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高砷地下水不仅直接危害供水安全,还可通过与湿地之间的交互作用,影响湿地水质进而威胁湿地生态安全.长江中游河湖平原已被报道广泛分布有高砷地下水,而位于长江中游故道区域的天鹅洲湿地地下水中砷的空间分布特征尚不明确,湿地与地下水的交互作用对地下水中砷季节性动态的控制机理尚不明确.本研究在天鹅洲湿地采集2个水文地质钻孔的35件沉积物样品、12个分层监测井不同季节的共72组地下水样和18组地表水样,通过水位-水化学监测、沉积物地球化学组成分析和砷、铁形态表征探究天鹅洲湿地地下水中砷的时空分布规律及控制机理.研究发现天鹅洲湿地地下水砷含量为1.08~147 μg/L,牛轭湖外侧浅井（10 m）地下水砷含量普遍高于深井（25 m）和牛轭湖内侧浅井（10 m）、深井（25 m）地下水,枯水期和平水期的砷含量高于丰水期.牛轭湖外侧浅层地下水系统具有更厚的粘土、亚粘土沉积,沉积物中总砷、强吸附态砷和易还原的铁氧化物的含量更多,吸附砷的水铁矿等无定形铁氧化物还原性溶解导致砷释放进入地下水中.枯水期天鹅洲湿地底部向牛轭湖外侧浅层含水层输送不稳定的有机质,使天鹅洲湿地地下水-地表水界面成为砷释放的热点区域.丰水期时牛轭湖外侧含水层受长江补给的影响,还原环境发生改变使地下水中的砷和铁被氧化固定从而不利于砷向地下水释放. 相似文献
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长期摄入高碘地下水（碘浓度＞100 μg/L）会造成人体甲状腺机能损伤.天然有机质被认为是影响高碘地下水形成的关键组分,为研究地下水中溶解性有机质（DOM）分子组成对碘富集的影响,选取长江中游沿岸浅层地下水作为研究对象,运用傅立叶变换离子回旋共振质谱仪（FT-ICR-MS）表征不同碘浓度地下水中DOM分子组成差异.研究发现碘易富集在还原环境的浅层地下水中,地下水中碘的浓度与溶解性有机碳（DOC）浓度无显著关系,DOM分子总数越多碘浓度越高;高碘地下水较低碘水DOM分子均一性、多样性更强,氧化程度和不饱和程度更高,含更多芳香性结构.长江中游沿岸高碘地下水的形成受DOM分子组成控制,主要与不饱和程度高尤其是含芳香性结构的大分子DOM有关,含芳香性结构的DOM分子与碘络合在高碘地下水的形成过程中起重要作用. 相似文献
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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
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江汉平原东部地区地下水硝态氮和氨氮污染严重，地表水-地下水相互作用强烈，季节性水文条件变化极其显著.选取典型试验场地，对试验场内沉积物(0~25 m)氮形态进行测定，并对地下水氮含量及其他水化学指标进行连续性监测.研究表明:沉积物NO3--N含量较高(25.8~119.48 mg/kg)，是可交换态氮的主要组成部分，NH3-N含量与TOC和TN均呈一定的正相关性，表明NH3-N含量主要受沉积物中埋藏有机质的控制.试验场深度较深(≥2 m)地下水氮的含量和形态对地下水位波动有明显响应:雨季开始，地下水位抬升，含水介质还原性增强，NO3--N生成受抑制且通过反应消耗，矿化作用加强，导致NH3-N成为氮的主要赋存形态；雨季结束，地下水水位下降，含水介质的氧化性增强，NO3--N的生成受到促进，硝化作用增强而反硝化作用减弱，导致NO3--N的浓度增加.近地表人类活动(外源输入)对试验场浅表地层(＜2 m)地下水氮形态有明显的影响.自然或者人为因素引起的水文条件变化导致地下水流场的变化，从而改变含水介质固有的氧化还原环境，是导致试验场氮季节性变化的主要原因. 相似文献
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地下水排泄在湖泊水量及营养盐均衡中发挥着重要作用,其中地下水向湖泊排泄的量化是关键,但目前对其时间变异性的研究却十分薄弱.针对这一科学问题,以长江中游重要调蓄湖泊-洞庭湖为例,通过收集1996~2017年洞庭湖流域的水文和气象数据,基于质量平衡模型,查明地下水排泄对洞庭湖水量均衡的贡献以及地下水向洞庭湖排泄强度随时间的变化.结果显示:（1）枯水期时地下水排泄量为（0.17~1.51）亿m3/d,地下水排泄强度为38.74~207.26 mm/d,地下水排泄对湖泊水量均衡的贡献为8.70%~30.37%;（2）地下水排泄量、地下水排泄强度、地下水排泄对湖泊水量均衡的贡献在1996~2017年间均呈现出明显的先降低再升高的变化趋势,三峡水库蓄水后至三峡工程全面竣工初期的地下水排泄相较于三峡水库蓄水前和三峡工程全面运行后显著降低;（3）三峡工程运行对长江水位及地下水位的改变可能是引起湖底地下水排泄时间变异性的重要原因.为洞庭湖区域的水量均衡提供了新的认识,也为今后洞庭湖区域水资源开发利用和区域生态安全管理提供了理论支撑. 相似文献
