中国西北地区高砷地下水赋存环境对比及其成因分析
《2024年内蒙古哈素海流域高砷地下水化学特征及砷的迁移转化机制研究》范文
《内蒙古哈素海流域高砷地下水化学特征及砷的迁移转化机制研究》篇一一、引言内蒙古哈素海流域，地处黄土高原的西北部，是一个拥有丰富地下水资源的地区。
然而，这一地区的高砷地下水问题已经成为制约当地社会经济发展和人民生活质量的重要因素。
为了有效应对这一挑战，本篇论文对哈素海流域高砷地下水的化学特征及砷的迁移转化机制进行了深入研究。
二、研究区域概况哈素海流域位于内蒙古自治区的中部，气候类型为典型的温带大陆性气候，具有干旱、半干旱的特点。
流域内的地下水资源丰富，但由于自然环境与人类活动的共同影响，地下水砷含量较高。
本文选择这一区域进行研究，旨在探讨其地下水砷污染的问题及原因。
三、研究方法本研究采用了地下水化学成分分析和室内模拟实验相结合的方法。
首先，通过采集哈素海流域的地下水样，进行常规的化学成分分析，如pH值、总硬度、硫酸盐、氯化物等。
其次，利用室内模拟实验研究砷在地下水中的迁移转化机制。
四、高砷地下水的化学特征经过对哈素海流域的地下水样进行化学分析，发现该地区地下水的化学成分具有以下特点：1. pH值偏低，表明地下水呈酸性；2. 总硬度较高，主要来自硫酸盐和氯化物的贡献；3. 砷含量普遍较高，超过国家规定的饮用水标准。
五、砷的迁移转化机制研究本研究通过室内模拟实验发现，哈素海流域地下水中砷的迁移转化机制主要包括以下几个方面：1. 溶解作用：地下水中的砷主要来自岩石和土壤的溶解；2. 吸附作用：地下水中的有机物和无机物对砷具有一定的吸附作用；3. 氧化还原反应：在特定的环境条件下，砷可以在地下水中发生氧化还原反应，从而改变其存在形态；4. 微生物作用：微生物活动对砷的迁移转化具有重要影响。
六、结论与建议通过对哈素海流域高砷地下水的化学特征及砷的迁移转化机制进行研究，得出以下结论：1. 哈素海流域地下水的化学成分具有独特性，其中砷含量普遍较高；2. 砷在地下水中的迁移转化受多种因素影响，包括溶解作用、吸附作用、氧化还原反应和微生物作用；3. 为了降低地下水中砷的含量，需要采取有效的措施，如加强地下水监测、合理利用水资源、改善人类活动对自然环境的破坏等。
西北地区地下水污染现状及风险调查
西北地区地下水污染现状及风险调查
龚正;于琦;汪娴;史俊;邓慧萍
【期刊名称】《净水技术》
【年(卷),期】2022(41)3
【摘要】随着我国西北地区城市化进程的加快,地下水污染问题日益突出,地下水环境质量直接影响当地人民的生产生活。
虽然前人对西北地区地下水污染情况已有了大量的研究,但缺乏较为宏观的概述和规律性的总结。
因此,文中对西北地区各省市及自治区的各类型污染超标情况进行了调研。
在详实的数据基础上,参照我国《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)和《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006),阐述了各地区需注意的水质超标风险,分析了各地区地下水污染的原因、污染物的来源、需采取的治理措施。
文章从气候条件、地形地势、地质构造等自然因素和农业灌溉、工业排放和超量开采等人为因素方面,总结了各类型超标风险的地区性规律,归纳了各类型污染的地下水化学特征。
【总页数】16页(P118-133)
【作者】龚正;于琦;汪娴;史俊;邓慧萍
【作者单位】同济大学环境科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】X523
【相关文献】
1.物探技术在地下水污染水文地质调查中的应用——以武鸣县南宁—东盟经济开发区五马归槽地下水污染为例
2.岩溶地区地下水污染风险评价方法探究——以地苏地下河系流域为例
3.论场地土壤和地下水污染调查与风险评价的程序和内容
4.第二届全国地下水污染学术研讨会提出扎实作好地下水污染调查评价工作
5.上海某再开发利用地块土壤及地下水污染状况调查与风险评估
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河套盆地西部高砷地下水系统中的地球化学过程研究
二、研究现状
种因素有关。此外，一些学者还了高砷地下水对人体健康和生态环境的影响， 发现长期饮用高砷水可能导致多种健康问题。
三、研究方法
三、研究方法
本次研究采用了以下方法： 1、数据采集：收集河套盆地西部高砷地下水系统相关的水文地质、气象、社 会经济等方面的数据。
三、研究方法
2、实验分析：通过室内实验，测定高砷地下水的水化学成分、地球化学特征 等，分析其对环境和人类健康的影响。
五、结论与展望
4、建立长期监测网络：为了持续高砷地下水的变化情况，需要在河套平原建 立长期监测网络，及时获取相关数据，为相关领域的研究提供支持。
参考内容二
一、引言
一、引言
河套平原是我国重要的粮食生产基地，农业生产对地下水的依赖程度较高。 然而，农业灌溉方式、地质条件以及气候等因素都可能影响地下水中砷的迁移富 集规律。为了制定有效的环境保护政策和管理措施，有必要深入探究河套平原农 业灌溉影响下地下水中砷的迁移富集规律。
五、结论
未来可以进一步完善研究方法，深入探究砷迁移富集规律的变化趋势及其影 响，以期为河套平原乃至其他类似地区的环境保护和农业生产提供科学依据。针 对不同灌溉方式和地质条件，可以制定更加有针对性的管理措施，提高地下水资 源的可持续利用，促进河套平原的可持续发展。
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五、结论
五、结论
本研究通过实验与数值模拟相结合的方法，深入探究了河套平原农业灌溉影 响下地下水中砷的迁移富集规律。结果表明，农业灌溉对地下水砷迁移富集规律 的影响具有显著性，而地质条件和季节等因素的相互作用使得这种影响更加复杂。
五、结论
因此，为了制定有效的环境保护政策和管理措施，需要考虑农业灌溉、地质 条件以及季节等多重因素的交互作用。
西安周边地区饮用水砷含量及来源初探
