摘 要: | 这本专辑由沈照理教授(1932—2020)的生前挚友、学生以及学生的学生共同发起,以纪念他90周年诞辰。1952年中国地质大学建校伊始,沈照理教授即来校任教,并一直奋战在教学、科研第一线。他曾任国务院学位委员会地质工科和环境科学与工程学科评议组成员、中国地质学会水文地质专业委员会副主任委员、环境地质专业委员会副主任委员、地质矿产部教育司主管的水文地质课程指导委员会副主任委员。他作为中国水文地球化学的主要奠基人之一,构建了学科体系的基本框架,出版了《水文地球化学》基础教材,前瞻性地对地下水污染、地质环境与人体健康、矿泉水和古水文地质等方面的实际应用问题进行了探索。从20世纪80年代开始带领我国学者参与水岩相互作用系列国际学术会议和相关领域科学研究,在2004年国际水岩相互作用会议上获得“中国水岩相互作用之父”称号。沈照理教授的学术成就主要体现在以下四个方面:(1)在我国率先开展地下水中氮污染及氮循环机理方面的系统研究,对地下水中氮元素的归宿有了较为全面的认识;(2)倡导和推动我国水岩相互作用研究,提出在水岩相互作用研究中应关注环境问题,使水岩相互作用研究获得了更广阔、更持续的发展空间;(3)建立了古水文地质条件的分析方法,阐明了在不同古水文地质条件下地下水在金属成矿、油气成藏中的作用;(4)较早开展了地下水污染的调查、监测、评价和修复方面的研究,为我国地下水污染的研究起到了示范和推动作用。这些成就为近年来我国水文地球化学领域的人才培养和科技创新奠定了坚实基础,根深叶茂,桃李芬芳。可以告慰沈照理教授的是:他开辟或倡导的学术方向已经并将继续取得长足进步,从本专辑收录的论文,即可部分地看到这些进步。本专辑共分为三个专题。其中“水文地球化学进展”专题共7篇论文,该专题在继承沈照理教授水文地球化学研究的基础上,研究领域向岩溶关键带、地下水地表水界面和地球深部等领域进行了拓展。专题以《高碘地下水成因与分布规律研究》一文为开篇,系统总结了不同的环境水文地质条件下高碘地下水成因模式,利用大数据模型预测了全国高碘地下水赋存情况,开展了地下水系统中有机碘形态定量表征、碘的水文地球化学行为微观机理识别和迁移活化过程定量模拟研究,为供水水质安全和预防水源性高碘甲肿提供重要的科学依据。紧随其后的是《深部水文地质研究的机遇与挑战》,对深部地下水分布与循环理论研究、深部地下水作用下地热与锂资源成藏、深部地热干热岩与页岩气等清洁能源开发、深部咸水层CO2地质封存、地质储能等方面涉及的深部水文地质研究现状和未来趋势进行了系统总结,提出储层非均质性刻画、热源机制、深部资源能源可持续开发技术、人工干预下深部资源环境演变特征、水力压裂诱发地震以及断层对流体触发的敏感性和触发过程演变等是未来很长一段时间内应给予重点关注的关键性问题。另5篇论文分别从水文地球化学进展、岩溶关键带水文地球化学进展、区域地下水污染调查评价综合研究、地下水典型氧化还原敏感组分的研究热点和趋势、氡在地下水地表水相互作用中的应用5个方面进行了系统总结并分析了未来发展方向。本专辑的“水岩相互作用研究”专题共8篇论文,该专题除聚焦于沈照理教授关注的天然劣质水成因外,将水岩相互作用的研究思想和研究方法向岩溶碳汇领域扩展。其中《城镇化地区高砷地下水的赋存特征》《塔里木盆地南缘绿洲带地下水砷氟碘分布及共富集成因》《化隆—循化盆地不同类型高氟地下水的分布及形成过程》《华北平原高氟地下水中稀土元素分布和分异特征》《黄河三角洲浅层地下水盐分来源及咸化过程》5篇论文阐述了孔隙地下水中地质背景天然劣质水的成因以及人类活动驱动的影响;《普定岩溶水碳循环模拟试验场水体双碳同位素特征与碳足迹》《天津平原区浅层地下水水化学特征及碳酸盐风化碳汇研究》《湿润亚热带典型白云岩流域的岩溶无机碳汇强度》3篇文章从水岩相互作用的机理分析了岩溶区碳汇的形成过程。本专辑的“地下水环境保护”专题共有8篇论文,该专题延续了沈照理教授将水文地球化学和水岩相互作用的原理应用到含污染物地下水系统研究的思想,并通过微生物技术的融入丰富和发展了该研究思想。这部分论文中提到的主要污染物涉及了有机污染物(《污染场地原位热修复技术与能效分析》《微生物场影响下的场地有机污染物迁移转化初步研究》《天津平原区加油站地下水石油烃污染特征及其生物降解机理研究》)、无机污染物(《高氯酸盐自然衰减的柱实验研究》)和放射性物质(《砂岩含水介质中铀的吸附和迁移行为研究》)等,涵盖了场地调查评估、室内模拟实验、数值模拟(《基于图像法的多孔介质双分子反应溶质运移IM-ADRE模拟》)和场地技术应用的环节,从物理、化学和生物视角(《准饱和地下水中驱替速率圈闭气体饱和度和准饱和渗透系数的关系》《长江经济带某石化场地中污染物分布与微生物特征》)提出了地下水中污染物迁移转化修复机理和技术。值此专辑出版之际,感谢所有作者(包括论文未在本期刊出的)、审稿专家、廖福博士和编辑部同志所付出的辛勤劳动。我们坚信,沈照理教授开创的科学事业一定能够代代相传,一定会结出累累硕果!
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