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1.
江汉平原高砷地下水的发现引起了广泛的关注,通过对该区高砷地下水监测场39个地下水样品的分析,揭示了高砷地
下水的水化学特征。同时,结合沉积物砷含量分析和高砷地下水的垂向分布特征,探讨了地下水中砷富集的影响因素。结果表
明,地下水水化学类型主要为HCO3-Ca·Mg型,pH 值为中性偏弱碱性,Fe、Mn质量浓度很高。25m深度的监测井水中砷质量
浓度最高,对应的沉积物中总砷质量浓度也较高。井水中浓烈的H2S气味,偏负的氧化还原电位,高质量浓度的NH4-N、溶解有
机碳(DOC)、HCO- 3 、S2- 与低质量浓度的NO- 3 、SO24- 均指示该区为典型的富含有机质的还原性地下水环境。该条件下沉积物
中有机物质的生物降解作用和铁锰氧化物、铁锰氢氧化物的还原是江汉平原高砷地下水形成的主要原因。 相似文献
下水的水化学特征。同时,结合沉积物砷含量分析和高砷地下水的垂向分布特征,探讨了地下水中砷富集的影响因素。结果表
明,地下水水化学类型主要为HCO3-Ca·Mg型,pH 值为中性偏弱碱性,Fe、Mn质量浓度很高。25m深度的监测井水中砷质量
浓度最高,对应的沉积物中总砷质量浓度也较高。井水中浓烈的H2S气味,偏负的氧化还原电位,高质量浓度的NH4-N、溶解有
机碳(DOC)、HCO- 3 、S2- 与低质量浓度的NO- 3 、SO24- 均指示该区为典型的富含有机质的还原性地下水环境。该条件下沉积物
中有机物质的生物降解作用和铁锰氧化物、铁锰氢氧化物的还原是江汉平原高砷地下水形成的主要原因。 相似文献
2.
大同盆地是我国原生高砷地下水典型分布区。高砷地下水常被用作灌溉水源,灌溉回流对表层土壤中砷迁移和富集有着重要影响,但具体机制尚不清晰。通过场地灌溉模拟试验,并结合室内分析,探讨了灌溉活动对表层土壤中砷迁移转化的影响机制。结果表明,灌溉回流不仅导致地表土壤载砷量显著增加,而且引起潜水位快速上升。近地表还原性环境的强化使得含砷铁氧化物还原溶解增强,从而导致了砷的释放。此外,土壤孔隙水离子强度增加促进了离子交换态砷的迁移。灌溉停止后,伴随潜水位回落,氧化环境的增强有利于结晶态铁氧化物的形成,水砷通过吸附和共沉淀作用重新被铁氧化物固定。因此,高砷地下水灌溉通过改变近地表氧化还原环境可促进砷的迁移,砷和铁的输入最终导致表层土壤总砷和铁含量增加。 相似文献
3.
矿山开采活动影响下辉锑矿的氧化溶解是影响岩-土-水环境介质中锑的迁移转化及其环境效应的重要过程。目前对于辉锑矿溶解的研究主要关注动力学特征,对于它氧化溶解的途径、环境因素的影响、锑的释放规律等重要问题的认识还不明确。为探究碳酸盐岩矿区地下水中锑释放过程,选取重要环境因素pH值和Fe（Ⅲ）,采用单因素控制条件下的批实验方法,精细刻画避光条件下辉锑矿（Sb2S3）氧化溶解速率及Sb和S氧化产物的组成特征。研究结果表明,Sb2S3的氧化溶解是一个产酸的过程,Sb和S的释放速率、途径和产物特征受pH值和Fe（Ⅲ）的显著影响。Sb2S3的氧化溶解速率由快变慢后趋于平衡,初始反应速率的量级为10-8 mol/（m2·s）,平衡反应速率的量级为10-10 mol/（m2·s）。Sb的释放氧化速率随pH值的增加而增加,强碱条件下最有利于Sb的释放和氧化。强酸条件下,H2S、SO2气体逸出和S（0）的沉淀促进了Sb2S3的溶解,Sb（Ⅲ）和S（0）为主要产物。中性条件下,溶解形成的HS-经逐步氧化生成SO42-和少量S2O32-,Sb（Ⅲ）和Sb（Ⅴ）含量相近。强碱条件下,SbS33-和Sx-的生成显著提升了Sb2S3的氧化溶解速率,Sb（Ⅴ）和S2O32-是主要产物。Fe（Ⅲ）单独氧化作用时,Sb（Ⅴ）和S（0）是主要产物,锑释放的表观速率无显著提升,可能与SbOCl和S（0）的生成有关。研究表明,O2能够协同Fe（Ⅲ）氧化Sb2S3,但以Fe（Ⅲ）的作用为主导。本研究揭示了Sb2S3在不同pH值及氧化剂条件下氧化溶解的产物组成特征,提出了不同环境因素影响下的氧化溶解途径,证明碳酸盐岩天然缓冲地层更有利于锑的释放与氧化,岩溶地下水中锑诱发的环境效应会更为严重。 相似文献
4.
