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.     

地下水-土壤系统中砷含量及健康风险评价

为了解高砷区地下水-土壤系统中砷(As)的含量特征,评价其对人体健康风险状况,该研究以新疆奎屯典型高砷区2个团场地下水和土壤为研究对象,使用原子荧光光度计测定As浓度,分析该地区地下水和土壤样品中As的含量特征,并采用US EPA健康风险评价模型对不同暴露途径进行了健康风险评估。结果表明:研究区地下水中As含量在2.40～1 152.19μg/L之间,平均值为97.37μg/L,87.50%的地下水As含量高于WHO饮用水标准10μg/L;28.13%的地下水As含量高于中国《地下水质量标准》(GB/T 14848-2017)的Ⅳ类标准50μg/L。土壤中As含量在10.49～30.47 mg/kg之间,平均值为19.79 mg/kg,21.88%的土壤点位As含量高于中国《土壤环境质量-农用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 15618-2018)列出的农用地土壤污染风险筛选值标准25 mg/kg。该地区土壤中的As受高砷地下水灌溉的影响,两者呈显著正相关(P0.05,r=0.326)。成人和儿童平均致癌总风险指数均达到人体不可接受致癌风险水平(10-4),主要由地下水摄入途径所贡献,成人对As的致癌风险高于儿童。饮水摄入为地下水中As最主要的致癌风险暴露途径,96.87%的地下水点位中成人经饮水摄入后会达到人体不可接受致癌风险水平,9.38%的地下水点位中成人经皮肤接触后会达到人体不可接受致癌风险水平。手-口摄入为土壤中As最主要的致癌风险暴露途径。该地区地下水和土壤中As的浓度变化较大,对人体致癌风险高,值得引起重视。     

奎屯市空气质量变化趋势及改善途径分析

通过对奎屯市环境空气质量监测数据的分析,显示出大气污染三项因子随年、季变化的趋势(其中20％的天数TSP超标)。结合当地的能源结构、气候特征、城市环境综合发展水平,探讨了改善奎屯市空气质量变化趋势的途径,为防治和减轻奎屯市的空气污染提供科学依据。     

乌鲁木齐-奎屯高等级公路沿线污染气象分析

就乌鲁木齐－奎屯高等级公路沿线的污染气象条件进行分析，为研究道路二侧汽车尾气污染提供必要的参数。     

乌苏-奎屯-独山子地区生态系统服务功能变化研究

在3S技术的支持下,以1990年和2005年的TM图像解译数据为基础,采用谢高地的评价方法分析了乌苏-奎屯-独山子地区景观类型与生态系统服务功能的变化特征,为研究该地区水土开发与生态环境演变提供了依据。结果表明,1990-2005年,乌苏-奎屯-独山子地区农田、灌木林地、城镇及工业用地、盐碱地、水域和未利用地面积增加,其他乔木林地、草地、冰川和沼泽面积均减少;区域生态系统服务功能从1990年的9 182.84×106元减少到2005年的8 627.96×106元,减少量为554.87×106元,减少率为6.04%。保护区域生态环境,恢复和提高区域生态系统服务功能是该区域生态环境建设的重要任务。     

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.     

奎屯垦区居民生活饮用水现状分析

通过对奎屯垦区居民生活饮用水现状调查资料的综合分析．说明垦区居民饮水卫生最主要的是解决氟、砷及细菌超标问题，彻底改水是防治地方性饮水型氟、砷中毒的关键。同时强调我区居民对水源卫生防护重视不够，饮水水源受生活污染的影响比较严重，应加强水质监督，以保证饮用水的质量．     

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.     

新疆奎屯垦区地下水砷-氟复合污染及成因初探

通过对新疆奎屯垦区3个团场现有自流井水的采样测定,研究了该地区地下水中砷、氟的污染现状、砷和氟的相关性,并对该地区砷氟复合污染的成因进行了分析,同时与中国北方其他砷、氟污染较为严重的地区进行了对比。结果表明:新疆奎屯3个团场自流井水中砷浓度在0.079~0.381 mg/L、氟浓度在2.30~8.02 mg/L,均高于国家饮用水标准,属于重度污染,砷最高值为饮用水标准的38倍,氟最高值为饮用水标准的8倍;自流井水中砷与氟呈显著正相关,砷与海拔高度呈显著负相关,氟与海拔高度呈极显著负相关;新疆奎屯垦区地下水属于原生高砷高氟地下水,该地区为第四纪洪积平原,气候干燥、蒸发量远大于降水量,蒸发浓缩作用强烈,该地区地下水中砷和氟浓度高于我国北方其它高砷高氟地区。