铁锈水与人体健康及防止

一、铁锈的成因在供水铁管壁上常有一层红褐色鳞片状物质,这就是通常所说的铁锈。铁管生锈后使其失去了原有的光泽,减少了使用寿命。使用这种水管时也可使水中铁含量增多。铁锈的主要成分是水合氧化铁。在 pH 值低、二氧化碳多的水中,铁管易被水中溶解氧氧化,发生腐蚀出现铁锈。从而,可使饮用水中生成铁分子或铁离子。以至水变得浑浊、呈黄色或红褐色,甚至有铁锈味。另外,地下水流经地层时,可将土壤、岩     

河南黄河改道区浅层地下水化学特征与主控污染源解析

黄河下游的河南北部平原是黄河频繁发生改道的地区.该地区浅层地下水水质较差且超标组分类型多,但是多种因素影响下各环境因子对水质的贡献作用仍需进一步得到量化.为了明确研究区浅层地下水的水质成因,采集330组浅层地下水样品进行区域性水质调查,通过主成分-绝对主成分得分-多元线性回归（PCA-APCS-MLR）模型揭示豫北黄河改道区的浅层地下水水质演化来源.结果表明,研究区浅层地下水超标率从高到低依次为：锰>铁>总硬度>溶解性总固体>钠>氟>砷>氯离子>硫酸根>铵根,特别是锰的超标率达到76％.水-岩溶滤富集作用、土壤来源、氧化还原条件和农业活动这4种因素是导致地下水水质较差的主要原因,四者方差累积解释率达到71.24％,同时地表水的补给也会影响地下水质.新乡等北部的黄河故道区地下水中,铁、砷、铵根、总硬度和TDS等组分主要受到水-岩溶滤作用和氧化还原条件影响造成浓度增加;黄河沿岸的水-岩溶滤作用、土壤来源与黄河侧向补给造成水中氟的富集;高锰地下水受到土壤组分影响广泛存在于研究区,而个别地区农业活动和地表水补给造成硝酸盐的点状污染.     

三江平原水田灌溉-排水过程中铁形态变化及输出贡献

采集三江平原农田灌溉地下水、稻田积水、渠系排水、土壤侧渗水,并采用切向超滤技术分离水体中不同形态铁,分析在灌溉排水及地下侧渗水中铁的迁移特征,并估算水田排水中铁的输出贡献.结果表明,在灌溉排水过程中,铁主要以低分子量形态和酸性不稳定形态迁移,地下水中Fe2+含量占可溶态铁的80.45%;地下水抽取到稻田后Fe2+含量显著降低,络合态铁含量升高,稻田积水中络合态铁占可溶态铁的75.50%;稻田积水排入渠系后,络合态铁中不稳定弱配位铁含量降低13.58%,其他铁形态变化不大.稻田积水通过地下侧渗进入渠系,随侧渗水体深度加深,Fe2+含量升高,络合态和胶体态铁含量降低,地下侧渗水向渠系水主要提供络合态和胶体态铁.三江平原湿地水田化改变了水体中铁的输出形态,同时,排水过程中铁的输出也对河流形成补给,水田灌溉排水过程可溶态铁的输出通量约为390kg.a-.1km-2,输出系数为0.186,灌溉-排水过程中残留在稻田土壤中铁的量约为1460kg.a-.1km-2,残留在排水渠系土壤中铁的量约为250kg.a-.1km-2,这对三江平原水土环境产生了深远影响.     

发展低碳经济地源热泵大有作为

一、地源热泵系统简介[1][2] 地源热泵是一种利用地下浅层地热资源(也称地能,包括地下水、土壤或地表水等)的既可供热又可制冷的高效节能空调系统.它是利用水源热泵的一种形式,即利用水与地能(地下水、土壤或地表水)进行冷热交换来作为水源热泵的冷热源,冬季把地能中的热量"取"出来,供给室内采暖,此时地能为"热源";夏季把室内热量取出来,释放到地下水、土壤或地表水中,此时地能为"冷源".地源热泵机组的能量流动是利用其所消耗的能量(如电能)将吸取的全部热能(即电能+吸收的热能)一起排输至高温热源.而其所耗能量的作用是使制冷剂(如R22)压缩至高温高压状态,从而达到吸收低温热源中热能的作用.通常地源热泵消耗1kW 的能量,用户可以得到5kW 以上的热量或4kW 以上冷量.     

