崇左响水地区岩溶地下水主要离子特征及控制因素

以崇左响水地区为研究区域,于2016年丰水期、枯水期、平水期在研究区内采集210个地下水样品并测定,分析岩溶地下水的主要离子化学特征和季节变化,运用多元统计分析法研究地下水主要离子的控制因素.结果表明,研究区岩溶地下水为弱碱性淡水,优势离子均为Ca~(2+)、HCO_3~-为主,分别占全部阳离子和阴离子的75%、70%以上,K~+、Na~+、Cl~-和NO_3~-平均质量浓度表现为丰水期平水期枯水期,Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)、p H值、TDS、TZ+和TZ-未出现明显的季节性变化.受碳酸盐岩地层的控制,地下水化学类型以HCO_3~-Ca型为主,丰水期和平水期少部分水点为HCO_3·Cl-Ca和HCO_3·SO_4-Ca型水,平水期出现Cl·NO_3-Ca型水,枯水期可见HCO_3~-Ca·Mg型水,反映出少部分水点受地层中白云岩和铁质泥岩溶解、人类源NO_3~-和Cl~-的影响.地下水中Ca~(2+)、HCO_3~-主要来源于碳酸盐岩灰岩的溶解,Na~+、Cl~-、K~+、NO_3~-来源于大气输入与人为活动的贡献,Mg~(2+)、SO_4~(2-)来源于地层中白云岩、铁质泥岩溶解.地下水化学成分主要受水岩相互作用的控制,碳酸盐岩含水层中的地下水主要受碳酸盐岩溶解因子控制,村庄和人口密集区的地下水主要受大气输入与人为活动因子控制.     

岩溶地下河水化学对城镇化进程的时序响应

利用25年地下水观测与遥感解译数据研究地下河对城镇化进程的水化学时序响应,结果表明,随着城镇化的进行,地下河的矿化度逐渐上升;水化学类型时序演变从枯水期单一的HCO_3·SO_4-Ca·Mg型和丰水期HCO_3-Ca·Mg型向HCO_3·ClCa型、HCO_3·SO_4-Ca型、HCO_3-Ca和HCO_3·SO_4-Ca·Mg型等多类型演化,快速城镇化时期水化学类型多变.受地表降水输入影响,地下河枯水期与丰水期[Mg2+]/[Ca2+]和[HCO_3~-]/[SO_4~(2-)](摩尔比)变化较大,城镇化前地下河水化学受水岩相互作用、农业活动和酸雨入渗共同影响,两者均值分别为0. 86和29. 34; 2001年城镇化后农业活动和酸雨输入贡献减少,丰水期城镇化输入(居民生活和工业排污)明显增加,两者出现突变特征,分别降低至0. 38与6. 01. 1990～1995、1996～2010和2011～2015年不同时期的主要地球化学敏感阳离子分别为Ca~(2+)及Mg~(2+)、Na~+和NH_4~+,阴离子则分别为HCO_3~-、HCO_3~-及SO_4~(2-)和Cl~-.地下河对城镇化进程的水化学响应具有明显的阶段性和时序性.     

北方典型岩溶泉域地下水水文地球化学特征分析——以鹤壁许家沟泉域为例

近年来,受采矿活动、气候变化等因素影响,包括鹤壁许家沟泉域在内的北方多数岩溶泉域水化学场发生了改变,但其演变规律及现状条件下的水文地球化学特征仍不明晰。为揭示现状条件下许家沟泉域地下水水文地球化学特征及其控制因素,本文在调查取样分析的基础上,采用数理统计、离子比例系数、Gibbs图及相关性分析等方法进行了研究。结果表明:泉域内岩溶地下水水化学类型主要为HCO_3-Ca·Mg和HCO_3·SO_4-Ca·Mg型。地下水主要水化学组分演化过程的主控因素是岩石风化作用,地下水中的Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)和HCO_3~-主要来源于含方解石(CaCO_3)、白云石(CaMg(CO_3)_2)的碳酸盐岩以及硫酸盐岩(CaSO_4·2H_2O)的溶解,一部分SO_4~(2-)来自黄铁矿氧化。脱白云石化作用致使泉域枯水期地下水中Mg~(2+)明显高于丰水期。阳离子吸附交替使地下水中Na~+、K~+含量降低。稳定同位素特征表明,泉域岩溶地下水主要接受西部裸露区大气降雨的入渗补给,泉域南部岩溶地下水还受淇河河水渗漏的影响,枯水期岩溶地下水中δ~(18)O存在漂移现象。研究成果为泉域内岩溶地下水的合理开发与保护提供了依据。     

