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河套平原临河区高砷地下水分布及水化学特征 总被引：6，自引：1，他引：5
文章通过地质环境、地下水野外调查以及水质分析测试等方法手段,较系统地研究和分析了河套平原临河区高砷地下水的分布及水化学特征。结果表明,该区高砷地下水主要分布在调查区的西北部,在区域上属于河套平原的沉积中心地带,局部呈小片状分布,短距离内地下水中的砷含量变化较大;该区砷含量≥0.05mg/L的地下水绝大部分为微咸水(TDS为1～3g/L),个别为淡水(TDS<1g/L)和咸水(TDS为3～10g/L),其氧化还原电位(ORP)均显示负值的还原环境。通过与非高砷区的对比研究,高砷区地下水中的铁含量超标率明显高于非高砷区(58%),达到91.3%。研究认为该区域高砷地下水的形成与沉积环境和沉积物的特征有很大的关系。 相似文献
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近年来陆续有报道发现长江中游河湖平原广泛分布着高砷地下水,鄱阳湖平原与江北平原（古彭蠡泽）作为长江中游南北两岸典型的河湖平原,其地下水资源丰富,但砷的空间分布规律尚不清楚,区域供水安全存在风险.本研究在两个区域系统采集98个浅层地下水（< 40 m）样品和8个地表水样品,通过水化学、氢氧稳定同位素分析,查明地下水中砷的空间分布异质性及其影响因素.研究发现江北平原浅层地下水砷含量为0.65~956.72 μg/L（平均值210.78 μg/L）,高砷地下水集中分布于长江古河道;鄱阳湖平原浅层地下水砷含量为0.09~267.45 μg/L（平均值11.85 μg/L）,高砷地下水仅分布于赣江三角洲局部地区.江北平原地下水δD与δ18O值相对鄱阳湖平原更偏负,且与地表水的差异更大.地下水化学及主成分分析结果表明物源和含水层结构差异是影响鄱阳湖平原和江北平原砷空间分布异质性的关键因素,来自长江物源的古彭蠡泽区域沉积物为高砷含水层的形成提供了物质来源,湖相含水层中含砷铁氧化物的还原性溶解是地下水砷富集的主要过程.地下水氢氧稳定同位素指示江北平原较鄱阳湖平原地下水赋存环境更封闭,地下水循环交替速度缓慢,有利于砷的富集. 相似文献
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通过在河套平原五原地区建立典型剖面,对从剖面上采集的水样进行测试分析,结合地质环境特征,得出五原剖面上各地质、地貌单元条件下砷在浅层地下水的赋存形态。应用美国地质调查局专业水文地球化学软件Phreeqc进行水文地球化学模拟,对五原地区地下水Fe-As-H2O体系中砷的吸附释放趋势进行讨论,得出五原剖面上扇前洼地砷酸盐主要表现为从羟基铁上解离释放出来;而黄河冲湖积平原地下水中As主要表现为在水中解离。黄河冲湖积平原地下水中Fe(OH)3对砷释放的抑制力远远高于扇前洼地。 相似文献
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通过实地调查、资料分析和试验测试等方法手段,详细研究了内蒙古河套平原地下咸水与高砷水的分布特征。结果表明:河套平原分布有大量的咸水和高砷地下水,在调查研究区12510.83 km2的范围内,深度在10~40 m的浅层地下水中,分布有淡水1145.75 km2、微咸水9025.51 km2、咸水盐水2339.57 km2,分别占研究区总面积的9.16%、72.14%和18.70%;在淡水区、微咸水区和咸水盐水区,分别存在有233.85 km2、2965.74 km2和997.16 km2的高砷(As≥0.05 mg/L)地下水,占各类水面积的20.41%、32.86%和42.62%;咸水体分别呈南北两个条带状分布,北部的咸水体自西向东,宽度约5~10 km,在东部地区表现为上淡下咸的水质结构,南部咸水体分布在总引水干渠北侧呈东西条带状分布,西部较窄,东部变宽;高砷水的分布有明显的东西分区特征,东部区的高砷水多呈不规则的片状分布,范围较广,水中砷含量差异较小,西部区的高砷水沿山前低洼地带呈北东向的条带状分布,水中砷含量高,分布面积较为集中。研究表明:地下水中的盐分含量与砷含量不存在正相关关系,但是,西北部地区高砷地下水的分布与咸水区有一定关系,认为均受控于构造,而东部地区高砷水的分布则与咸水无关。 相似文献
