基于随机森林建模预测河套盆地高砷地下水风险分布

河套盆地浅层地下水砷污染严重,对当地居民健康造成严重影响。当前对河套盆地浅层地下水高砷分布的研究受限于采样时间和样本数量,难以从宏观角度对河套盆地高砷地下水的空间分布作出较为全面的评价。本文基于研究区506个浅层地下水样品,以9个地表环境参数为初始预测变量,经过最佳变量组合筛选,采用随机森林建模来产生风险概率,评价了预测变量的重要性以及对高砷地下水的影响。以气候因子为动态预测变量,根据模型识别不同季节地下水高砷的概率分布并制作了风险区专题图。结果表明：研究区的地下水样品砷含量为0.05~916.7μg/L,超标率（砷浓度>10μg/L）为50%;地下水高砷风险区主要分布在河套盆地的沉积中心地带,但冬季高砷风险区面积减少1907km2,占研究区总面积14.14%;降水、干旱指数、排灌渠影响、潜在蒸散、温度是影响高砷地下水最重要的指标。研究认为,河套盆地的气候变量（降水、干旱指数）与含水层砷含量显著相关,控制高砷地下水在河套盆地的沉积中心地带发生季节性变化。     

Mobilization of natural arsenic in groundwater: targeting low arsenic aquifers in high arsenic occurrence areas

研究表明饮用水中微小数量的砷会对人类健康产生不利影响.世界上居住在贫穷地区的人数超过了100万,目前他们正直接饮用来自含水层中砷离子含量(>10μg/L)非安全标准的地下水.砷有时称为毒中之王,在水环境中常常以五价氧化物形式出现.自2000年以来,许多国家开始执行更为严格的10μg/L(WHO认可的居民安全饮水标准)饮用水标准,可以确定地说,在世界范围内的饮用水中检测到砷的情况越来越多.亚洲地区砷中毒的人数比世界其他地区总和还多.最受影响的地区位于南亚和东南亚富砷带,环绕恒河一雅鲁藏布江-梅克纳河三角洲及恒河平原上游的冲洪积扇含水层、红河三角洲、湄公河和伊洛瓦底江;在中国境内包括内蒙黄河冲积盆地,山西大同盆地、新疆准噶尔盆地,其中的地下水富含砷和氟化物而引发砷中毒和氟中毒.尽管还未完全掌握其中的水文地质及生物地球化学作用的详细过程,但对大多数沉积介质含水层,在还原条件下砷离子容易从沉积介质转移到地下水中.孟加拉研究实例表明地质时期尺度的冲刷降低了沉积介质中的As和有机物含量从而形成低砷地下水.这一认识为孟加拉国的降砷策略提供了科学指导,是未来水文学,矿物学,地质学和生物地球化学方面很有意义的研究方向,并有利于地砷病区低砷地下水的可持续利用.     

云南丽江盆地地下水脆弱性评价

应用美国环保署EPA的地下水脆弱性DRASTIC评价方法,考虑地下水位埋深、含水层净补给量、含水层介质、土壤包气带、地形地貌、包气带介质和水力传导系数等7个评价因子,结合GIS技术,对云南丽江古城所在的丽江盆地地下水脆弱性从自然和人类影响两方面进行评价。研究表明,丽江盆地地下水脆弱性高,污染严重,水资源保障率低,已危及丽江世界遗产地下水生态安全。加强对水资源环境的综合研究和保护,是进一步推动丽江社会、经济、环境协调发展的重要工作。     

CFCs法在鄂尔多斯白垩系地下水盆地浅层地下水年龄研究中的应用

鄂尔多斯白垩系地下水盆地是中国重要的能源基地,利用CFCS方法对鄂尔多斯白垩系地下水盆地年轻地下水年龄进行测定,取得了比较准确的结果。结果表明,盆地地下水系统可以分为局部地下水系统、中间地下水系统和区域地下水系统。地下水盆地内局部地下水系统地下水循环更替快,年龄为20 a左右,地下水年龄随深度增加而增加;中间地下水系统和区域地下水系统地下水循环更替相对较慢,年龄大于70 a,可以寻求14C等其他同位素方法确定准确年龄。     