通过场地灌溉试验,探讨了灌溉活动对非饱和带中砷迁移转化过程的影响机理。结果表明:灌溉过程中非饱和带中砷的迁移转化受多个地球化学过程共同控制,非饱和带ｐＨ 值、Ｅｃ值、ＳＯ２－４ 和 ＨＣＯ－３ 与 Ａｓ的竞争吸附以及氧化还原条件的波动都会影响土壤孔隙水中砷的质量浓度。灌溉活动导致土壤处于相对还原环境,铁氧化物矿物还原溶解,被吸附或与之共沉淀的砷被释放进入水相,灌溉结束后,土壤逐渐恢复相对氧化环境,重新生成铁氧化物矿物,土壤孔隙水中砷以吸附／共沉淀形式被其固定。因此,通过改变非饱和带氧化还原条件导致铁氧化物矿物的沉淀／溶解是灌溉作用下非饱和带水体中砷迁移转化的主要原因。 相似文献
5.
为查明大同盆地高砷地下水的分布规律及其主要控制因素,对大同盆地典型高砷区35件地下水样进行了水化学特征
及形态分析研究。结果表明,高砷地下水[ρ(As)≥50μg/L]主要存在于20~50m 的浅层地下水中,总砷质量浓度为0.56~927
μg/L,主要以As(Ⅴ)形态存在。该区高砷地下水以Na-HCO3型水为主,具有明显的高pH值,高HCO- 3 、Fe2+ 、HS- 质量浓度及
低Eh值,低SO24- 质量浓度特征。这可能与微生物催化氧化有机碳的同时还原含铁矿物和硫酸盐的过程有关。PHREEQC模拟
矿物饱和指数结果表明,高砷地下水[ρ(As)≥50μg/L]中菱铁矿均为过饱和,而低砷地下水[ρ(As)<50μg/L]中均不饱和,且菱
铁矿饱和指数与地下水中总砷质量浓度呈显著正相关性,该现象表明微生物还原含铁矿物生成FeCO3(菱铁矿)的过程可能是控
制本区地下水中砷富集的主要因素。 相似文献
及形态分析研究。结果表明,高砷地下水[ρ(As)≥50μg/L]主要存在于20~50m 的浅层地下水中,总砷质量浓度为0.56~927
μg/L,主要以As(Ⅴ)形态存在。该区高砷地下水以Na-HCO3型水为主,具有明显的高pH值,高HCO- 3 、Fe2+ 、HS- 质量浓度及
低Eh值,低SO24- 质量浓度特征。这可能与微生物催化氧化有机碳的同时还原含铁矿物和硫酸盐的过程有关。PHREEQC模拟
矿物饱和指数结果表明,高砷地下水[ρ(As)≥50μg/L]中菱铁矿均为过饱和,而低砷地下水[ρ(As)<50μg/L]中均不饱和,且菱
铁矿饱和指数与地下水中总砷质量浓度呈显著正相关性,该现象表明微生物还原含铁矿物生成FeCO3(菱铁矿)的过程可能是控
制本区地下水中砷富集的主要因素。 相似文献
6.