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《地学前缘》2016,(2):260-268
内蒙古河套盆地不仅存在高砷地下水,还存在高氟地下水,严重影响居民的身体健康。尽管高砷地下水开展了大量的研究工作,但对高氟地下水的分布及形成机理却认识不足。在资料检索和和水文地质条件的分析的基础上,通过对406个地下水水样的采集和分析,研究了高氟地下水的化学特征和分布规律,并从矿物溶解与沉淀、蒸发浓缩、解吸与竞争吸附及阳离子交换4个方面探讨了河套盆地山前与平原两种不同水文地质条件下地下水的主要富氟机理。结果显示,406个水样中,超过59%的水样含氟量超过我国饮用水1.0mg/L的标准,其中山前地下水氟的超标率高于平原地区。高氟地下水表现出富钠、贫钙、弱碱性的特点。平原区高氟地下水的pH、HCO-3、δ18 O、δD和TDS普遍高于山前,Ca2+、NO-3普遍低于山前。萤石溶解与方解石沉淀为山前地区氟含量主要控制因素;而蒸发作用、阳离子交换作用、OH-、HCO-3与F-的竞争吸附成为平原地区氟含量的主要控制因素。 相似文献
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干旱、半干旱地区高砷地下水形成机理研究:以中国内蒙古河套平原为例 总被引：2，自引：0，他引：2
干旱、半干旱地区高砷地下水形成机理,是一较为复杂的地球化学和环境水文地球化学过程。通过多年来的实地调查、资料分析和试验测试等方法手段,详细研究了中国西部地区,特别是中国内蒙古河套平原,高砷地下水的分布特征及地质环境背景。研究并阐述了地下水中砷的来源,地层中砷的来源、聚集、溶出的地球物理、地球化学过程,提出了河套平原地层中砷聚集的3种模式,即断裂运移聚集模式,河、湖水胶体作用聚积模式和蒸发浓缩再聚集模式。研究表明：河套平原地下水中的砷,主要来源于地层,而地层中的砷主要来源于3个方面：周边的山区特别是存在高矿化带的西部山区、黄河上游和构造运移深部地下水;地层中砷的溶出主要与3个因素有关：地下封闭的还原环境、脱硫酸作用和大量灌溉水的入渗。 相似文献
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从水-岩相互作用的观点出发,分析沉积物中砷的含量和存在形态,把握砷如何溶于地下水是研究高砷地下水形成机理的重要视点之一。笔者通过对岩、土样品的分析、测试和不同介质(水、酸、碱)的溶出实验,研究了河套平原第四系沉积物中砷的存在形态,认为河套平原第四系沉积物中的砷主要是以非晶质的胶体形式而存在。沉积物中的砷、铁含量呈明显的正相关关系;X射线仪和电子显微镜装着的EDS分析结果表明,在砷污染区,不同深度、不同岩性的钻探岩心样品中均未发现有砷矿物的存在;岩心中的有机质与砷含量不显示有明显的相关关系,且含量很低;沉积物中的砷很容易被碱性水溶液溶解出,其中对砂质沉积物中砷的溶出率为87.5%～98.75%,对粘土类沉积物中砷的溶出率为72.73%～84.21%,而该溶液对硫铁矿矿石(砷含量为87.30mg/kg)中砷的溶出率仅为0.02%。 相似文献
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地壳表层砷的循环与污染地下水模式 总被引：1，自引：0，他引：1