湘江流域若干重金属元素在岩石、残坡积物及水中的背景值研究

本文从湘江流域环境地球化学特征出发,在大面积采样调查基础上,用地球化学和数理统计方法计算了湘江流域Pb、Cu、As、Hg、Cd和Ti等元素在岩石、土壤及湘江水体中的背景值,并用地球化学方法勾绘出湘江干流流域岩石中Pb、Cu、As、Hg、Cd、Ti和pH值等含量图和趋势面图以及浅层地下水中Pb、Hg和pH值趋势面图。阐明了整个流域中上述元素含量均在区域背景范围内。高含量区是局部的。流域中的浅层地下水水质是良好的。此外,还用地球化学、地下水渗透模拟试验等方法论证了金属元素从岩石(或矿石)—土壤—地下水中溶出迁移机理,得出天然地质体中金属元素直接溶于水中的量甚微、湘江重金属污染主要来自工厂的结论。     

粤东某地氟病区氟的来源与迁移转化途径研究

粤东某地地氟病高发的原因是饮用高氟水,但水中氟的来源不明。在对研究区开展地质环境背景调查的基础上,通过测定研究区岩石、土壤、地下水、地表水和大宗粮食作物(水稻)中氟的含量,综合分析了氟的来源及其迁移转化途径。结果表明:粤东某地氟病区的氟主要来源于高氟地质体——岩石和高氟深层地下水,农作物通过对土壤、水中氟的吸收、富集,最后通过饮食实现了高氟地质体中的氟向人体的迁移转化。该研究结果可为地氟病的防治提供科学依据。     

地质污染源中汞的迁移转化

对21个金属矿区作了调查,发现埋藏深达300m或被160m厚土壤覆盖的矿体以及富汞岩石在其上方土壤中含汞量明显增高。本工作初步探讨了含汞地质体中汞的迁移和转化。试验表明,地质体中汞呈多种存在形式,其中汞可转化为气态和可溶态,并沿岩石孔隙和断裂构造向上迁移。含汞硫化物中汞的迁移是与汞的含留及其存在形式、矿物组成、地下水的性质和活动以及迁移通道的发育程度有关。在含氯离子浓度高的地下水条件下,可溶性汞将以稳定络合物形式长距离迁移。土壤中的有机质,铁、锰高价氧化物,粘土矿物等对表层土壤中汞的富集有重要影响。     

海水淡化水在既有管网输配的铁释放控制研究

由于具有强腐蚀性,海水淡化水在既有市政管网输配过程中往往会产生严重的"红水"现象,主要是由于管网中铁的释放.为了研究控制既有管网中铁释放的有效措施,对管龄为30～40 a的钢管和灰口铸铁管内壁的腐蚀瘤进行分析,主要组成物质为Fe3O4和FeOOH;选择腐蚀较严重的钢管进行静态浸泡试验,重点分析了自来水和淡化水的掺混比、pH值、碱度、氯离子和硫酸根离子对铁释放的影响,并以铁浓度为控制量,初步给出了海水淡化水在既有管网中安全输配所需满足的水质条件:自来水和淡化水的掺混比≥2∶1,pH值在7.6以上,碱度>200 mg.L-1.     

酸性矿井水对地下水和地表水的影响

缺水是许多矿面临的严重问题,另一方面很多煤矿又有大量的酸性矿井水(以下简称酸性水)外排。酸性水在没处理前一般是与地下水混合后排到水仓或地面,因此,地下水或地表水的水质与酸性水有密切的关系。酸性水对水体的影响可分为对阳离子和阴离子的影响。酸性水无论经处理还是未经处理,排入水体后,都产生污染。     

和田市地下水水质状况及污染成因分析

地下水是指存在于地壳岩石裂缝或土壤空隙中,广泛埋藏于地表以下的各种状态的水,统称地下水。本文通过对地下水的监测,全面了解地下水变化情况,分析地下水污染物污染成因,为政府管理和决策,尤其是合理调整地下水保护和开采提供科学依据和决策参与。     

