乌苏里江流域左岸地下水水化学特征成因解析

为明晰三江平原水环境特征,以乌苏里江流域左岸地下水为研究对象,通过对44组地下水样品进行水化学组分测试及水化学特征分析,探讨氧化还原条件对地下水水化学组分的控制作用,并利用反向水文地球化学模型解释地下水水化学组分的变化规律。结果表明:(1)乌苏里江流域左岸地下水呈弱酸性,浅层地下水阴离子以HCO_3型、Cl-HCO_3型和Cl-SO_4型为主,阳离子以Ca-Mg型、Ca-Mg-Na型和Ca-Na型为主,而深层地下水阴离子以HCO_3型为主,阳离子以Ca-Mg型为主;(2)地下水离子组成受岩石风化过程和大气降水因素的影响,浅层地下水中Na~+主要来源于岩盐的溶解,深层地下水中Na~+主要来源于钠长石的风化溶解,地下水中发生了阳离子交换作用,主要为Ca~(2+)和Mg~(2+)置换Na~+进入地下水中;(3)地下水处于弱氧化或还原环境,pH值与Eh值共同控制着氧化还原环境,反硝化作用显著;(4)水文地球化学模拟结果显示,浅层地下水中氧化-还原反应显著,地下水处于弱氧化环境时,水中铁锰矿物主要以游离态Fe~(2+)、Mn~(2+)存在,深层地下水处于较稳定的弱氧化-还原环境中,Eh值是控制地下水中Fe、Mn含量的主要因素。该研究结果可为三江平原东部乌苏里江流域左岸区域水土环境利用与保护、农业商品粮基地可持续发展提供依据。     

北京南郊平原地下水化学特征及成因分析

地下水是旱区重要的供水水源,水化学组成是决定地下水可利用性的关键因素之一。以北京南郊平原为研究对象,通过系统调查浅层地下水和深层地下水化学组成,利用水文地球化学图解、多元统计及空间插值分析等多种方法,探讨了快速城镇化及剧烈农业活动条件下旱区地下水化学空间演变特征及其成因机制。结果表明:研究区地下水均为弱碱性低矿化水,水化学类型主要为HCO₃-Ca和Cl-Mg·Ca,并有少量HCO₃-Na·Ca型。浅层地下水和深层地下水均存在不同程度的硝酸盐浓度偏高现象,二者水化学演变与NO₃-浓度升高密切相关,随着NO₃-浓度升高优势阴离子逐渐由HCO₃-转变为SO₄2-、Cl-。浅层地下水和深层地下水化学组成受自然因素和人为因素双重作用控制,含水层结构控制着水化学主导因素的空间分布,人为因素主导的水化学区主要分布在单一含水层结构的西北部城镇地区,而自然因素主导的水化学区主要分布于多层含水结构的东南部农业区。水化学组分的自然来源机制包括岩石风化溶解和阳离子交替吸附作用等;人为来源主要为城镇地区地表污染物输入,再生水灌溉对水质影响较小。     

新疆喀什三角洲地下水化学特征及演化规律

"水质型"缺水问题严重阻碍着新疆喀什地区经济的发展.为研究位于喀什地区西部的喀什三角洲地下水水化学特征及主要离子来源,于2016年6～10月采集地下水水化学样品402组,地下水氢氧同位素样品114组.综合运用数理统计、Gibbs图、离子比、Schoeller图和水文地球化学模拟等方法,分析了喀什三角洲地下水的水文地球化学特征,探讨了水化学演化规律及主要离子来源.结果表明:①该区地下水中阴离子以SO_4~(2-)为主,其次为Cl-;阳离子以Na+为主,地下水类型以SO4·Cl-Na型为主;②该区地下水离子组分受岩石溶滤作用和蒸发浓缩作用控制.水中离子主要来源于蒸发岩的溶解,其次为碳酸岩的溶解.河流冲积平原潜水受蒸发浓缩作用影响,承压水还受反向阳离子交换作用和混合作用影响;③沿地下水流向,地下水离子组分浓度呈递增趋势,岩盐、白云石和石膏发生溶解,方解石沉淀.     