西安周边地区饮用水砷含量及来源初探牛彩香;雒昆利;李会杰;王兴;马振英【期刊名称】《西北地质》【年(卷),期】2008(41)3【摘要】通过对西安周边地区11个采样点饮用水中砷含量的调查分析,结果表明西安南部秦岭地区和西安东部的饮用水中砷含量较低,西安西部户县地区砷的含量明显高于其他地区,达到了0.047 mg/L,已基本上接近了轻度污染的标准.综合分析认为,造成这一地区砷相对富集的原因并非单一因素,而是自然因素和人为因素综合作用的结果.户县地区地处秦岭造山带,位于商丹断裂带以北,岩浆侵入体和金矿床的存在可能是高砷环境的主要原生物源.位于商丹断裂带以南的镇安地区同样岩浆侵入体普遍存在,岩石地层中砷含量相对较高,但秦岭地区饮用水中砷含量并没有表现出异常现象,进而说明含金矿床带的存在可能是影响户县地区饮用水含砷量异常的原因之一.【总页数】6页(P124-129)【作者】牛彩香;雒昆利;李会杰;王兴;马振英【作者单位】中国科学院地理科学与资源研究所,北京,100101;中国科学院地理科学与资源研究所,北京,100101;中国科学院地理科学与资源研究所,北京,100101;陕西省煤田地质局186队,陕西,西安,710054;中国科学院地理科学与资源研究所,北京,100101【正文语种】中文【中图分类】P641【相关文献】1.内蒙古某地区饮用水砷含量与人体暴露及致癌风险分析 [J], 孔畅;杨林生;虞江萍;韦炳干;李海蓉;崔娜;郭志伟2.西安与周边地区经济一体化问题初探 [J], 袁媛;薛惠锋3.西安市人民政府办公厅关于印发西安火车站广场及周边地区管理暂行办法的通知[J], ;4.氢化物原子荧光法测定生活饮用水中总砷含量 [J], 贾慧瑛5.ICPMS法测定生活饮用水中砷含量的不确定度评定 [J], 林杰雄;袁嫣昊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
砷对环境和生态健康的影响研究
砷对环境和生态健康的影响研究砷是一种常见的元素，可以存在于自然界中的水、土壤、矿物中。
虽然砷是地壳中的重要元素，但过量的砷含量对环境和生物健康产生了不良影响。
本文将深入探讨砷对环境和生态健康的影响研究。
一、砷污染现状砷的超标污染已经成为全球面临的一大环境问题。
研究表明，砷的污染主要来自于工业废水、农药、肥料等人类活动，并且泥炭、煤炭、矿物质等自然存在的物质也是砷的重要来源。
全球砷污染主要位于亚洲、南美洲和非洲地区，其中孟加拉国和印度是受砷污染最严重的地区。
而在中国，各个区域也有不同程度的砷污染，其中最为严重的是陕西、海南、黑龙江、云南等省份。
二、砷对环境的影响砷对环境的影响主要表现为：1.破坏土壤生态平衡：砷物质的落入土壤，会打破原有的土壤生物物理化学平衡，导致土壤中的微生物死亡，破坏了土壤里建立的微生物群系；2.影响水资源质量：砷的排放量大，会直接影响到地下水、河流等水资源的质量，不断破坏自然水系统；3.破坏生态环境：砷的高浓度污染，影响了环境生态的平衡，破坏自然界生态的健康平衡。
三、砷对生物的影响砷对生物的影响也非常大，主要表现为：1.对动物生理产生毒性反应：砷长期积累在环境中，对野生动物的生产和生长的影响非常大，而毒性反应表现为身体无法正常生长或生物死亡。
2.对细胞的影响：砷物质有较强的局部毒性，可以损坏细胞膜，破坏细胞内部结构，影响细胞功能；3.对人类健康的危害：呼吸系统疾病、胃肠道疾病、骨质疏松等都与砷污染有关联。
四、砷控制砷的控制是一个长期、复杂的过程。
主要从以下几个角度去控制：1.加强环境监控和管理：通过对环境的实时监测，对砷超标污染的情况及时进行控制和干预，并对污染源实施治理和监督；2.探索化学污染治理专业技术：通过多种化学方法去控制砷的污染，例如沉淀、吸附、还原、稳定化渗透等技术；3.培育和使用新的高效生物技术：利用微生物技术研发更加环保可持续的处理方法，例如利用特殊细菌去除砷。
银川市地下水超采区治理对策
银川市地下水超采区治理对策银川市位于中国西部内陆地区，是宁夏回族自治区的首府，也是中国中西部地区重要的工商业城市之一。
随着城市化进程的加速和人口的增长，银川市地下水资源的开采量不断增加，导致地下水超采现象严重。
银川市地下水超采区治理对策成为当前亟待解决的问题之一。
一、地下水超采区的现状分析银川市地下水超采区主要分布在市区周边和黄河下游地区，主要表现在以下几个方面：1.地下水位下降严重：长期以来，银川市地下水资源得不到有效管理和保护，导致地下水位下降严重。
据统计，部分地下水位每年下降10厘米以上，甚至出现地表下陷现象。
2.地下水质量恶化：地下水超采导致水质下降，部分地下水已经呈现出高盐度、高硒等水质恶化问题，对地下水资源的长期利用造成了困难。
3.地表生态环境恶化：地下水资源的超采不仅对地下水资源本身造成了损害，同时也对地表生态环境造成了一定的破坏。
地下水位下降导致地表水源减少，引发了湖泊干涸、地表植被枯萎等问题。
4.城市发展受限：地下水资源的超采限制了银川市的城市发展。
随着城市化的加速，地下水资源供需矛盾日益突出，城市用水需求难以满足，给城市的可持续发展带来了不利影响。
以上种种问题表明，银川市地下水超采区治理对策的制定已经刻不容缓。
二、地下水超采区治理对策为有效解决银川市地下水超采区的问题，需要综合施策，包括科学规划、加强监管、采取措施等多方面措施。
1.科学规划：制定有效的地下水资源保护和利用规划是解决地下水超采问题的关键。
应该根据地下水资源的分布、补给、排泄和利用情况，科学划定地下水水资源的开采量，明确各区县地下水的最大开采量和保护区域。
2.加强监管：加强对地下水资源的监管和管理力度，建立健全的地下水资源监测网，加强对地下水开采行为的监督和管理。
对于非法采砂、农业灌溉等过度开采地下水资源的行为，予以重罚，并依法予以惩处。
3.推广节水技术：大力推广和应用节水技术，提高农业、工业和市政用水的利用效率。
新疆奎屯原生高砷地下水的分布、类型及成因分析
新疆奎屯原生高砷地下水的分布、类型及成因分析摘要：就当前原生高砷地下水分布范围广、危害性大，尤其是在我国新疆奎屯地区，原生高砷的分布，使得该地区的原生高砷地下水开采难度加大。
因此，为了能够进一步加强新疆奎屯地区地下水的开发，对奎屯地区高砷地下水分布的规律、类型、成因等进行探究和分析。
关键词：新疆；奎屯；砷；地下水；分布；类型；成因引言砷作为一种毒性强且致癌作用显著性的元素，在地下水中最为普遍。
就当前原生高砷地下水分布的情况来看，世界上数亿人口遭受原生高砷地下水的影响。
新疆奎屯原生高砷地下水作为中国大陆第一个地方性砷中毒地域，虽然该地区的情况已经得到了控制和改善，但是，随着工农业的快速发展，地下水开采程度的加深，使得水资源需求量越来越大。
因此，本文就新疆奎屯原生高砷地下水为研究对象，对该地域水资源分布规律、类型、成因等进行分析，为进一步进行新疆奎屯原生高砷地下水的合理性开发奠定理论基础。
一、材料与方法1.1新疆奎屯原生高砷地下水概述奎屯主要位于新疆奎屯河流域，坐落于天山以北，库尔班通古特沙漠以南地区，奎屯河支流发源于北天山和准噶尔西部山地，汇流于准噶尔盆地，或者是删减封闭区域，河流主要是以大气降水、冰川、积雪融水为主，在第四纪时期的各个阶段，处于沉积地带的中心区域，以泥质土、粘土为沉积层，新疆奎屯属于温带大陆性干旱荒漠气候，降水量远远不能满足于蒸发量的增长。
1.2样本的采集在对新疆奎屯地区地下水惊醒调研的过程中，根据地下水用途划分为饮用水和灌溉水。