三江平原典型灌区井灌地下水中铁的随水迁移特征

以三江平原典型水稻灌区———黑龙江省农垦总局建三江分局为例,系统调查了该区地下水的铁含量特征,并具体分析了铁通过井灌从地下水进入晒水池、稻田,再通过排水进入多等级沟渠系统的季节迁移过程及铁在相应沉积物或土壤中的分布特征.结果表明,研究区地下水总铁质量浓度为(1.73±0.41)mg.L-1,最大值为11.4 mg.L-1,最小值0.01 mg.L-1,变异系数1.29%.根据2010年水稻种植面积和当地实行的每亩额定灌水量推算,从地下进入稻田和其它地表水体中的铁可达4 976.40 t.溶解性Fe2+、溶解性Fe3+、溶解性铁和总铁都具有明显的季节变化(6、7月较高),且沿水流方向以稻田积水中的含量较高.晒水池和稻田对地下水铁的富集效应明显,二者的总铁质量浓度分别达到地下水的6.17和21.65倍.晒水池沉积物的总铁含量显著高于稻田、农渠和干渠(浓江河).不同氧化铁形态中,仍以晒水池沉积物中各形态铁氧化物的含量较高,而稻田土壤、农渠和干渠沉积物之间没有显著性差异.三江平原典型灌区地下水中的铁通过井灌进入地表水体中,大部分被蓄积在晒水池和稻田中,仅有少部分随稻田退水进入沟渠网,并逐级沉淀在稻田和沟渠沉积物中.铁在随水迁移过程中除了总量变化外,还伴随着种类和形态的转化,这些变化直接受水稻灌溉管理方式的影响,具有明显的季节特征.长期井灌或将导致铁在稻田土壤和沟渠沉积物中的富集,具有潜在的污染风险.     

氟化物与健康

氟是自然界中固有的化学物质,它是地球表面分布最广的元素之一。水、土壤、岩石、动、植物和人体内都含有氟。土壤和岩石中的氟多以磷灰石[3Ga_3(PO_4)_2·GaF]、萤石(GaF_2)、冰晶石(Na_3AlF_6)等形式存在。当地下水流经含氟地层时,氟可溶于其中,主要是氟化钙,而使地下水含氟量增高。氟在自然界中分布情况如表一所示。     

黔西南铊污染区铊的水环境地球化学研究

黔西南滥木厂地区由于铊的硫化物矿化,导致铊在地下水和地表水中十分富集,其富集程度从高到低依次为矿坑深层地下水、地表溪流水和浅层地下水。地下水中铊的含量在矿化区最高,随着远离矿化区而逐渐降低。在地表溪流水中,铊的含量表现出下游河段远远高出上游和中游河段的分布特征;下游溪流水中铊的较高含量可能与来自矿化区地下水在下游河床溢出的贡献有关。滥木厂研究区水体中铊的富集具有潜在的环境危害。饮用水中铊的含量低于美国的安全标准,尚未构成明显的健康危害,但应该加强对饮用水中铊含量的定期监测。富铊的溪流水通过农业灌溉途径会造成铊的进一步扩散,从而导致农业土壤的铊污染,值得高度关注。     

生物膜对给水铸铁管腐蚀结垢的影响

采用XRD、XPS对给水铸铁管腐蚀结垢产物进行表征,结合水相中总铁浓度变化规律,研究了生物膜生长对给水铸铁管腐蚀结垢的影响.结果表明,0～7 d时生物膜存在条件下水相中总铁浓度更高,而15～30 d时无生物膜生长的对照组水相中总铁浓度更高.有生物膜生长时,锈垢的XRD图谱主峰为铁氧化物;无生物膜生长时,主峰为CaCO₃,次峰为铁氧化物,表明生物膜的存在会影响锈垢中晶体的生长及组成.7 d时有生物膜生长组锈垢中铁的质量分数更高,而15 d和30 d时对照组锈垢中铁的质量分数更高.有生物膜生长组锈垢中钙的质量分数始终低于对照组,可能是胞外多聚物吸附或微生物生长消耗钙离子所致.上述结果表明,生物膜发育7 d时会促进铸铁管的腐蚀,而发育15～30 d时会抑制铸铁管的腐蚀;存在生物膜生长会对铸铁管锈垢的形态和组成产生重要影响.生物膜对腐蚀的抑制作用为控制配水管网管道的腐蚀提供了一条新的途径.     

