济源盆地地表水和地下水的水化学及氢、氧同位素特征

运用氢氧同位素和水化学成分作为水循环过程的示踪剂,研究济源盆地地表水和地下水之间的转化关系.通过现场调查,系统地采集了该区浅层、中深层地下水和河水样品,并在实验室进行了水化学成分(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4、HCO-3)和氢氧稳定同位素组分(D、18O)测定.基于水化学和同位素测定结果,揭示盆地地表水和地下水循环特征.水化学分析结果显示,济源盆地水体的水化学类型主要为HCO3-SO4-Ca-Mg,属于低矿化度水,浅层地下水和河水联系紧密,不同水体水化学成分主要受到岩石风化作用的影响.氢氧稳定同位素研究表明,大气降水是盆地不同水体的主要补给源,地下水在接受降水的补给后经过了不同程度的蒸发作用,中深层地下水受蒸发影响较小,浅层地下水和河水受蒸发影响较大.浅层地下水和河水的主要补给方式是地表大气降水的垂直渗入补给,中深层地下水接受北部太行山区的径流补给,补给高程为620—1185 m.     

北京北部水源地水化学特征及硫同位素变化

分析了北京市北部水源地所在流域丰水期和枯水期的水化学特征和硫同位素变化.结果表明,研究区地表水pH值呈弱碱性,水化学组成以HCO3-和Ca2+为主,Mg2+和SO24-次之.通过对主离子组成的分析,发现研究区水化学特征的主要控制因素是岩石风化,其中绝大部分是受碳酸盐岩的影响.研究区内δ34S值在4.9‰—10.7‰之间,平均值为7.9‰,其中密云水库库区及潮河、白河δ34S平均值分别为8.7‰、6.0‰、8.2‰.研究区内SO24-离子浓度与δ34S值在一定程度上呈负相关,SO24-离子浓度十分集中,降水中的SO24-离子浓度很低,而δ34S值较高.根据质量守恒原理计算出硫元素来源于硫酸盐岩的溶解比例为30.72%—42.47%;来源于硫化物氧化的比例为21.74%—33.49%;来源于大气输入的比例为35.77%.     

基于环境同位素和水化学特征识别矿井涌水来源

隆德煤矿2-2煤层开采受顶板第四系沙层水和基岩裂隙水的威胁.采动影响破坏了地下水的原始水动力场,仅利用地下水动力学方法难以准确确定地下水来源.利用不同含水层水中环境同位素的差异,结合水化学分析可解释13C同位素异常的形成机制、识别隆德矿井涌水来源,为矿井涌水量预测、水害防治提供依据.与侏罗纪基岩裂隙水相比,第四系沙层水常规水化学成分差异不明显,但有高现代碳百分比(pMC)、氘(D)略微富集的特征.分析结果显示,1-1煤层开口疏放水、205采空区积水和203工作面顶板水为第四系沙层水与基岩裂隙水的混合产物,其中,砂层水混入比例分别为27.77%、23.8%和4.21%.表明同位素结合水化学因子分析是正确识别矿井涌水来源、混合比例的有效手段.     

新疆吉木乃诸河水体氢氧同位素和水化学特征

利用2018年6月和11月在新疆吉木乃诸河流域采集的河水、冰雪融水和降水样品,对流域水体的水化学成分和氢氧稳定同位素(D,~(18)O)组成的时间和空间特征进行了系统研究.结果表明,吉木乃诸河在丰水期和枯水期阳离子均以Ca~(2+)为主,阴离子以HCO~-_3为主,其次分别为Na~+和SO_4~(2-).在空间上,Na~+、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、Cl~-随着海拔的降低呈增加趋势.通过Piper图可以判断出,吉木乃诸河水化学类型为HCO_3-Ca型.利用Gibbs图可知流域内主要离子组成与各类岩石的风化作用有关,大气降水和蒸发作用的影响相对较小.结合当地的水文地质情况,运用离子含量比值法,可以发现离子主要来源于流域内碳酸盐风化和含硫矿物的氧化.丰水期吉木乃诸河地表水中δ~(18)O和δD较枯水期高,冰川融水的同位素值没有明显的季节变化,降水中的同位素值季节变化较大,其区域大气降水线方程为δD=7.5δ~(18)O+5.4 (R~2=0.99).吉木乃诸河河水中稳定同位素与海拔呈现正相关关系,主要原因是蒸发作用的增加,地表水同位素值偏负.该区域地表径流与冰川融水密切相关,冰川融水对该流域水资源的补给贡献较大.     