为了更好地监测和预测地下水砷污染,揭示由自然原因引起的地下水砷污染规律和机制,通过多年来对内蒙古河套平原地下水砷污染的调查研究,在充分了解和掌握砷的化学与地球化学性质以及世界各国地下水砷污染状况与分布特征的基础上,总结了砷在自然环境中的分布和污染地下水的机理。文章阐述了4种地下水砷污染类型的形成机理,并提出了地壳表层砷的循环与污染地下水模式,通过该模式在基本掌握某一地区地质环境背景的情况下,可以初步预测其可能发生地下水砷污染的地段。地下水砷污染是砷在地壳表层循环过程中发生的一种环境水文地球化学现象,污染区的分布与特定的地质、地理背景和环境条件有关。在还原解吸污染类型中,封闭的环境、硫元素和有机碳的存在是地层中砷溶出的主要控制因素。今后应加强对封闭的冲积或湖积平原、河流入湖或入海三角洲等地区地下水砷污染的调查与监测。 相似文献
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河套平原表层土壤元素含量与空间分布特征 总被引：1，自引：0，他引：1
文中分析了河套平原不同表层土壤的元素含量,并运用统计学方法探讨了河套平原表层土壤元素的组成和空间变化。结果表明:河套地区土壤Al、Fe等元素与Na、Sr化学活动性元素的特征差异较大;而重金属元素Cu、Mn、Pb、Zn等元素存在异常,变异系数较大,明显受人类活动的影响,可作为人类工业活动的指标。表层土壤元素的空间变异特征表明,Ca、Mg等稳定元素存在明显的空间相关性,反映了土壤母质对元素含量影响较大;P元素的理论模型为线性,与河套地区大面积农田使用磷肥过量有关;重金属元素为中等强度的空间相关性,表明受到工农业生产等小尺度因素的影响。河套平原地区重金属元素空间分布总体呈现北部和南部地区较高,且北高南低,东西向变化不明显的特征,这与当地的工业开矿、城市化发展以及工农业的生产等人类活动密切相关。 相似文献
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内蒙古河套平原是世界地方性砷中毒较为严重的地区之一。笔者以平原西部的重病区杭锦后旗为研究区,对高砷地下水赋存环境进行了调查研究。研究表明:高砷区沉积物中As的含量为7.7～34.6mg/kg,其中粘性土和亚粘性土中As含量相对较高。高砷地下水的pH值为7.0～8.3,平均Eh值为-155.1mV,平均矿化度为1.58g/L,主要的水化学类型包括:Cl-HCO3-Na型、Cl-Na型、HCO3-Cl-Na型,As的含量为15.5～1093μg/L,且主要以As(Ⅲ)形态存在,水中DOC(0.73～35.76mg/L)、HCO3-(283.75～1290.48mg/L)、NH4+(0.27～10.48mg/L)的浓度较高,硝酸盐和硫酸盐含量较低。研究区的氟中毒现象也较严重,高氟地下水中氟含量为1.11～6.01mg/L。绝大多数高氟水中砷含量也超标,出现了一种高砷水与高氟水并存的现象。综合判断,河套平原的高砷地下水赋存环境处于还原性环境。还原条件下,高砷区沉积物中的铁/锰氧化物的还原溶解易使吸附的砷释放到地下水中。这是研究区高砷地下水形成的主要原因。 相似文献
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依据2006—2009年间采集的区内1092件浅层地下水无机分析和现场测试数据,采用地统计学分析方法,分析了黄河下游冲积平原地下水中砷的空间变异特征及在人类活动影响下的污染现状。全区26.65%的样品砷含量超过饮用水标准,超标区域面积占全区总面积的17.3%。浅层地下水中砷的统计特征表明砷的离散程度和变异系数均较高;空间变异特征显示砷在空间上的分布各向异性,砷含量分布差异与地下水流向关系不密切,不同浓度的分布主要受原生条件和污染源的影响;区内约7%的浅层地下水样品砷的浓度由人类活动影响形成,其中12%的砷污染样品源于养殖场砷污染,养殖场内浅层地下水砷检出率、超标率均为全区的2倍;砷污染源包括农村分散养殖场牲畜废弃物排放、含砷农药的施用、工业污水的不达标排放等。 相似文献
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基于随机森林建模预测河套盆地高砷地下水风险分布 总被引：1，自引：0，他引：1