就当前开采的地下水主要是深层承压水，而且饮用水深度在400米左右，灌溉水是200-300米之间，另外，个别人自行开采的水井深度在200米以内。
尤其是随着工农业生产、生活用水量的增加，大量地下水的开采，使得自流井已经不能实现自流，而且由于水质的原因，禁止继续开采。
借此，选择一些具有代表性的水井进行样本的采集，采样地点如土1样本采集点。
图1样本采集点1.3样本的测定在对新疆奎屯地区高砷地下水进行PH值与氧化还原电位现场测定的过程中，每一个样本进行采集时，都应该采集两份。
西北地区地下水资源与可持续发展
CHENGSHIZHOUKAN 2019/15城市周刊4西北地区地下水资源与可持续发展王诗语 成都理工大学 环境与土木工程学院摘要：改革开放以来，西北地区在各方面的发展都非常迅速，但近年，水资源问题制约着西北地区的发展。
强蒸发与降雨少，导致水资源匮乏，尽管地下水资源分布广，但开采利用率低。
因此，如何解决水资源缺乏及开发利用问题值得深入思考。
在开发利用过程中生态环境的保护也是关注的焦点。
关键词：西北地区；水资源；开发利用；环境保护我国西北地区地域辽阔，改革开放以来，在交通、农业、工业、城市建设等方面发展很迅速，但由于深居内陆，气候干旱，降水稀少[1]，水资源的缺乏使得丰富的土地、矿产、风力等自然资源无法开采利用，其中开发潜力极大的煤炭、石油、天然气以及有色金属等矿产的利用和可持续发展受到制约。
对于严重缺水区，甚至人畜用水都存在问题。
一、西北地区水资源现状目前西北地区水资源主要以地表水的利用为主，处于高耗能、低消耗的阶段，即便地下水资源十分丰富，但地表水的利用率远高于地下水，这也与西北地区开发技术相对落后、经济实力较低有关。
目前，西北地区生态环境脆弱是目前开发面临的首要问题，在水资源的开发利用过程中，人类活动生态平衡的改变，进而造成环境的恶化[2]。
在西北地区经济可持续发展条件下，注重资源开采与生态环境的保护具有重要意义。
二、西北地区的水资源特点研究表明，西北地区地下水资源较为丰富，且具有较大的开发利用潜力。
并且，西北地区地下水资源有着地域分布广、水质水量较稳定、调节功能强、蒸发损失小和相对不易被污染等优点[3]。
因此，合理的开发利用地下水在解决西北地区缺水问题中起着至关重要的作用。
了解地下水的行为及其长期趋势对于在特定流域的管理也起着至关重要的作用[4]。
西北地区水资源特点主要有：①西北地区的地表水资源主要是通过大气降水补给，但由于降水稀少，并且蒸发强烈，导致地表水资源也十分匮乏；②虽然西北地区水资源分布广，但较大的开发难度依旧使得可利用水资源少[5]。
中国北方典型湖泊重金属沉积特征、污染来源与趋势预测
中国北方典型湖泊重金属沉积特征、污染来源与趋势预测摘要：重金属污染已成为全球面临的严重环境问题之一，尤其是在中国北方典型湖泊里面。
本文通过对中国北方典型湖泊的盐通湖和娘娘湖的重金属沉积特征、污染来源与趋势预测进行分析，发现盐通湖和娘娘湖的重金属污染主要来源于工业活动和陆源输入，且持续增加。
同时，本文预测未来重金属污染将呈上升趋势，并基于其原因和性质提出了相应的对策。
关键词：重金属、污染、沉积、来源、趋势介绍重金属污染是一种严重的环境问题，已成为全球各地的关注焦点。
中国北方是一个重要的重金属污染区域，尤其是典型湖泊。
这些湖泊的重金属含量高、污染程度严重，对环境和人类健康产生了不良影响。
因此，了解中国北方典型湖泊的重金属沉积特征、污染来源和趋势预测对于采取有效的措施来减轻污染和保护生态环境具有重要意义。
本文以中国北方盐通湖和娘娘湖为研究对象，对其重金属污染进行了分析。
首先，介绍了盐通湖和娘娘湖的概况和沉积特征。
然后，研究了两个湖泊的重金属污染来源和趋势预测。
最后，根据分析结果提出了相应的对策，以及对未来重金属污染的展望。
湖泊概况和沉积特征盐通湖位于内蒙古自治区赤峰市，是一个互通内蒙古、辽宁、河北、山西4省区的盐湖，是中国西北地区最大的淡水湖。
盐通湖周围的土地主要用于农业和畜牧业创收。
娘娘湖位于河北省邢台市南部，是一个含碳酸盐的留水湖泊。
两个湖泊的沉积物主要由粘土和有机质组成。
通过采集沉积样品，对重金属元素及其分布特征、赋存状态进行了分析。
分析结果表明，两个湖泊中Cd、Cu、Zn等元素的含量较高，其中Cd是最主要的重金属污染因素。
不同重金属元素的分布特征及赋存状态存在差异，如在娘娘湖中有机质与铁氧化物相互作用，是Cd和As的主要赋存状态，而在盐通湖中，Cd主要与碳酸盐形成了稳定化合物。
来源和趋势预测重金属的污染来源有很多种，如工业、燃煤、交通运输等。
对于盐通湖和娘娘湖来说，其重金属污染主要来源于工业活动和陆源输入。
论西北地区地下水的开发利用与保护(1)
论西北地区地下水的开发利用与保护(1)摘要：本文通过分析西北地区的水资源时空分布特点和水循环特点、地下水开发利用现状以及开发利用中出现的生态环境问题，总结了西北地区多年来水资源开发利用的成功经验和失败教训，提出今后地下水资源合理开发利用的几点建议：即提高社会对西北地区地下水的认识，适度增大地下水开采；充分发挥地下水的一态环境调节作用，水资源开发与生态环境保护并举；遵循地表水与地下水的多次相互转化规律，提高水资源总体利用率；水资源开发利用与水资源涵养相结合；加强西北地区地下水的调查与研究。
关键词：地下水情利用保护建议西北地区西北地区目前经济发展相对落后于全国水平，人均国民经济产值2043元，为全国平均的3/4，粮食平均产量5415kg/hm2，占全国34%的土地面积所生产的粮食只占全国7.4%［1］。
西北地区可供开发的耕地资源丰富，后备耕地面积3.25亿hm2，占全国后备耕地面积的64%，其中宜耕地819万hm2[1]，发展农业在提高单产和扩大耕地面积两方面都很有潜力。
西北地区矿产资源丰富，种类多，储量大，已发现矿种130多种，其中已探明储量居全国第一的有30种，储量占全国1/2的有12种。
煤炭资源20000亿t，占全国的34%.仅新疆维吾尔自治区石油储量就达200～400亿t，天然气储量达30000亿m3，水力资源达8517.7万kW[2]。
西北地区气候干旱，降水稀少，蒸发量大，产水量少，水资源平均只有5.3万m3/km2，不足全国平均数的1/5。
降水和地表水时空分布极度不均，降水量分布总体上自南东的1200mm向西北逐渐减少为200mm左右，同时受高程和地形制约，具有明显的垂直分带性，降水主要分布于山区，山区降水量可达300～700mm，甚至更高。
一部分降水在高山堆积成冰川积雪，西北冰川面积达2.8万km2，储水量28.5亿m3，积雪储水约361亿m3[3]。
这些固体水库是平原区水资源的重要补给来源，同时对水资源的时空调节起到一定作用。
我国地下水资源管理现状及存在问题分析