金塔盆地鸳鸯池灌区地下水水化学特征及控制因素

为研究金塔盆地鸳鸯池灌区地下水水化学特征及控制因素,采集浅层地下水(201组)和中深层地下水(5组)样品,综合运用Piper三线图、Gibbs图、离子比值关系和因子分析等方法,分析了该区地下水水化学特征、水文地球化学过程以及影响因素.结果表明,研究区浅层孔隙水整体呈弱碱性,ρ(TDS)变化范围328.4～12 400 mg·L^-1;阴阳离子分别以SO₄^2-和Mg²⁺/Na⁺为主.研究区地下水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Mg型、SO₄·HCO₃-Mg型、SO₄-Mg·Na型和SO₄·Cl-Na·Mg型.中深层孔隙水p H均值为8.47,较浅层孔隙水高,属弱碱性水,ρ(TDS)变化范围339.0～493.8 mg·L^-1,水化学类型主要为HCO₃·SO₄-Mg型.研究区地下水水化学特...     

城镇化进程中新疆塔城盆地浅层地下水化学演变特征及成因

随着经济的发展,新疆塔城盆地地下水开采量持续增大,然而研究区水文地质研究基础薄弱,盆地地下水化学演化趋势及其成因不明,这使得未来的地下水开发利用存在较大风险.本文在对盆地内地下水进行系统采样分析的基础上,基于5种水化学图对地下水化学组分进行异常识别,并对比历史水化学数据,对盆地地下水化学演变进行了深入分析.结果表明:研究区地下水阳离子以Ca~(2+)和Na~+为主,阴离子以HCO~-_3和SO_4~(2-)为主,盆地广泛分布溶解性总固体小于1.0 g·L~(-1)的淡水.从山前淋溶迁移带到地下水径流缓慢的平原区,地下水化学类型由HCO_3-Ca和HCO_3·SO_4-Ca·Mg型过渡到SO_4·HCO_3-Na·Ca型.对比1979年水化学数据,城镇化进程中,由于地下水的过量开采,水位埋深下降,原来的部分排泄区变为径流区,水循环交替加快,致使研究区HCO_3型和SO_4·HCO_3型水分布面明显增加,以硫酸根和氯离子为主的高TDS水化学类型分布面积明显减少.然而在城镇周边人口密集区地下水中水氯离子和硝酸根离子明显升高,地下水TDS和总硬度呈上升趋势,地下水盐化和硬化明显.研究区地下水化学演变主要受潜水流经的含水层介质及地下水流场变化影响,另外排污沟渠污水下渗是影响地下水水质的另一个主要因素.     

江汉平原汉江带地下水水化学特征分析

为研究江汉平原汉江带地下水水化学特征,调查并采集了区内浅层(深度0～20 m)、中层(深度20～80 m)、深层(深度80 m)地下水样品共552个以及地表水样品61个,通过对该地区不同层位地下水样品进行水化学组分测试,并运用Piper三线图、数理统计、相关性分析等方法揭示了江汉平原汉江带不同层位地下水水化学特征及其空间分布规律。结果表明:江汉平原汉江带地表水和地下水的水化学类型以HCO_3-Ca(Mg)型为主;地下水的pH值范围为6.9～8.2,TDS含量范围为117.5～1 644 mg/L,且垂向分层现象明显,表现为浅层地下水中层地下水深层地下水;该地区浅-中层地下水中Cl~-、SO_4~(2-)、NO~-_3质量浓度存在空间差异性;中层地下水赋存环境显示丘陵地区基本属于氧化环境,而平原区为还原环境;依据饮用水水质标准,区内劣质地下水中Fe、Mn、As含量超标率较高;沙洋县以北平原区中层地下水中F含量偏高,超标数占比高达96.5%;研究区地下水水质主要受农业灌溉、生活污水排放和天然地质条件的影响,但沿地下水径流方向,地下水水质逐渐变好。     

娘子关泉岩溶地下水水化学特征分析

天然地下水系统中的水-岩相互作用是控制地下水水质的主要水文地球化学过程,地下水水质取决于水-岩相互作用的程度。本文通过对阳泉市娘子关泉岩溶地下水水文地球化学的调查,并利用水-岩相互作用理论,分析了娘子关泉岩溶水系统地下水的水化学特征及其水质恶化的原因。结果表明:造成该地区岩溶地下水水质恶化的主要影响因素是采矿活动,其作用方式主要表现为采矿排水下渗补给和矿坑水越流补给两方面,其作用结果导致地下水中SO24-和部分微量元素含量升高;此外来自生活或工业污水的渗漏补给对该地区岩溶地下水水质也有影响,主要表现为地下水中NO3-、硼等污染组分含量上升。     