溶解性有机碳（DOC）是地下水中砷释放过程的关键因素,为查明江汉平原高砷地下水稳定碳同位素特征,识别有机质的降解过程对砷富集的影响,采用稳定碳同位素分析测试技术并结合地下水化学特征,对江汉平原典型砷中毒病区的浅层地下水进行了区域采样分析。结果表明:浅层承压水的砷质量浓度为0.23~2 621 μg/L。地表水较地下水具有更负的δ13CDOC、δ13CDIC值。地下水中溶解性无机碳（DIC）的δ13CDIC值在-11.9‰~-3.99‰之间,溶解性有机碳的δ13CDOC值在-28.5‰~-19.6‰之间。地下水的δ13CDIC-δ13CDOC差值与ρ（As）呈一定负相关关系,表明微生物作用下有机质的降解促进了As的富集。δ13CDIC-δ13CDOC差值与δ13CDIC和ρ（DOC）均具有较显著的正相关关系,表明地下水中有机质的氧化分解是导致δ13CDIC贫化的重要过程,微生物作用下溶解性有机质的降解是地下水中无机碳的重要来源。此外,江汉平原少数高砷地下水呈现较大的δ13CDIC值,推断江汉平原高砷含水层强还原环境下可能存在的产甲烷过程导致了明显的碳同位素分馏。 相似文献
7.
原生高砷地下水已给人类健康造成了极大威胁。近几十年来,国际上针对高砷地下水已开展了大量的研究工作,但由
于地下水系统中砷经历的复杂物理、化学及生物地球化学过程,使得地下水系统中砷浓度衰减和运移尚不能进行准确预测。在系
统总结前人研究工作的基础上,对控制地下水中砷迁移转化的主要物理、化学和生物地球化学过程(包括吸附/解吸、溶解/沉淀、
非氧化/还原和生物还原等)进行了系统总结。重点讨论了孔隙介质中砷的地球化学反应和运移机制的平衡与动态模型,即批反
应模型、运移模型、反应运移模型,以期为原生高砷地下水修复及高砷地下水开发指导提供科学依据。 相似文献
于地下水系统中砷经历的复杂物理、化学及生物地球化学过程,使得地下水系统中砷浓度衰减和运移尚不能进行准确预测。在系
统总结前人研究工作的基础上,对控制地下水中砷迁移转化的主要物理、化学和生物地球化学过程(包括吸附/解吸、溶解/沉淀、
非氧化/还原和生物还原等)进行了系统总结。重点讨论了孔隙介质中砷的地球化学反应和运移机制的平衡与动态模型,即批反
应模型、运移模型、反应运移模型,以期为原生高砷地下水修复及高砷地下水开发指导提供科学依据。 相似文献
8.
采集中国北方某砂岩型铀矿床中的含铀矿石样品,共进行7组土柱模拟实验,分别探究氧化-还原条件、HCO-3浓度、有机质和微生物对铀迁移转化的影响。结果表明:氧化-还原条件改变对铀迁移转化会产生重要影响,含氧入渗水带来的氧化环境使含水介质中沉淀态铀大量氧化溶解;HCO-3的促解吸作用及铀酰络合物的强迁移能力对地下水中铀迁移转化影响较大;有机质会参与含水介质中矿物吸附点位竞争,从而造成铀的解吸;微生物作为氧化-还原反应的催化剂,在氧化剂氧化沉淀态铀的反应中起重要作用;氧化作用、解吸作用和溶解作用对地下水中铀迁移转化的贡献比例分别为65.28%、23.91%和10.81%。 相似文献
9.
