招远金矿区水体中硫同位素特征及其对污染来源的指示

稳定同位素因其指纹效应已成为分析矿区污染来源的重要技术手段。文章以招远金矿区为例,应用硫同位素联合水化学分析、聚类分析及氢氧同位素分析招远金矿区水污染特征和成因。通过分析可知,矿区内地表水和地下水主要接受大气降水补给,水力联系密切。水化学类型以SO₄—Ca和SO₄—Na型为主,阴离子以SO₄2-为主,地表水和地下水的NO₃-和Cl-在空间上变异性较大。地表水硫酸盐含量普遍偏高,硫酸盐污染较为严重,高值区出现在玲珑金矿、金翅岭金矿和张星镇附近;而地下水高值区都出现在玲珑金矿附近,且SO₄2-浓度沿着径流方向逐渐降低。地表水中硫酸盐δ34S值介于1.8‰~9.8‰,地下水中硫酸盐δ34S值介于2.7‰~9.6‰,地表水和地下水硫酸盐含量受玲珑金矿硫化、玲珑花岗岩和胶东岩群影响明显。在地下水径流途中,有地表水入渗污染地下水的现象。另外,工业废水的排放也是硫酸盐含量升高的主要原因。研究表明:硫同位素在金矿区硫酸盐污染的来源和特征方面有很好的指示作用,是评价矿山开采对地下水污染的有效工具。     

地下水有机污染的水文地球化学标志物探讨——以河南油田为例

经过野外现场调查和取样分析及室内研究得知南阳油田地下水已遭受不同程度的有机物污染，且污染范围可能进一步向油田南部扩散。根据近似地下水流线方向上地下水中总油质量浓度和Fe,Mn等无机组分的变化势态，结合含水介质化学分析结果，发现硫酸盐、Fe和Mn可作为地下水有机污染和地球化学标志物。在含水介质中Fe和Mn质量浓度较高的地方，地下水有机污染物降解速度快，含水介质中Fe和Mn的氧化物和氢氧化物的还原作用导致了含水层介质中Fe和Mn的缺乏和地下水中溶解Fe和Mn的积聚；在含水介质中Fe和Mn质量浓度低的地方，地下水中的有机物质量浓度并没有降低，相应地地下水中溶解Fe和Mn的质量浓度也很低。同时，由于有机污染物的存在使地下水中硫酸盐被还原，导致城下水中硫酸盐质量浓度偏低，且地下水中Fe对有机物污染的敏感性比Mn强。     

产出水识别及受污染地下水水化学和氢氧稳定同位素特征

识别地下水污染来源、认识受该类污染源污染的地下水化学特征是地下水污染防治工作的重中之重。产出水作为石油、天然气工业的废水，具有组分复杂、危害性大的特点。针对受产出水污染的地下水研究较少，受污染地下水的特征以及识别该污染源的方法尚不明确的问题，笔者以延安某地下水污染场地为研究区，利用水文地球化学和氢氧稳定同位素的方法探讨受产出水污染的地下水的水化学和同位素特征，并通过对比地下水和油层水的钠氯系数、氯镁系数、脱硫系数和碳酸盐平衡系数对产出水进行识别。研究结果表明，该区域受产出水污染的地下水表现为高TDS和贫化的氢氧稳定同位素特征；其水化学类型以Cl-Na型、Cl-Mg·Ca·Na型为主，且随着受产出水影响程度降低，地下水由Cl-Na型转化为Cl-Mg·Ca·Na型，再到HCO₃·SO₄-Na·Ca·Mg型；离子比例关系较正常地下水混乱，无线性规律；受产出水污染的地下水的钠氯系数、氯镁系数、脱硫系数和碳酸盐平衡系数大小均在长6油层水的范围内，表明判断油气成藏条件的相关参数可以用来识别产出水污染。该研究探讨了受产出水污染的地下水的水化学特征和氢氧稳定...     

