高氟地下水的水文地球化学环境及氟的赋存形式与地氟病患病率的关系──以华北平原为例

在华北平原，地方性氟中毒疾病（简称地氟病）主要由于饮水中含氟量高（超过１．０ｍｇ／Ｌ）而引起，属饮水型病区。本文分析了地氟病致病的主要环境因素，讨论了形成高氟地下水的水文地球化学环境，并以河北邢台地区山前平原浅层地下水系统为例，应用地下水地球化学模拟的理论和方法，对研究区浅层地下水系统氟的水文地球化学进行定量研究，从统计学的角度研究了浅层高氟地下水中氟的组分存在形式与地氟病患病率的相关关系。     

关中盆地大荔地区地下水氟水文地球化学规律

为了研究关中盆地大荔地区氟的水文地球化学规律,采集239个地下水样品及35个土壤样品,分析了水化学类型和水化学组分对氟的影响,结果表明在弱碱性环境下,重碳酸钠型是促进氟富集并增强围岩向地下水中转化的主要因素;硫酸钙镁型的地下水抑制氟富集。水化学组分中Na+、Cl-、HCO3-、pH与氟呈正相关,而Ca2+则抑制水溶液中氟含量增加;迁移系数与HCO3-、pH呈正相关关系,与其他主要离子呈负相关关系。利用Preeqic软件分析了饱和指数和Ca2+、F-的离子活度,得出萤石的平衡控制着氟和钙的水文地球化学行为,F-可能来源于萤石和方解石的分解。     

地下水油类污染的水文地球化学指标——以山东省淄博市某地下水水源地为例

油类污染地下水的过程中发生了各种物理作用、化学作用和生物作用。本文利用山东省淄博市某地下水饮用水源地油类污染事故的资料，通过地下水环境对照值的统计，首次研究了地下水油类污染与其他组分的关系，以及油类污染地下水造成的地下水地球化学的变化。提出地下水环境对照值可以作为地下水是否受到油类污染的水文地球化学指标。研究区中地下水油类重污染区的Ｃｌ－、ＣＯＤ、硬度和矿化度升高幅度较大，而轻微污染区则升高幅度较小；对于ＮＯ－３则在油类重污染区含量非常低，而轻微污染区则升高。研究区地下水地球化学环境的变化是由于油类污染过程中离子交换作用和硝化作用与反硝化作用等水文地球化学作用的结果     

靖边地区白垩系洛河组地下水水文地球化学模拟

以鄂尔多斯盆地中部靖边地区白垩系洛河组为例进行水文地球化学模拟,对开展靖边地区水化学演化规律研究,对保证当地经济的可持续发展、缓解水资源短缺矛盾、保护水资源与水环境等具有重要意义。     

鲁西南浅层高氟地下水成因的水文地球化学研究

鲁西南京杭运河以西的大部分地区浅层地下水氟含量普遍偏高,最高达6.0 7mg/L,是地方性氟中毒症高发区。根据巨野煤田勘探期间在巨野、郓城、嘉祥等地进行的浅层地下水(埋深<2 0m)水文地球化学调查资料,结合本区地形、地貌、气候、岩性等因素,对浅层地下水的水文地球化学特征及高氟地下水的成因机理进行了研究,指出本区地下水氟的富集主要与pH值、矿化度、HCO₃^-、Ca²⁺、Mg²⁺含量有关,计算了F、Ca、Mg 3种元素的组分浓度以及几种固相沉积物的饱和指数,并提出了相应的预防和治理措施。     

黔中岩溶地区岩土水系统中氟的环境地球化学研究

通过对研究区碳酸盐岩— 土— 水系统中氟的系统测定和吸附实验,结合矿物表面化学和土壤化学研究,揭示了岩溶地区岩— 土— 水系统中氟的地球化学特征和迁移富集机理。黔中岩溶地区深层地下水( 100m 以下)和土层具有高氟异常特征,而浅层地下水和地表水含氟较低(大多在0. 5mg /l以下)。以含石膏碳酸盐岩为主的三叠纪海相地层是该区土水中氟的主要来源。土层中针铁矿表面对氟的专性吸附及其解吸作用是岩溶地区土水系统中氟迁移和富集的重要机理。      

