新疆奎屯河流域高砷、高氟地下水的分布特征

以中国大陆第一个砷中毒病区新疆奎屯地区为研究区域,测定了该地区95个水样中砷、氟的含量和主要水化学因子。结果表明:奎屯河地表水为低砷低氟水,地下水中高砷水占61.36%,高氟水占28.41%。该地区高砷高氟地下水主要分布在奎屯河流域下游的西北部和中北部。高砷、高氟岩石是奎屯河流域地下水中砷、氟的原生来源,水文地质环境和强烈的蒸发使地下水中砷和氟逐渐富集,地下水的碱性和还原环境有利于含水层中砷和氟的释放。     

新疆奎屯原生高砷地下水的分布、类型及成因分析

原生高砷地下水在全球分布广、危害大,严重威胁着全世界数亿人口的身体健康.为科学指导高砷地区地下水资源的合理开发利用,以中国大陆第一个砷中毒病区新疆奎屯为研究区域,分析了奎屯地区高砷地下水的分布规律、类型及成因.结果表明,奎屯地区有88.7%的地下水中砷浓度超出10μg·L~(-1),多为高砷地下水.高砷地下水多分布在深层承压含水层,砷浓度从南向北逐渐升高,与采样点海拔高度呈显著负相关.奎屯地区地下水整体呈弱碱性、碱性环境,氧化还原电位(Eh)均为负值,具有较强的还原性,属于还原性-弱碱性高砷地下水(I-2型).奎屯南面的天山与北面的河流沉积平原环境相结合,为该区地下水形成高砷提供了有利的地质环境.奎屯地区沉积层深厚,地下径流更替缓慢,相对封闭的水文地质条件使地下水中的砷富集而不易流失,强烈的蒸发可以使地下水中的砷进一步浓缩.同时,地下水的还原条件有利于含水层中砷的释放,砷浓度不仅受铁锰氧化物矿物还原的影响,而且受SO2-4还原和硫化物矿物沉淀的控制,吸附态砷的解吸附也是该地区地下水的富砷过程.     

宁夏银北平原地下水中砷的分布特征及其富集因素

通过对宁夏银北平原地下水中砷的分布特征、来源及富集因素进行研究,结果表明:银北平原地下水砷异常地段的分布具有明显的地带性,从山前洪积倾斜平原前缘向冲湖积平原中心,地下水中砷含量递增,高砷地下水沿黄河河道自南向东北局部呈点状分布,总体上呈条带状展布,且东北部砷含量普遍高于西南部,主要富集在0～40 m深度的含水层中;引黄灌溉的黄河水与贺兰山区的煤系地层是平原内地下水中砷的主要来源;特殊的古地理环境特征、地下水径流条件、氧化还原环境及干旱半干旱的气候条件是地下水中砷富集的重要因素。     

浙江北部地区地下水高氟和高砷分布特点和建议

在分析了浙江北部地区地下水类型、特征、地下水开采现状和水位变化基础上,通过对不同类型地下水深井样品测试数据的研究,查明了区域地下水高氟和高砷的分布特点.高氟区主要出现于妙西花岗岩裂隙水和白雀岩溶水分布区,高砷区主要位于南浔第Ⅱ承压含水层局部区域.研究认为高氟和高砷地下水分布区与区域土壤和浅层地下水中总氟和总砷含量没有直接联系,深井地下水中的高氟和高砷主要与深部断裂构造有关.研究地区的这种高氟和高砷地下水目前仍然为很多居民所饮用,作者认为长期饮用这种高氟和高砷地下水容易导致地方病的产生,建议在高氟和高砷地下水分布区停止生活用水开采,有条件的企事业单位应实行改水方案.     

