地下水砷污染分析

阐述了含砷黄铁矿等含砷矿物以及岩石矿物附着砷等天然来源,同时从气候、环境地质以及水化学环境等方面分析了砷在地下水中的迁移和富集规律。研究表明：干旱、半干旱地区、封闭的地形地貌、断裂凹陷等外部环境有利于高砷地下水的形成,同时含水介质性质、地下水径流条件以及地下水中pH值、Eh值、不同的无机和有机组分对砷在地下水中迁移富集起着重要作用。在此基础上从砷的“来源—影响因素—影响过程—高砷形成”角度提出了地下水砷污染的成因模式,对砷中毒病区的环境问题调查与地下水砷污染的防治具有重要参考价值。     

地下水砷污染研究进展

砷是一种毒性很强的致癌物质,地下水的砷污染严重破坏生态环境,危害人类健康,已成为近年来国内外学者研究的热点问题。本文针对地下水的砷污染问题进行综述,介绍了地下水砷污染研究现状,并简单介绍了地下水中砷的来源。另外,还针对地下水中砷的存在形态及其影响因素等方面作了详细介绍,对砷污染的预防控制和修复治理起到指导作用。     

河套平原地下水砷污染机理的探讨

地下水砷污染是影响地区居民身体健康和生活水平提高的重大环境地质问题之一。本文通过实际调查,从地质、地球化学、环境化学入手,系统分析和探讨了内蒙古河套平原地下水砷污染的形成机理。阐述了地下水中砷的来源及其聚集、迁移的地球化学条件。认为高砷地下水的形成,与特定的地质、地形、古地理和地球化学环境的背影有关。聚集于地层中的砷,由于环境的变化,从非游离态转化为游离态,在地下水动力的作用下,进入地下水中。     

论地壳中砷丰度的不均一性与高砷地下水分布的关系

在过去的二十多年以来,世界各地越来越多的地区不断地发现高砷＞50ug/L地下水.饮用高砷水危害到几千万人口的健康,尤其在亚洲.学术界普遍认为区域性高砷水的分布不一定与沉积物源区的岩石的砷含量有关.文章对此观点提出疑问和修正.这主要是基于砷在地壳中的分布与地壳的构造历史有着较明显的空间系统关系.在岩浆岩、沉积岩和变质岩体中,砷的浓度范围为＜1mg/kg到＞100mg/kg.并且砷浓度的分布不为正态,平均值与中值有差异.砷丰度在晶岩中分布的不均一性主要是由于富砷矿物的含量高.目前岩石中砷浓度的数据较少,不足以用于研究砷异常分布,如异常分布图的制定.但是,高砷的硫化物矿物普遍存在于中国的金矿中,而且其分布与板块碰撞的造山带有密切关系.在日本新近的上地壳中,砷(与锡)的丰度均超出地球上地壳的平均值.这里的砷异常已被解释为源于海相沉积物.因此文章提出地壳中的砷高异常与不均一性成因的假说:即海洋-大陆型碰撞之后再加上大陆-大陆型碰撞的不断富集过程.富砷矿物包括硫化物、氧化物及硅酸盐(较少见).这些富砷矿物在风化之后,被下游的快速沉降的盆地积累,使这些地区较易产生高砷地下水.文章指出两个未来研究方向:源区岩石砷的浓度及矿物学研究,和风化作用及沉积过程的研究,以便确证地表中砷的丰度异常与高砷地下水分布的关系.     

西南表层岩溶带土壤中砷的迁移规律实验与模拟

岩溶地下河是我国西南地区的重要水源,工业生产过程中产生的砷污染物,除通过落水洞等直接进入并污染地下水外,还会在表层岩溶带溶缝、溶隙内吸附、滞留及富集,并在特定条件下再次迁移,成为"稳定次生污染源".以广西某砷污染事件为例,采用窄缝槽物理模型装置进行砷的动态吸附、解吸实验,并结合地球化学模拟研究砷污染物在表层岩溶带土壤中的迁移规律.实验结果显示表层岩溶带对砷的吸附以物理吸附（扩散过程）为主,相比吸附过程而言解吸速率则显得缓慢,而酸溶液相比去离子水可促进砷的解吸过程.地球化学模拟结果表明土壤矿物中以针铁矿对砷的吸附贡献最大,而酸溶液通过溶蚀针铁矿等矿物削弱对砷的吸附能力.因此在西南岩溶地区,表层岩溶带系统一旦纳入砷污染物,则解吸过程缓慢,易形成砷污染物的滞留、富集;而酸雨作用下砷的解吸、迁移过程加快,则会提高地下水系统的污染风险.      