柳江盆地浅层地下水硝酸盐分布特征及影响因素分析

以秦皇岛柳江盆地浅层地下水硝酸盐为研究对象,在地下水污染源调查的基础上,于2014年7月丰水期、2015年4月枯水期共采取浅层地下水样215组.基于变异函数模型和Arc GIS地统计模块,分析了浅层地下水中硝酸盐含量时空分布特征,并利用因子分析方法探讨了硝酸盐污染成因.结果表明,无论丰水期还是枯水期,研究区东南部均为硝酸盐主要污染区域,含量达30~120 mg·L~(-1),但枯水期硝酸盐污染面积约为丰水期的1.4倍;硝酸盐空间分布受人类活动和地质条件影响显著,其次为Eh、DO、p H和地形地貌条件.北部浅层地下水硝酸盐含量小于20 mg·L~(-1);中部主要来源于人类活动及农业种植中氮肥的流失,局部污染较严重;南部受隔水边界阻隔作用,表现为硝酸盐累积效应,污染严重.     

山东招远市地下水水化学特征及水质评价

为查明山东招远地区地下水水化学特征及水质状况,采用统计分析法对招远市及其周边34个地下水水样点的水化学指标进行了分析,并结合模糊数学评价法进行了水质评价。结果表明:研究区地下水各水化学评价指标中,pH值相对较稳定,K~+、NO_3~-和HPO_4~(2-)含量在空间上存在较强的变异性,TDS含量总的变化趋势呈南北低、东西高的分布规律,地下水的水化学类型以Cl·HCO_3-Ca·Na型和Cl·SO_4-Ca·Na型水为主;研究区地下水水质总体情况不容乐观,在罗峰街道楼里头村、小宋家村、金岭镇山上张家村和梦芝街道石星河村以南200 m附近,地下水水质相对较好,可作为居民饮用水,其余地区地下水水质较差,可作为工农业用水。     

柳林泉域岩溶地下水区域演化规律及控制因素

柳林泉是山西省著名的十大岩溶大泉之一,丰富的岩溶地下水资源对吕梁地区经济社会发展具有支撑作用,开展岩溶地下水化学演化规律及控制因素研究对于流域水资源可持续利用意义重大.本研究对补给区、径流区、排泄区、深埋区的29个岩溶地下水主要离子组分进行测试分析.结果表明,水温、Na~+、Ca~(2+)、Mg~(2+)、Cl~-、HCO_3~-、SO_4~(2-)质量浓度从补给区、到径流区、到排泄区、再到深埋区,随着径流途径增加不断升高. K~+、Na~+、Cl~-主要来源于盐岩的溶解;而Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-、SO_4~(2-)主要来源于方解石、白云石和石膏的溶解.受控于盐岩、石膏的不断溶解,Na~+、C~l-和SO_4~(2-)质量浓度增加幅度大,最大值分别为最小值的50、80和32倍;受去白云化作用的影响,Ca~(2+)、HCO3-质量浓度变化不大,最大值仅为最小值的2～3倍.在补给区、径流区,Na~+、Cl~-质量浓度较低,Ca~(2+)和Mg~(2+)、HCO_3~-为主要阴阳子,但在排泄区和深埋区,Cl~-、Na~+明显超过了HCO_3~-、Ca~(2+)和Mg~(2+),成为最主要的阴阳离子;水化学类型由HCO_3-Ca·Mg型转化为HCO_3·SO_4-Ca·Mg型和HCO_3·SO_4-Ca·Na·Mg型,最终演变为Cl·HCO_3-Na·Ca、Cl·HCO_3-Na型和Cl-Na·Ca型.     