某石油污染场地地下水石油烃生物降解的13C、34S同位素证据

应用稳定同位素技术示踪研究石油烃生物降解作用机理是近年来发展起来的一种有效的新方法。在对某石油污染场地地质和水文地质条件进行详细调查的基础上,分析了场地地下水总石油烃(TPH)、溶解无机碳(DIC)和电子受体(SO24-等)以及稳定C、S同位素等含量的变化规律。研究结果表明:场地地下水不同程度地受到了石油烃类污染,TPH和DIC含量沿地下水流方向逐渐降低,主要电子受体含量和pH相应呈现升高的趋势;场地内污染地下水δ13C值低于未污染地下水δ13C值、且由上游向下游随地下水中DIC含量减少呈逐渐升高的趋势。稳定碳同位素守恒分析结果表明:控制污染场地地下水中DIC含量变化的主要过程为产生CO2的生物降解作用;同时,随着地下水SO24-质量浓度由上游向下游升高,δ34S值逐渐减小。瑞利分馏模型拟合结果证明,场地内发生了以硫酸盐作为电子受体的生物降解反应。     

印度RangaReddy区的AndhraPradesh东南部地下水中氟化物的浓度

地下水中氟化物的浓度受Ca^2 和SO4^2-的强度和其成分中络合离子的存在形式控制。在研究区域，位于印度RangaReddy区的AndhraPradesh，在季风季节前后，地下水中的氟化物的浓度分别是从0．7-408ragd和0．4-4．2mg/l。根据相关系数的研究，氟化物与Ca^2 反向相关，与HCO^3-正向相关，而在两种季节期间，氟化物和其他离子之间的相关系数是很低的。季风季节前后，F^-浓度的差异是存在的，因为在季风季节后由于雨水的稀释。地下水的离子浓度一般小于它们的原定值。相反，许多地方的氟化物的浓度在季风季节之后都相对的高。这就表明地下水受到了地表污染物的污染。     

δ15N在贵阳地下水氮污染来源和转化过程中的辨识应用

随着城市的发展,贵阳地下水氮污染日趋严重,为评估地下水中氮的分布、来源和迁移转化,我们采集了 72个水样,并测定了三氮 (、和 )浓度、主离子、δ 15N- 和 δ 15N-等.结果显示,在贵阳地下水大多数样品中,- N是最主要的无机氮形态,城区地下水大部分含较高的- N; 然而在城市污水和有些被明显污染的地下水中,却是最主要的无机氮形态,尤其是枯水期.丰水期地下水样有较低的δ 15N值,受农业化肥等影响明显.丰水期地下水- N浓度随着 Cl-浓度升高而升高,表明丰水期地下水硝酸盐可能主要受混合作用等控制.而枯水期地下水中溶解氧与硝酸盐的δ 15N值呈负相关关系,且相对于丰水期地下水具有较高的δ 15N值、较低的硝酸盐浓度和较低的 DIN/Cl值,说明地下水环境中主要受土壤有机氮等影响 , 同时可能存在反硝化.     

北京市永定河冲洪积扇地下水环境背景值的调查研究

北京市永定河冲洪积扇地下水环境背景值的调查研究王小玲，刘予，张志林（北京市地质环境监测总站）１．前言地下水环境背景值的研究与水文地球化学的发展是联系在一起的。地下水环境背景值是指在未受污染的情况下，地下水中化学元素和能量的正常含量水平。在水文地球化学...     

