钾稳定同位素在水文地球化学领域的研究进展与展望     

姬韬韬  蒋小伟 《水文地质工程地质》2023,(5):10-19

地表硅酸盐岩矿物风化通常是水体中钙、镁、钠、钾等元素的重要来源,然而相比于水体中的钙、镁和钠,目前对钾的水文地球化学行为的认识仍十分有限。表生地球化学领域最新研究证明风化、吸附等多种水岩反应伴随着较大的钾同位素分馏,表明钾同位素技术可以用于示踪地下水中钾的来源及迁移转化。文章通过系统总结上地壳、水圈和其他地表储库（植物、肥料）的钾同位素组成,发现水圈普遍比大陆上地壳富集41K,为识别地下水的钾来源提供了基础;通过总结钾同位素在常见的水岩作用过程（硅酸盐岩矿物溶解、次生黏土形成、吸附作用、离子交换反应）中的分馏行为,发现硅酸盐岩矿物溶解分馏有限,次生黏土矿物形成引起水体富集41K,表面吸附和离子交换使水体富集39K,不同水岩反应中K同位素行为差异为示踪地下水中钾的迁移转化过程提供了基础;列举了应用钾同位素示踪硅酸盐岩风化和水体污染的最新研究成果。由于钾同位素是硅酸盐岩风化的良好示踪剂,可以利用钾同位素揭示CO2较充足含水层中钾元素释放及迁移转化机理;由于表面吸附和离子交换控制的钾同位素分馏方向与风化控制的钾同位素分馏方向不同,可以利用钾同位素识别出地下水循环过程中多种水岩反应对钾迁移转化...  相似文献   

北运河流域（北京段）表层土壤多环芳烃空间分布特征及来源解析          下载免费PDF全文

黄丹  黄勇  安永龙  冯辉  孙朝  李欢 《水文地质工程地质》2023,(3):159-171

土壤中的多环芳烃（PAHs）会威胁人类健康和生态环境安全。为掌握北运河流域（北京段）土壤中PAHs的分布特征及其形成机制,采用克里格插值、主成分分析-多元线性回归等多元统计方法,结合同分异构体比值法对该区域表层土壤中16种优控PAHs的质量分数、分布趋势、空间分布特征及其污染来源进行了研究。结果表明：（1）研究区216件土壤样品中16种PAHs均被检出,且主要为高环PAHs(4～6环),总PAHs的质量分数范围在10.5～19 466.5μg/kg,受污染土壤样品占29.63%;(2)表层土壤中的PAHs在东西及南北方向上均呈现出中部高、两端低的趋势,在空间分布上总体表现为北部区域及中部城区含量较高、其他地区相对较低的特征,且由于人为活动影响导致个别点位PAHs富集,存在点源污染或局部污染;（3）PAHs同分异构体比值法及主成分分析法研究表明,研究区内PAHs的来源为以煤/生物质燃烧及交通燃烧为主、石油泄漏等石油化工源为辅的混合源,多元线性回归方法分析后得到2者的贡献率分别为89%和11%。研究结果可为研究区的污染防控、土地质量评价和国土空间规划等工作提供有力支撑。  相似文献   

Cu²⁺对重塑黄土饱和渗透系数的影响研究          下载免费PDF全文

贾洋  崔素丽 《水文地质工程地质》2023,(3):93-103

渗透系数是评价重金属污染液在重塑黄土中迁移扩散作用的一个重要指标。已有研究表明污染液的p H值、可溶性盐浓度、离子含量和饱和渗透系数的变化存在一定的相关关系,但未明晰渗透过程中的地球化学反应机制。基于此,采集了西安白鹿原地区的更新统(Qp)黄土,选取Cu²⁺溶液作为渗透溶液,开展了重塑黄土的饱和渗透试验,建立了基于Netpath软件的地球化学反演模型。结果表明：试验过程中饱和渗透系数从第1天开始显著降低,且与去离子试验组相比降低幅度较大,极差为5.57×10^-5 cm/s;离子来源分析证明了地球化学反应的发生,存在着矿物的溶解、沉淀以及阳离子交换作用;地球化学反演模拟结果显示由于Cu²⁺的存在,加剧了矿物溶解产生大量的Ca²+),促进碳酸盐矿物溶解平衡左移,从第1天开始方解石和白云石持续形成沉淀,沉淀量分别为1.912,0.958 mmol,从而堵塞渗流孔隙,降低土体的渗透系数。研究结果有助于了解重金属离子侵入过程中重塑黄土饱和渗透系数的变化,同时对于进一步明晰影响渗透系数变化的地球化学机制具有重要...  相似文献   