北京市通州区地下水分层质量评价及水化学特征

为准确掌握通州地区地下水质量状况,并从水化学角度探讨其分布特征.基于研究区的地质和水文地质条件,将2008年6月采集的151个地下水样分为浅、中、深层.按照F值评分法进行了分层综合质量评价.并采用数理统计方法,分别计算了上游、中游和下游每一个含水层特征指标算数平均值和方差.结果表明研究区内地下水均属于偏碱性水,地下水由浅到深,水质的均一性增强,水质逐渐变好.浅、中、深层地下水超Ⅲ类水的面积分别为884、599和94 km2.研究区超标组分主要为TDS、硬度、氨氮、氟化物和总铁(包含Fe3+和Fe2+),且多数超标样点属于浅层和中层水样.浅层地下水化学类型主要为HCO3-Ca·Mg型和HCO3·Cl-Ca·Na·Mg型,中深层地下水化学类型则主要由于Na+、SO2-4和Cl-浓度的上升,多数表现为HCO3-Na·Ca型和HCO3·SO4-Na·Ca型共同组成.浅层地下水水质主要受人类活动的影响,而中、深层地下水水质变差的原因则是人类活动和天然劣质水存在的双重因素所致.     

大规模开采条件下我国北方区域地下水水化学变化特征

本文在总结近些年来我国北方地下水水文地质调查成果的基础上,对大规模开采条件下我国北方主要盆地和平原地下水化学变化规律及其影响因素进行探讨。结果表明:在大规模开采地下水后,我国北方地下水水化学变化特征主要表现为:浅层地下水水化学类型向重碳酸型水转变,地下水硬度增高,且在地下水大规模开发利用时间比较早的山西盆地、华北平原和东北平原变化比较明显,在西北干旱地区并不明显;深层地下水水化学类型由重碳酸型水转变为其它类型,地下水矿化度增大,水质变差,且在新疆准噶尔盆地、山西盆地和华北平原及东北平原变化比较明显。同时在地下水强烈开采区的潜水和承压含水层及主要城市区的地下水水化学特征均表现为常量组分升高,矿化度增大,污染组分和污染程度增加。导致这些变化产生的原因主要是70年代以后地下水的大规模开发利用引起地下水流场发生变化和局部地区人类活动影响造成的污染物增加和不合理排放。     

典型区域地下水硝酸盐污染及来源分析

地下水的硝酸盐污染日趋严重.本文通过对典型区域地下水取样调查以及水化学和氮同位素分析,确定了研究区域地下水硝酸盐污染程度并对污染源进行了分析,结果表明:研究区地下水中的无机氮化合物主要以NO3-形式存在,浅层地下水中NO3- -N含量变化范围在2.94～28 mg/L之间,有4个水样的NO3- -N含量超过了我国《地下...     

地下水矿化度对黄河三角洲柽柳光合及耗水特征的影响

为了解黄河三角洲地下水浅埋区柽柳（Tamarix chinensis Lour.）对地下水矿化度的适应特征,运用叶片气体交换和树干液流技术,测定了地下水埋深为0.9 m时淡水、微咸水（3 g·L^-1）、咸水（8 g·L^-1）和盐水（20 g·L^-1）四种矿化度下柽柳的光合作用和水分利用等参数。结果表明：随地下水矿化度升高：（1）土壤水、盐含量和土壤溶液绝对浓度均逐渐升高。（2）叶片最大净光合速率和光饱和点在咸水下最高;表观量子效率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO₂浓度、树干液流速率等在微咸水下最高;以上指标均在盐水矿化度下最低。水分利用效率和气孔限制值在微咸水下最低,盐水下最高。在地下水埋深0.9 m时,咸水矿化度下柽柳光合效率高,光照生态幅宽,水分利用效率高,适于柽柳幼苗的生长。     

区域地下水污染风险评价方法研究

依据系统风险评价的边界要素,初步建立了区域地下水污染风险评价指标体系:区域地下水特殊脆弱性评价、区域污染源特性评价和区域特征污染物健康风险评价.采用多指标综合方法,对3个评价体系进行耦合,并运用ArcMap的Spatial Analysis功能制图对其进行风险表征,从而建立了对不同地区不同自然条件、不同污染类型的区域地下水污染风险评价的新方法.以常州市为例,利用该方法对其浅层地下水进行污染风险评价,研究表明该市地下水脆弱性指数较高,且分布不均;污染源分布较为集中,对地下水污染风险影响较大;受污染物及污染源影响,常州市区人群健康风险值较高.全市浅层地下水污染风险高且分布不均,污染风险较高区域分布在安家-薛家-郑陆一线以北和城区及其东南部一带.     