我国地下水资源管理现状及存在问题分析我国是一个水资源短缺的国家，淡水资源总量是 28000亿m3，占全球水资源的6%，但人均资源量只有2300m3，仅为世界平均值的1/4，是全球13个人均水资源最贫乏的国家之一。
20世纪末，全国 600多座城市中，有400多个城市缺水，每年因缺水造成的经济损失达2000多亿元。
这种现状尽管与水资源的分布不均、气候异常以及水资源的污染有关，但水资源管理方面的影响更不可忽视。
一、中国水资源现状及其开发利用1、我国水资源现状（1）.水资源短缺目前，水资源严重缺乏构成的水危机已威胁到世界上的绝大多数国家，使各国的经济、社会和科技发展都面临着严峻考验。
全球水资源为14亿kｍ3，工农业用水分别占世界用水量25%和70%.因人口急剧增长，全球人均水资源拥有量近几年已减少25%.历来被认为资源丰富的我国，水资源问题不容乐观，人口占世界的22%，而淡水量仅占世界的8%，人均占有量为2400kｍ3.目前1.33亿hｍ2耕地中，尚有0.55亿hｍ2为无灌溉条件的干旱地，有0.93亿hｍ2草场缺水，全国每年有2亿hｍ2农田受旱灾威胁，农村8000万人和6000万只家禽饮水困难。
农业缺水量达3000亿ｍ3.我国主要河流黄河自80年代以来，几乎年年出现断流，且断流流域不断延长，范围不断扩大，断流频数、历时不断增加，给工农业造成巨大损失，平均每年损失为200亿元，同时断流也给沿黄居民的生活造成很大影响。
（2）.水污染严重近年来，我国水体污染日益严重，全国每年排放污水高达360亿吨，除70%的工业废水和不到10%的生活污水经处理排放外，其余污水未经处理直接排入江河湖海，致使水质严重恶化，污水中化学需氧量、重金属、砷、氰化物、挥发酚等都呈上升趋势，全国9.5万公里河川，有1.9万公里受到污染，0.5万公里受到严重污染，清江变浊，浊水变臭，鱼虾绝迹，令人触目惊心。
松花江、淮河、海河和辽河水系污染严重，86%城市河流受到了不同程度的污染。
基于一维反应运移模型的河套平原地下水砷富集机理
基于一维反应运移模型的河套平原地下水砷富集机理河套平原地区位于中国西部，其地下水深度较大，对地下水供水具有重要的意义，尤其是对人类健康的影响更加明显，因此研究其地下水砷富集有着重要的意义。
本文以一维反应运移模型为基础，结合实际场地调查和实验结果，探讨了河套平原地下水砷富集及其成因机理。
一是河套平原地下水中砷的富集原因及机理。
河套平原地下水砷含量较高，主要由景观土壤和河水引起。
河水携带的砷会与土壤中的离子发生络合反应，从而产生砷的富集效果。
此外，由于河套平原的土壤渗透性较低，地下水的流动速度较慢，容易形成砷的富集效果。
二是基于一维反应运移模型的研究方法。
基于一维反应运移模型的研究方法是一种通用的研究方法，可以模拟不同地质条件下地下水砷的分布特征。
一维反应运移模型以坐标轴表示地下水流动方向，以横轴等分长度和深度，可以模拟各种反应机制对砷的影响，从而得出砷在不同地下水深度及位置的分布特征。
最后，根据一维反应运移模型的计算结果，得出了河套平原地下水砷在不同深度和位置的分布特征。
从计算结果可以看出，随着地下水深度的增加，砷的分布特征也会随之变化，基本满足正态分布规律，砷的含量也会随着地下水深度从浅层向深层逐渐增加，表明砷对深层地下水具有较强的富集效应。
综上所述，河套平原地下水砷的富集是由于景观土壤和河水引起的，基于一维反应运移模型的研究方法可以模拟出不同地质条件下的砷的分布特征，砷的分布满足正态分布规律，砷的含量也会随着地下水深度从浅层向深层逐渐增加，表明砷对深层地下水具有较强的富集效应。
研究发现，针对河套平原地下水砷富集情况，可以采取有效的防治措施，以减少地下水中砷的污染。
本文以《基于一维反应运移模型的河套平原地下水砷富集机理》为标题，结合实验结果和一维反应运移模型，分析研究了河套平原地下水砷富集机理，提供了有效的防治措施，以减少地下水中砷的污染，并为未来深入研究及控制排放提供了理论依据。
西北地区水资源质量现状及影响因素分析
质 河 长 为 ６ ９ ９ ｋ ， ５ ３ ；Ｙ 水 质 河 长 为 ３ ８ ８ ５ ｋ 占 ３ ． ｍ 占 ． ｌ类 ３ ． ｍ． ３ ． ； 类 水 质 河 长 为 ９ ５ ｋ 占 ７ ８ ； 于 、 类 水 质 河 长 ２０ ３ ｍ． ． 劣 。
３６ ． ｍ． ３ ． 。 １ ２ｋ 占 Ｏ １ ３ 黄 河 下 流 西 北 段 总 长 ４ １ ． ｍ，ｌ～ Ⅱ 类 水 质 河 长 为 ３ ８ ０ ｋ
彭 勃 王 内 侯 炳 亚 。 ， ，
（． 河流域水 资源保护局 ， 南 郑州 １黄 河 ４ ０ ０ ；． 南 黄 河 勘 测 工 程 处 ， 南 郑 州 ０ ４２河 ５ 河 ４００ ） ５ ０ ３
摘
要 ： 北 内 陆 区 河 流 上 中 游 和 黄 河 干 支 流 源 头 水 质 一 较 好 ， 部 分 湖 泊 水 质 矿 化 度 很 高 ． 当 数 量 的 水 资 源 已 经 西 股 人 相
表 现 为浓 度 差 异 较 大 的 咸 水 或 盐 水 。 其 中 新 疆 全 区 １ 多 个 ∞ 湖 泊 中 只有 极 少 数 几 个 为 淡 水 湖 ， 质 一 股 较 好 ； 斯 腾 湖 是 水 博 西 北 内 陆 河 地 区最 大 的吞 吐 型 淡 水 湖 ． Ⅱ类 水 质 ＝ 青 海 湖 水 属 质 多数 也 表 现 为 高 矿 化 度 的 咸 水 或 盐 水 ， 河 源 头 湖 泊 水 质 可 黄
中 图 分 类 号 ： Ｖ２ １ Ｘ ２ Ｆ １； ５ ２
矿 化 度 很 高 的盐 湖 。 绝 大 部 分 湖 泊 水 体 中 矿 化 度 较 高 或 极 高 ．
西北 地 区 水 资 源 质 量 概 况
本 文 所 称 西 北 地 区 包 括 新 疆 、 夏 的 全 部 ， 海 、 肃 两 省 宁 青 甘 区 的 黄 河 流 域 和 内 陆 河 流 域 ． 西 的 黄 河 流 域 部 分 ， 蒙 占 的 陕 内 伊 克 昭 盟 、 拉 善 盟 和 乌 海 市 。全 区 土 地 面 积 ３ 阿 １ ２万 ｋ ． ｍ 总 人 口 为 ７６ ８万 人 ． 我 国 西 部 大 开 发 的重 要 部 分 。 ３ 是
宁夏银北平原地下水中砷的分布特征及其富集因素
宁夏银北平原地下水中砷的分布特征及其富集因素
宁夏银北平原地下水中砷的分布特征及其富集因素
通过对宁夏银北平原地下水中砷的分布特征、来源及富集因素进行研究,结果表明:银北平原地下水砷异常地段的分布具有明显的地带性,从山前洪积倾斜平原前缘向冲湖积平原中心,地下水中砷含量递增,高砷地下水沿黄河河道自南向东北局部呈点状分布,总体上呈条带状展布,且东北部砷含量普遍高于西南部,主要富集在0～40 m深度的含水层中;引黄灌溉的黄河水与贺兰山区的煤系地层是平原内地下水中砷的主要来源;特殊的古地理环境特征、地下水径流条件、氧化还原环境及干旱半干旱的气候条件是地下水中砷富集的重要因素.