水体中S2-与砷(As)的迁移富集密切相关, 但不同含水介质中其作用机理尚不明确。为了查明潜流带中常见含水介质河砂在S2-作用下对As的吸附特征, 设计并开展了As在河砂上的吸附动力学实验, 以及S2-作用下河砂对As的吸附实验, 结合PHREEQC模拟计算, XRD、SEM-EDS、XPS和FTIR等表征测试技术, 进一步识别其作用机理。结果表明: 固液比为25 g/L情况下, 河砂对As的吸附在200 h左右达到吸附平衡, 且对As(Ⅴ)的吸附量明显高于As(Ⅲ); 随着S2-浓度的增加, 河砂对As吸附能力逐渐减弱; 模拟及表征测试结果显示, 少量As被吸附在河砂表面, 主要与其表面的Fe、Al结合, 其中As(Ⅲ)的吸附可能还与Si-O键断裂后与S2-结合形成的SiS2有关。S2-对河砂吸附As的主要影响机理为: ①S2-的加入使得溶液pH值升高、Eh值降低, 从而抑制了As的吸附; ②添加S2-条件下河砂表面的Fe、Al等能与S和As形成AlAs、AlAsO4、FeS2及Fe4As2O11等化合物, 减少了河砂表面吸附As的活性位点。研究结果有助于丰富As-S作用机理, 以及As在地下水环境中迁移过程的认识。 相似文献
10.
娘子关泉域径流-排泄区主要分布于山西省阳泉市,泉域内岩溶水是阳泉市重要的供水水源。分析评价了泉域径流-排泄区水质变化,结果显示岩溶水污染严重,主要污染物为SO2-4、总硬度、TDS。岩溶水中SO2-4的浓度来源对判别总硬度和TDS的污染源具有指示性意义,应用硫同位素(34S)计算表明采煤是岩溶水水质污染的重要原因。与2003年水质对比,地表水和岩溶水中SO2-4来自煤系硫的比重都有所增加,尤其以岩溶水排泄区的增长速率最大。 相似文献
11.
长江中游平原区面临着一系列严重的地质环境问题，其中地下水铵氮和磷的问题十分突出，但目前对于二者共存规律的认识还十分薄弱。以长江中游沿岸故道区为典型研究区，对采集的地下水样品进行了水文地球化学分析，并综合运用因子分析和随机森林模型探讨了铵氮和磷的赋存规律。结果表明:地下水整体处于还原环境中，NH4-N的质量浓度为0.03~71.0 mg/L（均值9.92 mg/L），P的质量浓度为0.02~3.38 mg/L（均值0.51 mg/L）。地下水中高浓度的铵氮与磷均主要为天然成因，但铵氮与磷的迁移富集过程存在差异:铵氮的迁移富集与含氮有机质矿化过程密切相关；磷的迁移富集与铁氧化物或氢氧化物的还原性溶解密切相关，而含磷有机质矿化是磷富集的次要过程。Eh很低的地下水环境易产生高浓度铵氮的地下水，相对中等的还原环境会产生高浓度的磷但通常不会伴生高浓度的铵氮；当地下水中S2-，DOC，I均处于相对较高的浓度水平时会伴生大量的铵氮，而磷的浓度在很大程度上受控于Fe2+浓度；当DOC，I和Fe2+浓度都高时，通常会出现铵氮和磷浓度都较高的现象。 相似文献
12.
2010年以来,对研究区内水文地质背景及不同层位水质化学测试样品数据分析研究,重点阐述了微量元素Fe3+的富集与含水介质岩性、地下水的酸碱度、地层含水性和氧化还原环境的关系,认为地下水中Fe3+富集赋存的最有利的环境是变质岩类地层;碳酸盐岩和碎屑岩中水化学类型HCO3-Ca型水分布最广,碳酸盐岩的地下水中Fe3+平均含量最低;变质岩中硫酸型(包括复合型)的地下水中Fe3+的平均含量最高,对Fe3+的行为呈正相关关系。地下水中Fe3+含量赋存具以副井及其外围地区为中心高浓度分带性。 相似文献
13.
硫代砷酸盐作为富硫地下水中砷的重要赋存形态，在其迁移转化过程中起着十分重要的作用，但现有硫代砷酸盐的标准合成方法流程复杂、操作繁琐，限制了对地下水中硫代砷酸盐赋存规律的研究。为此，首先改进了硫代砷酸盐标准物质的合成方法，采用操作简便的水热法合成了硫代砷化合物标准物质，建立了基于HPLC-ICPMS的硫代砷化合物分析方法，该方法检出限为0.01 μg/L；探讨了不同保存条件对硫代砷化合物稳定性的影响，发现干冰速冻-20℃是地下水硫代砷酸盐样品的最佳保存条件。应用上述方法对大同盆地地下水中的硫代砷酸盐进行了取样分析，结果表明40%的水样中均检出硫代砷酸盐，最高质量浓度可达209.90 μg/L；弱碱性还原条件有利于硫代砷酸盐的赋存，且硫化物质量浓度对硫代砷酸盐的生成有重要控制作用。对地下水中硫代砷酸盐的深入研究有助于揭示富硫地下水中砷的迁移转化规律，丰富和完善高砷地下水成因理论。 相似文献
14.