黄土高塬沟壑区氮素流失的时空变异特征

为了探讨黄土高塬沟壑区水体氮污染的时空变化情况,选取黑河流域(泾河支流)为研究区域,测定2013—2014年枯水期和汛期流域地表水和地下水中主要离子及NO_3~--N和NH+4-N的浓度并进行分析.结果表明,黑河流域枯水期水化学主要为Na+K-Cl-SO_4型,汛期主要为CaMg-HCO_3型.枯水期及汛期阳离子均主要为Na+,阴离子在枯水期主要为SO_4~(2-)而汛期则转变为HCO_3~-.汛期NO_3~--N浓度普遍大于枯水期,平均值分别为2.37和1.63 mg·L~(-1);且空间分布不均衡,地表水中的浓度为:上游(1.35 mg·L~(-1))中游(1.05 mg·L~(-1))下游(0.93 mg·L~(-1)),而地下水中的浓度为:下游(3.84 mg·L~(-1))中游(2.54 mg·L~(-1))上游(2.35 mg·L~(-1)).NH_4~+-N在时间分布上没有明显的规律,汛期及枯水期变化不大,空间分布特征与NO_3~--N类似,但其整体浓度较低,在0.11 mg·L~(-1)左右波动,较为稳定均且未超过IV类水标准.水体中NO_3~--N不仅来自于农田氮肥的施入等人类活动,还可能来自于酸性降雨.地表水的NO_3~--N污染程度存在空间差异,上游污染程度大于中、下游,而超过70%的地下水水质属于良好,对当地饮用水安全暂不造成威胁.     

岩溶易旱区地下水水文地球化学特征及其控制因素——以兴仁县为例

地下水是岩溶易旱区极其重要的水资源,是当地生态环境和人类生存的基本保障。通过收集整理岩溶易旱区兴仁县地下水水化学数据,分析与研究,发现岩溶易旱区地下水的溶解组分主要来源于碳酸盐岩的溶蚀,水化学类型主要为HCO_3-Ca型和HCO_3-Ca·Mg型,部分地区由于受到岩层中石膏夹层溶解的影响,水化学类型为HCO_3·SO_4-Ca·Mg型。地下水中Ca~(2+)、Mg~(2+)、HCO_3~-等离子受流经区域地层岩性和水-岩相互作用的影响,表现出显著的区域性特征,属自然来源;K~+、Na~+、Cl~-、NO_3~-等指标与人类活动关系密切,SO_4~(2-)受水-岩相互作用和人类活动共同影响。岩溶易旱区地下水水文地球化学容易受到人为活动的干扰且日趋明显,降低人为活动对岩溶地下水的影响是确保岩溶易旱区地下水环境及饮水安全的关键。     

天津滨海地区地下水中氟的分布特征研究

地下水中氟含量过高是造成地氟病的重要原因。通过对地下水中氟的含量和水化学特征分析发现:天津滨海地区深层地下水中氟的含量在0.98～5.51 mg/L之间,平均高达2.78 mg/L,绝大部分水体中氟的含量都超过了国家规定安全饮用标准。氟在地下水中呈现出随着深度的增加逐渐降低的趋势:枯水期第Ⅱ、Ⅲ组含水组地下水中氟的含量明显高于第Ⅳ、Ⅴ含水组地下水;丰水期第Ⅱ含水组高于其下部的含水组。氟的含量在枯水期高于丰水期。造成上述分布特征主要是由以下因素造成的:北部山区含氟较高的花岗岩分布广泛及历史上发生的多次海侵活动为滨海地区高氟地下水提供了丰富的物源;滨海地区平原地带及富含钙核的海相沉积环境为氟离子在此处富集提供了条件。较高的pH值和HCO3-在水岩相互作用中对氟离子的溶解富集有明显的促进作用,这种溶解作用在枯水期表现得更明显。     