The geochemical study of fluvio-lacustrine aquifers in the Kathmandu Basin (Nepal) and the implications for the mobilization of arsenic

The geochemical analyses of fluvial-lacustrine aquifer sediments of the Kathmandu Valley have been made as a step in assessing the environment for the mobilization of arsenic in groundwater. Elements measured by X-ray fluorescence (XRF) include 4 major oxides (Fe₂O₃, TiO₂, CaO, P₂O₅) and 14 trace elements (As, Pb, Zn, Cu, Ni, Cr, V, Sr, Y, Nb, Zr, Th, Sc and TS). Elution tests of 15 selected core samples were also carried out to determine the potential leaching of arsenic from the sediments. The XRF results show that average bulk concentrations of the major oxides and trace elements are similar to modern unconsolidated sediments and average upper continental crust. However, the abundance of elements varies with grain size, with higher concentrations in finer-size grades. Variations in elemental abundances within the basin are strongly controlled by sediment facies. The elution tests show that greater amounts of arsenic are generally eluted from the fine sediments, although the rates are variable. The results overall suggest that As concentrations in the bulk sediments are not a controlling factor for elevated As in the Kathmandu Basin groundwater, and the roles of other factors such as redox conditions and organic matter contents are likely to be more significant.     

Groundwater nitrate pollution in the Essaouira Basin (Morocco)

The Essaouira Basin (Morocco) contains a multi-layered aquifer situated in fractured and karstic materials from the Middle and Upper Cretaceous (the Cenomanian, Turonian and Senonian). Water percolates through the limestone and dolomite formations of the Turonian stage either through the marls and calcareous marls of the Cenomanian or through the calcareous marly materials of the Senonian. The aquifer system may be interconnected since the marl layer separating the Turonian, Cenomanian and Senonian aquifers is thin or intensively fractured. In that case, the water is transported through a network of fractures and stratification joints. This paper describes the extent of the nitrate pollution in the area and its origin. Most of the wells and drillholes located in the Kourimat perimeter are contaminated by nitrates with some concentrations over $\text{400 }\text{mg}\text{l}{}^{\mathrm{?1}}$. Nitrate contamination is also observed in the surface water of the Qsob River, which constitutes the natural outlet of the multi-layered complex aquifer system. In this area, agriculture is more developed than in the rest of the Essaouira Basin. Diffuse pollution of the karstic groundwater body by agricultural fertiliser residues may therefore partially explain the observed nitrate pollution. However, point pollution around the wells, springs and drillholes from human wastewater, livestock faeces and the mineralisation of organic debris close to the Muslim cemeteries cannot be excluded.     

Geological and geochemical examination of arsenic contamination in groundwater in the Holocene Terai Basin, Nepal

Geological and geochemical study has been carried out to investigate arsenic contamination in groundwater in Nawalparasi, the western Terai district of Nepal. The work carried out includes analyses of core sediments, provenance study by rare earth elements analyses, ¹⁴C dating, and water analyses. Results showed that distribution of the major and trace elements are not homogeneous in different grain size sediments. Geochemical characteristics and sediment assemblages of the arsenic contaminated (Nawalparasi) and uncontaminated (Bhairahawa) area have been compared. Geochemical compositions of sediments from both the areas are similar; however, water chemistry and sedimentary facies vary significantly. Extraction test of sediment samples showed significant leaching of arsenic and iron. Chemical reduction and contribution from organic matter could be a plausible explanation for the arsenic release in groundwater from the Terai sediments.     

