银川地区地下水矿物的水文地球化学模拟

以银川地区为例,用水文地球化学模拟研究了地下水化学组分的存在形式和矿物的存在形态.通过对银川地区144组水化学常量组分的计算分析和水文地球化学模拟计算,系统研究了地下水化学组分和矿物饱和指数的变化.研究表明,1)在银川地区,山前洪积扇→冲洪积平原→河湖积平原→河漫滩,矿化度从西向东不断增高,由淡水向盐化水转化,水化学类型由HCO3·SO4-Ca·Mg向SO4·Cl～Na·Mg过渡;2)地下水从山前洪积扇到黄河漫滩,SO42-的存在对Ca2 和Mg2 的存在形式有很大影响,随着SO42-含量和矿化度的上升,络合组分CaSO40和MgSO40分别相对Ca2 和Mg2 呈逐渐升高的趋势,与之对应的是游离Ca2 和Mg2 的相对含量逐渐降低,CaSO40和MgSO40在黄河漫滩相对含量皆超过20%;3)方解石和白云石的饱和指数在整个地下水流动范围内均呈现过饱和状态,并从冲洪积平原和河湖积平原分别向山前洪积扇和河漫滩降低,石膏饱和指数小于0,从山前洪积扇向河漫滩逐渐升高,表明石膏处于不断溶解的状态.     

Water Environmental Degradation of the Source Area of the Yellow River on Northeast Qinghai-Tibet Plateau

Abstract

The issue on water environmental degradation in the source area of the Yellow River has been one of very serious ecological and socially economic problems. The temporal-spatial changes of water environment led to the decreasing of land capacity and river disconnecting. The status of water environmental degradation in this paper was analyzed based on the data and field investigation. The results indicated that the surface water area in the region has obviously decreased owing to the climate changes and human irrational use of water resources and the continuous lowering of the regional groundwater table and the steadily decreasing tendency of the flow rate in the source areas of the Yellow River.     

上海化学工业区地下水环境质量评价

以上海化学工业区地下水水质监测资料为基础,结合实际情况选取22项评价因子,依据地下水质量标准,采用综合评价法对该地区的地下水环境质量进行评价分析.评价结果表明,化工区地下水环境质量状况较差,监测项目中无机物超标情况严重,某些金属离子和酸根离子含量较高; 而有机物指标含量均低于方法检出限.此外,该地区地下水水化学特征呈明显的水平分带性,由南至北宏量元素逐渐降低,酚类含量逐渐增高,而重金属含量则基本保持不变,水化学类型由咸水类型向淡水类型转变.     

低温地下水净化工艺中氨氮去除性能及机制

在东北某自来水厂,以中试滤柱开展了低温（5~6℃）高铁锰氨[Fe（Ⅱ）11.9~14.8 mg·L^-1、Mn（Ⅱ）1.1~1.5 mg·L^-1和NH₄⁺-N 1.1~3.2 mg·L^-1]净化工艺实验,以探究氨氮去除途径与生物滤柱的除氨性能.结果表明,滤柱在启动初期就对氨氮具有良好的去除效果,通过理论分析与实验验证可知,TN_loss是由铁氧化物对氨氮吸附造成,氨氮转化为硝氮的过程是生物硝化作用.氨氮质量浓度提高过程中,由于吸附位点有限,铁氧化物对氨氮的吸附量稳定在1 mg·L^-1左右,氨氮氧化去除量不断增加,其中在滤柱上部滤层的去除量远大于下部滤层,DO是限制氨氮氧化去除量进一步增加的限制因素.滤速提升过程中,铁氧化物对氨氮吸附时间缩短,吸附量有所减少,空床接触时间（empty bed contact time,EBCT）缩短,使得单位体积滤料中硝化菌硝化去除的氨氮减少,需要增加滤层厚度以提升氨氮去除效果.     

