豫北平原浅层地下水化学特征与成因机制

地下水的化学特征与成因机制对地下水演化、地下水资源的合理开采及质量评价具有重要意义。为查明豫北平原浅层地下水的水质特征及控制因素,采集了不同类型的浅层地下水和地表水样品,分别测试了水样阴、阳离子和氢氧同位素组成。结果表明:①地下水中总溶解性固体物质（total dissolved solids,简称TDS）质量浓度范围为316~6 948 mg/L,微咸和咸地下水呈条带状分布在沁河冲洪积平原中部,在三阳镇-修武县一带,水化学类型复杂,以HCO₃·SO₄-Na·Mg·Ca型和SO₄-Na·Mg型水为主。北部山前冲洪积扇和沁河北岸地下水为淡水,为HCO₃-Ca·Mg型水。②δ2H-δ18O关系说明地下水起源于大气降水,水化学组分受水岩相互作用控制,在补给区以碳酸盐岩溶滤作用为主,径流区发生硅酸盐岩的风化溶解以及阳离子交换作用,排泄区以蒸发浓缩、石膏溶解和阳离子交换作用为主。③地质和气候环境是造成地下水咸化的主要成因,且受到工农业污水渗漏的影响。研究成果可以为该区地下水资源的合理开采和有效管理提供依据。      

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10.37mg/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-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。      

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。     

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。     

九江庐山地区地下水水文地球化学特征及成因

分析九江环庐山地区观测井水、大气降水、冷泉水、地热温泉水及地表水水样的常量化学组分和氢氧同位素及氚活度,结果表明,庐山地区地下水主要分为西北、东南两个水文地质单元,西北侧以九江台2号井井水、东林寺泉水为代表,水化类型为HCO3-Ca;东南侧以地热温泉井水、观音桥泉水为代表,水化类型为HCO3-Na,离子组分主要来自风化壳岩石风化。氢氧同位素显示,九江庐山地区地下水均属于降水成因型,部分井泉具有深循环的特征;氯离子估算结果显示,大气降水直接补给率约为4.5%~33.27%。大气降水下渗补给形成裂隙承压自流井泉是庐山地区地下水主要成因,另有部分为降水经长时间深循环形成地热温泉水,而九江台2号井既有浅表水特征又有深循环水的特征,暗示两个不同补给源的含水层通过不同循环路径上升到浅表地层,携带有部分深部构造活动信息,有利于获取地震前兆异常信息。     

山东泰安大汶口化工集聚区浅层地下水化学特征及成因分析

为查清山东泰安大汶口化工集聚区浅层地下水环境质量状况,采集地下水样品9组,运用统计分析、相关性分析、因子分析、离子比例关系和饱和指数法,查明研究区浅层地下水化学特征,分析地下水中各离子来源及控制因素。结果表明,研究区浅层地下水为淡水—微咸水,TDS介于0.98～2.40g/L;阳离子以Ca2+、Na+为主,占阳离子含量的49.57%、38.56%,阴离子以Cl、HCO3为主,占阴离子含量的52.81%、25.99%;水化学类型以ClCa·Na为主;浅层地下水化学特征主要受岩石溶滤作用、人类活动因素的影响,二者的贡献率均为40%。在人类活动因素中,工业污染的贡献率达到了31%,说明人类活动因素对地下水环境造成了严重影响,且随着时间的推移,影响程度将更为显著。     

山东省黄河下游地区浅层地下水地球化学特征与环境质量评价

浅层地下水调查是山东省黄河下游流域生态地球化学调查项目中的一项工作内容。调查是按每16 km2采集1件浅层地下水样品的密度,分析测试As,Ba,Be,Ca,Cd,Co,Cu,Fe,Hg,Pb,Se,Zn,F-,Cl-,Cr6 ,NO2-,COD,pH等33项指标;通过对这些指标在浅层地下水中的背景变化规律研究认为:调查区内浅层地下水中各指标含量起伏变化大,局部富集程度高,特别是As,Fe,K,La,Sb,Sn,Zn,Cl-,NO2-等指标的变异系数均>3.0,说明这些指标在浅层地下水中分布极不均匀,虽然背景含量较低,但在局部地段会形成高含量区,影响浅层地下水质量。选择As,Ba,Be,Cd,Co,Cu,Fe,Hg,Mn,Mo,Ni,Pb,Se,Zn,F-,Cl-,Cr6 ,NO2-,COD,pH等20项指标,按《地下水环境质量标准》中的要求,对浅层地下水环境质量进行的单项组分和综合评价结果显示,达到较好级以上者不足9%,而较差和极差级者达90%以上,表明调查区内浅层地下水环境污染状况较为严重。     

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...     

