偃师市地下水化学特征及氮化物浓度分布研究

通过水文地质调查、水质监测对偃师市地下水化学类型特征及"三氮"(硝态氮、氨氮和亚硝态氮)的空间分布规律进行研究.应用piper三线图分析表明,研究区地下水主要为低矿化度的HCO3—Ca·Mg、HCO3—Ca和HCO3—Mg型地下水.利用浓度等值线图分析表明,平原区地下水氨氮和硝态氮浓度较低,两侧的丘陵山区浓度较高.伊河和洛河交汇处,偃师市区以南亚硝态氮浓度较高.图5,表1,参14.     

偃师市浅层地下水流动系统水化学特征

在水文地质调查和样品分析的基础上,应用水化学统计、离子相关性分析等方法对偃师市浅层地下水流动系统特征和水化学特征进行分析.研究表明:偃师市地下水化学特征具有明显的水平分带性,在沿着补给—径流—排泄的方向上,地下水化学类型由SO4·Cl-Na型水向HCO3-Ca·Mg、HCO3·SO4-Ca·Mg型水演化.总体上研究区地下水中TDS不高,均值为515.29 mg/L,与Mg2+、Ca2+、SO42-、Cl-质量浓度的分布规律具有明显的正相关性,主要表现为平原地区浓度高于南北两侧的丘陵山地.图3,表1,参15.     

新疆喀什地区东部地下水“三氮”空间分布特征及影响因素

本文对新疆喀什地区东部地下水"三氮"空间分布特征及影响因素进行了研究.结果表明,该地区地下水"三氮"含量总体较低;NO_3-N含量范围为ND(未检出)—8.02 mg·L~(-1)、样点均值1.17 mg·L~(-1);NO_2-N含量范围为ND(未检出)—0.15 mg·L~(-1)、样点均值0.006 mg·L~(-1);NH_4-N含量范围为ND(未检出)—至0.28 mg·L~(-1)、样点均值0.04 mg·L~(-1);仅个别监测井NO_2-N和NH_4-N含量超标.水平分布特征表现为:NO_3-N含量总体呈南高北低,NO_2-N和NH_4-N含量总体呈南低北高.垂向分布特征表现为:潜水中NO_3-N含量(均值3.14 mg·L~(-1))高于浅层承压水(均值0.50 mg·L~(-1))和深层承压水(均值1.28 mg·L~(-1)),浅层承压水中NO_2-N(均值0.008 mg·L~(-1))和NH_4-N含量(均值0.05 mg·L~(-1))高于深层承压水(NO_2-N均值0.002 mg·L~(-1);NH_4-N均值0.02 mg·L~(-1))和潜水(NO_2-N均值0.001 mg·L~(-1);NH_4-N未检出);NO_2-N和NH_4-N超标点全部集中在浅层承压水中.该地区地下水"三氮"迁移和转化主要受氧化还原条件、地表水水质、包气带岩性、地下水径流条件、潜水埋深、土地利用类型和生活污染等因素的影响.     

滹沱河流域地下水水化学特征演化及成因分析

为研究滹沱河流域地下水的水化学特征及其演化规律,2018年1月(枯水期)和9月(丰水期)分别采集该地区地下水样品33组,运用Piper三线图、Gibbs图以及离子比例系数法,全面分析了研究区地下水的时空动态变化、水化学特征及其演化过程.结果 表明,研究区地下水主要的污染因子是TH和NO3-,其超标率高达69.7％和36.4％,水化学指标的空间变化主要受到人类活动、地下水埋深和地层岩性的控制,其浓度表现为岗南水库-黄壁庄水库间沟谷地带大于冲洪积扇地区;水化学指标的时间变化主要受到季风气候(降雨)的影响,水化学参数的浓度表现为枯水期要高于丰水期.岗南水库-黄壁庄水库间沟谷地带水化学类型以HCO3·SO4-Ca型水和HCO3·Cl-Ca型水为主,滹沱河冲洪积扇地下水水化学类型以HCO3·SO4-Ca(Mg)型为主.该地区地下水水化学形成主要以岩土风化-溶滤作用为主,同时受蒸发浓缩作用的影响.地下水中的化学组分主要来源于岩盐溶解和大气降水,同时,离子交换作用也有一定的贡献.     

