汾河流域地表水水化学同位素特征及其影响因素

汾河是山西的母亲河.由于水资源过度开发及社会经济发展影响,生态环境恶化.经过一系列治理保护措施,水质得到改善.利用统计学、Piper三线图和Gibbs模型等方法,分析了汾河流域地表水水化学和氢氧同位素特征及其来源,揭示了汾河流域地表水水质演化过程.结果表明,汾河干流地表水中主要水化学组分沿着径流路径含量逐渐增加;汾河上游地表水水化学类型主要以HCO₃·SO₄·Cl-Ca·Na·Mg为主,中游和下游地表水水化学类型主要以SO₄·HCO₃·Cl-Ca·Na·Mg为主.汾河流域地表水水化学组成主要受岩石风化作用和蒸发结晶作用影响,而降雨影响较小.Na⁺和K⁺主要来源于蒸发盐岩的溶解以及周边黄土中含Na矿物溶解,水体中Ca²⁺、Mg²⁺和HCO₃^-主要来源于碳酸盐岩的溶解,SO₄^2-除来源于石膏的溶解,还可能来源于汾河周边黄土层中硫化矿物的溶解.干流地表水δD和δ¹⁸ O平均值分别为-62.60‰和-8.42‰,氢氧同位素特征进一步表明其主要受蒸发作用的影响.流域内支流及岩溶水水化学组分差异较大.结果可为汾河流域生态修复保护及生态文明建设提供依据.     

会仙岩溶湿地地下水主要离子特征及成因分析

以我国最大的低海拔岩溶湿地会仙岩溶湿地为研究区,对该区丰水期、平水期和枯水期共采集的27组地下水样品中常规离子进行检测和分析,在分析会仙岩溶湿地地下水主要离子化学特征和不同时期变化基础上,运用单指标污染标准指数法对不同时期地下水进行污染评价,利用多元统计、Gibbs模型和离子比例关系识别地下水主要离子成因.结果表明,研究区内岩溶地下水主要为弱碱性淡水,Ca²⁺和HCO₃^-为优势离子.不同时期地下水主要离子总浓度顺序为：平水期 > 丰水期 > 枯水期,枯水期水质优于丰水期和平水期.地下水中K⁺和NO₃^-主要受含水层空间分布差异影响,Mg²⁺、SO₄^2-、NO₂^-、NH₄⁺和TDS受时空尺度综合作用,Na⁺、Ca²⁺、HCO₃^-和Cl^-为水体中较稳定离子.受碳酸盐岩控制,丰水期、平水期和枯水期地下水化学类型具有高度一致性,HCO₃-Ca水占比分别为77.78%、77.78%和88.89%.地下水主要受SO₄^2-、NO₃^-和NO₂^-污染,NO₃^-出现极严重程度污染样点,SO₄^2-在丰水期和平水期出现较重污染样点.地下水化学组分主要受水岩作用控制,Ca²⁺和HCO₃^-主要来源于方解石风化溶解,少量水点受白云岩、白云质灰岩及硫铁矿控制导致Mg²⁺和SO₄^2-浓度偏高,K⁺、Na⁺、SO₄^2-、NO₃^-和Cl^-部分来源于大气降水,Na⁺和Cl^-部分来源于当地居民生活,K⁺与种植施用的钾肥相关,NO₃^-主要来源是化学肥料.     

自动消解仪-ICP法测定土壤中7种重金属离子实验研究

利用自动消解仪对土壤进行前处理,建立了电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)同时测定Cu、Zn、Ni、Cr、Sr、V、Co七种重金属元素含量的方法。该方法的相关系数均在3个9以上。测定了国家标准物质GBW07429土壤中的元素,测定值与标准值一致,相对标准偏差1.6%~4.5%,检出限0.000 2~0.005 mg/L。利用建立的方法测定了天津市土壤中的七种重金属元素含量,为土壤中重金属元素含量的测定提供了简单可靠的分析方法。     

古堆泉域岩溶地下水水化学特征及成因

古堆泉为山西省著名岩溶大泉之一,是唯一的中低温温泉,具有悠久的开发观赏历史,凝聚着丰厚的人文积淀.以古堆泉域岩溶地下水为研究对象,通过系统地样品采集与同位素分析,综合运用水化学（Durov图、离子比例、Gibbs图和氢氧同位素）同位素方法分析地下水水化学特征和地下水系统径流特征.古堆泉域岩溶地下水的⁸⁷ Sr/⁸⁶ Sr值在0.709~0.717之间,Mg/（Mg+Ca）值在0.27~0.74之间.通过分析Sr同位素组成和Mg/（Mg+Ca）、1/Sr变化特征,得出古堆泉域岩溶地下水为深部热水与浅部冷水的混合水,中条山南梁泉岩溶水子系统呈现碳酸盐岩地层径流特征,佛岭山-高显海头泉岩溶水子系统和侯马盆地深循环子系统呈现碳酸盐岩地层与火成岩地层径流特征,塔儿山-九原山古堆泉岩溶水子系统呈现碳酸盐岩地层与古老硅铝质岩地层径流特征.通过2014年样品与2021年相同位置取样点的氢氧同位素比对分析,得出古堆泉口水样变化原因是其受三泉水库补给随时间的积累的结果,三泉水库的变化原因是受引黄水的影响.研究区岩溶地下水水化学类型可分为SO₄-Na、SO₄-Ca、HCO₃-Na、HCO₃-Mg、HCO₃-Ca和Cl-Na型.岩溶地下水水化学类型从HCO₃-Ca·Mg→HCO₃·SO₄-Ca·Mg→SO₄·HCO₃-Na·Ca→SO₄·Cl-Na·Ca呈现明显的水化学成分分带.     