三江平原典型区地下水铁的动态变化

为揭示地下水铁的时间变异规律和影响机制,对三江平原典型区不同深度的地下水水位和铁开展了动态监测,分析了总铁含量和形态的季节变化特征及其与地下水位波动的关系。结果表明:地下水为中性偏弱酸、强还原性环境,铁在浅层和中层富集。地下水铁的动态变化和水位关系密切,随着地下水位的上升、下降,总铁含量和Fe2+质量浓度也随之增加或降低。浅层地下水对水位变化响应迅速,中层地下水存在滞后。地下水位的季节波动导致含水层氧化还原条件改变,影响了水岩体系中铁的迁移和转化。     

高寒干旱区地表水与地下水水化学特征及转换关系：以大通河流域为例

全球气候变暖和区域极端气候会导致高寒干旱山区平原降雨失衡、冰川融化和冻土退化,进而改变区域水文循环.其中,地表水与地下水转化关系是高寒干旱区水文循环气候响应的重要科学问题之一.以祁连山南麓大通河流域为研究区,基于119组基本水化学参数和38组氘氧同位素数据,利用多元统计分析和同位素技术,研究了流域地表水与地下水的水化学特征及其相互转化过程.结果表明,流域地表水以HCO₃-Mg·Ca型水为主,受控于岩石风化作用;地下水以HCO₃-Mg·Ca型和Cl·SO₄-Na型水为主,受岩石风化作用和蒸发浓缩共同控制.上游地下水存在少量钙、镁长石的溶解,中游地下水化学组分主要为碳酸盐岩的风化溶解,下游地下水中各离子组分蒸发富集使地下水溶解性总固体升高.风化溶滤、人为活动、原生沉积环境、阳离子交替吸附及其他因素对研究区地表水和地下水化学组分的贡献率依次为39.1%、 15.0%、 12.6%、 13.8%和19.5%.δD和δ¹⁸O同位素测试结果表明,沿地下水流向大通河河水氘氧同位素含量呈富集到贫化的变化趋势,大通河...     

云南红河州大屯镇工业老区地下水低砷含量成因探析

充分利用大屯海工业老区的历史污染变迁特征,通过对区域内地表水、地下水及红壤砷含量的定量测定,结合区域土壤的理化特征,分析总结区域内砷在地表水、土壤介质及地下水介质中的时间、空间分布特征及砷的迁移规律,结果表明,区域内地下水砷含量较低,红壤的固砷效果显著,红壤对水中的砷具有良好的吸附作用。     

地下水除铁新装置

一种能使地下水含铁量大大降低的地下水除铁新装置,已由广东省地矿局研制成功,并通过省级鉴定。目前,广东地区地下水含铁量普遍较高,有的地区竟高达20mg/l。不仅难以饮用,危害健康,而且严重地影响工农业生产。型号为CT型压力式地下水除铁装置,用压力使空气中的氧溶于水中,将Fe~(2+)氧化成Fe~(3+)而     

某市给水管网中铁释放现象影响因素与控制对策分析

针对某市管网水中铁浓度的变化规律进行了系统的研究,确定了管垢向管网水中释放出的铁是管网水中铁超标的主要原因.研究中发现铸铁管和镀锌钢管中管垢的主要化学组分为铁.在给水管网中,管网水的溶解氧和余氯浓度低时,对应的管网水中铁释放现象严重,其原因是还原条件使管垢表面的致密钝化层被破坏,造成二价铁的大量释放.根据试验结果提出了给水管网中铁释放和“红水”现象的控制对策.     

溶解性硅酸盐含量高的地下水除铁方法

溶解性硅酸盐含量高的地下水除铁,常规的除铁方法却不适用,处理后的地下水含铁量与井水、曝气后的水的含铁量无有改变.经过反复实践,采取相应方法和措施进行处理,取得了很好的除铁效果.