作者：田春艳张福存 TIAN Chun-yan ZHANG Fu-cun 作者单位：田春艳,TIAN Chun-yan(中国地质大学生物地质与环境地质教育部重点实验室,武汉,430074)
张福存,ZHANG Fu-cun(中国地质调查局水文地质环境地质调查中心,河北,保定,071051)
刊名：安全与环境工程英文刊名：SAFETY AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING 年，卷(期)： 2010 17(2) 分类号：X523 关键词：地下水砷分布特征富集因素银北平原。
中国北方高砷地下水分布特征及成因分析
７４８中国地质２０１０伍图１研究区位置与水文地质条件示意图Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｍａｐｓｈｏｗｉｎｇｌｏｃａｔｉｏｎａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙ集中供水主要开采层：第二承压层以粉细砂为主。
水位埋深１６０，－－２８０ｍ．目前开发利用较少。
多层结构区．潜水水位埋深一般在１．沪３．０ｍ．承压水水位埋深一般小于６．０ｍ：靠近山前地区。
承压水水位低于潜水１ｍ以上．平原中部在１ｍ以内。
平原西部山前，地下水白贺兰山流向平原盆地。
地下水自西向东流，水力坡度大，径流条件好；平原中东部．受平原地势和黄河影响．地下水自西南向北东流，水力坡度明显减小。
径流条件变差。
２采样与测试地下水采样时间为非灌溉干旱季节．分别于２００７年１１—１２月和２００８年１１—１２月两次采样。
现场测定水温、ｐＨ值、Ｅｈ值、电导率、溶解氧（Ｄｏ）。
其他测试项目在实验室按相应国家标准进行测定．主要测试方法和仪器包括常规滴定法、原子吸收分光光度计、紫外可见分光光度计、原子荧光光度计和式波极谱仪。
３地下水水化学特征３．１区域水化学特征从研究区地下水常规化学成分的基本特征（表１）可以看出：研究区地下水ｐＨ值范围在７．１８－８．５８。
表Ｉ各含水层主要水质指标的统计结果（单位：ｍｇｍ）Ｔａｂｌｅ１Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌｒｅｓｕｌｔｓｏｆｍａｊｏｒｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｉｎａｑｕｉｆｅｒｓ属于中性偏碱性水．潜水ｐＨ的平均值为７．７．略低于承压水的８．０８。
潜水和承压水中各主要离子浓度变化规律一致，阳离子为：Ｎａ＋＞Ｃａｚ＋＞Ｍ矿＞Ｋ＋；阴离子为：ＨＣ０３＞ＳＯｊ－＞Ｃ１一。
各种离子浓度及水化学指标变化范围较大．潜水主要离子浓度一般大于承压水。
如潜水Ｎａ＋的范围为３０．８—１２８９．９ｍｇ／Ｌ。
最大值与最小值相差４０倍，平均值为２４０．９ｍｇ／Ｌ；而承压水中Ｎａ＋浓度则相对较小．变化范围为１２．３～８２０．０ｍｇ／Ｌ，平均值为１４０．９ｍｇ／Ｌ。
《2024年红碱淖流域地下水化学特征及成因机制研究》范文
《红碱淖流域地下水化学特征及成因机制研究》篇一一、引言红碱淖流域作为中国重要地理环境区域之一，其地下水的化学特征和成因机制一直是环境科学与地理学研究的热点问题。
本篇论文旨在探讨该流域地下水化学特征的规律及影响因素，进而对其成因机制进行深入分析，以期为该流域的生态环境保护和合理利用水资源提供科学依据。
二、研究区域概况红碱淖流域位于我国西北地区，地形复杂，地貌多样。
气候类型为典型的干旱半干旱气候，降水量低，蒸发量大。
该流域的地下水资源丰富，但由于人类活动及自然因素的影响，地下水化学特征呈现复杂的变化。
三、地下水化学特征分析（一）水化学参数测定通过对红碱淖流域的地下水进行采样分析，测定了pH值、电导率、总溶解固体（TDS）、主要阴阳离子浓度等水化学参数。
（二）水化学类型及分布根据水化学参数的分析结果，确定了地下水的水化学类型及其在流域内的分布情况。
主要水化学类型包括：高矿化度氯化物型、硫酸盐型等。
这些水化学类型的分布受地形地貌、气候条件、岩石矿物等因素的影响。
四、地下水化学成因机制研究（一）自然因素1. 岩石矿物：岩石的成分和结构决定了地下水中离子的来源和浓度。
红碱淖流域的岩石主要为碳酸盐岩、硫酸盐岩等，这些岩石的溶解和风化作用对地下水化学特征具有重要影响。
2. 水文地质条件：地下水的水文地质条件，如地下水循环深度、流速、水温等，均对地下水的化学特征产生影响。
3. 气候条件：干旱半干旱气候条件下，蒸发作用强烈，导致地下水中盐分浓缩，从而改变地下水的化学特征。
（二）人为因素1. 农业活动：农田灌溉、化肥施用等农业活动导致地下水中氮、磷等离子的含量升高。
2. 工业活动：工业排放的废水、废气等污染物进入地下水系统，改变地下水的化学特征。
3. 城市发展：城市化的进程导致地下水抽取量的增加，改变了地下水的动力场，进而影响其化学特征。
五、结论通过对红碱淖流域地下水的化学特征及成因机制的研究，发现该流域地下水的化学特征受自然因素和人为因素的综合影响。
银川平原高砷地下水成因研究的开题报告
银川平原高砷地下水成因研究的开题报告
一、选题背景
高砷地下水是全球范围内的一个严峻的环境问题，银川平原是中国高砷地下水问题最为突出的地区之一。
银川平原地下水中砷含量普遍超标，给当地居民健康带来的风险极大。
因此，深入研究银川平原高砷地下水的成因及其相关机理，对于制定科学的水资源管理策略，减少环境和健康风险具有重要的科学和实践意义。
二、研究目的和方法
本研究的主要目的是探究银川平原高砷地下水所处场地的地质、地形、水文、水化学等因素对高砷地下水形成的影响，并对其成因进行探讨。
研究将通过总结前人相关文献、野外水文调查、采样分析、地球化学模拟等手段，对银川平原高砷地下水形成的机理及其可能的来源进行系统研究。
三、预期成果
本研究的预期成果包括以下几个方面：
1. 可以深入了解银川平原高砷地下水成因及其相关机理，了解其中可能存在的污染物来源和演化过程。
2. 为高砷地下水治理和水资源管理提供更为精准和科学的依据，针对性地制定管理和治理措施。
3. 对高砷地下水形成机理以及其在不同地理环境下的行为规律具有一定的参考价值，可以为其他地区研究提供借鉴。
四、预期研究时间表
本研究共计用时一年，大致时间安排如下：
1. 前期资料查阅和野外水文调查：第一、二个月。
2. 野外水样采集、样品准备及化学分析：第三个月至第六个月。
3. 数据分析与地球化学模拟：第七个月至第十个月。
4. 论文撰写及答辩：第十一个月至第十二个月。
五、预期经费和材料
本研究的预期经费为10万元左右，主要用于采样分析、设备购置、差旅费等方面。