广花盆地地下水化学特征及其演化分析

粤港澳大湾区(简称大湾区)建设已经上升为中国国家重大发展战略,水资源保障能力提升是大湾区建设的重点内容。城市应急备用水源建设是解决区内供水风险、保障特殊时期供水安全的重要手段,查明水环境质量状况及其演化对于备用水源地的科学建设意义重大。以粤港澳大湾区应急备用水源地-广花盆地为研究对象,采集并测试了41口监测井水样的常规化学组分,利用主成分分析、元素比值和Gibbs模型等多种方法,探讨了地下水主要离子来源及控制因子,评估了水质状况。结果表明:地下水的TDS变化范围为51.42-1 293.36 mg·L-1,Cl-为1.81-858.65 mg·L-1,淡水样占比95.1%,微咸水占比4.9%,反映地下水化学具有较大的空间差异;地下水阳离子以Ca2+和Na+为主,阴离子以HCO3-和Cl-为主,为HCO3-Ca、HCO3-Na·Ca、HCO3·SO4-Na·Ca和HCO3·Cl-Na·Ca型水;地下水的ρ(Na+)/ρ(Na++Ca2+)值为0.02-0.59,ρ(Cl-)/(Cl-+HCO3-)值为0.03-0.88,Ca/Na值为0.69-52.66,HCO3/Na值为1.28-41.64,据Gibbs模型和元素化学计量分析表明,其化学组成主要受含水层碳酸盐岩和硅酸盐岩风化控制;Na/Cl系数为0.31-6.39,局部地下水盐化明显,在北部高Cl-质量浓度区,其主要受古咸水与现代淡水混合影响,并有Na+与Ca2+离子交换,在南部的高Cl-质量浓度区,可能是海水沿流溪河咸潮上溯和河流侧向补给地下水所致;氨氮为0.05-7.50mg·L-1,有75.6%的样品超过Ⅲ类水标准,其主要来源为农业施肥、人畜粪便。由此,氨氮污染威胁地下水安全,作为应急备用水源应引起高度重视。     

陕西某地区地下水Cr(Ⅵ)异常的水化学特征及其富集因素分析

以42组水化学测试数据为基础,结合野外调查资料,分析研究区Cr(Ⅵ)异常地下水的分布规律和水化学特征,探讨Cr(Ⅵ)富集的影响因素.结果表明Cr(Ⅵ)异常地下水主要位于基岩含水层,水化学类型以HCO3-Na、HCO3-Na·Ca型为主,随地下水埋深的增加,Cr(Ⅵ)浓度、γNa+/γCl-系数逐渐增大,γCa2+/γHCO-3系数逐渐减小;与正常水相比,Cr(Ⅵ)异常地下水的p H、溶解氧、离子强度的平均值分别由7.2、4.3 mg·L-1、0.011 mol·L-1变为7.6、5.5 mg·L-1、0.028 mol·L-1,溶解氧增加有利于Cr(Ⅲ)的氧化,p H升高、离子强度降低可以促进Cr(Ⅵ)的活化,这些是促使含水介质中Cr(Ⅵ)的解吸、迁移和富集的主要水化学因素.     

滇东高原牛栏江流域岩溶区地下水化学特征及成因分析

以滇东高原牛栏江流域岩溶区为例,利用水化学数据,探讨区内地下水化学特征及其成因.对研究区24组水样的水化学特征进行分析,结果表明,研究区水化学类型主要是以HCO3-Ca·Mg型和HCO3-Mg·Ca为主,HCO3-和Ca2+是区内主要阴阳离子,反映了水化学特征主要受碳酸盐岩溶解影响.δD与δ18O的关系显示,研究区内地下水主要受大气降水补给.地下水化学演化过程受地层岩性影响显著,岩石风化使东、西两区的地下水水化学特征有较大差异.Mg2+、Ca2+、HCO3-、SO42-和Cl-主要受岩石风化、大气降雨等自然条件控制,受到人类活动影响较小,Na++K+则是主要受农业活动等人类活动的影响.本研究对牛栏江-滇池补水工程区的水化学特征、水质保护和滇池生态恢复具有重要意义.     