典型潜水层苯系物污染羽稳定性主控因子及统计建模     

王碧莲  王明玉  庞云天 《地球科学》2023,(9):3454-3465

场地或区域地下水污染羽能否达到稳定及其稳定性特征直接决定自然衰减修复的可行性.本文构建了从上到下依次为潜水层、弱透水层、承压层的典型含水结构,模拟量化潜水层恒定源地下水污染羽迁移扩散,以污染羽稳定面积、稳定浓度和稳定所需时间为特征因子,充分考虑可能影响污染羽迁移扩散的水文地质和水化学参数.首先通过敏感性分析筛选出较敏感因子,然后利用正交试验进行主控因子识别,最后采用多元回归模型构建特征因子与主控因子的定量统计关系.结果表明,对污染羽特征因子具有广泛影响的主控因子为降解系数、弥散度、渗流速度和源浓度,特征因子与主控因子之间具有良好的统计关系,根据实际情况可选用不同主控因子数量表征的统计模型对特征因子进行预测,这将为基于自然衰减修复的场地或区域地下水污染优化控制与高效修复提供重要依据.  相似文献   

安徽贵池地区富硒土壤地球化学特征及开发利用潜力     

梁胜跃  徐明钻  刘建东 《江苏地质》2023,47(4):402-411

为了解安徽贵池地区富硒土壤特征与潜力,服务当地富硒土地资源开发,选择贵池西部开展土壤地球化学测量试验,探讨Se、I等有益元素的富集特征、成因及潜力,Cd、As等有害元素的超标特征及成因等,结合研究区土壤中有益、有害元素特征,讨论富硒土地资源及其开发优势。发现表层和深层土壤中Se等有益元素含量总体较高,其中Se含量达到富硒土地标准的表层土壤点位占全部样品点位的76%;表层土壤中Cd含量超标的点位占48%,其他有害元素仅个别点位超标,Cd是制约该地区富硒土地资源开发的主要不利因素。在研究区圈定了61.4 km2的富硒土地资源,认为研究区东部土壤富硒的物质来源是二叠系灰岩,可以利用当地灰岩提升富硒土地资源品质,降低生态风险。  相似文献   

扬州江都区邵伯农田土壤环境质量及生态风险评价     

胡秀艳  谢红青  景山 《江苏地质》2023,47(4):412-419

选取扬州邵伯地区作为研究区,根据评价标准（GB 15618—2018）对其农田土壤环境质量及生态风险进行评价。研究区农田土壤中8种重金属元素平均含量均低于农用地污染风险筛选值,除Ni外其余7种重金属元素的平均含量均超过江苏土壤平均背景值,其中Hg含量均值为江苏土壤平均背景值的2.16倍;通过对比内梅罗指数法和综合指数法评价结果,认为综合指数法能更客观准确地反映研究区农田土壤环境质量状况,结果显示研究区农田土壤轻度污染以上样本占总样本的2.35%;研究区农田土壤属中度生态风险,综合潜在风险指数平均值为200.56,主要贡献因子是Hg。  相似文献   

淄博洪山—寨里煤矿地下水串层污染治理区水化学和硫同位素特征     

刁海忠  于桑  李洪亮  尹秀贞  周建伟  刘红  王元新 《中国岩溶》2023,(1):171-181

在明确淄博洪山—寨里煤矿地下水串层污染治理区内水文地质状况、地下水流场特征等基础上,通过对矿井水、采空区水.、矿排水、奥灰水、雨水、地表水的取样分析,掌握治理区的地下水水化学、硫同位素特征。选择接受大气降雨补给的区域.、煤矿水聚集区、奥灰水聚集区以及奥灰水与煤矿水交叉混合区,分区对地下水水质现状及煤矿水和奥灰水之间水力联系情况进行分析判断。通过对比分析治理前后研究区水质情况,发现治理后奥灰水仍呈现高SO₄^2-浓度、高硬度、高TDS特征,且硫酸盐主要来源于煤矿水,治理后洪山、寨里煤矿地下水串层通道依然存在,串层污染情况持续进行,且污染较治理前有加重趋势。则今后治理工作应进一步查清、控制导水通道,控制矿坑水水位,避免其污染奥灰水。  相似文献   