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。     

地下水油类污染的水文地球化学指标--以山东省淄博市某地下水水源地为例

油类污染地下水的过程中发生了各种物理作用、化学作用和生物作用。本文利用山东省淄博市某地下水饮用水源地油类污染事故的资料，通过地下水环境对照值的统计，首次研究了地下水油类污染与其他组分的关系，以及油类污染地下水造成的地下水地球化学的变化。提出地下水环境对照值可以作为地下水是否受到油类污染的水文地球化学指标。研究区中地下水油类重污染区的Cl-COD、硬度和矿化度升高幅度较大，而轻微污染区则升高幅度较小；对于₃则在油类重污染区含量非常低，而轻微污染区则升高。研究区地下水地球化学环境的变化是由于油类污染过程中离子交换作用和硝化作用与反硝化作用等水文地球化学作用的结果。     

青肯泡地区地下水中锶富集的水文地球化学环境特征及成因分析

锶在地下水营力作用下迁移和转化,其富集特征具有重要的水文地球化学意义,且与人类健康及生态环境密切相关,因此其分布特征及富集成因值得关注。在掌握研究区基本背景的前提下,采集地下水样品进行锶含量分析测试,刻画该区地下水中锶的质量浓度水平,研究不同空间位置、浅/深层含水层系统中锶的分布,以及与处理塘、滞洪区水样中锶分布之间的关系。分析本区锶富集的水文地球化学环境特征,在此基础上运用R-型因子分析法,结合区域地层矿物成分分析及土(粪)样锶含量测试结果,明晰该区水文地球化学环境形成的控制作用,探索锶富集的形成原因。结果显示:该区水文地球化学环境与所处干旱半干旱松嫩低平原大区域环境特征有一致性规律,区内地下水中锶富集程度较高,平均质量浓度达1.17mg/L,且锶富集成因由水岩作用和非点源污染共同控制。     

水文地球化学综合模型的数值模拟——以大同麻峪口地区为例

运用多相、多矿物、多组分化学平衡和Ｈｅｌｇｅｓｏｎ发展的质量迁移计算理论,以大同麻峪口地区为例,依据该区岩石矿物鉴定结果,建立质量迁移数学模型,采用ＰＨＲＥＥＱＥ程度,模拟计算获得原生矿物溶解量、次生矿物生成量和进入水中的物质量。计算所得地下水化学成分、水化学类型与实际水样分析结果接近;结合化学热力学结果研究了水化学类型分带机制和环境条件,进而模拟和验证了化学反应,元素迁移和分异,以及制约水化学分     

铁的水文地球化学特征研究：以大庆西部地区为例

本文通过对大庆西部地区铁的地球化学、水文地球化学环境特征的调查,探讨了铁的富集、变化与地球化学、水文地球化学环境的关系和生物化学环境特征。用热力学方法计算了地下水中铁的迁移形式,讨论了铁的电化学作用并给出了地下管道和地下井管被腐蚀的原理及防治的措施。     

河北平原深层碱性淡水形成的水文地球化学模拟——以保定、沧州地区为例

以揭示河北平原深层碱性淡水化学形成机制为主要研究目的, 选择河北平原深层碱性淡水发育的保定、沧州地区为典型研究区, 应用水文地球综合分析方法和地下水地球化学模拟技术, 探讨了深层碱性淡水水化学性质、分布规律及形成的自然环境; 依据质量守恒原理建立深层地下水质量平衡反应模型, 研究了从山前至滨海整个水流路径上所发生的水文地球化学作用及水、岩间的质量交换, 从而揭示了深层地下水化学演化规律的内涵及深层碱性淡水水化学形成机制.主要结论是深碱性淡水是由山前补给区HCO₃-Ca·Mg水逐步演化而来, 从山前至中部平原, 在地下水环境由开放转为封闭的过程中, 方解石、白云石溶解和沉淀, 钠长石、石膏、岩盐和菱铁矿的溶解, Ca-Na阳离子交换是控制其形成和演化的主要水文地球化学作用.      

灰色水文地球化学预测模型(GHGCM)——以沈阳市潜水为例

建立多组分平衡化学模型研究溶质在地下水中的迁移是溶液理论的基本要求,这是非确定型模型预测地下水溶质迁移中尚未解决的课题.本文利用CM(1.1)模型同时预测水中全部化学组分浓度值约束于电中性定律和最大溶度积理论,求得预测优化值,为这一问题的解决提供了范例.模型运行的结果证明,灰色系统理论不仅可用于预测水中单个离子,也可预报平衡多组分.     