珠江河口区地下水盐分空间变异特征分析

珠江河口区沿海冲积平原水动力条件差,随着几次海进海退的过程,地下储藏着大量的咸水。本文以广州南部地区地下水盐分为研究对象,以物探技术为主要方法,结合地下水TDS空间分布以及14C,分析地下水盐分的变异特征,并探讨了地下水盐分的来源以及珠江河口区地下水循环过程。结果表明:地下水盐分由研究区东部和西部向内陆减少,由北部向南部逐渐增高;地下水溶解性总固体（TDS）超过1 g/L的咸水分布面积约占研究区的75%;研究区地下水流场可分为两个子系统,南部受到海水入侵影响,地下咸水水力交换较差,北部咸水受到地表淡水和浅层地下水的补给后出现淡化现象。     

快速城镇化三角洲地区高碘地下水赋存特征及驱动因素:以珠江三角洲为例

沿海城镇化地区地下水中碘来源复杂,高碘地下水对生活饮用水安全存在潜在威胁.以城镇化快速发展的珠江三角洲为研究区,运用数理统计和主成分分析等方法探讨了珠江三角洲不同含水层和不同城镇化水平地区浅层地下水中碘的赋存特征及驱动因素.结果表明,研究区浅层地下水ρ(I-)介于未检出～2.34 mg·L-1,主要以I-的形式存在.研...     

青海湖流域浅层地下水补给来源及其水位变化

地下水补给来源及水位变化是干旱– 半干旱地区生态和植被的主要制约要素之一,也是 开展流域生态和环境治理技术与试验示范的关键。通过青海湖流域2000 年8 月和2009 年8 月浅 层地下水埋深的调查,以及地下水、河水和雨水氢氧同位素分析,揭示了青海湖流域浅层地下水 埋深的基本状况,明确了大气降水是青海湖流域浅层地下水的主要补给来源,其水位变化受居民 用水量的影响外,主要与降水量、地形密切相关。     

某铅锌尾矿库周边地下水污染特征与评价

通过对西南某铅锌矿尾矿库周围地下水土壤重金属元素含量的测定,研究、评价该尾矿库及其周围的浅层和深层地下水重金属污染、迁移特征及规律,为该类尾矿库工程设计、地下水预防和防治提供科学依据。结果表明：尾矿库下游的浅层地下水的铅和锌超标,尾矿库上游浅层地下水和尾矿库南、东和西的深层岩溶水各重金属物均达到《地下水质量标准》（GB／T14848—93）III类标准要求。尾矿库周围浅层地下水铅、锌、砷等重金属浓度比同一位置的深层地下水的高。     

焦作市浅层地下水氟污染及成因分析

通过对焦作市各县（市）区浅层地下水中氟化物含量的分析与评价,从土壤环境、水文地球化学环境、地形地貌等方面对焦作市高氟地下水的污染成因进行了分析,表明焦作市浅层地下水存在三个氟污染带,即高氟区;高氟区的形成是多因素共同作用的结果,其中土壤因素和水文地球化学作用是高氟区形成的主要因素,独特的地貌、气候和人类活动也是高氟区的形成因素。     

华北低平原区地下水中氟分布特征及形成原因:以南皮县为例

华北低平原区区域水资源和农业生产矛盾突出,深层地下水氟超标进一步限制了区域水资源利用.为了解区域地下水中氟的分布情况及其来源,在南皮县域内通过野外调查和采样,利用水文地球化学和稳定同位素相结合的方法对其进行了分析.结果表明,空间分布上,浅层地下水低氟中心分布在地表淡水水库——大浪淀附近,高氟中心分布在东南和西南部;深层地下水高氟中心与开采量大的区域分布一致.局部地区受点源(暗管排污)和非点源(深层地下水灌溉)等人为因素的影响出现浅层地下水氟超标现象;受岩石沉积、水文地质条件等影响所有深层地下水氟质量浓度均超过国家饮用水标准(1.00mg·L-1),过量开采深层地下水导致黏土矿物里面的氟离子随释水作用进入水体,导致氟质量浓度升高.随着浅层微咸水开发利用程度的增加及深层地下水限采压采措施的执行,华北中东部低平原区区域水环境将发生较大变化,明确现状条件下地表水和地下水氟污染的原因对未来水资源合理开发利用具有重要意义.     