奎屯河流域高氟地下水对微生物多样性的影响

高氟地下水不仅对人体有害而且影响微生物群落结构,为探究高氟地下水环境对微生物多样性的影响,作者在奎屯河流域采集了15组地下水样本进行高通量16S rDNA基因测序,分析高氟和低氟地下水化学特征、微生物的群落结构以及微生物群落与环境的关系。结果表明,研究区地下水偏弱碱性,溶解性总固体(TDS)相对偏高,F^-平均含量为1.5 mg/L,地下水类型主要为HCO₃·SO₄-Na型。低氟组样品在物种丰度与多样性方面占优势且微生物群落相似,而高氟组样品微生物群落存在显著差异。变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes)是研究区地下水的优势细菌门。科水平上,优势菌科均属于变形菌门。化学需氧量(COD)、TDS和F^-浓度与地下水中微生物群落结构存在显著关联,TDS、COD和F^-浓度与大部分细菌门丰度呈负相关。研究发现高氟地下水环境对微生物丰度和多样性起抑制作用,微生物群落能通过代谢途径减轻高氟地下水的毒性,形成独特的...     

江汉平原东部浅层地下水氮的空间分布特征

江汉平原水体氮污染问题日趋严重,但相关研究仍较为薄弱。以江汉平原东部为研究区,对区内459组浅层地下水样品的水化学成分进行测试分析,旨在查明地下水氮污染的空间分布特征,并探讨地下水氮污染的成因机制。结果显示:硝态氮在孔隙潜水中明显富集,最高约300 mg/L,而高含量的氨氮则集中分布于中层孔隙承压水,平均值达2.58 mg/L;孔隙潜水中NO_3~-含量随着Cl~-含量的增高而表现出增高趋势,指示了浅层地下水中NO_3~-是人类工农业活动输入的结果;中层孔隙承压水处于富含有机质的强还原环境,NH_3-N含量随着DOC含量的增高而表现出增高趋势,且高含量的NH_3-N对应着低含量的Cl~-,表明该层地下水中NH_3-N主要为天然来源,而非人类活动输入。氧化还原环境控制着区域内浅层地下水中氮的赋存形态,在氧化环境下主要以硝态氮的形式存在,而在还原环境下主要以氨氮的形式存在。     

基于极端梯度提升模型预测江汉平原高碘地下水的空间分布

长期摄入高碘地下水(碘浓度>100μg/L)会造成人体甲状腺机能损伤,掌握区域高碘地下水的空间分布规律对于有效规避劣质地下水,保障地下水资源的可持续安全供给至关重要。但大规模地下水水质调查耗费大量的人力、财力、物力。基于江汉平原177组常规的浅层地下水水质调查数据,选取DOC、HCO^-₃、Mg²⁺、Fe²⁺、NH⁺₄-N、SO■等水质参数作为预测变量,建立江汉平原高碘地下水风险极端梯度提升机器学习预测模型,用于预测研究区高碘地下水的空间分布。结果表明：该模型通过测试数据集检验,预测的准确率达到86.4%;模型预测结果显示,江汉平原高碘地下水主要分布在长江河曲沿岸,零星分布在平原腹地河湖区,并识别出江汉平原西北部丘陵前缘的汉江沿岸也是高碘地下水分布的潜在区域。该研究结果将有助于圈划高碘地下水的空间分布范围,可为确定未来地下水水质监测的优先区域提供科学指导。     

珠江三角洲高砷地下水赋存环境特征及成因分析

为了弄清珠江三角洲地区浅层地下水中砷迁移、富集的主控因素及砷的来源,利用珠江三角洲地区地下水污染调查所取得数据资料,运用聚类分析方法对研究区进行分区,分别对砷异常分布特征以及地下水赋存环境进行分析.结果表明,研究区地下水砷浓度范围为从未检出至560μg·L-1,主要以As(Ⅲ)的形式存在;高砷地下水主要分布在第四系松散沉积物覆盖的平原区,其中佛山顺德地区最高,广州市中部与中山市次之;研究区地下水水化学类型以HCO3-Ca型水为主,高砷地下水具有p H值较高,NH+4、Fe、Mn、耗氧量浓度较高,且NO-3浓度低的特征.通过对高砷地下水各指标散点图与因子分析,结合人类活动对珠三角地下水环境影响推断:在天然沉积环境与污染输入的共同影响下,平原区形成有利于高砷地下水赋存的中性至弱碱性还原环境.浅层地下水在微生物作用与有机污染物输入下,引起含砷铁锰氧化物的还原溶解,导致砷的释放.而佛山市南部顺德等地区工业污染则是地下水中砷污染的主要来源.     