微生物对砷的地球化学行为的影响--暨地下水砷污染机制的最新研究进展

砷在自然界中广泛存在,近年来砷污染对人类健康造成的危害越来越引人关注。微生物在自然界中长期与砷共存,进化出不同的生物转化机制,在自然水体中微生物主要参与砷的不同氧化价态之间的转化过程,即As(V)和As(III)之间的氧化还原作用。砷酸盐异化还原菌（Dissimilatory Arsenate Respiring Prokaryote, DARP）可以将As(V)还原为As(III),化能自养亚砷酸盐氧化菌（Chemoautotrophic Arsenite Oxidizer, CAO）和异养亚砷酸盐氧化菌（Heterotrophic Arsenite Oxidizer, HAO）可以将As(III)氧化为As(V)。这些砷代谢微生物在分类和代谢能力上都具有很大的多样性,它们广泛参与了砷的生物地球化学循环的关键步骤,对特定环境条件下砷的地球化学行为产生重要影响,进而参与了砷的全球循环。在盐碱湖莫诺（Mono）湖中砷的不同价态分层存在,CAO与DARP的紧密偶联共同参与了莫诺湖中的砷的地球化学循环。在孟加拉三角洲的地下含水层中,微生物参与了将砷从固相迁移到水相的关键步骤,最终导致了地下水中的砷污染。     

阿根廷科尔多瓦Pampa平原黄土沉积物中地下水的砷和硒污染

在阿根廷科尔多瓦省Pampa平原进行了地下水和黄土沉积物的地球化学研究,该地区面积约30000km~2,位于西经61°45′～63°00′,南纬31°30′～33°55′。在选择的150个地下水水样中,确定其物理化学参数和矿化度(表)1。水样中96％以上为碱性,     

砷对世界地下水源的污染

阐述世界地下水源砷污染的概况，从砷污染的地质-地球化学特征的分析，指出世界砷污染水体的主要类型、砷污染的含量变化特征及对应的砷污染源属性。介绍世界上一些国家对砷污染的关注与环境保护对策。     

江汉平原高砷地下水原位微生物的铁还原及其对砷释放的影响

微生物参与铁氧化物矿物的还原性溶解是高砷地下水形成的关键过程,其中具有砷还原功能的微生物如何参与含水层砷释放的生物地球化学过程亟待研究.利用从江汉平原典型高砷含水层中厌氧条件下分离出的四株细菌(Citrobacter sp.JH-1、Clostridium sp.JH-6、Exiguobacterium sp.JH-13、Paenibacillus sp.JH-33),通过室内厌氧模拟培养实验,查明其砷、铁还原能力,并通过分别与铁氧化物矿物及原位沉积物共同培养,探究原位含水层微生物参与的砷释放机理.结果表明:四株细菌均具有厌氧条件下砷、铁还原功能,Citrobacter sp.JH-1砷还原能力最强,96 h内还原的As(Ⅴ)浓度为2.22 μmol/L.其中Citrobacter sp.JH-1不仅可在厌氧和有氧条件下还原溶液中的As(Ⅴ),还可在厌氧条件下还原溶液中的Fe(Ⅲ)和无定型的水铁矿,在与含水层沉积物共培养12 d后,沉积物中铁与砷的释放量分别为510 mg/kg及1 150 μg/kg.江汉平原含水层中的原位微生物兼具砷/铁还原功能,在厌氧条件下可还原沉积物中的铁氧化物矿物并促进砷的释放,为深入揭示高砷地下水成因机理与地下水砷污染的防控提供重要科学依据.      

地下水污染场地污染的控制与修复

我国存在大量的地下水污染场地,给地下水资源的使用带来了严重威胁。将地下水污染场地划分为4大类,15个亚类,为制定不同地下水污染场地的管理、控制和修复规定提供了依据;对地下水污染防治规划的内容和方法技术进行了论述。提出了建立地下水污染的预警系统,为污染的预防奠定基础;介绍了地下水污染的控制与修复技术,并对地下水污染防控和治理的基本原则进行了探讨。     

黄河冲积扇平原浅层地下水中氮循环对砷迁移富集的影响

黄河冲积扇平原浅层地下水砷含量超标情况严重,豫北平原的主体是黄河冲洪积扇平原。全面了解豫北平原浅层地下水氮循环驱动下砷的富集模式,对地下水资源的可持续利用和居民健康至关重要。本文采集豫北平原513组浅层地下水样品,采用原子荧光光谱法测定砷含量,原子吸收光谱和离子色谱等方法进行全分析及微量元素分析,对该地区高砷地下水的水化学成分以及地下水中硝酸盐、氨氮与砷之间的相关关系进行探究,并研究了氮循环对地下水中砷迁移富集的影响。结果表明：研究区浅层地下水中砷浓度超标率为17.3%。不同沉积环境条件下氮的赋存形态和转化方式是砷富集的重要驱动因素。山前冲洪积扇裙带中经硝化作用产生大量NO3-,浓度平均值为9.3mg/L,为各区最高,同时砷浓度为各区最低,平均值为1.3μg/L,NO3-与砷浓度之间良好的负相关性表明硝化作用产生大量NO3-,不利于含砷氧化铁的溶解;NH4+含量较高的冲洪积扇前洼地及黄河决口扇地区,为高砷地下水的聚集地,两地地下水砷浓度平均值分别为49.7μg/L和18.9μg/L,超标率达到87.5%和71.4%。地下水中砷含量与NH4+之间良好的正相关关系表明,反硝化和硝酸异化还原成铵（DNRA）过程消耗了地下水中的NO3-,生成大量NH4+,促进吸附了砷的铁氧化物的还原溶解而导致砷释放到地下水中,形成了富集砷的环境。     