Groundwater Systems and Resources in the Ordos Basin, China

The Ordos Basin is a large-scale sedimentary basin in northwestern China.The hydrostratigraphic units from bottom to top are pre-Cambrian metamorphic rocks,Lower Paleozoic carbonate rocks,Upper Paleozoic to Mesozoic clastic rocks and Cenozoic deposits.The total thickness is up to 6000 m.Three groundwater systems are present in the Ordos Basin,based on the geological settings,i.e.the karst groundwater system,the Cretaceous clastic groundwater system and the Quaternary groundwater system.This paper describes systematically the groundwater flow patterns of each system and overall assessment of groundwater resources.     

Groundwater Systems and Resources in the Ordos Basin,China

The Ordos Basin is a large-scale sedimentary basin in northwestern China. The hydrostratigraphic units from bottom to top are pre-Cambrian metamorphic rocks, Lower Paleozoic carbonate rocks, Upper Paleozoic to Mesozoic clastic rocks and Cenozoic deposits. The total thickness is up to 6000 m. Three groundwater systems are present in the Ordos Basin, based on the geological settings, i.e. the karst groundwater system, the Cretaceous clastic groundwater system and the Quaternary groundwater system. This paper describes systematically the groundwater flow patterns of each system and overall assessment of groundwater resources.     

澜沧江—湄公河流域跨界含水层研究

跨界含水层由位于不同国家的含水层组成,是地下水资源系统的重要组成部分。妥善管理并公平合理地利用跨界含水层,对促进可持续发展及国家之间的睦邻友好关系有着重要意义。通过分析澜沧江—湄公河流域水文地质条件,划定流域的跨界含水层系统,并对地下水资源与环境问题进行探索,提出跨界含水层综合评价指标体系,结合澜沧江—湄公河流域4个跨界含水层相关的指标进行了综合评价。本次研究,对管理澜沧江—湄公河流域跨界含水层,建设和谐的东南亚国际环境有着重要意义。     

兰村泉域地下水污染原因及可持续开发利用对策研究

为确保兰村泉域地下水资源的可持续开发利用,在现场踏勘及有关资料分析的基础上,对泉域地下水污染原因进行了研究。结果表明,兰村泉域地下水污染与以下因素有关:(1)污染物入渗;(2)地下水开采;(3)水环境化学条件变化;(4)部分地区地下水原生本底值异常。提出了泉域地下水可持续开发利用对策。研究成果为兰村泉域地下水资源保护与管理提供科学依据。     

鄂尔多斯白垩系盆地北部潜水硝酸盐污染成因分析及防治对策

本文通过调查鄂尔多斯白垩系盆地北部潜水水质,分析了工作区内硝酸盐污染的分布特征.通过对含水层岩性和人类活动两个方面对硝酸盐污染影响的讨论,从改善居民生活用水的角度提出了防治和控制污染的对策措施.     

大同盆地地下水中砷的富集规律及成因探讨

大同盆地地下水中砷主要富集在黄水河与桑干河的河间洼地及洪积-冲湖积平原的交接洼地,盆地中心的山阴一带是砷的主要富集区.垂向上,富集在20～200m承压孔隙水中.其中,20～40m及100～150m是主要富集段.盆地周边广布的太古界变质岩及中生界煤系地层是砷的原生物源,盆地内富含有机质的湖相沉积物为次生富砷介质,水化学还原环境是砷由沉积物向地下水中溶解的主要因素.断裂凹陷、低洼地形及细粒的含水介质是形成砷富集的有利条件.     

近20a来黑河中游张掖盆地地下水动态变化

在研究黑河中游张掖盆地水文地质条件及对区内地下水进行动态分区的基础上, 总结了区内1981-2001年地下水水位、储量的时空变化规律. 结果表明: 1)盆地内部沿冲洪积扇自上而下的 4 个区域内由于赋存条件的差异, 地下水多年动态类型分异显著. 其中, 冲洪积扇中上部 20 世纪 80 年代的10 a内地下水储量累积减少56.47×10⁶m³, 90年代地下水储量累积减少150.83×10⁶m³; 冲洪积扇下部80年代储量减少11.80×10⁶m³, 90年代减少77.50×10⁶m³; 细土平原 20 a 内储量累积减少0.56×10⁶m³; 临高河谷平原近20 a内储量增加了 1.78×10⁶m³; 进入 90 年代后, 各区域变化幅度均有不同程度增加. 2)各区域内地下水年内动态类型复杂, 存在显著的季节差异, 在进入 90 年代后年内动态变化也均有不同程度的增强.     