内蒙高腐殖酸地下水中碘的分布特征与IDD病的关系

为探讨碘在高腐植酸地下水中的分布特征 ,研究内蒙古河套平原地区 51份水样 .分析结果显示 ,水质偏碱 (平均值 pH=7.91 ) ,水中腐植酸和 COD含量均高 ,地下水类型属于 HCO₃-Na和 HCO₃-Cl- Na型 .在这种高还原型盐水环境中水碘平均浓度达到 430 μg/L,超过了水碘安全浓度范围的上限 ( 5～ 200μg/L) .相关分析结果显示 ,水碘浓度与其它因素的相关顺序是 :COD>荧光强度 >电导率 >HCO^-₃>Cl^->Na⁺>pH>As>井深 .当地地下水中碘的分布呈现出碘浓度随腐植酸含量和盐渍化程度增加而增加的趋势 .由于这些因素的综合作用 ,当地没有发生高碘型碘缺乏病 ( IDD)的大面积流行 .     

快速城镇化三角洲地区高碘地下水赋存特征及驱动因素:以珠江三角洲为例

沿海城镇化地区地下水中碘来源复杂,高碘地下水对生活饮用水安全存在潜在威胁.以城镇化快速发展的珠江三角洲为研究区,运用数理统计和主成分分析等方法探讨了珠江三角洲不同含水层和不同城镇化水平地区浅层地下水中碘的赋存特征及驱动因素.结果表明,研究区浅层地下水ρ(I-)介于未检出～2.34 mg·L-1,主要以I-的形式存在.研...     

江汉平原高砷地下水系统沉积柱中砷分布研究

研究在江汉平原中部的仙桃市沙湖镇沙湖农场南洪村、洪湖市黄家口镇姚河村钻凿3个深度约为30 m的钻孔,采集不同深度代表性岩土样(单孔内取样间距为2 m),采用用银盐法测定沉积物样品中砷含量。研究结果表明,该研究区域沉积物中砷含量范围为1.500～17.289mg/kg,与典型的现代松散型沉积物中砷含量相当(5¹0 mg/kg);砷含量最大值均出现在泥土层,最小值均出现在沙层,表明沉积物样品中砷含量与岩性有密切关系。     

松嫩平原西部地下水氟和砷的富集机理与动态变化特征

为揭示松嫩平原西部地下水中氟和砷的演变趋势,以通榆县为典型研究区,系统开展地下水氟和砷浓度现状调查,利用离子比图、自组织映射网络等方法进行水质数据分析.结果表明:潜水氟含量受含水介质沉淀溶解作用的制约,蒸发浓缩作用对大部分浅层高、低氟地下水形成都有一定影响,但并非高氟地下水形成的主导作用.水中铁、锰氧化物的溶解促进浅、深层地下水As的解吸释放.1995年以来区内中东部浅层地下水氟浓度整体水平有所降低,可能与当地大规模开发地下水所导致的地下水位下降、蒸发减弱等因素有关;虽然深层高氟地下水浓度变化不大,但分布范围扩大,可能与浅层高氟地下水经破损井管道渗漏进入承压含水层有关.1995～2021年区内中部与东北部浅层地下水砷浓度整体水平远高于世卫组织饮用水的指导值(10μg/L),虽然深层高砷地下水浓度变化不大,但较浅层地下水高砷区分布更广、富集区更多、污染更严重,这可能与承压含水层的还原条件促进砷的释放有关.因此,通榆县深层地下水的开采,需要避开地下水高砷污染区,且需要合理确定开采水平避免劣质水入侵;同时也要关注开采井止水和开采井的破坏导致的串层污染问题.     