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.     

新疆帕米尔高原塔什库尔干地区冰川融水锶同位素特征及其环境意义

本文研究了帕米尔高原地区冰川融水的Sr同位素组成特征,并且结合水化学和氢氧同位素结果进行讨论.结果表明,该区以HCO_3-Ca(Ca-Mg)和HCO_3-SO_4-Ca-Mg水为主;冰川融水矿化度低,水化学类型简单,NO_3~-离子含量很少,是研究冰川融水氢氧同位素特征和用锶同位素研究水-岩作用的理想地区.研究区冰川融水的~(18)O和~2H具有明显的高度效应,δ~(18)O-δ~2H关系水点均位于世界降水线的左上方,显示了寒冷气候条件下,冰川融水~(18)O和~2H同位素特征;本研究应用~(87)Sr/~(86)Sr比值与1/[Sr~(2+)]相关性以及~(87)Sr/~(86)Sr、[Sr~(2+)]/[Na~+]比值的相关性发现,塔什库尔干河流域的上游西南部喀喇其库尔河一带是以硅酸盐岩为主的分布区,其特点是高~(87)Sr/~(86)Sr比值和低[Sr~(2+)]/[Na~+]比值,南部是以碳酸盐岩为主的分布区,其特征是低~(87)Sr/~(86)Sr比值和高[Sr~(2+)]/[Na~+]比值;到了中游和下游,河水都是混合水,其中靠近上游水点以低~(87)Sr/~(86)Sr比值和高的1/[Sr~(2+)]比值为特征,而下游则以低~(87)Sr/~(86)Sr比值和小的1/[Sr~(2+)]比值为特征,这些特点与混合水的来源和流经区的岩性有关;本研究还发现,氘过量参数d值是识别大气降水补给河水或地下水的重要指标,可用于研究该地区古气候的演变.     

襄阳市驾校灰尘重金属含量及其指示意义

为揭示湖北省襄阳市驾校灰尘重金属污染特征,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)对襄阳市具有代表性的16个驾校的36个灰尘样品中Hg、As、Cd、Pb、Cr、Ni、Cu、Zn等8种重金属含量进行测定,采用地累积指数、潜在生态危害指数和健康风险评价等方法进行研究.结果表明,襄阳市驾校灰尘样品中Hg、As、Cd、Pb、Cr、Ni、Cu和Zn的平均含量分别为0.096±0.128、14.9±2.8、1.793±0.734、141.5±58.0、107±22、34.2±7.7、78.4±33.6、445±171 mg·kg~(-1),其中Cd、Pb、Cu和Zn富集显著(最高可达20倍于背景值),总体上Cd为中度至偏重度污染,Pb和Zn为偏中度至中度污染,Cu为轻度至偏中度污染,8种重金属总体达到较高至极高生态风险级别(RI平均为424.3),不存在非致癌风险(HI平均为0.40)但存在人体可耐受致癌风险(RISK平均为2.91×10-5).襄阳市驾校灰尘重金属主要来自机动车排放,并受到驾校周围环境的影响,其中有工业排放影响的驾校重金属含量(Cd、Pb、Zn、Cu)增加最为显著.     

伊敏矿区地下水水化学特征及其形成作用分析

煤矿区地下水水化学特征及其形成作用对矿井突水水源识别及水害防治具有重要的意义.本文采集伊敏矿区水样21组,综合利用Piper三线图、同位素、Schoeller图、Gibbs图及离子比例关系分析了地下水化学特征及其控制因素.结果 表明,矿区不同类型水样主要阳离子为Na+,阴离子主要为HCO3-,平均pH值为7.92,TD...     