主要材料包括水文地质图、分析仪器、野外采样瓶等。
论西北地区地下水的开发利用与保护
论西北地区地下水的开发利用与保护摘要：本文通过分析西北地区的水资源时空分布特点和水循环特点、地下水开发利用现状以及开发利用中出现的生态环境问题，总结了西北地区多年来水资源开发利用的成功经验和失败教训，提出今后地下水资源合理开发利用的几点建议：即提高社会对西北地区地下水的认识，适度增大地下水开采；充分发挥地下水的一态环境调节作用，水资源开发与生态环境保护并举；遵循地表水与地下水的多次相互转化规律，提高水资源总体利用率；水资源开发利用与水资源涵养相结合；加强西北地区地下水的调查与研究。
关键词：地下水情利用保护建议西北地区西北地区目前经济发展相对落后于全国水平，人均国民经济产值2043元，为全国平均的3/4，粮食平均产量5415kg/hm2，占全国34%的土地面积所生产的粮食只占全国7.4%［1］。
西北地区可供开发的耕地资源丰富，后备耕地面积3.25亿hm2，占全国后备耕地面积的64%，其中宜耕地819万hm2[1]，发展农业在提高单产和扩大耕地面积两方面都很有潜力。
西北地区矿产资源丰富，种类多，储量大，已发现矿种130多种，其中已探明储量居全国第一的有30种，储量占全国1/2的有12种。
煤炭资源20000亿t，占全国的34%.仅新疆维吾尔自治区石油储量就达200～400亿t，天然气储量达30000亿m3，水力资源达8517.7万kW[2]。
西北地区气候干旱，降水稀少，蒸发量大，产水量少，水资源平均只有5.3万m3/km2，不足全国平均数的1/5。
降水和地表水时空分布极度不均，降水量分布总体上自南东的1200mm向西北逐渐减少为200mm左右，同时受高程和地形制约，具有明显的垂直分带性，降水主要分布于山区，山区降水量可达300～700mm，甚至更高。
一部分降水在高山堆积成冰川积雪，西北冰川面积达2.8万km2，储水量28.5亿m3，积雪储水约361亿m3[3]。
这些固体水库是平原区水资源的重要补给来源，同时对水资源的时空调节起到一定作用。
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第３３卷第３期２０１９年㊀９月资源环境与工程ＲｅｓｏｕｒｃｅｓＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＶｏｌ ３３ꎬＮｏ ３Ｓｅｐ.ꎬ２０１９收稿日期:２０１９－０５－３１ꎻ改回日期:２０１９－０６－１２ꎻ网络出版时间:２０１９－０７－１５㊀１０:１４作者简介:孙丹阳(１９９８－)ꎬ女ꎬ在校学生ꎬ水文地质专业ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｓｕｎｈｓｈ＠１２６ ｃｏｍ㊀∗通讯作者:朱东波(１９９５－)ꎬ男ꎬ在读研究生ꎬ水文地质专业ꎬ研究方向为环境地质ꎮＥ－ｍａｉｌ:１３７８６１８７２２＠ｑｑ ｃｏｍ中国西北地区高砷地下水赋存环境对比及其成因分析孙丹阳ꎬ朱东波∗(中国地质大学(武汉)环境学院ꎬ湖北武汉㊀４３００７４)摘㊀要:中国西北地区的中新生代断陷盆地内部广泛有高砷地下水产出ꎬ对当地饮用水影响严重ꎮ通过对内蒙古㊁山西㊁新疆和宁夏高砷地下水赋存环境的对比分析ꎬ认为中国西北地区的高砷地下水具有相近的赋存环境和成因条件ꎬ高砷地下水形成是本区气候环境㊁盆内外地质构造环境㊁含水介质环境㊁水化学环境和地下水径流环境综合作用的结果ꎬ本区高砷地下水赋存环境及成因条件对干旱地区高砷地下水成因认识具有普遍参考价值ꎮ关键词:高砷地下水ꎻ赋存环境ꎻ成因条件ꎻ中国西北中图分类号:Ｐ６４１.１１㊀㊀㊀㊀文献标识码:Ａ㊀㊀㊀㊀文章编号:１６７１－１２１１(２０１９)０３－０３８６－０６ＤＯＩ:１０.１６５３６/ｊ.ｃｎｋｉ.ｉｓｓｎ.１６７１－１２１１.２０１９.０３.０１７㊀㊀世界卫生组织(ＷＨＯ)[１]和中国«生活饮用水卫生标准»(ＧＢ５７４９ ２００６)[２]规定饮用水中砷的浓度不得高于１０μｇ/Ｌꎬ超过该标准的地下水即为高砷地下水[３]ꎮ长期饮用高砷地下水会对人体有明显伤害ꎬ导致砷中毒ꎬ引起皮肤色素脱失㊁着色㊁角化及癌变[４]ꎮ根据中国地方性砷中毒分布调查结果[５]ꎬ中国饮水型地方性砷中毒分布于８个省市区㊁４０个县旗市ꎬ大约２３４万人口受到高砷地下水影响ꎮ其中ꎬ饮用水砷含量>５０μｇ/Ｌ的高砷暴露人口超过５２万人ꎬ而且以地处西北的内蒙㊁山西㊁新疆㊁宁夏等省区饮水型砷中毒为最ꎮ为采取有效措施减少高砷地下水对这些地区人民群众的影响ꎬ近年来中国地质调查局在这些地区布署了多个水文地质调查项目ꎬ系统开展了高砷地下水水文地质㊁水化学特征㊁含水介质环境及其成因机理的调查研究ꎬ发表了一批研究成果ꎮ本文以这些成果为基础ꎬ对中国西北地区几个主要高砷地下水分布区的水文地质环境进行对比ꎬ并对其成因进行分析ꎮ１㊀中国西北高砷地下水产出分布总体特征１.１㊀内蒙古河套平原内蒙古河套平原高砷地下水呈东西向带状分布ꎮ高砷水分布在地下１０~４０ｍ的浅层潜水 半承压水层ꎬ砷浓度变化范围７０~１３７０μｇ/Ｌ[６]ꎮ根据砷浓度可以进一步划分为东㊁西两个分区ꎬ西部分区高砷地下水大致沿狼山山前断裂带呈串珠状分布ꎻ东部分区高砷地下水大致以五原县为中心向周围呈面状分布ꎮ西部串珠状单个异常规模相对较小但异常强度高ꎬ东部面状异常规模大但异常强度明显下降ꎬ说明砷的分布与水文地质条件关系密切(图１)ꎮ１.２㊀山西大同盆地山西大同盆地高砷地下水主要沿桑干河流域山阴县境内分布ꎬ在约９０ｋｍ(长)ˑ６ｋｍ(宽)的范围内形成强烈浓集ꎬ向两侧迅速减弱(图２)ꎮ高砷地下水主要分布在１５~６０ｍ深的浅层潜水 半承压水层ꎬ２０ｍ左右为砷最大浓度区ꎬ少数异常分布在１００~１５０ｍ的深部承压水层ꎮ砷浓度变化范围０.６~１８２０μｇ/Ｌꎬ高砷水井呈点状分布ꎬ不同浓度砷含量的水井交替存在ꎬ可能反应不同含水层砷含量的不同[７]ꎮ１.３㊀新疆奎屯地区新疆奎屯地区高砷地下水分布于天山北侧河流冲积平原的低洼区ꎬ从西侧艾比湖向东至奎屯呈带状分布(图３)ꎮ高砷地下水多分布在深层承压含水层(２００~４００ｍ深度)ꎬ砷浓度从南部高海拔区(天山山脉)向北部低海拔区(山前河流冲积平原)逐渐增加ꎮ砷浓度变化范围２.２９~４００.６８μｇ/Ｌꎬ均值９１.０１μｇ/Ｌꎮ从采样结果看ꎬ全区有８８.７％的地下水砷浓度超出１０μｇ/Ｌ[８]ꎬ高砷地下水分布十分普遍ꎬ并且分布范围图１㊀内蒙古河套平原高砷地下水分布图(据文献[６]修改)Ｆｉｇ １㊀ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍａｐｏｆｈｉｇｈａｒｓｅｎｉｃｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎＨｅｔａｏＰｌａｉｎꎬＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ１.