鄂尔多斯盆地白垩系沉积建造对地下水的控制

有关鄂尔多斯盆地地下水系统,前人已做过大量的研究,总结出不少的成果和规律。但从沉积建造方面研究地下水系统的不多。本文详细研究了白垩系沉积建造的特征和规律,探讨其对于研究区白垩系地下水系统的形成、富集和赋存的影响和控制,对于研究区白垩系地下水的开发和利用提供了重要的依据。     

鄂尔多斯盆地地下水资源与开发利用

鄂尔多斯盆地是我国西北地区的大型构造沉积盆地,以前寒武系变质岩为基底,依次沉积了下古生界碳酸盐岩、上古生界—中生界碎屑岩和各种成因的新生界,总厚度达6000m。根据盆地的地质构造特征和水文地质条件,将鄂尔多斯盆地含水岩系划为周边寒武系—奥陶系碳酸盐岩岩溶含水层系统、白垩系碎屑岩裂隙孔隙含水层系统和盆地东部基岩裂隙水与上覆第四系松散层孔隙含水层系统。在含水层系统划分的基础上,以含水体之间是否具有统一的水力联系和稳定的水动力场和水化学场为依据,将周边岩溶水可进一步划分为10个水流系统和22个子系统,白垩系地下水划分为5个水流系统和11个子系统,石炭系—侏罗系裂隙水与上覆松散层孔隙水划分为9个地下水系统。系统论述了含水层系统特征,区域水文地球化学特征和地下水循环规律,对鄂尔多斯盆地地下水资源进行了全面评价,针对能源基地建设的供水急需,提出了地下水合理开发利用建议。     

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。     

淮河流域（山东段）南部平原区浅层地下水有机污染特征

随着经济的发展,淮河流域山东段南部平原区地下水污染、环境问题日趋严重。就该区浅层地下水有机污染特征进行了总结,并就污染源、浅层地下水及表层土壤有机污染现状、河流对两侧浅层地下水的影响及污染途径等问题进行了研究。结果表明,该地区浅层地下水中有机组分检出率较低,有机组分中仅有个别指标水质超标,研究区浅层地下水有机污染程度整体较轻。平面分布特征上,有机物检出点及污染严重点主要集中在城镇所在地及周边地区、河道两侧及工矿企业密集区;在垂向分布特征上,浅层地下水的有机污染程度较深层地下水严重,随着深度的增加,污染程度逐渐减弱。     

黄河流域地下水资源状况及其生态环境问题

黄河流域是中国重要的生态屏障和经济地带,上中下游面临着不同生态环境问题,水在生态环境问题的形成演化过程中起着重要作用。本文从黄河流域地下水动态特征、地下水资源的数量、质量及开发利用等方面,分析了黄河流域地下水资源及饮水安全状况。黄河流域年度地下水资源量393.55亿m~3,银川平原、河套平原等7处主要平原(盆地)地下水资源量为81.91亿m~3,占比超过20%;黄河流域地下水质量以Ⅰ～Ⅳ类为主,劣质地下水主要受总硬度、硫酸盐、铁、溶解性总固体等天然原生组分影响,砷、氟、硒、碘等原生组分超标是流域部分地区地下水饮水安全的主要威胁;2020年与2019年同期相比,黄河流域地下水位呈上游稳定、中游局部上升、下游下降的态势,主要地下水降落漏斗形态基本稳定。针对黄河源区、宁蒙河套平原等重点区段,分析了存在的主要生态环境问题,提出了全面开展流域水文地质与水资源调查评价,深入开展黄河流域及重点地区水平衡分析等工作建议。