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弱透水层与含水层相互作用是国际水文地质学界关注的热点问题,特别是黏性土弱透水层与孔隙含水层的相互作用。近年来,在自然沉积、过量开采地下水、现代化农业机械与建筑业重型机械应用等自然与人为活动影响下,黏土弱透水层会发生有效应力增加、孔隙结构变形和孔隙度减少、渗透性降低、溶解氧和贮水能力减少以及侧向和垂向排水等的压实作用,导致地下水污染、地面沉降等环境问题的发生。本文重点介绍了黏性土弱透水层压实作用的原理,分析了地下水系统中4种不同状态下沉积物压实与孔隙流体压力的关系,基于压实物理模拟和数值模拟两个方面对压实作用的研究方法与技术进行了系统总结,随后探讨了压实作用下黏性土弱透水层对地下水水量与水质的影响,并对此研究的发展趋势及其在地球科学、环境科学等研究领域的潜在应用提出了展望。 相似文献
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柴达木盆地是我国重要的盐矿资源战略基地,深入认识其物质来源具有重要的科学及社会意义。本研究根据柴达木盆地盐湖水、晶间卤水,以及格尔木河流域地表水、地下水化学组成,利用多元统计方法,探讨盆地区盐湖物质来源。结果显示:从山前到湖区,水体溶解性总固体逐渐增大,微量组分含量也逐渐升高,二者均表现为晶间卤水盐湖水格尔木河流域水体;阳离子变化趋势为:补给源头由昆仑山雪融水以Ca2+为主过渡到格尔木河流域以Na+为主;再到盐湖区以Mg2+为主;阴离子则从以HCO-3为主逐步过渡到以Cl-为主;盐湖水和晶间卤水的化学组成差异显著。因子分析表明,对于格尔木河流域河水和地下水,岩石风化淋滤是其化学组分的主要来源。而岩石风化淋滤来源和深部水来源对柴达木盆地不同盐湖区化学组成的贡献率差异很大,该差异取决于周围岩石的化学组成和深部水的存在及其化学组成,以及断层是否导通为深部水补给盐湖提供了通道。 相似文献
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浅层地下水是江汉平原东部地区重要的供水水源，但面临着污染及天然水质异常等问题.基于水化学与氢氧同位素结果，并运用数理统计和因子分析等方法，查明了研究区浅层地下水的化学特征、控制过程以及影响因素.结果显示，浅层地下水的化学类型主要为HCO3-Ca型；其中潜水中Ca2+和Mg2+含量与承压水接近，Fe、As和NH4+含量低于承压水，而Cl-、SO42-、Mn和NO3-含量高于承压水.浅层地下水主要为大气降水补给，其中潜水经历了一定程度的蒸发以及与地表水的混合.在影响浅层地下水化学特征的因素中，地质成因在总体上可能起主导作用；人类活动的输入显著地改变着潜水的化学特征，而浅层承压水则主要受径流过程中水-岩相互作用的影响. 相似文献
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地球关键带是地球科学领域的热点研究主题,我国地球关键带研究尚处于起步阶段,如何形成符合我国实情的地球关键带调查与研究范式,仍需进一步探索。江汉平原地处长江中游,是长江经济带的重要组成部分之一,其主要特点在于受不同级次水利工程的强烈影响。基于多年调查研究,在江汉平原建立了一套较为完善的地球关键带监测网络,涉及水、土、气、生物等各地球关键带要素。监测网络设置上,既考虑了不同级次水利工程的影响,也考虑了区域营养元素/重金属的富集特征; 监测技术上,部分指标实现了原位监测,大部分指标实现了野外现场测试,未来将进一步加强在线监测并实现数据远程传输。目前,江汉平原地球关键带监测网已成功纳入全球地球关键带研究网络,这是我国地球关键带调查与研究的初步探索,不仅可为长江流域的地球关键带调查研究提供示范,也可为长江大保护战略提供有力的理论与方法支撑。 相似文献
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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,NH4N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