喀什平原区地下水硫同位素分布特征及其硫酸盐来源研究

喀什平原区是沙漠与戈壁交界的绿洲平原,属于典型的水质型缺水地区,地下水的化学特征主要表现为高硫酸盐、高硬度、高矿化度。本文针对喀什平原区300 m以浅钻孔中完成的地下水样品硫同位素进行测试,结果显示,地下水中δ34S值均为正值,δ34S值范围为2.1‰~13.6‰之间。采用统计、对比分析的方法 ,研究了喀什平原区地下水中硫同位素分布特征及其硫酸盐来源,表明研究区地下水中的硫酸盐主要来自于不同沉积相蒸发岩的溶解以及大气降水的补给。从区域分布看,南部盖孜河地下水流亚系统的地下水中硫酸盐浓度相对较低,北部克孜勒河地下水流亚系统的地下水硫酸盐浓度较高,沿水流方向,SO42-的浓度逐渐增加,而δ34S值变化不大,是蒸发浓缩和沿程累积共同作用的结果。研究结果为喀什平原区水质典型缺水地区的地下水资源开发、利用与保护提供科学依据。     

金塔县浅层地下水质量现状评价与治理对策分析

依据《地下水质量标准》,采用单因子评价法和综合指数F值评分法分别对甘肃金塔县浅层地下水水质进行评价,结果发现:金塔县区域内的地下水含盐量较高,主要为溶解性总固体、硫酸盐和总硬度超标,区域内浅层地下水水质正在不断恶化,影响到了农业和区域经济的发展,针对地下水污染现状提出应通过促进水土和水盐平衡、合理开发利用地下水、建立健各级污水处理设施、加强农业污染防治、推进现代化农业建设和提升人们节水保护水资源的意识等措施,保证金塔县水资源可持续利用,为该区域的地下水整治和综合管理提供依据。     

某石油类污染场地地下水石油烃生物降解的地球化学证据

生物降解地下水石油烃会改变地下水环境的水化学组成,因此可以通过分析污染晕中电子受体、生物降解代谢产物以及重要的地球化学参数量值变化获得生物降解的地球化学证据。本次在对某石油污染场地地质、水文地质条件、污染源污染方式调查基础上,根据地下水样测试结果,详细分析了地下水石油烃污染分布特征、污染晕中指示生物降解作用的电子受体、代谢产物以及重要地球化学参数的空间变化规律,研究结果表明:污染场地内存在氧还原、硝酸盐还原、硫酸盐还原等生物降解作用,其中硫酸盐还原是污染场地地下水石油烃生物降解的优势反应; 在沿地下水流向上,TPH浓度、HCO₃^-浓度和碱度逐渐降低,Eh、电子受体(DO、NO₃^-、SO₄^2-)浓度逐渐升高; 在垂直于地下水流向上,从中心向两侧各组分也呈相似的变化规律。     

酸性矿山废水对合山地下水污染的硫氧同位素示踪

以广西合山煤矿为例,应用硫酸盐硫、氧同位素示踪并量化酸性矿山废水对矿区地下水的污染。合山矿井水表现出高浓度SO2-4和低p H值的酸性矿山废水特征,其硫酸盐硫、氧同位素组成显著富集轻同位素,表明煤矸石中黄铁矿的氧化是其产生的主要机制,反应途径为微生物作用下Fe3+对Fe S2的氧化。利用硫酸盐硫、氧同位素组成并应用三元混合模型计算,结果表明矿区地下水基本都受到酸性矿山废水的入渗影响,其对地下水硫酸盐的贡献比例为16%~52%。硫酸盐硫、氧同位素能够示踪酸性矿山废水对地下水的影响,是示踪与评价矿山开采活动对地下水污染的有效手段。     