广东鲂幼鱼对铜、镉胁迫的氧化应激响应及其指示意义

广东鲂（Megalobrama terminalis）是具重要经济价值的珠江流域特有鱼类,已列入国家级水产种质资源保护品种。近年来,随着河流固有生境持续破坏,重金属等水体污染问题不断加剧,以广东鲂为代表的当地特有鱼类资源急剧下降。文章以铜、镉暴露对广东鲂幼鱼48 h的半致死浓度值LC50暴露浓度强度为1个毒性单位（TU）为基准,以室内静水实验法研究了铜、镉离子在低效应浓度、中效应浓度、高效应浓度（分别对应于0.01 TU、0.03 TU和0.11 TU）胁迫对广东鲂幼鱼的氧化应激效应,以期找出适宜的生物标记物,完善珠江水域污染评价与预警体系。结果显示,广东鲂幼鱼MDA、GSH、T-AOC、SOD和CAT（以Pr计）随暴露浓度及暴露时间发生变化,其范围分别在1.08~7.34 nmol·mg-1、0.42~22.82 mg·g-1、0.10~1.32 U·mg-1、2.45~13.24 U·mg-1和0.01~0.09 U·mg-1之间。其中,GSH、MDA和T-AOC在铜、镉暴露后第1天迅速响应至高值,相应的各浓度处理组明显高于对照组。曲线回归结果显示,GSH与暴露浓度c（以TU量计）之间呈显著的二次曲线关系,拟合方程为GSH=-2112（c-0.084）2＋18.1,r=0.847,n=10,P=0.012,暴露浓度阈值为0.084 TU。SOD和CAT则在暴露后第4天响应至高值。曲线回归结果显示, SOD 与 c 及 CAT 与 c 之间均呈显著的二次曲线关系,拟合方程分别为SOD=-2073（c-0.059）2＋14.3,r=0.840,n=10,P=0.014;CAT=-21.2（c-0.056）2＋0.102,r=0.877,n=10,P=0.006,相应的暴露浓度阈值分别为0.059 TU和0.056 TU。与暴露浓度呈显著的二次曲线关系的各指标中,GSH响应最为迅速,SOD和CAT的响应最为灵敏,加之SOD与CAT相关性极强,表明GSH、SOD和CAT这3种氧化应激指标可作为珠江流域水体污染的潜在生物标记物。     

龙江-柳江-西江流域的水化学特征及其成因分析

河流的水化学特征受地质、气候和人类活动等多种因素的支配,可能通过水-环境-粮食-健康的转移链构成对流域经济和社会的持续影响.为此,分别于2015年4月和10月采集了龙江-柳江-西江流域38个点位共70份水样,测定所有样品的主要物理化学指标,运用阴阳离子三角图和相关性分析来探究水体中主要阴阳离子的含量分布及其来源,结合Gibbs图和端元图来分析水化学组成的控制过程.结果表明,龙江-柳江-西江流域水体整体呈弱碱性,四月份和十月份的TDS均值分别为204.81 mg·L~(-1)和234.20 mg·L~(-1),低于世界主要大河的均值,EC、TZ-、TZ+、TDS和TH的均值空间分布都表现为龙江段西江段柳江段,含量最高的阴阳离子分别为HCO_3~-和Ca~(2+),流域的水化学类型为HCO_3~--Ca~(2+)型;Ca~(2+)、Mg~(2+)与HCO_3~-主要来源于碳酸盐岩的溶解,Cl~-、NO_3~-和SO_4~(2-)主要来源于酸沉降、城镇生活污水和地下水的输入,K+和Na+主要来源于硅酸盐岩的溶解和人类活动的排放;该流域水体表现为典型的喀斯特地区水质特性,水化学组成主要由碳酸盐岩风化作用所控制,不同的下伏岩层分布决定了各江段控制作用的强弱,也决定了流域水化学组成的空间差异性,碳酸和硫酸共同参与了碳酸盐岩的风化作用,但以碳酸为主.总体而言,对龙江-柳江-西江流域水化学特征及其成因的上述认识,有助于制定水资源管理措施和水环境保护战略.     