基岩山区界限ꎻ２.政区界限ꎻ３.断层ꎻ４.水域ꎻ５.Ａｓ含量>０.３ｍｇ/Ｌꎻ６.０.０５ｍｇ/Ｌ>Ａｓ含量>０.３ｍｇ/Ｌꎮ图２㊀山西大同盆地高砷地下水分布图(据文献[７]修改)Ｆｉｇ ２㊀ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍａｐｏｆｈｉｇｈａｒｓｅｎｉｃｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎＤａｔｏｎｇＢａｓｉｎꎬＳｈａｎｘｉＰｒｏｖｉｎｃｅ图３㊀新疆奎屯地区高砷地下水分布图(据文献[８]修改)Ｆｉｇ ３㊀ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍａｐｏｆｈｉｇｈａｒｓｅｎｉｃｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎＫｕｉｔｕｎａｒｅａꎬＸｉｎｊｉａｎｇ很广ꎬ向东在石河子一带也发现有高砷地下水存在ꎬ似乎与该地区的地球化学背景联系紧密[９]ꎮ１.４㊀宁夏银川平原宁夏银川平原高砷地下水沿黄河河道自西南向东北呈面状分布ꎮ砷主要富集在０~４０ｍ深的浅层潜水 半承压含水层中ꎬ砷含量变化范围１~８９μｇ/Ｌꎬ平均值１５.２８μｇ/Ｌꎻ４０ｍ深度以下砷含量变化范围１~３５μｇ/Ｌꎬ平均值变化于６.６４~７.３１μｇ/Ｌ[１０]ꎮ空间上ꎬ砷异常形成南(贺兰县)北(平罗县)两个相对独立的中心ꎬ其中ꎬ北部异常中心无论在规模上还是砷异常强度上明显高于南部中心(图４)[１１]ꎮ图４㊀宁夏银川平原高砷地下水分布图(据文献[１１]修改)Ｆｉｇ ４㊀ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｍａｐｏｆｈｉｇｈａｒｓｅｎｉｃｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎＹｉｎｃｈｕａｎＰｌａｉｎꎬＮｉｎｇｘｉ７８３第３期孙丹阳等:中国西北地区高砷地下水赋存环境对比及其成因分析２㊀西北地区高砷地下水赋存环境２.１㊀气候环境中国西北高砷地下水分布区一致为干旱 半干旱温带内陆性气候ꎮ其中ꎬ内蒙古河套平原年降雨量１３０~２００ｍｍꎬ蒸发量为１９００~２５００ｍｍ[１２]ꎻ年日照时间３０００ｈ以上ꎬ晴天率６７％~７３％ꎬ年平均气温６.１~７.６ħꎬ夏季日平均温差１３~１４ħ[１３]ꎮ山西大同盆地年降雨量３７０~４２０ｍｍꎬ蒸发量约为２０００ｍｍꎻ年日照时间２６７０ｈꎬ夏季日平均温差１２~１３ħꎮ银川平原年降雨量１８３ｍｍꎬ蒸发量为１９５５ｍｍꎻ年日照时间３０００ｈ以上ꎬ夏季日平均温差１３~１４ħꎮ新疆奎屯地区年平均降雨量１７６.７ｍｍꎬ平均蒸发量为１７５４.８ｍｍꎻ年平均日照时间２５９８ｈꎬ夏季日平均温差１７~１８ħꎮ由此可见ꎬ干旱少雨㊁蒸发量远远大于降雨量㊁日照时间长㊁温差大是中国西北高砷地下水分布区形成的普遍气候环境ꎮ２.２㊀盆地内部环境广义上讲ꎬ中国西北高砷地下水区均产于中新生代沉积盆地内部ꎮ但是ꎬ高砷地下水在沉积盆地内部分布并不均匀ꎬ高砷地下水通常产于沉积盆地内部的次级盆地构造单元或盆地内部的次级沉积凹陷区ꎬ盆地周围受到断裂或隆起构造单元阻隔ꎬ构成一个局部相对封闭或半封闭的沉积洼地环境ꎮ例如ꎬ内蒙古河套平原构造上为一中新生代断陷盆地ꎬ盆地周缘受断裂构造控制明显(图１)ꎮ其中ꎬ西部北缘狼山山前断裂活动较其它部位更为强烈ꎬ导致断陷盆地整体呈南高北低㊁东高西低不对称箕状盆地形态(图５)ꎮ本区高砷地下水浓度总体西高东低㊁北强南弱㊁东西分区的分布格局很可能是此断陷盆地局部次一级封闭 半封闭沉积凹陷的反映ꎮ图５㊀内蒙古河套平原高砷地下水分布与盆地构造关系图(据文献[６]修改)Ｆｉｇ ５㊀ＲｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈａｒｓｅｎｉｃｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒａｎｄｂａｓｉｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｎＨｅｔａｏＰｌａｉｎꎬＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａ１.砂砾石ꎻ２.砂ꎻ３.泥质ꎻ４.高砷咸水ꎻ５.微咸水ꎻ６.淡水ꎻ７.断层ꎮ㊀㊀山西大同盆地山阴地区高砷地下水分布也与山阴地区的负地形洼地有关[７ꎬ１４]ꎬ导致桑干河水及盆地高砷地下水在此汇集ꎮ新疆奎屯地区南高北低的地貌格局是天山地区新构造运动(晚第三纪上新世 第四纪早更新世末期)沿天山山前复活性大断裂带两侧断块差异隆升运动的结果[１５]ꎬ构造运动导致南侧断块不断抬升形成巍峨逶迤的天山山脉ꎬ北侧断块不断下沉形成向北倾斜的山前洪冲积平原ꎮ本区高砷地下水产出分布与天山山脉北侧河流洪冲积平原的低洼区一致(图３)ꎮ宁夏银川平原是一新生代断陷盆地ꎬ内部可分为黄河冲湖积平原和贺兰山山前洪积倾斜平原两部分ꎮ其中ꎬ银川向北至平罗西大滩一带是平原的沉降中心ꎬ地势最为低洼[１６]ꎬ与本区高砷地下水分布范围基本一致(图４)ꎮ由此可见ꎬ沉积盆地内部的次级封闭 半封闭凹陷/洼地是高砷地下水产出分布的有利场所ꎮ２.３㊀盆地外围环境通过上述分析ꎬ可见高砷地下水的总体产出分布规律受控于盆地内部构造格架ꎮ然而ꎬ通过对西北地区高砷地下水产区外围环境的分析ꎬ不难发现盆地外围环境对高砷地下水的控制作用同样不可忽视ꎮ其关键意义在于盆地外围是否发育富砷岩层ꎬ是盆地内部能否形成高砷地下水富集的物质基础ꎮ例如ꎬ内蒙古河套平原的北缘狼山地区中元古代地层中赋存有一系列的海底喷流沉积块状硫化物矿床[１７]ꎬ如东升庙㊁甲升盘㊁霍疙乞等大中型铜铅锌矿床内部富含丰富的砷物质ꎻ山西大同盆地㊁新疆奎屯及宁夏银川平原周边均广泛发育含煤地层ꎬ这些地层内部不仅广泛发育富砷８８３资源环境与工程㊀２０１９年㊀的硫化物成分ꎬ而且介质的还原性特征进一步有利于岩层硫化物中的吸附砷发生解吸ꎬ进入水体迁移至沉积盆地富集ꎮ由此可见ꎬ断陷盆地周缘隆起区金属硫化物矿床和含煤岩系的发育是西北地区高砷地下水分布区的共同特征ꎮ２.