会仙岩溶湿地水体金属元素分布与健康风险评价

以我国最大的低海拔岩溶湿地会仙岩溶湿地为研究区域,对该区域内4种主要类型水（井水、地表河水、地下河水和溶潭水）的23组样品中9种金属元素（As、Cr、Al、Cu、Pb、Zn、Ni、Mn和Hg）进行检测和分析,运用多元统计方法和健康风险评价模型分别研究了9种金属元素在4种类型水中的浓度特征和健康风险.结果显示,会仙岩溶湿地水体中金属元素平均浓度顺序为Al > Mn > Zn > Cr > Ni > As > Hg > Cu > Pb,井水中Hg（1.08 μg ·L^-1）、地表河水中Hg（0.78 μg ·L^-1）和Mn（259.00 μg ·L^-1）以及溶潭水中Hg（0.47 μg ·L^-1）和Al（300.00 μg ·L^-1）的最大浓度已超过我国相应水质标准,地下河水样中未出现金属元素超标.从水体中金属元素角度,井水和地下河水质总体优于地表河水和溶潭水.井水中Cr、Ni、Cu和Zn浓度主要与地质背景值有关,溶潭水中Al和Pb浓度主要受北部硫铁矿开采和居民活动影响,河流中As和Mn浓度可能受旅游活动、渔业养殖和河道底泥综合影响.健康风险评价结果显示,4种类型水中9种金属元素通过饮用水途径和皮肤入渗途径引起的年均总健康风险顺序为井水 > 地下河水 > 溶潭水 > 地表河水,井水中金属元素通过饮用水途径对成人（6.11×10^-5 a^-1）和儿童（6.67×10^-5 a^-1）引起的年均总健康风险值已超过最大可接受风险水平（5.0×10^-5 a^-1）.Cr是引起年均致癌健康风险的主要金属元素.从饮用水安全角度,在饮用前需对井水中的Hg和Cr污染物进行适当控制.     

会仙岩溶湿地丰平枯时期地下水金属元素污染与健康风险

以我国面积最大的亚热带低海拔岩溶湿地为研究区,对该区不同时期（丰水期、平水期和枯水期）地下水27组样品中10种金属元素（Cd、Cr、As、Al、Cu、Pb、Zn、Mn、Hg和Fe）进行测试和分析,分别运用综合污染评价法、多元统计分析及健康风险评价模型揭示了丰平枯时期地下水中10种金属元素的污染特征、分布状况和健康风险.结果表明,研究区地下水中金属元素的平均浓度大小为：Mn > Fe > Zn > Al > Hg > Cr > Cu > Cd > As > Pb,丰水期Mn（1022.00 μg·L^-1）和平水期Hg（42.40 μg·L^-1）最大浓度超过我国相关水质标准限值.据污染评价结果,丰水期地下水中仅Mn污染等级出现Ⅵ,Cd、Al、Zn、Fe污染等级均为Ⅲ,平水期仅Hg污染等级为Ⅵ,仅Al污染等级为Ⅲ.从金属元素超标组分、浓度和污染特征看,枯水期水质优于丰水期和平水期.地下水中Zn、Cd、Mn和Al浓度受人类活动影响,时间尺度特征不明显,As、Fe、Cu和Cr浓度即受人类活动影响,又具有一定时间尺度特征,Hg和Pb浓度主要表现为时间尺度特征.据健康风险评价结果,地下水中10种金属元素通过饮用水和皮肤入渗2种途径暴露的人群总健康风险大小为：平水期 > 丰水期 > 枯水期,Cr通过饮用水途径在丰水期（8.03×10^-5 a^-1和8.76×10^-5 a^-1）、平水期（1.15×10^-4 a^-1和1.26×10^-4 a^-1）和枯水期（8.72×10^-5 a^-1和9.51×10^-5 a^-1）引起的成人和儿童致癌风险均高于5.0×10^-5 a^-1,Cr是引起致癌健康风险的主要金属元素.从饮用水安全角度,饮用前应对会仙岩溶湿地部分地下水中Mn、Hg和Cr进行一定控制.     