鞍山市倪家台地热田水化学特征及其演化机制

水化学分析结果表明,鞍山市倪家台地下热水属于HCO3.SO4-Na和SO4.HCO3-Na型水,且含有氟、锶和二氧化硅等多种矿物成分.由构建的硅-焓混合模型得出倪家台地区地下热水已有大量冷水混入,且混入比例介于67%—83%之间,水温下降的诱因是该区域过量开采地热水,在这种人为的长期干扰作用下,增大了上部含水层冷水对下部地热水的补给量,对今后可持续利用该区域地热资源构成了严重的威胁.     

新疆阿拉尔市苦咸水水化学特征、分布及成因分析

准确查明苦咸水分布、水化学特征及成因对此类非常规水资源的开发利用及当地水安全保障能力的提高具有重要意义.通过对新疆阿拉尔市地下水进行采样分析,利用水化学图解、描述性统计分析、离子比值法、饱和指数法等方法分析苦咸水的水化学特征及形成机制.结果表明,研究区苦咸水水化学类型以HCO3·SO4·Cl-Na·Ca·Mg、SO4·...     

岩溶石灰土微生物丰度的影响因素及其指示意义

应用荧光定量PCR技术检测广西两种典型石灰土(黄色石灰土和红色石灰土)不同层位(0~10、10~20、20~40、40~60、60~80和80~100 cm)土壤细菌与真菌丰度的变化规律,以揭示影响土壤细菌、真菌丰度的关键因子并利用其剖面特征指示土壤质量。结果表明:细菌丰度与土壤类型呈显著正相关(F=4.413,P=0.041),与土层呈极显著正相关(F=7.225,P=0.000);真菌丰度与土壤类型在0.05水平上无显著相关性,与土层呈显著正相关(F=2.732,P=0.030)。RDA结果显示,土壤有机碳、全氮和速效磷对微生物丰度影响的解释率分别为31.8%、27.2%和21.1%,3种土壤因子累计解释率为80.1%,说明3种土壤因子是影响微生物丰度的主要因子。由于两种石灰土的微生物丰度受土壤有机碳、全氮以及速效磷等土壤因子影响显著,而研究区土层间土壤因子差异性强于土壤类型,所以微生物丰度表现出对土层的响应强于土壤类型。细菌丰度与土壤有机碳、速效磷、全氮的相关性强于真菌丰度,说明细菌对环境变化更为敏感,可作为指示土壤质量的指标。此外,细菌在石灰土土壤演化与养分循环过程中也具有重要作用。     

东平湖水化学特征及成因分析

地表水化学参数特征及其成因分析是地表水资源评价与管理的重要组成部分.为研究泰安市东平湖水化学特征及成因,采用空间插值、Piper三线图、Gibbs图以及相关性分析等方法,探讨了研究区不同月份、不同类型东平湖地表水水化学组份特征及影响因素、各离子的来源等问题.结果 显示,东平湖湖水属于碱性水体,TDS时空分布差异显著,1...     

西藏帕隆藏布江流域天然水的水化学特征

帕隆藏布江是雅鲁藏布江左岸水量最大的支流.为了调查帕隆藏布江流域水体水质和水化学特征,分析了水体的常规指标,包括p H、电导率、含盐量(SAL)、总溶解固体(TDS)和溶解氧(DO)值.同时测定了水样和底泥样品中23种金属元素,Ca是水体中的主要阳离子,水体中离子的平均含量趋势符合CaMgFeKNaMnZnBaVPbCrNiAsCuCoSeHg(Mo、Ag、Sb、Tl、Cd和Be).采用《地表水环境质量标准》(GB3838—2002)及地质累积指数(Igeo)分别评价了水质和底泥状况.结果表明,水体中Cu、Se、As、Zn、Cd和Pb均达到Ⅱ类及以上标准,仅Hg是潜在污染物质,Hg含量虽略高(最高达0.3μg·L~(-1)),但低于《国家生活饮用水卫生标准》(1μg·L~(-1))限量;底泥中重金属污染程度较轻,Zn、Pb、Ni、Cu和Cd几乎不存在污染,As是底泥中的主要污染物,其次为Cr.综合各项指标表明帕隆藏布江流域水体水质良好.     