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.     

高砷煤矿废水灌溉区土壤砷的分布特征探究

通过对贵州兴仁县交乐村高砷煤矿废水灌溉区土壤总砷的分布特征进行研究。文章对土壤总砷、pH值及有机质含量进行了分析,结果表明,污灌区土壤砷的含量最高达237.55mg/kg,最低为24.20mg/kg,平均As含量为85.62mg/kg,均高于世界、中国及贵州黄壤中的平均水平;pH平均值为5.12,属酸性土壤;有机质含量普遍偏高;高砷煤矿废水灌溉导致了灌区土壤中砷的累积。灌溉方式影响了土壤中砷的迁移与分布情况,土壤中砷的含量,随着与灌溉水源距离的增加而急剧降低。研究区土壤中砷的迁移较缓慢,但有向下游逐渐扩散的趋势。土壤总砷含量受到了pH值和有机质影响,但与两者的相关性并不明显。     

高碘地下卤水中细菌产碘氧化酶的影响因素

高碘地下卤水的细菌碘氧化过程可以减轻工艺管线的生物污损危害。分离自高碘地下卤水中的细菌Roseovarius sp.IOB-7,其分泌的碘氧化酶可催化氧化碘离子生成能够抑制敏感菌生长的碘单质,从而减少生物污损。实验结果显示,加入16μmol/L的Cu~(2+)可促进IOB-7的生长,并将碘氧化酶活力提高了1.75倍。碘氧化酶的最适反应温度为50℃,最适pH为5.5。以碘离子为底物的催化氧化反应中,当pH值为9时,Trametes versicolor漆酶已经完全失活,而碘氧化酶则仍然保持了32%的相对酶活力,显示出更好的pH应用范围和稳定性。开展高碘地下卤水环境中细菌碘氧化酶的研究,对利用生物酶法进行工艺管线生物污损的防治有积极的指导意义。     

淮河流域平原区浅层地下水铁锰分布特征及成因浅析

结合淮河流域平原区水文地质条件,阐述了淮河流域平原区铁锰元素在浅层地下水(埋深0~50m)中的赋存特征和分布规律。结合前人研究成果并总结现有水质资料,认为淮河流域地下水中铁锰的形成和分布特征除了受含水介质成分、上覆土层性质、酸碱条件等影响外,主要受氧化还原环境控制。建议通过适当除铁锰工艺或改变地下水循环条件等方式来改变研究区浅层水地下水水质状况。     

海拉尔盆地地下水铀的分布特征及富集规律

通过采集海拉尔盆地地表水样品12件,地下水样品67件,运用Durov图、等值线图和铀形态计算理论,结合数理统计方法,分析研究区域地下水铀的分布特征和赋存形态,结果表明:海拉尔盆地赫尔洪德凹陷地区主要为HCO₃-Ca·Na型,蹉岗隆起、乌尔逊凹陷和贝尔凹陷地区主要为Cl-Na型和HCO₃-Na型,巴彦山隆起地区主要为HCO₃-Na型,红旗牧场和新宝力格凹陷主要为Cl-Na型.研究区域铀的分布范围为17~425μg/L,平均值为80μg/L,标准偏差为70μg/L,引发了区域地源性地下水铀污染问题.地下水中以UO₂(CO₃)₃^4-和UO₂(CO₃)₂^2-的主要形式存在,与Eh表现的氧化还原环境具有一致性,其中呼伦贝尔湖东南部属于地下水铀成矿有利区域.潜在铀成矿范围属于重碳酸铀酰占优势的HCO₃型含铀地下水,铀酰碳酸盐复合物应占主导地位,铀的溶解与HCO₃^-的增加有关,地下水中的铀存在参与碳酸盐岩和硫酸盐岩的混合溶滤作用的可能性,UO₂(CO₃)₃^4-、UO₂(CO₃)₂^2-、U₄O₉和沥青铀矿等处于饱和状态,总Fe和(Ca²⁺+Mg²⁺)浓度较低,各种水化学指标对铀富集具有指示意义,因此可将其视为潜在铀源的参考依据.     

