江苏平原地区(淮河流域)潜水碘含量控制因素探讨

本文通过工作区潜水碘含量的分布特点,与所处土壤、水文地质条件、地形地貌等一起进行综合分析,对地下水中碘的控制因素有了一个全新的认识:与前人认为地下水中碘的含量与有机质成正比的观点不同的是,本文认为地下水中碘的含量与有机质含量无固定关系,但有机质有助于促进水溶性碘的增加,相似水文地质条件下成正比;地下水径流条件对潜水碘含量影响重大,径流条件较好的丘陵、岗地往往较低,地势低平、径流条件较差的洼地和泛滥沉积区往往为高碘地区;相同水文地质条件下,地下水中的碘含量与土壤中的含量成正比;碘的另一重要特征是在地下水中的浓度较为稳定,随时间、开采而变化不大。     

山西晋中地区地下水高碘的地球化学特征研究

研究区位于山西省太原盆地西南部的冲积平原内。通过对研究区内950个样品中碘含量的分析测定可知,浅层水(50m)、中层水(50～200m)和深层水(200m)碘含量超标率分别为76.8%、70.3%和85.2%,其中,浅层水碘含量最高可达4117μg/L,是国家饮用水标准值(GB/T19380-2003,150μg/L)的27倍。地下水无机碘主要以I-存在,IO3-含量极少;约60%的样品中存在有机碘。研究结果表明,特殊的地形地貌及地下含水层结构特点是造成该地区地下水高碘的主要原因。此外,当地普遍采用中层或深层地下水进行农业灌溉的耕作方式及低洼地区的地表盐化都大大加剧了浅层地下水碘的积蓄。地下水碘的来源与研究区的海相、湖相和河相沉积有着不可分割的联系。本研究将为中国高碘地区的改水工程提供科学依据。     

大同盆地地下水高砷、氟、碘分布规律与成因分析及质量区划

为了对大同盆地地下水中砷、氟、碘等的分布和成因进行分析,开展地下水质量区划,依据地下水污染调查取得的最新系列测试数据,结合以往水文地质和水文地球化学研究成果,编制大同盆地浅层和中深层地下水砷含量、氟含量、碘含量等水化学特征分布图,以直观反映大同盆地地下水高砷、高氟、高碘区的空间分布规律; 通过分析pH值、硫酸根含量、硝酸根含量、铁含量、锰含量与砷的关系,探讨高砷水的形成原因; 根据pH值、钙离子、重碳酸氢根离子与氟的关系,分析氟超标原因; 指出高碘区与高氟区分布的相似性和成因的相似性。研究结果表明,盆地周边高砷、高氟岩层是地下水砷、氟的原生来源,特定的河湖相沉积环境则为砷、碘的富集提供了原生地质条件; 北部地区氟增高与地下水位下降致使黏性土中的氟离子进入含水层有关,中部地区高氟与土壤盐渍化有关; 中部富含淤泥质黏土的湖相地层是碘富集的原生地质因素,冲积洼地地下水径流条件滞缓是碘富集的水动力因素; 干旱气候条件下强烈的蒸发浓缩作用亦是高氟、高碘地下水形成的重要因素。依据砷、氟、碘、硝酸盐、亚硝酸盐、总含盐量(total dissolved salt,TDS)、总硬度、氨氮等单组分含量分布,利用GIS空间分析功能,进行了大同盆地浅层和中深层地下水质量区划,可为当地地下水开发利用提供地学依据。     

湖南新田岩溶地下水碘分布特征及其控制因素分析

在湖南新田县部分岩溶区发现高碘地下水,威胁着周边居民的饮水安全,查明该区域地下水中碘的分布特征及其控制因素具有重要意义。采集新田县66组泉水样和45组井水样,采用水化学图解法、主成分分析法和GIS技术,分析了泉水和井水的水化学特征,查明了地下水中碘的空间分布特征,剖析了碘富集的主要控制因素。研究发现泉水与井水中碘含量分别为2.7～92.8μg·L^-1和4.15～3 861μg·L^-1,其中,53.3%井水样品碘含量超过《水源性高碘地区和高碘病区的划定》(GB 19380-2016)标准中的界定值100μg·L^-1。受沉积环境、pH、Eh和地下水径流条件影响,高碘地下水主要沿着一条NE-SW向的河谷分布,从峰林谷地地区到地势低洼的河谷平原地带,地下水碘含量整体随着径流条件变差呈现逐渐增加的趋势。海相沉积所形成的富碘富有机质地层是高碘地下水形成的地质基础,发生有机质降解和竞争吸附的弱碱性偏还原环境是导致碘被释放到地下水中的主要因素;此外,水流滞缓的封闭地下水环境也是控制高碘地下水形成的重要因素。     