棉秆炭对碱性水稻土壤-水稻中镉迁移转化的阻控作用

为研究棉花秸秆生物质炭添加对碱性水稻土壤-水稻体系中镉迁移转化的影响,通过室外盆栽试验,以水稻品种特丰优2号为试验材料,在添加外源镉含量为0、1、4和8 mg·kg^-1的碱性水稻土中分别施入炭土质量比分别为0%、1%、2.5%和5%的棉花秸秆生物质炭,待水稻收获后,分析不同含量镉胁迫处理下,施用不同量棉秆炭对碱性水稻土壤pH、养分和水稻体内镉富集、转移情况及镉在土壤中的赋存形态的影响.结果表明：①添加棉秆炭可以显著提高土壤养分（P<0.05）,其中5%量的棉秆炭添加后,相比于对照组土壤有机质增加了25.74~47.53%,速效钾提高了3.16~4.25倍.②施用生物质炭可以显著降低土壤及水稻体内镉含量（P<0.05）,尤其5%量的棉秆炭施用后,Cd4和Cd8含量下糙米镉含量分别由0.31 mg·kg^-1和0.43 mg·kg^-1降低到0.15 mg·kg^-1和0.10 mg·kg^-1,达到国家标准范围.生物质炭可以显著降低镉在土壤-水稻体系的富集、转移系数,并使残渣态镉含量增多,弱酸提取态、可还原态、可氧化态镉含量显著降低（P<0.05）.③土壤pH、电导率和养分各指标与水稻体内镉含量和土壤中弱酸提取态、可还原态和可氧化态镉含量有极显著负相关关系,与残渣态镉含量呈正相关关系（P<0.05）.上述研究结果说明,棉秆炭的施用可增加土壤养分,对碱性水稻土和水稻体内镉的富集、转化有显著的阻控作用.     

会仙岩溶湿地丰平枯水期地表水污染及灌溉适用性评价

以我国典型的亚热带低海拔岩溶湿地为研究区,对该区丰水期、平水期和枯水期共采集的27组地表水样品进行12种常规离子和10种金属元素检测,在分析地表水主要离子化学特征基础上,分别运用内梅罗污染指数法以及钠吸附比法（SAR）、钠含量法（SC）、渗透指数法（PI）和残余碳酸钠法（RSC）这4种评价体系对不同时期地表水进行污染评价和灌溉适用性评价.结果表明,研究区内地表水主要为弱碱性水,Ca²⁺和HCO₃^-为优势离子.常规指标中仅NH₄⁺超过生活饮用水卫生标准限值,超标率为25.93%,金属元素中超标组分为Al（11.11%）、Mn（44.44%）和Hg（37.04%）.常规指标浓度受时空尺度影响程度整体低于金属元素,两者均具有丰水期 > 平水期 > 枯水期的时期分布特征.据污染评价结果,区内地表水总体水质尚可,内梅罗综合污染指数介于0.75~2.69,主要污染指标为NH₄⁺、Mn、Al和Hg,部分样点存在季节性污染,污染级别为轻度~中度,丰水期污染程度最高,污染点多分布于湿地核心区.综合农田灌溉水质标准和地表水环境质量标准限值以及SAR、SC、PI和RSC灌溉适用性评价结果,会仙岩溶湿地地表水总体适合灌溉,枯水期灌溉适用性优于丰水期和平水期,平水期PH1（Hg浓度1.91 μg·L^-1）和丰水期FH8（NH₄⁺浓度13.70 mg·L^-1）地表水已不适用于农业灌溉.     

连续光源原子吸收法测定地表水中钾钠钙镁

利用连续光源原子吸收光谱法直接测定地表水中钾、钠、钙、镁,重点讨论了铯盐、镧盐及SO42-、Al3＋等干扰离子对钾、钠、钙、镁的影响以及不同浓度范围采用主、次灵敏线测量时曲线的线性、仪器检出限、精密度、准确度,结果表明高分辨连续光源原子吸收光谱法测定地表水中钾、钠、钙、镁方法简单,节省时间,具有较高的实用价值。     

乌蒙山重点地区地下水水化学特征及成因分析

乌蒙山区是中国西南贫困连片分布区,水资源短缺问题已成为制约当地生态环境建设和社会经济发展的重要因素。本文选取乌蒙山重点地区赫章县和纳雍县作为研究区,采用描述性统计、Piper三线图、相关性分析和离子比例系数法对地下水化学特征及成因进行了分析。结果表明:(1)Ca~(2+)和Mg~(2+)为地下水中主要阳离子,HCO-3和SO2-4为地下水中主要阴离子,微量元素检出率较高,部分含量超标。HCO3·SO4-Ca型、HCO3-Ca型、HCO3·SO4-Ca·Mg型为主要地下水水化学类型;(2)碳酸盐的溶解作用和硫化物的氧化作用是地下水中两种主要的水文地球化学过程,共同决定了地下水的离子构成和水化学类型,部分地区还存在石膏和岩盐的溶解,人类活动对地下水也有一定的影响。