黄土高原中部浅层地下水化学特征及影响因素

通过采集黄土高原中部沿黄流域57个浅层地下水水样,采用定性（Gibbs模型、Na端元和离子相关关系）和定量（正向演替模型）分析方法探究了该地区地下水水化学特征、沿程变化规律和控制因素.结果表明,黄土高原中部沿黄流域浅层地下水均呈弱碱性;优势阴阳离子分别为HCO₃^-和Na⁺;水化学类型以HCO₃-Ca-Mg为主,占40%.研究区地下水主要离子自北向南变化趋势有所差异,其中Cl^-浓度保持动态稳定,SO₄^2-、HCO₃^-、Mg²⁺和Na⁺浓度沿程增加,而NO₃^-、Ca²⁺和K⁺浓度沿程降低,矿产资源开发是研究区地下水SO₄^2-重要来源,而强烈的阳离子交替吸附作用是引起Na⁺富集的重要因素.研究区地下水溶质来源主要受岩石风化作用控制,以硅酸盐岩石风化为主;大气输入、人类活动和岩石风化对地下水溶质的相对贡献分别为5%±3%、6%±13%和89%±13%.此外,下垫面因素改变、人类活动以及气候变化通过改变地下水补给与排泄等过程直接或间接的影响了地下水水量和水质.本研究结果将为黄河流域和其他类似地区当前和未来的地下水质量管理项目提供参考.     

高砷地下水中砷的形态检测

地下水中砷污染严重影响着人类的健康,砷的生态毒理效应主要取决于其存在形态。文章用阴离子交换柱对内蒙古杭锦后旗高砷地下水在现场进行分离,在室内用原子荧光光度计进行检测。总砷浓度范围为80~1172μg/L,其中A(sⅢ)浓度百分含量为75.37%~92.39%,A(sⅤ)和颗粒态砷浓度百分含量分别为0.56%~13.87%、5.87%~20.65%。形态分析结果表明,该地区主要是还原环境,且颗粒态砷占有一定的比例,这对于进一步研究砷的去除和砷的地球化学行为有一定的指导意义。     

新疆奎屯地区高砷地下水DOM三维荧光特征

新疆奎屯地区是中国大陆第一个地方性砷（As）中毒病区,为了解析该地区高As地下水中溶解性有机物（DOM）的组分和来源,探索其在As迁移转化过程中的作用,利用三维荧光光谱结合平行因子分析法对奎屯地区水样进行研究.结果表明：该地区地下水As含量范围在1.30~400.68μg/L,平均值为61.18μg/L,有68.99%的地下水为高As地下水.地下水中DOM含有3种组分：类腐殖质C1（260（325） nm/425nm）,占2.78%;类色氨酸C2（275nm/350nm）,占18.74%;微生物源的还原性醌类C3（260（375） nm/475nm）,占54.12%.研究区水体DOM的荧光指数在1.2~1.52之间,均值为1.36,水中DOM以陆源为主.该地区地下水整体呈现还原-弱碱性环境,地下水中As的释放过程主要有铁氧化物矿物还原和脱硫酸作用,水中的DOM参与了铁、硫酸盐的还原反应过程,类色氨酸C2主要在微生物呼吸过程中充当电子供体角色,还原性醌类C3担任了电子飞行过程中的电子穿梭体,增强了As从含水层沉积物中释放到地下水的迁移性能.