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.      

邯郸东部平原浅层高碘地下水成因分析

河北邯郸地区,地甲病流行严重。据1986年8月调查一些地区地甲病患病率,占当地人口数的16.4％。经分析,地甲病与当地地下水中碘含量有关,本文就病区高碘地下水的分布及成因,作以简要分析,以为防病改水提供必要的依据。一、地甲病与碘含量的关系地甲病的生成,与地下水中的碘含量密切相关,碘含量过高,易患高碘地甲病;太     

中国典型地区高碘地下水分布特征及启示

长期饮用高碘水(150μg/L)将对人体造成危害。中国有12个省市存在高碘地下水,主要分布在干旱半干旱内陆盆地区、冲洪积平原区和沿海地区,黄淮海平原是高碘地下水的主要分布区,在分析华北平原、淮海流域平原高碘地下水分布特征及成因的基础上,指出地下水中的碘主要是海洋碘通过大气输入,受此影响近海地区含水层碘含量往往较高;由河湖相地层组成且富含有机质、粘土矿物和铁铝氧化物的含水层有利于碘的富集;呈中-碱性的灰岩风化层土壤也有利于碘的富集,其中的碘通过水循环进入地下含水层,形成高碘地下水区。在此基础上,针对《生活饮用水卫生标准(GB5749-2006)》碘限值规定的缺项和《地下水质量标准(GB/T14848-93)》碘限值规定的不足,提出了地下水质量标准中碘限值修改的建议。     

内蒙古河套平原高碘地下水的水文地球化学特征

以内蒙古河套平原西北部的高砷地下水分布区为研究区,通过对区内22组地下水和2组地表水中碘含量的测试和分析可知,研究区地下水中碘含量在27.30～1 638.00μg/L,其中,约50%的地下水样品中碘含量超过我国饮用水的标准限定值150μg/L,约84.6%的高碘地下水为高砷地下水。高碘地下水主要分布于研究区北部地下水水流相对滞缓的平原中心地带,以Cl-Na、Cl·HCO₃-Na和HCO₃·Cl-Na型水为主。研究区地下水中碘的富集有两种机制:浅层地下水的蒸发作用和深部富含有机质的、偏还原的地下水环境中的微生物作用。两种机制相比,后者对地下水中碘的贡献更大些,但前者更普遍些。     

内陆盆地区高碘地下水的成因分析：以内蒙古河套平原杭锦后旗为例

针对内陆盆地区高碘地下水的成因问题,在典型地区--内蒙古河套平原杭锦后旗系统采集了25个地下水样和3个地表水样,分析了地下水中的I、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3、As、Fe、Br、pH、Eh等指标。应用因子分析和多元线性回归分析方法,对内陆盆地区高碘地下水的成因进行了分析。结果表明：地下水中碘含量为31.84～1 289.57 μg/L,高碘地下水主要分布于研究区北部地下水流相对滞缓的排泄带附近、地下35 m的范围内,水化学类型以碱金属非重碳酸型为主;地下水中碘可能来源于狼山中元古代狼山群沉积物或平原区第四纪浅层沉积物;沉积物中的Fe2O3和有机质在低Eh条件下(Eh<-30 mV)分别发生还原性溶解和分解,吸附在其上的碘随之被释放到地下水中。另外,沉积物中的碘在高Ca2+和弱碱性条件下吸附作用较弱,这也间接促进了碘在地下水中的富集。相对而言,有机质分解更为普遍,但Fe2O3的还原性溶解对碘富集影响更为强烈。该成果进一步深化了对内陆盆地区高碘地下水形成机制的认识,并为当地饮水安全和生态安全提供科学依据。     