苦草对盐碱离子的生长响应与去除效果研究

文章考察了苦草种子萌发和幼苗生长对0、10、20和40 mmol/L Na_2SO_4、Na Cl和Na HCO_3的响应,以及苦草对SO_4~(2-)、Cl~-和HCO_3~-的去除作用。化合物类型与浓度对苦草的萌发、生长和盐碱离子的去除均具有显著作用。Na~+浓度为10和20 mmol/L时,Na_2SO_4和Na HCO_3处理促进了苦草株高与干重的增长(P0.05),Na Cl处理的作用不显著。Na~+浓度为40 mmol/L时,各处理组的萌发率、株高、干重、根数、根总长等指标显著低于对照组的,且Na HCO_3组的最低(P0.05)。Na~+浓度为20 mmol/L时,Na SO_4对根数目和根总长的影响不显著,Na HCO_3表现出了显著的抑制作用(P0.05)。各处理中,苦草对SO_4~(2-)、Cl~-和HCO_3~-均具有一定的去除效果,苦草对HCO_3~-的去除率明显高于对SO_4~(2-)的去除率,且两者均显著高于对Cl~-的去除率(P0.05)。结果表明,水体盐碱度升高可能会改变苦草的生长和繁殖状况,苦草根的生长对盐碱胁迫更敏感。但苦草具有一定的盐碱耐受能力和去除盐碱离子的能力,可应用于盐碱水体的生态修复。     

内蒙古新巴尔虎右旗高氟水分布特征及成因分析

高氟地下水是广泛分布于我国北方干旱半干旱地区的一种典型劣质水源,长期饮用会对人体造成严重的危害。本文以内蒙古呼伦贝尔典型高氟水地区为研究范围,对新巴尔虎右旗地区地下水、地表水水质分析结果进行统计分析、水化学类型、因子分析等方面的研究。结果表明,本区地下水F-含量普遍超标,氟离子平均含量为2. 24 mg/L,极值达6 mg/L。高氟水在空间上多分布于侏罗系火山岩及花岗岩地区的基岩裂隙水中,水化学类型以HCO_3-Ca·Na为主。综合分析研究区气候、水文、地质等条件,本文认为自然因素在研究区高氟水的成因中占主要因素,人为因素影响较小,蒸发浓缩作用和岩氟淋滤作用是地下水氟离子富集的主要机制。     

滹沱河流域地下水硫酸盐污染特征及源解析

滹沱河流域地下水是石家庄地区居民的重要饮用水源。近年来,随着工业化和城市化的快速发展,导致该地区地下水中硫酸盐污染问题日益严重。该研究于2015年1月和2016年8月各采集了滹沱河流域地下水水样28组,运用水化学理论和多元统计技术研究了该地区地下水硫酸盐的污染特征,并识别了硫酸盐的污染来源。结果表明:滹沱河流域地下水硫酸盐污染较重,枯水期和丰水期地下水硫酸盐的浓度均值分别为192.9 mg/L和185.4 mg/L,超标率分别为21.4%和21.4%。该地区地下水硫酸盐受到人类活动的严重影响,其浓度的高低与地下水水位埋深密切相关。滹沱河流域地下水水化学类型主要为HCO_3.SO_4-Ca(Mg)。在枯水期和丰水期SO_4型水出现的比例分别高达82%和75%。主成分分析结果表明,地下水硫酸盐的主要污染来源在枯水期是生活污水、工业污水(点源污染)和水岩交互作用(诱因);而在丰水期转变为生活污水(点源污染)和水岩交互作用(诱因)、面源污染和工业污水(点源污染)。     

伊犁盆地地下水水文地球化学特征与铀成矿条件分析

砂岩型铀矿的形成是水-岩相互作用的结果,研究含铀储层地下水化学特征有助于分析铀成矿条件。通过系统采集伊犁盆地不同类型含水层的地下水样品,开展伊犁盆地地下水中水文地球化学组分及铀含量测试,分析了地下水水文地球化学特征与铀成矿条件。结果表明:伊犁盆地地下水补给区的浅循环地下水均呈现为低TDS、低—中等铀含量的HCO_3-Ca型水;而地下水径流区的地下水则往往呈现出中等TDS、中等—高铀含量的HCO_3·SO_4-Na型或SO_4·Cl-Ca·Na型水,表现为岩石中的铀及其他物质成分已被充分氧化和溶滤进入地下水,即发生着"铀随水去"的氧化溶解过程;地下水径流-排泄区的地下水呈现出高TDS、低—中等铀含量的SO_4·Cl-Ca·Na型或Cl·SO_4-Na·Ca型水,地下水中铀含量沿程降低,表明地下水径流已进入还原带,地下水中的铀已被还原吸附到铀储层的固体颗粒表面,即发生着"水去铀留"的还原富集过程。     

