西藏搭格架地热区天然水的水化学组成与稳定碳同位素特征

为探究青藏高原搭格架地热区地热水、湖水、河水、冰雪融水等天然水体的水化学组成及物质来源控制因子,于2014年8月对该地区进行了考察和取样。利用紫外-可见光分光光度计和ICP-OES测定了水样中各阴、阳离子含量,利用Gas Bench连接同位素质谱仪测定了水样中溶解无机碳（DIC）同位素比值。结果表明,地热水中总溶解固体（TDS）含量为977.13~1 279.50 mg/L,阳离子以K+和Na+为主,阴离子以HCO3-和Cl-为主,湖水的TDS含量为77.81~810.94 mg/L,阳离子以Na+和Ca2+为主,阴离子以HCO3-(CO32-)和SO42-为主,地热水和湖水的水化学类型为HCO3-Na型;河水和冰雪融水的各离子含量较低,水化学类型为HCO3-Ca型;地热水的DIC浓度范围为9.2~15.4 mmol/L,δ13CDIC值为-9.09‰~-0.95‰;湖水的DIC浓度为1.1~9.7 mmol/L,δ13CDIC值为-8.84‰~-0.27‰。根据水化学Gibbs分布模式图判断出区域水化学特征主要受硅酸盐岩风化控制,以钠长石和钾长石风化为主,但是地热水的水化学组分受到硅酸盐岩和蒸发盐岩共同控制。通过碳同位素比值分析对区域主要风化过程中CO2的来源示踪表明,湖区周围的硅酸盐风化其碳源主要为土壤CO2,热泉区硅酸盐水解其碳源为地球深部CO2输入。      

南方某城市地下水高铁、锰来源分析及健康风险评价

为探究南方某城市地下水中高Mn、Fe的来源以及地下水中Mn、Fe重金属污染对人类健康产生危害的风险,采集了18个地下水监测井样品,测试分析了Fe、Mn、Zn、Cu、Al、Ba、Sr和Pb八种重金属。结合研究区水文地质条件,统计分析认为：研究区高浓度Mn、Fe主要受氧化还原环境和含水质成分控制。8种重金属元素检出率由高到底依次Ba≥Zn≥Sr>Mn>Zn>Fe>Ba>Cu>A。在所选监测井中Mn对地下水中的污染程度最重,Fe在大部分采样点中没有造成污染,但在个别采样点中造成严重污染,需要特别的重视。Mn和Fe重金属总体高于ICRP和USEPA的最大可接受风险水平,通过饮水途径非致癌化学物质(Mn、Fe)所引起的健康风险较高,对暴露人群构成危害。因此,Mn、Fe应为该区地下水优先控制的污染物。     

重庆温塘峡背斜地表水-地下水-浅层地热水中硫同位素的环境指示意义研究

稳定同位素硫广泛用于示踪地下水、地表水的来源、物质组成以及水-岩作用过程。不同条件下,不同的水体中,硫同位素具有不同的环境指示意义。通过对位于我国西南川东平行岭谷区温塘峡背斜地区地表水(嘉陵江水)、矿坑水、岩溶地下河水(青木关地下河)、岩溶区浅层地下热水(北温泉水和青木关温泉水)的水化学及δ~(34)S-SO_4~(2-)的值的研究,发现嘉陵江水和姜家泉水的水化学组成显示出碳酸盐岩化学风化的特征,浅层地下热水的水化学组成反映了硫酸盐岩化学风化的特征,砂岩矿坑水既没有体现碳酸盐岩的风化也没有体现硫酸盐岩的风化。各水体的SO_4~(2-)含量与δ~(34)S-SO_4~(2-)的值揭示不同水体中硫具有不同的环境来源。嘉陵江水中的SO_4~(2-)含量与δ~(34)S-SO_4~(2-)的值表明其水的来源主要是流经地区的地表水和雨水;研究区砂岩矿坑水中SO_4~(2-)含量与δ34 SSO_4~(2-)的值表明其水是由原有矿坑水、雨水以及地表水组成;青木关岩溶地下河水中SO_4~(2-)含量与δ~(34)S-SO_4~(2-)的值表明青木关岩溶地下河水主要受到岩层、降雨以及农业活动和生活污水的影响;而浅层地下热水中SO_4~(2-)含量与δ~(34)S-SO_4~(2-)的值的示踪则反应了地下热水的储水层的水-岩作用主要是石膏的溶解。     

粤港澳大湾区典型城镇化地区河流氮素的时空分布特征及源解析

选取粤港澳大湾区典型城镇化地区广州市的流溪河—西航道—前航道为研究对象,分别于2020年7月和2021年1月开展野外调研采样活动,收集40个地表水水样样品,通过室内分析,利用水化学和同位素（δ¹⁵N-\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}、δ¹⁸O-\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}和δ¹⁵N-\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}）等指标,探讨研究区河流氮素的时空分布特征及其来源,研究城市化对河流氮素的影响。结果表明：从上游到下游,人类活动对Cl^-、\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-N、\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}-N、DIN（溶解态无机氮）的质量浓度影响逐渐突显;丰水期\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-N、DIN较枯水期高,主要归因于外源输入的影响强于降雨量与上游来水稀释的综合作用;在溶解态总氮的组成分布上,\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-N与\mathrm{N}{\mathrm{O}}_{\mathrm{3}}^{-}-N分别是丰水期、枯水期的主要存在形态,说明丰水期人类活动影响十分显著。丰水期\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-N与Cl^-的质量浓度具有较强的正相关关系,说明丰水期\mathrm{N}{\mathrm{H}}_{\mathrm{4}}^{+}-N与Cl^-可能具有相近或相同的来源。离子比值及稳定同位素的溯源结果具有较高的一致性,均显示上游农田化肥、土壤有机氮、养殖污水为上游河道的主要氮来源,而土壤有机氮、城市污水则为下游河道氮的主要来源。