快速城镇化进程中珠江三角洲硝酸型地下水赋存特征及驱动因素

随着经济的发展,我国地下水硝酸盐污染日趋严重,城镇化和工业化是硝酸型地下水频繁显现的主要驱动力.本文以城镇化快速发展的珠江三角洲为研究区,运用数理统计、主成分分析及"双因子"等方法探讨了研究区浅层硝酸型地下水的赋存环境特征和驱动因素.结果表明,珠江三角洲地区地下水硝酸盐含量总体较高,全区1538组地下水样品中,硝酸盐浓度大于地下水Ⅲ类水质标准（88.6 mg·L^-1）87组,超标率为5.7%;硝酸型水284组,占样品总数的18.5%.研究区硝酸型水分布广泛,主要分布于丘陵区及其与平原区交界处.其中广州、东莞、佛山和珠海等地区受城镇化和工业化影响出现了条带状的高溶解性总固体（TDS）硝酸型水,而在周边丘陵河谷区分布低TDS硝酸型水.西江、东江平原区,受工业废水及海咸水入侵影响,地下水TDS明显升高,该区域地下水NO₃^-质量浓度超Ⅲ类水标准但未影响水化学类型,然而工业化导致该区域硫酸型水频繁显现.研究区硝酸型水赋存于酸性或弱酸性环境,通常具有TDS和总硬度含量较低,Cl^-、SO₄^2-和K⁺浓度较高等特征.硝酸型水的形成主要受生活污水、工业废水、农业氮肥、化粪池和垃圾渗滤液泄漏等影响.通常,高TDS硝酸型水的污染负荷高于低TDS硝酸型水.硝酸型水尤其是低TDS硝酸型水的圈定有利于识别出人类活动影响更为强烈的地下水,能够尽早识别出硝酸盐含量低但已具有潜在污染风险的地下水,对地下水的污染防控具有重要意义.     

龙子祠泉域地下水金属元素分布特征及健康风险评价

龙子祠泉是临汾市工农业和城市生活的重要水源,随着公众环境健康意识提高,地下水金属元素健康风险研究显得尤为必要.对龙子祠泉域内43个地下水样品中10种金属元素（As、Cd、Hg、Al、Pb、Co、Mn、Fe、Cu和Ni）进行检测和分析,运用多元统计分析方法和健康风险评价模型研究了地下水中10种金属元素分布特征及其暴露的健康风险.结果表明,研究区地下水中金属元素平均浓度由高到低分别为Fe、Al、Mn、Ni、As、Cu、Co、Pb、Hg和Cd,其中Al、Mn、Fe和As超出地下水质量标准（GB/T 14848-2017）Ⅲ类水标准限值.从泉域内不同地下水类型角度看,岩溶泉水水质较好,均达到了生活饮用水的标准;矿坑排水金属超标率（60%）最高,水质最差.多元统计结果表明,Pb、Ni、Co、Cd、Mn和Cu这6种元素主要受到地球化学背景的影响,Al、Fe、Hg和As主要是在山西特有的地质背景下,与人类矿业开采活动密切相关.健康风险评价表明,研究区内不同类型地下水中金属元素通过饮水途径和皮肤入渗途径对成人和儿童暴露的年均总健康风险排序均为：岩溶井>非岩溶泉>非岩溶井>岩溶泉,健康风险主要源于饮用水途径,经皮肤入渗暴露的健康风险不会对人体造成明显危害.泉域地下水中As是引起最大健康风险的金属元素,在水资源利用时应该给予重点管控,尤其在儿童饮水方面.     