北京密云水库小流域地下水硝酸盐污染来源示踪

为确定北京密云水库小流域地下水中氮污染特征及来源,分别在雨季和旱季采集34个地下水样进行分析.结果表明,该流域地下水中NO-3-N污染严重,雨季和旱季NO-3-N的平均含量分别为15.86 mg·L-1和14.67 mg·L-1,均超过世界卫生组织饮用水标准(10 mg·L-1),污染主要分布于人口密集、农业活动频繁的中部地区.研究区域NH+4-N和NO-2-N的含量较低,其中,NO-2-N分布极不均匀.雨季和旱季δ15N的变化范围分别为5.00‰—20.16‰和-5.90‰—12.28‰,表明地下水硝酸盐的主要来源为人畜粪便和污水的排放,也可能为土壤有机氮和农业施肥的混合,表明旱季发生反硝化作用造成同位素的分馏.雨季,硝态氮与村镇面积呈正相关;氨氮与村镇及地表水面积呈显著正相关关系.旱季,硝态氮与村镇面积呈正相关,氨氮与草地面积呈正相关,亚硝态氮与地表水面积呈显著的正相关关系.     

地下水水化学特征对纳米乳化油稳定性的影响

原位强化土著微生物修复地下水污染的应用中,纳米乳化油的迁移性和分散性制约其修复效果,其中地下水水化学特征引起的纳米乳化油聚集和失稳可能是阻碍修复效率的重要影响因素.据此,本文选取常见的HCO3-Na、HCO3-Ca、SO4-Na的3种典型地下水化学类型,配制不同含盐量的水化学溶液,探讨水化学类型及含盐量对纳米乳化油稳定...     

呼和浩特市承压水水化学特征及其成因

通过水文地质调查、采样分析并结合地下水流动系统理论,对呼和浩特市承压水水化学特征及水质污染情况进行研究.共采集地下承压水样67组,分析了p H、氯化物、总硬度、高锰酸盐指数、铁锰、氨氮等23项指标.结果表明:研究区大青山山前及中—东部承压水水质较好,仅硝酸盐氮有一处超标;西南部承压水水质相对较差,高锰酸盐指数、铁锰、氨氮等出现超标现象.氨氮是研究区承压水的主要污染物,超标率达19.4%,最高浓度为10.85mg/L,高浓度区处于地下水的排泄区,主要集中在研究区西南部的后本滩及台阁牧镇一带.受人类活动的影响部分氮素通过断层或越流补给承压含水层,在承压含水层相对缺氧的还原环境中,硝化作用受到抑制,导致氨氮不断积累.     

广花盆地地下水三氮时空分布特征及影响因素分析

广花盆地是广州市唯一的地下水应急水源区。三氮(氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮)是研究区地下水的主要污染物,通过分析其时空变化特征,探讨主要影响因素,可为广州市制定地下水保护与利用规划提供理论基础和科学依据。为准确掌握研究区地下水中三氮的分布,利用广花盆地80个地下水监测井2012—2016年的监测数据,分雨季和旱季分析了研究区松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水中三氮的时空分布特征,并利用相关系数定量分析了降雨量与氮含量之间的相关性,采用灰色关联法计算了耕地面积、化肥施用量、降雨量与氮含量之间的关联度,以及从垂向和水平两个方向探讨了氮含量变化的原因。结果表明,2012—2016年广花盆地0~100 m深度地下水的氮污染较严重,氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的超标率分别为47%、29%和5%。由于松散岩类孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水均属浅层地下水,相互联系紧密,其含氮污染物的分布极为相似,氮含量按从大到小排列均为硝酸盐氮、氨氮和亚硝酸盐氮,超标率按从大到小排列均为氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。受氧化还原环境的影响,随地下水埋藏深度的增加,广花盆地地下水中的氮含量逐渐减少,其中氨氮和亚硝酸盐的含量逐渐增大,硝酸盐氮的含量逐渐减小。受土地利用类型的影响,研究区地下水中三氮的空间分布差异较大。其中城乡居民区地下水的污染最严重,其污染主要来源于废污水的排放。近5年耕地地下水中氮的含量随时间呈减少趋势,主要是受耕地面积减少所致。总体而言,近5年研究区地下水中氮的含量随降雨量增大而减小,并随雨季和旱季的交替而增减,雨季地下水中氮的含量较旱季小。     

改进折流式生物反应器净化洗浴废水

利用改进折流式生物反应器，研究了好氧渐变厌氧交替工艺对洗浴废水中氮、磷和有机污染物的去除效果。结果表明：洗浴废水中COD和BOD值分别从98.0-190.6mg/L和68.3-81.7mg/L下降到6-10mg/L和1-2mg/L，含氮化合物和含磷化合物的浓度则分别从13．5—25．2mg/L和9．9—13．5mg／L下降到1mg/L和0．5mg／L。在运行过程中，不需要添加甲醇，利用洗浴废水自身的有机物就能达到很好的脱氮、除磷和降解COD与BOD的效果，而且该工艺的动力消耗仅为传统活性污泥法的三分之一。     