潍北平原高氟地下水的分布及成因分析

通过环境地质调查及水样测试,从地层、气象、地貌、水文地质等几个角度进行了系统分析,潍北平原高氟地下水的分布、形成条件受地质、气候、地貌和水文地质的控制,大气降水在入渗过程中通过水岩作用及淋滤作用将岩石和土壤中氟元素带入地下水中,在蒸发作用下浓缩,最终形成高氟地下水。     

华北平原浅层含氟地下水演化特点及成因

以华北平原浅层地下水中氟为研究对象,在收集历史资料、实地水文地质调查、取样分析的基础上,运用水化学图解、统计分析、水文地球化学模拟等方法,对比分析了历史阶段(1980～1985年)和现阶段(2005～2010年)F-质量浓度空间分布,探讨了现阶段华北平原浅层地下水中F-的空间分布特征、演化特点及成因。结果表明:现阶段高氟水的区域范围相比历史阶段明显增加;从山前冲洪积倾斜平原补给区(Ⅰ区),到中部冲积湖积平原缓慢径流区(Ⅱ区),最后到东部冲积海积滨海平原排泄区(Ⅲ区),浅层地下水中F-质量浓度呈低→高→低的变化;高氟水的水化学类型较为复杂,HCO3-和Na+富集的苏打型碱性水化学环境有利于F-的富集,而Ca2+、Mg2+则会抑制F-的富集;高氟水的形成与其迁移、赋存的环境条件有关,在Ⅰ区地下水中F-质量浓度主要受萤石溶解作用、F-解吸作用控制,在Ⅱ区地下水中F-质量浓度受蒸发浓缩作用、萤石溶解作用、方解石-白云石沉淀作用、F-解吸作用等控制,而在Ⅲ区高氟水主要受方解石-白云石的沉淀作用、F-解吸作用、阳离子交换吸附作用等控制。     

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。      

德州南部高氟地下水水化学特征研究

高氟地下水是一种典型劣质水源,长期饮用可致人体患地方性高氟病。本次研究以禹城—平原地区为研究对象,对区内地下水进行氟含量、水化学类型和氟离子的影响因子等研究。结果表明,浅层地下水氟离子含量大部分不超过1.0mg/L,其水化学类型主要有HCO₃-Na和Cl·SO₄-Na型,深层地下水氟离子含量大部分均超过1.0mg/L,其水化学类型为HCO₃·SO₄-Na和HCO₃·Cl-Na型。通过对pH和地下水水化学演化因素的研究,认为碱性环境一定程度能够促使氟离子聚集,但并不是唯一决定因子,高氟水的形成机制主要是水-岩相互作用和蒸发浓缩作用。     

黑山县高氟地下水的成因与防氟改水途径

本文论述了黑山县地下水中氟离子含量的变化规律,结合黑山县的水文地质条件,探讨了高氟水的成因,并提出了防氟改水的途径。结果表明,仅在浅层地下水中,氟离子含量达1-5毫克/升;黑山县的深层地下水中的氟离子含量皆小于1毫克/升。本文建议,取得好水的途径主要是开采10-40米深度以下的深层地下水。     