汾河流域浅层地下水水化学和氢氧稳定同位素特征及其指示意义

汾河流域是黄河的第二大支流,本文利用Piper三线图、Gibbs模型、主成分分析法、相关矩阵和正向演替模型等方法,分析了汾河流域浅层地下水的水化学和氢氧稳定同位素分布特征及其控制因素,揭示了流域水循环及水质演化过程.结果表明,汾河流域地下水属弱碱性和微硬水;优势阴阳离子分别为HCO₃^-和Ca²⁺;地下水水化学类型以Mg-Ca-HCO₃和Mg-Ca-Cl-SO₄为主,水质整体较好,Ⅰ~Ⅲ类水占比超94%.地下水δD和δ¹⁸O平均值分别为-70.2‰和-9.6‰,与7~9月降水同位素值相似,指示地下水可能主要来源于该时期的降水,并发现地下水补给方式（优势流和活塞流）存在一定的空间变化.岩石风化是地下水溶质的主要来源（87%）,而大气输入和人类活动相对较小,分别占8%和5%.在岩石风化中,硅酸盐岩、蒸发盐岩和碳酸盐岩对地下水溶质的贡献相当,分别占32%、28%和26%.本研究结果可为促进可持续开发利用汾河流域地下水资源提供依据.     

滹沱河超采区地下水回补的水化学效应研究

由于长期超采地下水,导致滹沱河冲洪积平原地下水位持续下降,水质恶化,为缓解滹沱河超采区水资源矛盾,2018年开始实施了河道回补工程,回补水源为黄壁庄水库水和“南水北调”水.为了研究回补后地下水化学效应变化,应用水文地球化学、水文学和统计学等理论方法,开展了现场动态监测、地下水化学检测工作.结果表明:①实施滹沱河补水后地下水位上升显著,滹沱河沿线地下水位平均回升5.83 m;2019年较2015年滹沱河超采区地下水位平均回升5.93 m,地下水漏斗形状发生改变,地下水向漏斗中心汇集已不明显.②滹沱河多年受上游高硫酸盐水源补给的影响,滹沱河沿岸分布HCO₃·SO₄-Ca·Mg型地下水,并在HCO₃·SO₄-Ca·Mg型水两侧形成了条带状的HCO₃·SO₄·Cl-Ca·Mg型水.与2015年相比,2019年HCO₃-Ca·Mg型水的面积减少了20.6%,HCO₃·SO₄·Cl-Ca·Mg型水和HCO₃·SO₄-Ca·Mg型水的面积增加了13.6%.③河道补给有效缓解了地下水环境恶化,区域地下水中硫酸盐平均含量基本持平,氯化物浓度、TDS（溶解性总固体）浓度、总硬度呈下降趋势;受上游黄壁庄水库补水影响,滹沱河沿岸附近地下水中硫酸盐的浓度升高,高浓度的硫酸盐主要分布在滹沱河、石津灌渠及黄壁庄水库副坝附近,随着补水的不断推进,水位持续回升,在水动力作用下,其有向下游扩散的趋势.研究显示,科学合理地选择补水水源与回补方式是减缓该地区地下水硫酸盐污染及保持地下水可持续利用的有效方式.      

城市区域土体铁的化学行为与土体强度变异关系研究

统计了南宁市地下水中Fe的变化情况,实验研究了Fe的物理化学行为与土体强度之间的联系,并进一步研究了铁对土体强度影响的双向性.结果显示,城市区域将由于Fe的溶蚀、置换作用等使土体强度降低;城市区域CO2分压增高将促进土体中铁的溶蚀而使土体强度进一步恶化.在含水量相对较高时,铁质胶结物被溶解、迁移,土体强度降低;而在含水量相对较低时,铁质胶结物不易被溶解,而更趋向于发生沉淀反应,使土体对铁的吸附作用加强,从而使土体的强度增加.     

Variability of Flow and Solutes in the Rattaphum Catchment (Songkhla Lake Basin), Thailand

Pesticides can have a number of adverse impacts on crops, soil and water. In this paper, we focus on the physical and hydraulic properties of soils controlling the leaching of pesticides into the shallow groundwater of the Rattaphum Catchment in Thailand. Results from an analysis of soil physical properties, hydraulic conductivity, dye tracer and bromide tests show that the top 10–30 cm of soils in the three agro-ecosystems (vegetables, fruits and rubber) have a high clay and organic carbon content and are relatively impermeable with very low hydraulic conductivity (15–40 cm/day). Most of the dye and bromide were retained in the top clayey layer; the bromide forming a miniature bulge below 30 cm in two profiles which dissipated after 30 days, while the pesticides were mainly confined to the top 10 cm.