HPLC-ICP-MS法研究内蒙古锡盟和新疆塔城高碘地区地下水的总碘及碘形态特征

长期饮用高碘水将对人体造成危害,地下水总碘及碘形态分析对于高碘地区碘环境地球化学研究具有重要价值。本文采用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术对内蒙古锡盟与新疆塔城高碘地区地下水总碘及碘形态进行测定。研究表明:锡盟地区地下水中碘以I-形态为主,总碘量维持在200μg/L,个别点位达到600μg/L甚至1700μg/L,呈环状分布,从东北至西南呈现"低-高-低"的分布规律;塔城地区地下水中的碘以IO-3形态为主,总碘量不足100μg/L,个别点位接近200μg/L,呈层状分布,自东向西逐渐升高。分析认为,氧化性的条件利于不同碘形态之间的转化;溶解氧过高或过低都不利于碘的储存;碘会随着可溶性盐的流失而流失;沿河流的流向,下游地势较低,总碘得到积累。本研究结果对于锡盟和塔城地区科学预防甲状腺肿、制定法律法规具有指导作用。     

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。     

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.      

山东省黄河下游流域高碘地甲病分布与地球化学环境相关性

山东省黄河下游流域是山东省高碘地甲病重病区。在区域调查的基础上,选择其中的郓城、嘉祥、东昌府、博兴4县（区）开展土壤碘含量、饮水碘含量、儿童尿碘、儿童甲状腺容积、儿童甲肿率等指标调查,结果表明区内饮水碘含量和群体的尿碘含量普遍较高,高碘的危害和高碘地甲病情严重。分析了土壤、饮水碘分布及变化规律,研究了高碘地甲病与地球化学环境相关性,结果显示高碘地甲病与饮水碘含量呈正相关关系,而与土壤中碘元素含量无明显的相关关系。     

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。     

高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱法测定内蒙古锡盟和新疆塔城高碘地区地下水的总碘及碘形态特征

长期饮用高碘水将对人体造成危害。高碘地下水总碘及碘形态分析对于高碘地区碘环境地球化学研究具有重要价值。本文采用高效液相色谱-电感耦合等离子体质谱联用技术对内蒙古锡盟与新疆塔城高碘地区地下水总碘及碘形态进行测定。研究表明:锡盟地区地下水中碘以I-形态为主,总碘维持在200μg/L,个别点位达到600μg/L甚至1700μg/L,呈环状分布,从东北至西南呈现“低-高-低”的分布规律;塔城地区地下水中碘以I-O3形态为主,总碘含量不足100μg/L,个别点位接近200μg/L,呈层状分布,自东向西逐渐升高。高原地区,海拔高,蒸发强烈,地下水径流缓慢,浅层地下水中碘得到富集;山地及丘陵地带,岩石风化轻,人为干扰少,自然破坏小,碘能够稳定存在;氧化性的条件利于不同碘形态之间的转化;溶解氧过高或过低都不利于碘的储存;碘会随着可溶性盐的流失而流失;沿河流的流向,下游地势较低,总碘得到积累;河水流动的区域,总碘与碘本底值、地下水环境稳定状况等有关。本研究对于锡盟和塔城地区科学预防甲状腺肿具有指示意义,对高碘地区制定预防措施、法律法规具有一定的指导作用和实用价值。     

长江中游故道区高碘地下水分布与形成机理

高碘地下水(碘浓度大于100μg/L)广泛分布于我国沿海地区和干旱内陆盆地,威胁近千万人口的饮水安全,但目前对湿润区河湖平原地下水中碘的分布与成因机制的认识还十分薄弱.通过采集长江中游故道区75组浅层地下水样品和7组地表水样品进行了水化学分析,查明了地下水中碘的空间分布特征,并运用主成分分析识别了碘富集的水环境要素和水...     