河套灌区地下水氮污染状况

河套灌区浅层地下水氮浓度和地下水埋深的季节变化规律调查结果表明:3月地下水NO3--N和TN浓度显著高于5、7和9月,地下水埋深也比5月和7月深。不同类型的井水N浓度差异较大:农田与庭院的井水NO3--N浓度显著高于村庄附近的井水,而NH4+-N和TN则表现为庭院井水浓度显著高于农田和村庄。地下水氮形态以NO3--N为主,全年17.1%的水井地下水NO3--N浓度高于10 mg.L-1,最高达184.4 mg.L-1。在灌溉量和其他生产条件相同的情况下,沙壕渠试验站农场内施肥区井水NO3--N浓度[(17.55±15.02)mg.L-1]明显高于未施肥区[(7.67±4.48)mg.L-1],且65.5%的水样NO3--N浓度超过WHO规定的生活饮用水NO3--N浓度上限值(10 mg.L-1),而未施肥区仅有27.6%的水样超标。井水NO3--N的来源主要为农田氮肥与动物粪肥,当地地下水NO3--N污染已不容忽视。     

D0对同步硝化反硝化影响及动力学

研究生物接触氧化法中DO对同步硝化反硝化系统脱氮效率的影响。研究结果表明：在溶解氧(DO)为1．0—3．0mg/L几范围内，随着反应器内溶解氧浓度的降低，总脱氮去除率提高，保持较好脱氮率的最佳DO为2mg/L左右，并分析了其原因；同时探讨了DO为2mg/L时的动力学方程。     

环鄱阳湖浅层地下水水化学特征的时空变化

系统采集了鄱阳湖周边地下水,分析测定各单元的水化学参数.结果表明,环鄱阳湖浅层地下水整体偏酸性,呈低矿化度,局部地区出现微咸水.环鄱阳湖浅层地下水丰、枯水期的优势阴离子为HCO3-,阳离子为Ca2+和Mg2+.运用SPSS软件做离子相关性分析,各离子间均呈正相关性,说明可能有相同的来源.地下水的水化学类型整体表现为HCO3-Ca-Mg型,丰水期相对于枯水期出现较多的NO3-型和SO24-型水体,局部区域优势阴离子改变,出现了NO3-型、Cl-型地下水,可能受到农业化肥和工业废水排放的影响.整体上地下水的水化学类型受当地岩石类型的影响比较大,个别地区受人为的活动干扰较为强烈.     

水体氮浓度、形态对黑藻和狐尾藻光合特征的影响

利用黑藻和狐尾藻研究了水体氮浓度和形态对沉水植物光合特征的影响.结果表明,狐尾藻在TN≤3mg/L、黑藻在TN≤4mg/L范围内其净光合速率、最大净光合速率和暗呼吸速率均随水体总氮浓度的增加而增大,对光合作用有利,超过这个范围时,这两种供试植物的光合作用受到抑制,净光合速率和最大净光合速率降低,暗呼吸速率急剧上升;在本实验条件下,这两种供试植物的光合补偿点和光合饱和点随氮浓度的变化没有表现出规律性.在总氮一定的条件下黑藻和狐尾藻的净光合速率和最大净光合速率均随水中铵氮的增加而降低,暗呼吸速率和光合补偿点随铵氮增加而升高,说明水体铵氮的增加对黑藻和狐尾藻具有一定的毒害作用,抑制了光合作用;在本研究条件下光合饱和点对氮形态比例的变化没有明显的响应.结合我国湖泊N营养现状,可初步推断我国大部分湖泊氮浓度不会对黑藻和狐尾藻的光合作用产生直接的危害,但在水生生态系统的恢复过程中,要根据水生植物对不同氮形态的喜好特性和水质情况选择先锋物种.图2表3参27     