湘中锡矿山北矿区地下水化学特征及污染成因

近年来对“世界锑都”湘中锡矿山地下水质监测表明该区地下水污染严重。以北矿锑矿层地下水为研究对象,在总结前人研究的基础上,结合水文地质条件并应用水化学基本分析方法对水质基本化学特征以及重金属离子锑(Sb)和砷(As)的污染特征进行了研究,并分析了污染地下水成因。结果表明,地下水水化学类型以SO₄·HCO₃-Ca型水和SO₄-Ca型水为主,碳酸盐岩对酸性水的中和作用使水样呈碱性。锑浓度平均超标772倍,砷浓度平均超标30倍,Sb比As污染程度大,Sb的高值区出现在北矿中部,而As高值区在北炼厂附近,Sb和As均在东北部形成低值区。含矿层污染地下水的形成和分布主要受地层岩性影响和人为采矿活动影响。此项研究不仅补充了锡矿山锑矿区地下水研究的空白,并能为今后进行锡矿山锑矿区环境污染评价和重金属污染治理提供重要依据。      

长葛县规划区地下水化学特征及其成因分析

本文根据长葛市规划区地下水化学分析资料 ,利用污染指数法对该区地下水化学特征及其成因进行了初步分析 ,指出该区局部地下水的总硬度、溶解性总固体、硝酸盐污染指数大于 1的原因是生活、工业废物处理不当和引用污水灌溉而引起 ,并提出了该市地下水污染治理的建议     

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。      

沈阳地区地下水化学微量组分动态特征及趋势分析

本文讨论的沈阳地区地下水化学微量组分动态特征及趋势分析,是采用统计分析的方法进行的。统计分析表明,尽管地下水中绝大部分微量组分在各井点中均能检出,但超背景及超标井点的检出率并不高,且主要分布在老城区。大部分微量组分的检出有明显的不均一性,以及重现性差,检出具有较强规律性的有六价铬、镉等少数项,并与地表排污有关。而地下水中微量组分污染的特征是,绝大部分组分呈现出明显的点源污染。作者根据有机污染的指标化学需氧量采用相关分析方法,探讨它与总有机氮和总有机炭的关系,凡有机污染日趋严重的地段,地下水的化学需氧量就愈高。在动态趋势分析上,采用数字模型方法以六价铬为例,进行了单井的预测分析,并在此基础上,提出了控制污染发展的环境管理目标值。     

永城市浅层地下水污染分布特征及来源识别

为有效管理和保护永城市浅层地下水资源,维系水资源可续利用,必须查明其污染物的分布特征和来源。在对永城市浅层地下水采样分析的基础上,结合分析城市发展带来产业布局改变及土地利用类型分布对其造成的影响,研究其主要污染组分的来源及分布特征。结果表明：城市第二产业(工矿业)发展,GDP的增长与浅层地下水中ρ(SO^2-₄)、ρ(NO^-₃)上升存在相关性,城市工业及人口密集区与污染严重区位置趋于一致。浅层地下水污染的最主要来源是SO^2-₄含量的上升,除了直接导致水质变差外,还会间接改变水文地球化学作用的强度,造成原本难溶的碳酸盐和硅酸盐的溶解量增大,使得ρ(TDS)进一步上升而改变水质。其次,NO^-₃、COD也是浅层地下水主要的污染来源,其部分来源工业废水,部分来源于农业上农药和化肥的过量使用。     

鲁北平原浅层地下水中砷的来源探析

为了阐明养殖场中所排放的含砷废水对浅层地下水水质的影响,通过对在鲁北平原养殖场附近采集的水样中砷含量与全区采集水样的砷含量进行了对比分析研究,初步明确了养殖场所排放的含砷废水已经对附近地下水造成了一定的污染,养殖场所排放废水的砷已成为浅层地下水中砷的一个重要来源。此结论为养殖场附近浅层地下水的防污、治污和限制砷在饲料中的添加提供了一定的参考依据。     

滕州市浅层地下水质量评价与成因分析

浅层地下水是陆地水资源的重要组成部分,与人类生产生活密切相关。基于生态地球化学调查项目,按照1点/16km²的密度对滕州市浅层地下水进行调查,共采集地下水样品95件,分析Fe、Mn等35项指标。结果表明,研究区浅层地下水质量总体较好,pH、CN^-、Cr⁶⁺、溶解性总固体等21项指标含量基本符合《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)中Ⅲ类地下水规定的阀值,适用于集中式生活饮用水水源及工农业用水。影响研究区浅层地下水质量的主要因子是Fe和总硬度,由原生地质环境及人类活动引起。研究结果可为研究区经济社会发展和用水安全提供基础性资料和决策依据。