池武溪流域溶解无机碳特征及影响因素分析

溶解无机碳及其碳同位素(δ13CDIC)是指示物质来源及生物地球化学特征和反映碳在陆地水循环过程中的重要手段。为了研究池武溪流域内地下水、地表水的溶解无机碳及碳同位素的变化特征和影响因素,文章于2019年6月、2019年12月对采样点进行监测。结果表明:池武溪流域水化学类型为HCO_3-Ca型或HCO_3-Ca·Mg型;流域DIC含量及δ13CDIC具有明显的季节变化特征,具体表现为枯水期大于丰水期,丰水期δ13CDIC比枯水期更偏负;枯水期和丰水期时硫酸和硝酸不同程度参与碳酸盐岩风化过程并使δ13CDIC偏正。     

西藏拉鲁湿地不同时期水质现状及污染评价

采用现场调查和室内分析相结合的方法,于2018年12月（枯水期）与2019年5月（丰水期）分别分析了拉鲁湿地的水质,并采用改进的内梅罗污染指数法对2个时期的水质现状进行了评价。结果表明:在枯水期,TN、TP和NH₃-N分别为0.157~26.797,0.003~4.259,0.197~24.084 mg/L;pH、电导率和溶解氧分别为6.99~9.55,72.85~583.50μS/cm和1.83~12.84 mg/L。在丰水期,TN、TP和NH₃-N分别为0.077~3.104,0.004~0.228,0.005~0.094 mg/L;pH、电导率和溶解氧分别为6.94~9.27,129.90~512.87μS/cm和1.12~12.18 mg/L。拉鲁湿地枯水期水体的电导率平均值低于丰水期,但枯水期的溶解氧、pH、TN、TP、NH₃-N和COD的平均值高于丰水期;电导率与pH呈极显著负相关（P<0.01）,与NH₃-N和TP呈极显著正相关（P<0.01）。改进的内梅罗污染指数法表明拉鲁湿地枯水期水质大部分为Ⅴ类,其受污染区域主要分布在东北部,丰水期水质主要为Ⅰ和Ⅲ类,其水质污染区域主要分布在中南部。     

沁河冲洪积扇地下水水化学特征及成因分析

为研究河南省济源市沁河冲洪积扇地下水水化学特征及其成因,2016年10月采集水样共计60组,其中地下水水样51组,地表水水样9组.运用数理统计、舒卡列夫分类、Piper三线图、Schoeller图、Gibbs图和离子比值等方法,分析了研究区内地下水和地表水水化学类型分布特征,讨论了地下水和表水水化学演化过程的主要控制因素.结果表明:(1)研究区地表水和地下水中主要阴阳离子为Ca~(2+)、Mg~(2+)、SO_4~(2-)、HCO_3~-,地表水和地下水的补给来源密切相关;(2)地下水水化学类型以HCO_3-Ca型、HCO_3-Ca·Mg型和HCO_3·SO_4-Ca·Mg型为主;地表水水化学类型以HCO_3·SO_4-Ca·Mg型为主;(3)地下水和地表水主要离子的形成主要受碳酸盐矿物风化溶解作用、离子交换作用和蒸发作用共同影响,硫酸、碳酸参与了碳酸盐矿物的风化溶解过程.     