孟加拉国砷污染回顾

目前，孟加拉国居民的健康正面临着严重威胁，8，500，000人的饮用水和粮食作物受到了砷污染。孟加拉国的地下水砷污染问题在世界上是最严重的。由于孟加拉国对地表水管理不当，97％居民的饮用水和家庭用水来源于地下水。在孟加拉国，地下水严重受到砷污染引起大量砷中毒事件。砷污染回顾着重于综述近年来砷污染的调查结果和统计数据，尤其是土壤、水和食物的砷污染。世界卫生组织（WHO）规定的饮用水中砷的额定浓度为10μg/L。现有勘查着重于孟加拉国64个地区深水井的地下水中砷的浓度。调查结果显示：59个深水井的地下水中砷的浓度大于10μg／L；43个深水井的地下水中砷的浓度大于50μg／L。受砷污染的地下水常被用于浇灌水稻（居民主要的粮食作物）。这种农业习惯（把受污染的地下水用于灌溉）引起土壤中砷的浓度增加。现有研究显示，稻米和蔬菜中85％-95％的砷是无机砷。在孟加拉国，土壤、地下水和植物中砷的浓度（基于孟加拉国4％的地区）超过报导的最大允许浓度或者正常范围，这（砷浓度大于最大允许浓度）对孟加拉国居民和家畜的健康造成了严重威胁，强调了开展科学研究的必要性，例如，较好地描述自然环境中砷的存在形态以及确定所有潜在的砷污染途径的科学研究。     

氮同位素比（^15N／^14N）在地下水氮污染研究中的应用基础

华北地下水中硝态氮浓度和δ＾１５Ｎ值如下：在自然状态下为４．４≤＋５，来自下水道粪便污染者为２０－７０和＋１０－＋２０，受化肥污染者为３０－６０和－２－＋５。因此，氮同位素可用来识别氮污染来源和氮的迁移。     

太湖流域某地区浅层地下水有机污染特征

对太湖流域某地区浅层地下水有机污染特征进行了总结，并就污染来源、污染途径和典型污染源附近浅层地下水有机污染特征等问题进行了研究。研究结果表明，该地区浅层地下水中各组分的检出率较高，但检出浓度较低，除苯在个别采样点处超出美国环保局（EPA）饮用水标准外，其余卤代烃和单环芳烃组分均没有超标；平面分布上，卤代烃和单环芳烃各组分的浓度高值点大都集中于该地区东南部的工业区内，这种空间分布特征与工业区的分布具有明显的一致性；垂向上有浅部地下水的污染程度相对较重、深部地下水较轻的特点；典型污染源周边浅层地下水的污染程度较重，但随着采样点远离污染源，地下水中各有机污染组分的浓度迅速衰减。     

应用^234U和^238商位素评价铀选冶厂流出物对浅层地下水的污染——美国科罗

在科罗拉多Ｃａｎｏｎ城附近的铀选冶厂周围采集了４６个不同铀浓度的地下水样品，测定其＾２３４Ｕ／＾２３８Ｕ放射性活度比值（ＡＲ值）。结果表明采用铀同位素可以确定地下水中铀污染物的分布，也可指示影响铀浓度变化的混合作用和化学沉淀作用。采自选治厂及其下游地区高度至中度污染的地下水样品中溶解铀的浓度超过１００μｇ．Ｌ＾－１，典型的活度比在１．０～１．０６之间。其他从距选治厂较远的下游浅导 积含水层中采集的     

用于金属治理的一种可渗透的反应障

在英国Columbia、加拿大的一个工业位置，过去储存的含有硫酸盐矿物的精矿已经造成了下伏土壤和地下水的广泛的污染。硫酸盐矿物的氧化释放了大量的重金属进入地下水，包括Cu、Cd、Co、Ni和Zn。     

石家庄地区地下水中溶解性有机碳同位素特征及其环境指示意义

溶解性有机碳(DOC)是地下水中微生物代谢活动的主要能量来源,δ13CDOC值是指示DOC来源及生物代谢活动的重要参数.通过对石家庄地区浅层地下水中DOC浓度及δ13CDOC特征进行分析,结合相应的水化学检测,探讨了δ13CDOC值对地下水环境演化的指示作用.结果表明:DOC浓度及其同位素特征均受到天然及人为两方面影响,表现出一定的空间特征.在垂向上,除石家庄西北部地区以外,研究区地下水中DOC浓度随地下水埋深的增大有降低趋势,δ13CDOC随地下水埋深的增大而增大;石家庄西北部地区具有一定特殊性,地下水埋深较浅,交替强烈,TOC含量较高,而DOC浓度较低,δ13CDOC值偏负.在水平方向上,滹沱河沿岸地区,沿地下水流向,DOC浓度逐渐降低,δ13CDOC值逐渐偏正.石家庄南部地区受污灌影响,DOC浓度较高,δ13CDOC值偏负.研究区地下水埋藏深度、补给条件、径流特征以及人为作用均对地下水中DOC浓度及其同位素特征产生显著影响.δ13CDOC值与SO42-、NO3-浓度的相关关系指示出研究区地下水中反硝化作用和硫酸盐还原作用的发生,从吴家营、宋营一带开始逐渐由硝酸盐还原环境向硫酸盐还原环境过渡;沿地下水流向,地下水环境还原程度增强.     