大同盆地沉积物REE分布特征及其对碘富集的指示

大同盆地是典型的干旱-半干旱内陆盆地,盆地中部地下水碘含量异常,对当地饮用水安全造成了严重威胁.对盆地高碘地下水分布区沉积物组成及稀土元素(REE) 进行了地球化学研究,结果表明,地下水系统呈弱碱性(pH值为7.18~9.64) 的偏还原环境,沉积物多为Ce正常或轻微负异常及Eu负异常;沉积物中碘含量为0~1.78×10-6;ΣREE含量较高,ΣLREE/ΣHREE比值为2.79~4.14,即富集轻稀土元素(LREE) 而亏损重稀土元素(HREE).ΣREE与碘含量呈负相关关系,虽然铁氧化物/氢氧化物矿物的还原性溶解可导致二者的释放,但由于沉积物有机质产生的低结晶矿物对碘的强吸附性,使沉积物中碘含量较高;弱碱性环境中REE的再吸附过程会导致沉积物中富集LREE;沉积物中碘含量与氧化还原敏感组分TOC、U、V及[Eu]_N的关系也表明,地下水系统的氧化还原条件及有机质含量是影响碘富集的重要因素.      

高碘地下水成因与分布规律研究

我国是世界上已知面积最大的水源性高碘国家,碘的长期过量摄入对居民健康产生极大威胁。在不同的环境水文地质条件下,高碘地下水成因模式可概括为:埋藏-溶解型、压密-释放型和蒸发-浓缩型。基于对高碘地下水成因机理的认识,我们利用大数据模型预测了全国高碘地下水赋存情况,发现其高风险区(p>0.5)约占国土面积的19.8%,且涵盖了全部已知的高碘地下水分布区。开展地下水系统中有机碘形态定量表征、碘的水文地球化学行为微观机理识别和迁移活化过程定量模拟研究,将深化对高碘地下水成因与分布规律的认识,为供水水质安全和预防水源性高碘甲肿提供重要的科学依据。     

大同盆地地下水中碳硫同位素组成特征及其对碘迁移富集的指示

为深入探究地下水系统中影响碘迁移转化的主控水文生物地球化学过程,对大同盆地典型高碘地下水区完成样品采集,分析地下水样品基础理化性质及碳硫同位素组成特征.结果表明,大同盆地地下水碘含量变化范围为14.40~1 030.00 μg/L,高碘地下水（I>100 μg/L）主要分布在盆地中心排泄区.地下水中溶解性无机碳的δ13C_DIC值变化范围为-12.11‰~-9.79‰,硫酸盐δ34S_SO4值介于4.04‰~16.63‰.δ13C_DIC和DOC之间存在较明显的正相关关系,表明有机质的微生物降解过程是区域地下水无机碳的重要来源之一.同时,δ13C_DIC与δ34S_SO4一定的负相关关系表明硫酸盐是有机质微生物降解过程中潜在电子受体之一,且地下水水环境以偏还原环境为主.高碘地下水表现出低δ13C_DIC、高δ34S_SO4的同位素特征,表明有机质的微生物降解过程是控制地下水中碘迁移释放的主要过程之一,与该过程相伴而生的碘形态转化进一步促使碘以碘离子的形式在偏还原的地下水环境中发生富集.      

长江中游沿岸地下水中有机质分子组成特征及其对碘富集的指示

长期摄入高碘地下水（碘浓度＞100 μg/L）会造成人体甲状腺机能损伤.天然有机质被认为是影响高碘地下水形成的关键组分,为研究地下水中溶解性有机质（DOM）分子组成对碘富集的影响,选取长江中游沿岸浅层地下水作为研究对象,运用傅立叶变换离子回旋共振质谱仪（FT-ICR-MS）表征不同碘浓度地下水中DOM分子组成差异.研究发现碘易富集在还原环境的浅层地下水中,地下水中碘的浓度与溶解性有机碳（DOC）浓度无显著关系,DOM分子总数越多碘浓度越高;高碘地下水较低碘水DOM分子均一性、多样性更强,氧化程度和不饱和程度更高,含更多芳香性结构.长江中游沿岸高碘地下水的形成受DOM分子组成控制,主要与不饱和程度高尤其是含芳香性结构的大分子DOM有关,含芳香性结构的DOM分子与碘络合在高碘地下水的形成过程中起重要作用.