河套盆地浅层地下水砷污染严重,对当地居民健康造成严重影响。当前对河套盆地浅层地下水高砷分布的研究受限于采样时间和样本数量,难以从宏观角度对河套盆地高砷地下水的空间分布作出较为全面的评价。本文基于研究区506个浅层地下水样品,以9个地表环境参数为初始预测变量,经过最佳变量组合筛选,采用随机森林建模来产生风险概率,评价了预测变量的重要性以及对高砷地下水的影响。以气候因子为动态预测变量,根据模型识别不同季节地下水高砷的概率分布并制作了风险区专题图。结果表明：研究区的地下水样品砷含量为0.05~916.7μg/L,超标率（砷浓度>10μg/L）为50%;地下水高砷风险区主要分布在河套盆地的沉积中心地带,但冬季高砷风险区面积减少1907km2,占研究区总面积14.14%;降水、干旱指数、排灌渠影响、潜在蒸散、温度是影响高砷地下水最重要的指标。研究认为,河套盆地的气候变量（降水、干旱指数）与含水层砷含量显著相关,控制高砷地下水在河套盆地的沉积中心地带发生季节性变化。 相似文献
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江汉平原原生劣质地下水问题日趋严重,地下水中砷、亚铁、锰、铵态氮含量严重超标,对居民生产生活和饮用水安全造成了不利影响,但相关研究仍较为薄弱。以汉江下游典型河流渗滤系统为研究对象,对研究区内距离汉江5 km及主要支流2 km范围内的地下水样品的水化学成分及原生劣质组分进行测试分析,旨在查明江汉下游河流渗滤系统原生劣质地下水的分布特征,并探讨其主要影响因素。结果显示:平面上,地下水原生劣质组分呈高度空间异质性,相邻的采样点浓度可能相差很大,极大值点多出现在河流拐弯处;垂向上,地下水中As、Fe2+、Mn、NH4-N高值多出现在20 m左右的深度;强烈的还原环境、中性pH值和富含有机质是该层地下水富集原生劣质组分的主要原因;河流渗滤通过改变地下水的氧化还原条件、酸碱条件和有机质含量影响河流渗滤系统原生劣质地下水的分布。 相似文献
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祁连山退化高寒草甸土壤水分空间变异特征分析 总被引：12，自引：0，他引：12
利用传统统计学方法和地统计学方法,对祁连山地区受到过度放牧影响而退化为以狼毒为优势种的高寒草甸的土壤水分垂直变异特征、水平空间异质性以及分布特征进行了系统分析. 结果表明：在垂直方向上,0~100 cm土壤水分含量随深度的增加而逐渐减少,土壤水分含量的变化速度随深度的增加也趋于减少;土壤水分分布的变异系数在浅层和深层土壤较大,在中层土壤较小. 在水平方向上,0~40 cm土壤水分具有中等空间变异性,其中10~20 cm土壤水分变异性主要受根系的影响,随机部分引起的变异性最大;而在其他土壤层,随着深度的增加土壤水分含量由随机部分引起的空间异质性程度减弱,由空间自相关部分引起的异质性程度增强. 整体上,土壤水分含量与微地形关系密切,与距离溪流的远近程度正相关,与高程分布负相关. 相似文献
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基于Arc GIS的地统计模块和半变异函数模型,在了解昌平区山前平原水文地质条件的基础上,选取30眼地下水位观测井2001—2011年间水位观测数据分析地下水位的空间变异性。利用交叉验证法遴选最优半变异函数模型,结合空间插值分析对未知点进行无偏最优估计。结果表明,北京市山前平原的最优插值模型为0阶球状模型,插值方法选用析取克里格方法;2011年地下水位的块金效应为0.45,受地形起伏、降水以及水文地质条件等因素影响较大,空间相关性强,而地下水降深的块金效应达到0.969,表明人类活动和测量误差等因素对其影响较大,空间相关性弱;由块金效应可知2001—2011年间人为大量开采使地下水位的空间相关性逐年减弱;受到水文地质条件和人类活动的共同影响,地下水流主径流方向上的块金效应为0.34;由于人类大量开采,冲洪积扇中上部地下水位空间变异性变化更为显著,在顶部和下缘空间变异性较小。克里格空间插值结果可为今后开采井的合理布设及进一步研究人类活动影响下地下水系统变异规律提供依据。 相似文献