鲁西南地区高氟地下水特征及成因探讨

在鲁西南地区,由于饮用高氟地下水而导致的地氟病,严重影响了当地群众的身心健康。地下水中氟元素的富集是一个非常复杂的水文地球化学过程。水化学测试结果表明,氟含量为0.05~6.7 mg/L,平均1.20 mg/L,高氟分布区主要集中在嘉祥黄河冲洪积平原与山前冲洪积平原交接部位和曹县、单县、菏泽黄河冲洪积平原河间洼地;地下水中氟含量与pH、矿化度之间的相关性不明显、与K++Na+和Ca2+相对含量分别呈正相关和负相关关系、与Ca2+含量相关性显著。本文从地质环境、水文地质环境、水文地球化学角度探讨了浅层高氟地下水的水文地球化学成因,研究了黄泛平原高氟地下水的形成机理,对于确定地氟病的成因及制定地氟病的防治措施,寻找适用饮用的低氟地下水,具有重要的理论和现实意义。     

水文地球化学模拟在地下水化学成分形成过程研究中的应用

为进一步探究和田河流域绿洲区地下水化学演化规律,采用水文地球化学模拟法定量分析该区地下水化学成分形成过程。以绿洲区1980、2014和2017年地下水化学检测数据为基础,运用PHERRQC软件建立反向水文地球化学模型对水-岩相互作用进行模拟。结果表明：浓缩作用、溶滤作用及阳离子交替吸附作用是控制绿洲区地下水化学成分形成与变化的主要作用,气候条件、地下水动力条件和地层岩性为主要影响因素。由强径流区到弱径流区,水动力条件逐渐变差,岩土溶滤作用逐渐变弱,蒸发浓缩作用不断加强,致使地下水的TDS、TH和主要离子含量逐渐升高,水化学类型以Cl·SO₄·HCO₃-Na·Ca型为主转变为以Cl-Na型、Cl·SO₄-Na型为主。弱径流区内阳离子交替吸附作用显著,改变着地下水中Na⁺和Ca²⁺含量。     

临淄地区地下水中氮的水文地球化学行为

临淄地区地下水普遍受到氮的污染其主要形式为ＮＯ３＾－、ＮＯ２＾－和ＮＨ４＾＋三种溶解离子态。这三种离子在包气带及其上部土壤层中产生交换吸附及氧化还原现象。实验表明：该区土壤对ＮＨ４＾＋的吸附净化率９９％以上，且吸附量由层表向下递减；同时有Ｃａ＾２＋等被解吸，导致地下水总硬度增高，其总硬度与Ｃａ＾２＋的历时曲线完全相似；氮在包气带中的氧化还原反应主要表现为一级硝化作用。     

数理统计方法在区域浅层地下水水文地球化学研究中的应用

通过对四川盆地大量浅层风化带裂隙水水化学数据的描述性分析、相关分析、因子分析,结合盆地地质-水文地质条件,分析和研究了浅层风化带裂隙水化学成分分布特征及形成作用。结果表明:区内浅层风化带裂隙水中主要阴阳离子为HCO₃^-和Ca²⁺,HCO₃^-、Ca²⁺、Mg²⁺在地下水中含量相对稳定,尤其是HCO₃^-绝对含量较大,相对含量差别不大;Na⁺+K⁺、SO₄^2-、Cl^-在地下水中含量变化较大,是随环境因素变化的敏感因子;水化学成分特征的形成受大气降水和含水系统中岩石矿物成分的影响;总溶解固体值TDS＜1 g/L的淡水在区内大面积分布,TDS值总体呈现出由盆地边缘向盆地中心的递增关系,表明溶滤作用由盆地周围向盆地中心的递增特点,但局部地区TDS值受大气降雨的影响。     

新疆地下水水质评价与水文地球化学模拟的最新进展

开展干旱区地下水水质评价和水文地球化学模拟,对地下水水质保护和合理开发利用具有重要的理论意义和现实意义。将新疆分为吐鲁番-哈密盆地、准噶尔盆地、塔里木盆地及伊犁河谷四个区域,根据不同区域,用2000年至今所开展的地下水水质评价及水文地球化学模拟工作进行分析和总结,为新疆今后开展地下水水质评价和水文地球化学模拟的方向提供参考。     

水文地球化学信息对岩溶地下水流动系统特征的指示意义--以山西神头泉域为例

神头泉域岩溶水的水化学特征显示,岩溶水样的总溶解固体质量浓度、Sr2 质量浓度及宏量组分质量浓度均由泉域北、西、南部向排泄区增大,与岩溶水的流动方向一致.根据c(Sr)/c(Ca)与总溶解固体质量浓度可将神头泉群划分为3个泉组,对应于3个不同的岩溶水子系统,岩溶水样的聚类分析结果与这一结论相符合.研究表明水文地球化学信息对地下水系统的水动力特征分析具有指示意义.