九龙江流域丰枯水期表层水体氮污染特征及其来源解析

为探明九龙江流域表层水体氮污染分布特征及其污染来源,于2020年7月(丰水期)和2021年1月(枯水期)开展九龙江全流域表层水体多点多断面原位观测,利用正定矩阵因子分析模型(positive matrix factorization, PMF)对不同水期全流域表层水体氮污染来源及贡献率进行解析,耦合相关性统计分析方法研究不同水期流域表层水体氮污染的关键驱动因子。结果表明,九龙江流域表层水体氮污染存在明显的水期分异特征,ρ(TN)为0.72～13.14 mg·L^-1,丰水期ρ(TN)为1.39～10.95 mg·L^-1,枯水期为0.72～13.14 mg·L^-1。硝态氮(NO₃^--N)、氨氮(NH₄⁺-N)、亚硝态氮(NO₂^--N)和溶解性有机氮(DON)浓度均表现为丰水期大于枯水期,但颗粒态氮(PN)浓度则表现为枯水期大于丰水期。丰水期氮污染以NO₃^-     

新疆伊犁喀什河流域地表水水化学特征及控制因素

利用2019年1月至7月伊犁喀什河流域的水化学测试数据,采用Piper三线图、相关性分析、Gibbs模型等方法,分析喀什河流域的地表水水化学特征及其控制因素,并对其物质来源进行探讨.结果 表明,喀什河流域地表水呈弱碱性(7.77≤pH≤8.16),TDS介于184.8-588.12 mg.L-1之间,其浓度均值(243.48 mg.L-1)低于世界半干旱区地表水TDS的均值(370 mg·L-1),同时低于干旱区地表水TDS的均值(440 mg·L-1),但高于世界河流的均值(115 mg·L-1);阳离子以Ca2+为主,HCO3-为其主要阴离子,两者分别占其相应离子总量的82.8％和82.6％;研究区主要离子浓度总体随海拔升高而降低,主要原因是高海拔流域冰雪融水占比高;水化学类型以HCO3-Ca·Mg和HCO3-Ca型为主;地表水主要离子受岩石风化作用和阳离子交换作用的影响,主要离子来源于碳酸盐岩和硅酸盐岩的风化溶解,HCO3-、Mg2+、Ca2+与SO42-主要来自白云岩等碳酸岩盐的风化溶解,Na+与K+主要来自长石类硅酸盐岩的风化溶解,人类活动对离子组分的影响较弱.     

新疆阿克苏地区平原区高砷地下水分布特征及富集因素分析

地下水砷污染是全球化环境问题.本文基于阿克苏地区平原区2017年75个地下水砷实测含量进行分析.结果表明,研究区地下水砷含量变化范围为ND—98.70μg·L^-1,平均值为9.42μg·L^-1,超标率达26.7%.水平方向上,高砷地下水主要集中在研究区的中部偏南一带;垂直方向上,山麓斜坡冲洪积砾质平原潜水区地下水砷含量平均值表现为深层潜水>浅层潜水,中下游河流冲积平原区承压水区地下水砷含量平均值表现为深层承压水>浅层承压水>潜水.采用绘制Piper三线图、Gibbs图、离子比例图等方法对研究区地下水砷的富集因素进行研究.结果表明,研究区地下水砷主要为自然来源;封闭的地质构造和造山带与河流等沉积环境相结合的水文地质条件有利于研究区地下水砷的富集;研究区高砷地下水水化学类型主要为HCO3·SO4-Na,还原性-弱碱性环境利于地下水砷富集;研究区地下水砷受强烈的蒸发浓缩作用进一步浓缩,同时地下水阴离子浓度增大加剧了地下水中阴离子与砷酸根、亚砷酸根之间的竞争吸附,利于地下水砷的富集.     

黄河流域马莲河枯水期水化学特征及形成机制

为查明马莲河流域水环境现状,于2016年4月采集河水、支流水和地下水样品37组,运用Piper三线图和同位素分析来探究水体主要阴阳离子、氢氧稳定同位素特征及其空间变化,结合Gibbs图、端元图解和相关性分析等方法揭示河水化学组分的形成作用.结果表明:枯水期马莲河水呈弱碱性,总溶解固体TDS均值2685.1 mg·L-1,离子组成以Na~+、Mg~(2+)、Cl~-、SO_4~(2-)为主,水化学特征和中国主要河流有较大差异.沿着流向TDS和Cl~-、Na~+质量浓度呈降低趋势、水化学类型具分带规律.不同水体δD、δ~18O分布特征不一,地下水沿着当地降雨线分布,河水和支流水沿着蒸发线分布.硫酸盐和岩盐是水体离子的主要来源,河水化学组成由蒸发盐风化、蒸发浓缩和地下水补给3种作用控制.其中,蒸发盐风化是首要因素,决定了河水化学组分的宏观特征,蒸发作用和地下水补给影响了河水化学组成的空间变异.