地表土壤一定深度介质中元素活动态的微弱隐伏矿信息而找寻隐伏矿,属于通过直接信息找矿,目前该方法的标准化程度不高。为将铜元素活动态应用于地质找矿,该文对铜元素4个活动态的相态(水浸出态、粘土吸附态、有机链合态、铁锰氧化物态)循序提取的条件及ICP-AES测定技术进行了研究,包括采样深度、分析样品粒度、样品存放时间、提取条件、测定干扰等,通过对铜活动态提取液处理方法的改进,提高了分析速度和分析数据的精度。由实验数据计算出各相态方法的检出限和精密度RSD(n=10),水浸出态为0.079mg/L,13.90%～22.49%;粘土吸附态为0.275mg/L,11.99%～23.29%;有机链合态为0.362mg/L,10.70%～57.27%;铁锰氧化物态为0.230mg/L,17.83%～38.61%。该方法操作方便,精密度较好,应用于碑楼隐伏铜矿的野外探测实验,探测结果所圈定的综合异常与实际矿体的水平投影相符,取得了较满意的试验效果,该方法可应用于不同地质景观区。     

洞庭湖平原西部地区浅层承压水中铵氮的来源与富集机理

洞庭湖平原西部地区浅层承压含水层是当地主要的地下水开采层,却面临严重的水质型缺水问题,其中以铵氮异常最为典型,但目前对于其来源和富集机制的认识十分薄弱。以洞庭湖平原西部为研究区,沿区域地下水流方向对地下水样品进行水文地球化学分析,旨在查明地下水中铵氮的来源,揭示地下水流动对铵氮富集的控制机理。结果表明:NH₄-N质量浓度为0.05~16.75 mg/L,且与DOC、HCO₃-、As、Fe2+、Mn、P质量浓度呈现较好正相关性;而高质量浓度的NH₄-N对应着很低质量浓度的Cl-、SO₄2-、NO₃-和很低的Cl/Br比值,可以推测浅层承压水中的铵氮主要由天然有机质矿化作用产生,而非人为输入。沿着地下水流向,NH₄-N和As、Fe2+、Mn质量浓度均显著升高,说明由于水流越来越滞缓,含水介质颗粒越来越细,沉积物有机质越来越富集,含氮有机质矿化作用逐渐增强,使得NH₄-N质量浓度逐渐升高,并形成了还原性逐渐增强的地下水环境,相关地球化学过程产生的还原性组分（砷、铁、锰等）也逐渐富集。本研究进一步丰富了地下水原生铵氮的成因理论,可为当地的供水安全保障提供理论基础。      

宜昌长江南岸岩溶地下水中水生动物群落分布特征及其环境响应

为探究宜昌长江南岸岩溶区地下水中水生动物群落分布特征及环境响应规律,在2018年7月至8月对宜昌长江南岸15处表层岩溶泉及9处岩溶大泉中水生动物进行采集,同时对地下水理化指标进行测试。共采集到809个动物个体,共有13个亚纲,同时包括多个物种的暗层和非暗层种。结果发现:①不同动物在地下水空间分布上各异,在表层岩溶泉,Copepoda的暗层种和Ostracoda的暗层种大量存在(31.3%, 23.7%),Trichoptera和Diptera少量存在(0.4%, 2.9%);在岩溶大泉,Copepoda(非暗层种)和Amphipoda大量存在(25.0%, 8.3%),Ostracoda的暗层种少量存在(2.2%)。②不同地下水的环境也表现出差异,区内岩溶大泉pH, Na+, Ca2+, Mg2+等指标的极差(分别为0.64, 1.25, 34.0, 22.1 mg/L)小于表层岩溶泉(分别为2.45, 5.68, 59.6, 33.4 mg/L),表现出更稳定的环境特征。③通过对各环境因子以及不同物种的逐步回归分析得出,表层岩溶泉的主控环境因子为pH, Na+, Mg2+,岩溶大泉的主控环境因子为pH, SO₄2-, Mg2+;表层岩溶泉的主要代表性生物群落为Ostracoda, Diptera, Turbellaria的暗层物种,岩溶大泉的主要代表性生物群落为Mollusca, Diptera, Decapoda。④通过路径分析发现,生物通过种间相互作用,对环境因子具有直接与间接响应。在表层岩溶泉,Diptera主要通过与Ostracoda的种间关系对Na+和Mg2+起间接响应,另外Ostracoda, Diptera, Turbellaria的暗层种对pH有直接响应;在岩溶大泉,Mollusca主要通过Diptera对pH起间接响应,Diptera通过Decapoda对SO₄2-起间接响应,另Mollusca, Diptera, Decapoda对Mg2+直接响应。研究发现生物分布规律是对于环境因子的直接作用和生物之间的间接作用共同响应结果。      

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%。