傍河地下水水源地污染模式研究

傍河取水是常见的地下水供水形式之一,但水源地的水质常常受到河流污染物的威胁。近年来,随着区域地下水位的下降和开采条件的变化,河水补给地下水的形式也趋于多样化,从而影响着污染物的迁移。本文通过对河水与地下水的各种关系的分析,给出了河水污染地下水的各种模式,并综合得出其数学模型及其解,最后用实例说明其应用过程。     

内蒙古哈素海区域高砷地下水化学特征及其成因

哈素海区域高砷地下水对当地居民饮用水安全造成严重威胁, 揭示其形成演化机制对科学合理的开发利用水资源、保障居民身体健康具有重要意义。本文在水文地质调查的基础上, 应用Piper三线图、PHREEQC的砷形态计算及相关性分析等方法, 研究高砷地下水化学特征、构建砷形态模型(SM)和砷吸附模型(HSM), 以揭示高砷地下水的成因机制。结果表明, 研究区砷浓度为0.2~231.5 μg/L, 高砷区主要分布在大青山以南的冲湖积平原区; 地下水砷的类型以As(Ⅲ)为主, SM分析显示优势形态为H3AsO3, HSM分析显示存在Hfo_wH2AsO3和H3AsO3两种主要形态。地下水中的砷化物可能来源于山区富砷岩石的风化溶解以及第四系富砷河湖相沉积物; 研究区河湖相沉积环境是高砷水形成的前提, 有机质分解主导的还原环境是导致砷从含水介质释放到地下水中的主要因素, 弱碱性环境和HCO– 3的竞争吸附也会引起砷的释放。     

河套平原西部地下水砷富集机制研究

干旱内陆盆地高砷含量的地下水威胁着当地饮用水安全,其形成机制尚不完全清楚。为厘清这类高砷地下水的形成机制,本文以河套平原西部地下水为研究对象,分析其中As等部分氧化还原敏感元素含量和氢、氧同位素组成(δD和δ¹⁸O)。结果表明,地下水样的As的质量浓度为1.5～155μg/L(均值为36.7μg/L),超半数样品超过10μg/L,主要分布于盆地中部的浅层含水层。水样的氢、氧同位素组成和离子间的相关性分析表明,虽然蒸发浓缩作用导致地下水富集Na⁺和Cl^-,但对As的富集影响不显著;在偏碱性环境中因解吸附作用产生的As进入地下水,对As的富集有一定贡献;负载As的铁氧化物还原性溶解和沉积物中的As(V)还原性解吸附是地下水中As富集的主要原因;强还原环境中,硫酸盐还原作用形成的硫代砷可能会促使As在地下水中高度富集。     

江汉平原高砷地下水监测场水化学特征及砷富集影响因素分析

江汉平原高砷地下水的发现引起了广泛的关注,通过对该区高砷地下水监测场39个地下水样品的分析,揭示了高砷地下水的水化学特征。同时,结合沉积物砷含量分析和高砷地下水的垂向分布特征,探讨了地下水中砷富集的影响因素。结果表明,地下水水化学类型主要为HCO3-Ca·Mg型,pH值为中性偏弱碱性,Fe、Mn质量浓度很高。25m深度的监测井水中砷质量浓度最高,对应的沉积物中总砷质量浓度也较高。井水中浓烈的H2S气味,偏负的氧化还原电位,高质量浓度的NH4-N、溶解有机碳(DOC)、HCO-3、S2-与低质量浓度的NO-3、SO2-4均指示该区为典型的富含有机质的还原性地下水环境。该条件下沉积物中有机物质的生物降解作用和铁锰氧化物、铁锰氢氧化物的还原是江汉平原高砷地下水形成的主要原因。     

黔西南高砷煤开发现状与污染调查

贵州省黔西南州的兴仁县是典型的高砷煤矿区,经化验,该区煤中砷含量普遍偏高,最大可达21 000mg/kg,为Ⅱ型的高砷矿区;水体和土壤砷含量亦高,土壤中砷的最高含量为234.141mg/kg,最低含量5.279mg/kg,平均值37.735mg/kg;水中砷的含量相对较低,最高含量为0.004 3mg/L,平均值为0.000 5mg/L;河流沉积物中砷的最高含量为219.140mg/kg,最低值为20.676mg/kg,平均值为60.700mg/kg。分析认为土壤中砷与受矿业活动影响的灌溉水体有关,矿业开采已造成了当地水环境、土壤环境、大气环境的严重污染。