利用氮同位素技术识别石家庄市地下水硝酸盐污染源

地下水NO－ 3污染是石家庄市地下水管理面临的一个主要问题。本次研究通过地下水及其潜在补给源的氮同位素和水化学调查，确定和识别石家庄市地下水NO－ 3污染程度和污染源。地下水中的无机氮化合物主要以NO－ 3形式存在，浓度变化在 2．65～152．1 m g／L之间，均值为（54．88± 31）m g／L（ n＝44），48％的样品浓度超过国际饮水标准（50 m g／L）。地下水样品的NO－ 3－ 15 N值域＋4．53‰～＋25．36‰，均值＋9．94‰±4．40‰（ n＝34）。34个样品中，22个样品（65％）的氮同位素值大于＋8‰；与1991年相比，氮同位素组成指示地下水NO－ 3的主要来源已由当时矿化的土壤有机氮变为现在的动物粪便或污水；结合Cl－分析，南部地下水NO－3还受到东明渠污水的影响。其余12个样品（35％）的氮同位素值变化在＋4‰～＋8‰之间，其中 15 N值较大的（＋6‰～＋8‰）指示来自土壤有机氮，较小的（＋4‰～＋6‰）指示来自氨挥发较弱、快速入渗的化肥厂污水。根据上述研究结果，提出了改善石家庄市地下水管理的措施。     

硫氧同位素示踪污染物来源在济南岩溶水中的应用

近年来,济南岩溶水硫酸盐浓度逐年升高,为了对硫酸盐污染区域实施有效的防治措施,保障饮用水安全,识别硫酸盐的污染来源极其重要。在系统分析研究区水文地质条件的基础上,根据实际的采样测试数据,采用硫、氧(S、O)双同位素示踪技术,分析识别了济南趵突泉泉域硫酸盐的主要污染来源,并通过IsoSource质量守恒模型,估算了硫酸盐各污染来源的贡献率。结果表明: 泉域内硫酸盐主要污染来源有大气沉降、污水和土壤; 大气沉降来源贡献率最大,均值达到53.9%; 其次是污水来源,均值为31%; 土壤来源贡献率最小,均值为15.1%。该研究为北方岩溶区地下水硫酸盐来源的定量研究提供了一种新方法,为济南趵突泉泉域硫酸盐污染防治提供了科学依据。     

扬泰靖地区地下水硫同位素组成特征及其意义

通过分析长江三角洲扬泰靖地区第四系松散层地下水硫酸盐的硫同位素组成特征,揭示不同层次和地段地下水中硫酸盐的演化规律及其赋存环境变化特点。研究表明潜水中硫同位素值变化不大,8.3‰～10.5‰,而孔隙承压水中硫同位素值变化较大,随深度增加而增大(最高达71.6‰)。在潜水中,硫酸盐源于农业污染或污染物与海源硫酸盐的混合;在顶部地区和沿江地段的浅层孔隙承压水中,负δ34S值的硫酸盐源于硫化物的氧化,与其松散层岩性以砂性土为主、径流条件好、封闭性差和处于氧化环境有关;而在东部的深层孔隙承压水中,高δ34S值的硫酸盐源于硫酸盐的还原,与其松散层岩性以粘性土为主、隔水层发育、径流条件差、封闭性好和处于还原环境有关。