洞庭湖平原西部地区浅层承压含水层是当地主要的地下水开采层,却面临严重的水质型缺水问题,其中以铵氮异常最为典型,但目前对于其来源和富集机制的认识十分薄弱。以洞庭湖平原西部为研究区,沿区域地下水流方向对地下水样品进行水文地球化学分析,旨在查明地下水中铵氮的来源,揭示地下水流动对铵氮富集的控制机理。结果表明:NH4-N质量浓度为0.05~16.75 mg/L,且与DOC、HCO3-、As、Fe2+、Mn、P质量浓度呈现较好正相关性;而高质量浓度的NH4-N对应着很低质量浓度的Cl-、SO42-、NO3-和很低的Cl/Br比值,可以推测浅层承压水中的铵氮主要由天然有机质矿化作用产生,而非人为输入。沿着地下水流向,NH4-N和As、Fe2+、Mn质量浓度均显著升高,说明由于水流越来越滞缓,含水介质颗粒越来越细,沉积物有机质越来越富集,含氮有机质矿化作用逐渐增强,使得NH4-N质量浓度逐渐升高,并形成了还原性逐渐增强的地下水环境,相关地球化学过程产生的还原性组分（砷、铁、锰等）也逐渐富集。本研究进一步丰富了地下水原生铵氮的成因理论,可为当地的供水安全保障提供理论基础。 相似文献
15.
河套平原是我国地方性砷中毒最为严重的地区之一。基于河套平原浅层地下水的砷含量数据，利用地统计学中半变异函数分析法，对地下水砷含量的空间分布及其异质性特征进行了分析，并探讨其空间变异性的影响因素。结果显示，河套平原地下水砷含量整体上呈由南向北递增的趋势，在假设各向同性条件下，砷含量残差项的空间分布符合纯块金效应模型，在所测尺度上（2~4 km）为随机分布，不存在空间自相关性，短距离内变异较大；地下水砷含量的分维数较大（D=1.999），进一步说明该尺度上变异显著。地下水砷含量与沉积物中有机质关系密切。晚第四纪以来，河套平原北部山区的新构造运动和盆地沉积环境变迁形成多种成因、形态复杂的沉积相，导致有机质埋藏条件的高度空间变异性，进而导致地下水砷含量的高度空间变异。河套平原缓慢的地下水径流条件有利于砷元素空间变异性的维持。河套地区地下水砷的空间异质性研究，对有效预测未知地区饮水型砷暴露潜在风险、精准防控地方病和保障供水安全具有重要的科学意义。 相似文献
16.
识别地下水溶解性硫酸盐来源及其生物地球化学循环过程是保障饮用水安全和水生态安全的重要前提, 对于地下水资源的管理和保护具有重要的意义。在广泛查阅文献的基础上, 总结了不同地下水硫酸盐来源δ 34SSO4和δ 18OSO4值域范围; 综述了地下水硫酸盐溯源及硫生物地球化学循环过程解析的研究进展, 指出了存在问题和发展趋势。地下水硫酸盐来源识别方法经历了水化学方法→单同位素→双同位素→多同位素和多示踪剂定性识别→定量评估的发展历程; 因特定地域来源的硫、氧同位素差异和生物地球化学转化过程等因素的影响, 地下水硫酸盐溯源尚存在较大的不确定性。建议在地下水流系统框架上结合土地利用分布, 布置采样点采集污染源和地下水样品, 测定水化学和硫酸盐的硫氧同位素值及其他辅助性示踪剂同位素值或浓度, 利用多学科、多方法充分融合研究区水文地球化学、渗流场、土地利用等信息, 解析地下水硫酸盐的来源及其贡献, 以支撑地下水资源保护和污染防治的科学实施。 相似文献