利用氮氧同位素解析赤水河流域水体硝酸盐来源及其时空变化特征

赤水河流域作为长江上游重要的水源涵养区,其生态环境状况及水环境质量备受关注。为了了解流域河水氮素来源,本次研究利用硝酸盐稳定同位素(~(15)N、~(18)O)示踪技术并结合流域土地利用类型空间分布分析了赤水河流域丰水期与枯水期干流及主要支流河水硝酸盐来源与转化过程。结果表明,流域水体NO_3~-浓度具有明显的时空变化,其中丰水期NO_3~-浓度要高于枯水期,喀斯特区域的NO_3~-浓度要高于非喀斯特区域。流域干、支流水体δ~(15)N-NO_3~-、δ~(18)O-NO_3~-季节性差异明显,丰水期支流δ~(15)N-NO_3~-差异较大,干流差异较小,而枯水期支流δ~(15)N-NO_3~-差异较小,干流差异较大。结合氮氧同位素和土地利用信息发现,丰水期支流NO_3~-受其土地利用方式的影响,其来源具有多样性;干流NO_3~-浓度则主要受支流混合作用影响。枯水期干流NO_3~-受流域人为活动影响较为显著,点源输入造成水体氮同位素分布范围较宽,主要来源表现为生活污水和土壤有机氮;而支流NO_3~-多表现为土壤有机氮来源,部分支流受流域内城镇影响,生活污水对河流NO_3~-贡献较大。流域水体氮污染控制应以农业面源氮流失为主,同时严格控制点源污染的输入。     

西藏高温地热显示区氟分布及富集特征

通过对西藏高温地热显示区内12个主要地热田采集的地热、地表水样共30组测试和分析可知,研究区氟含量0.34~19.2mg/L,地下热水中氟含量均高于2.0mg/L,研究区南部氟含量较北区偏高.氟含量高区,地热显示较明显.氟离子在水化学类型为Cl-Na或Cl×SO4-Na等Na型水中富集程度高于HCO3-Na×Ca或HCO3-Ca等Ca型水.研究区高氟地热水的富集机制主要有:深部地热流体的升流混合作用,补给水向下渗流过程中含氟硅酸盐矿物、萤石的溶滤作用.两种机制相比,深部热流的混合作用对地下水形成高浓度F-的贡献更大,但矿物的溶滤作用相对而言更为普遍些.研究区砷的富集机制与氟相似,这也使得二者在空间分布上具有共生性.应加强高氟高砷区地热水的管理与防护,防止其污染地表水环境.     

江汉平原四湖流域上区地下水中多环芳烃分布特征与源解析

初次对江汉平原四湖流域上区地下水中多环芳烃(PAHs)的分布特征和来源进行研究,选择湖北潜江长湖-汉江一带9个典型地下水采样点分枯水期和丰水期进行采样,并利用气相色谱与质谱联用仪对16种优控PAHs进行定量分析.结果表明,研究区枯水期和丰水期地下水中PAHs的浓度变化范围分别为62.74~224.63 ng·L-1和55.86~115.15 ng·L-1,总体水平表现出枯水期高于丰水期,且分布于滨湖区域和近岸带的地下水中PAHs浓度较高.这些PAHs输入途径比较复杂,经用主成分分析法分析其来源,大致可归结为燃烧源,部分采样点有石油或石油燃烧的污染.研究区域地下水中PAHs浓度与国内某些地区相比,显示出较低的污染水平,但就致癌性PAHs来看,枯水期具有致癌性PAHs的浓度范围在19.32~153.39 ng·L-1之间,丰水期在16.30~64.22 ng·L-1之间,均已远远超出地下水中PAHs所允许的致癌浓度范围,这必然会对当地人类身体健康构成威胁.     

太原盆地地下水氟化物分布及健康风险分析

2008-2016年对太原盆地浅层地下水(饮用水源)1 088份水样中的氟化物含量进行研究,以了解氟化物的分布特征,并进行健康风险分析。研究结果表明:自然因素作用加上过度的人类活动,是导致地下水氟含量升高的原因。太原盆地个别样点的氟化物含量已严重超标,可能会增加氟斑牙病和氟骨病的患病风险,需制定相应的降氟政策予以防治。太原盆地各区域均存在每日摄氟量低于最低限的样点(2.0 mg),会增加人群患龋齿的风险,需要人为增加氟摄入以降低潜在的危害。