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.     

沂河流域地下水水化学特征及水质评价

为了解沂河流域地下水水化学特征、水质以及硝酸盐对人体产生的潜在健康危害风险,选取2017年枯、丰水期采集的156个地下水水样,运用数理统计、Piper三线图、舒卡列夫分类、Gibbs模型和离子比值等方法,分析了沂河流域地下水的主离子特征及其形成机制,分别运用模糊评价和健康风险评价模型对地下水水质和硝酸盐污染产生的健康风...     

珠江源区南、北盘江丰水期水化学组成特征及来源分析

为了解珠江上游高侵蚀地区流域水环境现状,于2014年7月采集了珠江源区的北盘江和南盘江河水样品进行分析.结果表明,南、北盘江丰水期河水p H值在7.4—8.4之间,为弱碱性;TDS平均含量为307 mg·L-1,高于珠江、长江干流.Ca2+和Mg2+是主要的阳离子,含量分别为61.64、10.98 mg·L-1,HCO-3是最主要的阴离子,含量范围在71.86—222.89 mg·L-1之间.离子组成分析和相关性分析表明,研究区河水离子主要受碳酸盐岩风化控制,存在部分玄武岩、砂岩的影响,硫酸参与了流域碳酸盐岩的风化,农业活动也有部分贡献.SO2-4和NO-3相关性分析表明,北盘江SO2-4和NO-3应该主要来源于煤炭及煤炭工业,而南盘江则受到更强烈的城镇和化工废水的影响.Cl-/Na+与SO2-4/Na+、NO-3/Na+相关性表明,Cl-与NO-3有共同的来源,受农业活动影响明显.南盘江流域管理要侧重城镇工业废水、农业面源污染治理,而北盘江流域除了城镇、工业废水外,还需要特别加强对流域内煤炭企业的的监管.     

太湖西部入湖口沉积物中有机物分布及其潜在指示意义

太湖作为重要的工农业用水水源以及周边居民饮用水源,其水质安全受到高度关注。在太湖西部入湖口采集7个沉积物样品,研究了合成麝香、多环芳烃(PAHs)、有机磷酸酯阻燃剂/增塑剂(OPs)和有机氯农药(OCPs)含量水平和分布规律。研究结果表明,沉积物中多种污染物分布广泛,含量水平差异较大。其中,Σ15PAHs含量371 ng·g~(-1)~2.53$103ng·g~(-1),主要来源于生物质燃烧和化石燃料高温裂解;沉积物中检出4种多环麝香,主要组分为佳乐麝香(HHCB)(0.0792 ng·g~(-1)~1.17 ng·g~(-1))和吐纳麝香(AHTN)(0.123 ng·g~(-1)~1.29 ng·g~(-1)),它们指示了太湖水体已遭受一定程度生活污水输入影响;沉积物中Σ6OPs含量范围为1.63 ng·g~(-1)~21.9 ng·g~(-1),主要污染组分为磷酸三(2-氯丙基)酯(TCPP)和磷酸三(2-氯乙基)酯(TCEP),并呈现明显的点源排放特征;沉积物中六六六系列(HCHs)(0.310 ng·g~(-1)~1.11 ng·g~(-1))和滴滴涕系列(DDTs)(0.551 ng·g~(-1)~6.40 ng·g~(-1))主要来源于历史残留。位于太滆流域的几个入湖口沉积物中多种污染物含量多高于浙江省辖区3个入湖口沉积物。