重铬酸钾保护氯化钙提取-原子荧光光谱法测定土壤中可提取态汞     

陈祝炳  唐碧玉  古行乾  施意华  曾志平 《矿产与地质》2023,(1):185-190

为了更好地对土壤中可提取态汞进行测定,针对目前常用的氯化钙提取-原子荧光光谱法测定土壤中可提取态汞的方法存在测定结果偏低和重现性差的问题,对该方法进行优化。研究采用在氯化钙提取液提取可提取态汞的滤清液中加入适量的重铬酸钾作为保护剂,以保护提取液中的汞不被器壁、溶液胶体吸附,从而解决溶液放置一段时间后测定结果偏低和重现性差的问题,同时考察了测定酸度、硼氢化钾浓度、提取温度、提取液浓度、土液比、提取时间和重铬酸钾的加入量对测定结果的影响,并优选出最佳条件：测定酸度为10%(V/V)的盐酸、硼氢化钾的浓度为10 g/L、提取温度为20℃±2℃、提取液浓度为0.01 mol/L、土液比为1∶10、提取时间为60 min、重铬酸钾的加入体积为2.0 mL。试验结果表明,以本试验推荐的最佳条件测定土壤中的可提取态汞,精密度(RSD,n=7)小于5%,相对误差(RE)小于5%,适用于土壤中可提取态汞的测定。  相似文献   

江苏某材料厂周边农田土壤钼污染特征及农作物健康风险评价（84）     

范健  黄顺生  崔晓丹 《江苏地质》2023,47(1):84-90

为了解江苏某材料厂金属冶炼活动引发的重金属污染风险,采集周围农田土壤、小麦和水稻籽实样品,确定Mo含量及其在土壤中的形态,采用地质累积指数和富集因子指标评价土壤中钼的污染风险,采用健康风险指数评价小麦、稻米中Mo的健康风险。结果表明,农田土壤中Mo含量在0.50～63.2 mg/kg之间,其平均值5.70 mg/kg远高于全省平均值0.65 mg/kg,表层土壤出现了中度—高度富集,近70%的样点受到不同程度的钼污染,污染范围距该厂300 m,污染深度>1.5 m。土壤中的Mo具有较高的生物有效性,在小麦、水稻籽实中显著富集,主要与土壤具有较高的全Mo含量以及土壤呈碱性有关。基于EPA的健康风险评估方法,食用当地稻米、小麦会产生较大的健康风险。  相似文献   

不同修复技术对石油烃污染粉质砂土工程特性影响室内试验研究     

李玉萍  樊宝云  董康冉  万金忠  艾英钵  王保田 《岩土力学》2023,(10):2833-2842

石油烃污染土原位修复技术众多,但不同修复技术对石油烃污染粉质砂土工程特性影响的差异性尚不清楚。针对热脱附修复、化学氧化修复和热脱附耦合化学氧化修复3种不同修复技术修复完成后的石油烃污染土,分别开展了相关室内工程特性试验,对比分析了不同修复技术对石油烃污染粉质砂土工程特性的影响并作定量评价。试验结果表明：经热脱附修复完成后的土体整体工程特性显著提高,具体体现在含水率降低、平均孔径增大、抗剪强度和渗透性增加以及压缩性降低;化学氧化修复后土体的工程特性则相对变差,热脱附耦合化学氧化修复对土体工程特性的影响介于两者之间。进一步分析发现,污染土修复前后各力学指标与其残余石油烃浓度以及含水率存在较好的相关关系,不受修复技术的影响。在此基础上,提出了不同修复技术下污染土各力学指标的统一估算方法。该研究成果为石油烃污染场地在不同修复技术下的安全再利用提供设计指导。  相似文献