粤港澳大湾区丘陵地带某电镀场地重金属污染特征与迁移规律分析

粤港澳大湾区电镀企业的数量、生产规模均居全国前列,电镀生产排放的污染物造成该区电镀场地普遍存在土壤和地下水重金属污染现象,调查并分析区域电镀场地土壤和地下水重金属污染特征及迁移规律是粤港澳大湾区该类场地安全再利用的必要工作.在详细调查粤港澳大湾区丘陵地带某电镀场地土壤和地下水重金属污染现状的基础上,定量分析了不同深度土壤、地下水中的重金属空间分布特征,并结合场地水文地质条件探讨了粤港澳大湾区丘陵地带电镀场地土壤和地下水中的重金属迁移规律.结果表明,该电镀场地土壤和地下水已受到不同程度的重金属污染,土壤中Ni、Cr~(6+)和Cu超标率依次为20. 5%、12. 8%和2. 7%;地下水中Ni、Pb和Cr~(6+)超标率依次为41. 7%、33. 3%和33. 3%;场区内重金属污染与电镀厂生产功能分区相对应,说明重金属主要来源于电镀废物泄漏.由于该场区填土层以下为渗透性较差的粉质黏土,不利于重金属污染物向深部迁移,因而重金属污染物主要集中在表层土壤;但是在全风化花岗岩埋深较浅的电镀车间范围内,土层渗透性增大,重金属迁移深度显著增加,其中Cr~(6+)由于酸性土壤的吸附作用较弱,甚至出现了10 m深度的高浓度检出现象.虽然场区浅层含水层渗透性较弱,但是酸性土壤和地下水氧化环境有利于Cr~(6+)和Ni的迁移,因而在地下水位埋深较浅和土壤重金属迁移深度较大的电镀车间出现了Cr~(6+)和Ni超标现象;而粤港澳大湾区花岗岩中Pb含量背景值较高可能是造成场区地下水Pb超标的主要原因.因此,粤港澳大湾区丘陵地带电镀场地的Ni、Cr~(6+)和Cu主要集中在浅层土壤和地下水中,区域广泛分布的低渗透黏土层在一定程度上阻隔了重金属的扩散迁移;但是在土壤酸化和花岗岩埋深较浅的地区,以及地下水以氧化环境为主的丘陵地带,Ni和Cr~(6+)在土壤和地下水中的迁移深度将显著增加.     

沟塘水质及其周边浅层地下水PAHs的风险评价

为探讨农村居民区沟塘水质对周边浅层地下水的影响,在河南省某县选择典型沟塘,分别在枯水期和丰水期采集沟塘水和周边浅层地下水样品,采用高效液相色谱检测16种多环芳烃（PAHs）的含量,分别描述并比较枯丰水期PAHs的污染特征及其生态与健康风险.结果表明,枯水期沟塘水中BaP含量、∑PAHs、TEQ（BaP）含量和致癌性PAHs占比分别为0.911ng/L、29.3ng/L、1.64ng/L和28.1%,均低于丰水期;浅层地下水中各指标分别为5.37ng/L、291ng/L、12.5ng/L和25.9%,高于丰水期.枯丰水期沟塘水和浅层地下水中PAHs均主要源于生物质和煤炭燃烧.浅层地下水PAHs的含量与沟塘水具有关联性,即距离沟塘越近,PAHs含量越高,枯水期的关联性低于丰水期.饮用浅层地下水致PAHs暴露的累积非致癌风险HQ为2.21x10^-3;累积致癌风险R为1.56x10^-6,72.0%成人R大于1x10^-6,枯水期BaA、BbF和InP对成人致癌风险的贡献分别为72.1%、9.10%和4.80%.枯水期沟塘水PAHs总量为低等生态风险,丰水期为中等风险,不同沟塘其生态风险不同.纳污的C5沟塘水丰水期PAHs为高生态风险水平,BaA的贡献最大（占40.7%）;纳污和养殖的A2枯水期和C3沟塘水丰水期PAHs为中等风险2水平.综上,沟塘水PAHs与周边浅层地下水具有关联性,枯水期沟塘水PAHs总量具有低生态风险,饮用周边浅层地下水的致癌风险高于1x10^-6.