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北方典型内陆盆地高砷地下水的水化学特征及处理技术 总被引：1，自引：0，他引：1
我国高砷地下水分布广泛,是受砷污染最严重的地区之一,严重危害居民身体健康,开发经济、高效、环境友好的高砷地下水修复治理技术极具必要性。以大同盆地、呼包平原、河套平原和银川平原为代表性研究区域,归纳总结了北方干旱、半干旱地区典型高砷地下水区水化学特征。通常情况下,高砷地下水的pH值较高,共存阴离子(HCO-3、SO2-4和Cl-)浓度较大,溶解性有机碳含量较高,并且As(Ⅲ)为主要砷形态。开展了针对北方典型高砷地下水特定水化学环境特点(如pH值、共存阴阳离子以及溶解性有机物等)的改性天然菱铁矿除砷性能研究。结果表明,改性天然菱铁矿对溶液pH值具有良好的缓冲能力,其除砷性能基本不受pH值、共存阴离子、Ca/Mg阳离子及以腐殖酸为代表的溶解性有机物等典型高砷地下水水化学特征因素的影响,表明吸附剂对砷具有良好的吸附选择性。另外,改性天然菱铁矿对As(Ⅲ)的去除效果优于对As(V)的去除效果,因此,利用改性天然菱铁矿作为反应介质材料,将其应用于处理主要以As(Ⅲ)形式存在的高砷地下水具备良好的发展前景。 相似文献
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干旱内陆盆地高砷含量的地下水威胁着当地饮用水安全，其形成机制尚不完全清楚。为厘清这类高砷地下水的形成机制，本文以河套平原西部地下水为研究对象，分析其中As等部分氧化还原敏感元素含量和氢、氧同位素组成(δD和δ18O)。结果表明，地下水样的As的质量浓度为1.5～155μg/L(均值为36.7μg/L),超半数样品超过10μg/L,主要分布于盆地中部的浅层含水层。水样的氢、氧同位素组成和离子间的相关性分析表明，虽然蒸发浓缩作用导致地下水富集Na+和Cl-,但对As的富集影响不显著；在偏碱性环境中因解吸附作用产生的As进入地下水，对As的富集有一定贡献；负载As的铁氧化物还原性溶解和沉积物中的As(V)还原性解吸附是地下水中As富集的主要原因；强还原环境中，硫酸盐还原作用形成的硫代砷可能会促使As在地下水中高度富集。 相似文献
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《地学前缘》2017,(2):274-285
银川平原是典型的高砷内陆盆地。然而人为活动及沉积物地球化学条件对地下水砷分布的影响并不清楚。本文选取银川平原北部平罗县作为研究区,在不同研究单元共采集119组地下水样品(冲洪积平原、冲湖积平原水田区和冲湖积平原旱田区分别为54组、31组和34组),分析了其主量和微量组分含量。另在水田和旱田分别钻井一眼,采集66组沉积物(水田和旱田单元分别为31组和35组)样品,分析了粒度分布、化学成分、强(S2)、弱(S1)结合态砷等物化指标。结果表明,高砷地下水主要分布在10~20m深度范围内;冲洪积平原地下水中砷浓度普遍较低,平均浓度1.71μg·L~(-1),约95%的样品中砷浓度在10μg·L~(-1)以下;而冲湖积平原水田和旱田砷浓度较高,90%以上超过10μg·L~(-1),平均浓度分别达到26.6μg·L~(-1)和39.6μg·L~(-1)。沉积物总砷含量为3.94~75.2 mg·kg~(-1),平均值为11.5 mg·kg~(-1),S1、S2含量范围分别为<0.01~0.33mg·kg~(-1),<0.01~19.5mg·kg~(-1),分别约占总砷的0.7%和6.2%。沉积物中砷与铁、锰含量呈正相关,其分布受水动力条件及岩性的控制,黏土中砷含量较高。结合相同深度地下水砷浓度,得到S2、S1对应的平均砷分配系数Kd分别为0.001L·g~(-1)和0.007L·g~(-1)。Kd与ORP呈较好的正相关性,表明还原环境利于砷的释放;PO3-4的竞争吸附也能促进沉积物中砷的释放。在冲湖积平原,同深度上沉积物组成相近的含水层中,旱田地下水砷浓度较水田高,表明土地利用方式对砷的分布和运移也有重要影响。 相似文献