４㊀含水介质环境从含水介质物质组分来看ꎬ中国西北地区高砷地下水含水层岩石组合普遍为砂质 粉砂质 粘土(亚粘土)组合ꎬ同时普遍富含有机组分ꎮ如ꎬ内蒙古河套平原富含高砷地下水的１０~４０ｍ浅层潜水 半承压水范围岩性为粘土 粉砂 细砂组合ꎮ高砷异常区钻孔岩芯与正常区钻孔岩芯对比表明ꎬ高砷异常区广泛发育灰黑色泥质㊁粘土成分ꎬ并散发出强烈的硫化氢臭味[１８]ꎻ山西大同盆地富含高砷地下水的１０~６０ｍ浅层潜水 半承压水层岩性成分为冲湖积相粉砂岩 细砂岩 泥岩组合ꎬ部分地段岩层硫化氢气味浓重[１４]ꎻ新疆奎屯地区高砷地下水虽然赋存于２００~４００ｍ深的深层承压水区ꎬ但是ꎬ含水层岩性组合与浅层高砷地下水区岩性组合一致ꎬ仍然为山前洪冲积平原区的泥质㊁粘土质粉砂岩 泥岩组合ꎻ宁夏银川平原高砷地下水主要赋存在地表之下４０ｍ以内的浅层潜水 半承压水区域ꎬ其物质组分主要为砂 粘土组合ꎬ自西南向东北ꎬ伴随地形坡度下降ꎬ沉积物质越来越细ꎬ粘土成分越来越多ꎮ从含水介质氧化还原环境来看ꎬ中国西北地区高砷地下水含水介质一致表现为还原性环境ꎮ关于这一点ꎬ一方面可以从上述含水介质层物质组分中普遍富含有机质组分得以佐证ꎻ另一方面ꎬ近年来也得到了环境磁性矿物学和硫同位素地球化学的进一步佐证[１９]ꎮ其中ꎬ环境磁性矿物学研究表明ꎬ大同盆地高砷地下水含水层沉积物中的Ｆｅ氧化物 氢氧化物成分主要为亚铁磁性矿物(如ꎬ磁赤铁矿(γＦｅ２Ｏ３)和针铁矿(αＦｅＯＯＨ))ꎬ砷与还原态铁结合ꎬ形成含砷Ｆｅ氧化物 氢氧化物(如ꎬＦｅＯＯＨ￣Ａｓ)ꎮ硫同位素地球化学研究表明ꎬ高砷地下水中δ３４Ｓ[ＳＯ４]介于－２.５ɢ~＋３６.１ɢ之间ꎬ变化范围大ꎬ揭示微生物活动参与了硫的地球化学循环过程ꎮ此外ꎬ微生物参与砷迁移㊁转化地球化学过程也得到了沉积物中饱和烷烃的碳数分布范围的证实(Ｃ１４－Ｃ３５)ꎮ２.５㊀水化学环境表１汇总了西北地区高砷地下水的主要水化学环境特征要素ꎮ由表可见ꎬ中国西北高砷地下水具有一致的弱碱性环境ꎬｐＨ值变化于７.１~９.０之间ꎮ高砷地下水的氧化还原性主要为还原性质ꎬＥｈ值一般为负值ꎬ变化于－１０余至－２００ｍＶ之间ꎬ宁夏银川平原虽然氧化环境也有高砷地下水分布ꎬ但是ꎬ仍以还原环境中砷含量最高ꎮ高砷地下水中砷的存在形式主要为Ａｓ(ＩＩＩ)ꎬ一般占总Ａｓ含量变化于５５％~９８％之间ꎮＴＦｅ中以Ｆｅ２＋占比为主ꎬ一般可以检测到有机碳(ＴＯＣ)存在ꎮ此外ꎬ高砷地下水中ＳＯ２－４㊁ＮＯ－３含量普遍不高ꎬ通常含有少量的ＨＳ－和ＮＨ＋４组分ꎬ亦可揭示高砷地下水的还原环境属性ꎮＢｒ－/Ｃｌ－比值变化稳定ꎬ揭示出蒸发浓缩的作用ꎮ此外ꎬ西北干旱地区高砷地下水一般还与高盐和高氟地下水共存[２０－２１]ꎮ表１㊀中国西北地区高砷地下水水化学环境主要指标一览表Ｔａｂｌｅ１㊀ＬｉｓｔｏｆｍａｊｏｒｉｎｄｅｘｏｆｈｙｄｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｈｉｇｈａｒｓｅｎｉｃｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｉｎｔｈｅｎｏｒｔｈｗｅｓｔｅｒｎＣｈｉｎａ地区深度/ｍｐＨＥｈ/ｍＶＡｓ(ＩＩＩ)/Ａｓ(％)ＦｅＴｏｔａｌ/(ｍｇ Ｌ－１)Ｆｅ２＋/(ｍｇ Ｌ－１)ＴＯＣ/(ｍｇ Ｌ－１)内蒙古河套平原[２２－２３]１０~４０７.６~９.０－１９３~－７１.６６５.５~９５.８０.０１~５.１２０.０１~２.７３２.６５~６３.５山西大同盆地[２４]２０~４０７.４~８.０－２８９~－５３５４.４~９２.３０.０~０.０８－－新疆奎屯地区[８－９]２００~４００７.１０~８.８２－１２４.３０~－１６.２０－０.０１~０.４２－－宁夏银川平原[２５]１０~５０７.５~８.１－１４２~－３３.７７５.９~９７.９０.４７~６.８００.３１~５.６０２.４６~６.９８２.６㊀高砷地下水的径流环境地下水的径流条件是影响砷迁移富集的重要因素ꎮ西北主要高砷地下水聚集区具有相似的地下水径流条件ꎮ即断陷盆地的周边为地形地貌隆起区ꎬ地势总体从周边隆起区向盆地冲湖积平原区倾斜ꎬ山前洪积倾斜平原地形坡度大ꎬ含水介质粗ꎬ孔隙度好ꎬ地下水径流强ꎬ从周围高砷地层中搬运而来的砷在强径流环境下向周围快速迁移ꎬ不易形成富集ꎮ因此ꎬ一般情况下山前洪积倾斜平原区都不是高砷异常区ꎮ随着洪积倾斜平原向盆地冲湖积平原的转变ꎬ地形坡度变缓ꎬ沉积拗陷加深ꎬ含水介质层颗粒变细ꎬ尤其是粘土组分增加ꎬ孔隙度变差ꎬ地下水径流显著变差ꎬ水位抬升ꎬ形成有利的砷富集环境ꎮ尤其是干旱气候环境ꎬ蒸发作用强烈ꎬ促使地下水中砷含量增大ꎮ因此ꎬ高砷地下水一般都会出现在地下水径流条件差的冲湖积平原环境或地下水位高㊁蒸发强烈的冲湖积平原排泄区ꎮ如:内蒙古河套平原西部狼山山前沉积拗陷(图５)㊁山西大同盆地山阴地区的沉积洼地(图２)㊁新疆奎屯地区天山山前向北倾斜的洪冲积平原拗陷(图３)㊁宁夏银川平原东北部平罗沉积拗陷(图４)ꎬ均成为高砷地下水９８３第３期孙丹阳等:中国西北地区高砷地下水赋存环境对比及其成因分析赋存的最有利空间部位ꎮ３㊀西北地区高砷地下水成因分析基于上述西北地区高砷地下水的空间分布特征及其赋存环境对比分析ꎬ可以将中国西北地区高砷地下水成因进行梳理ꎮ砷的物质来源:由上述高砷地下水分布区盆地周边环境分析可知ꎬ盆地周缘隆起区岩层内部赋存的多金属硫化物矿床或含煤岩系是高砷地下水中砷的主要来源ꎮ砷的迁移途径:地下水补径排构成了含砷地下水迁移的完整系统ꎮ其中ꎬ盆地周缘隆起区的大气降水㊁地表水及地下水在向断陷盆地补给过程中途径富砷的多金属硫化物矿床或含煤岩系ꎬ通过水岩反应萃取出矿层或煤层中的砷进入地下水ꎬ形成含砷地下水溶液ꎮ含砷地下水在途径山前洪冲积倾斜平原过程中ꎬ由于地形坡度较大㊁含水介质粒度粗㊁孔隙度好ꎬ导致地下水侧向径流强烈ꎬ水体中的砷不易在此滞留富集ꎮ相反ꎬ地下水快速通过ꎬ进入盆地内部的冲湖积平原区ꎮ在此由于盆地沉陷加剧ꎬ含水层颗粒变细ꎬ粘土质增多ꎬ有效孔隙度降低ꎬ地下水侧向径流显著减弱ꎬ相反ꎬ垂向交替流动显著加强ꎬ水位抬升ꎬ形成盆内地下水汇聚/排泄区ꎮ砷的富集:进入汇聚/排泄区的含砷地下水中的砷浓度将被不断提升ꎬ形成高砷地下水ꎮ导致地下水砷富集的机理可能包含如下三个方面:(１)盆地拗陷区还原性含水介质有利于地下水中砷的富集ꎮ大量的研究证实[３ꎬ６－８ꎬ１１－１２ꎬ１９－２２ꎬ２４－２５]ꎬ含水介质Ｆｅ￣Ｍｎ氧化物 氢氧化物中的吸附砷ꎬ在还原环境下将被解吸附进入水体ꎬ促使地下水中砷浓度提升ꎮ这一点可以从本文所列举的几个高砷地下水区含水介质中普遍发育有机质地层及水化学环境一致显示还原性特征加以佐证ꎮ(２)强烈的蒸发作用ꎬ导致地下水通过毛细管作用向上迁移蒸发排泄ꎬ促使盆地地下水补径排构成一个持续不断的地下水循环系统ꎬ并在此过程中不断促使地下水中砷浓度提高ꎮ(３)微生物的还原作用加剧了高砷地下水的形成ꎮ微生物作用主要表现为其对含水介质中Ｆｅ￣Ｍｎ氧化物 氢氧化物的还原反应ꎬ进而实现将氧化环境下Ｆｅ￣Ｍｎ氧化物 氢氧化物上吸附的Ａｓ转变为还原环境下的解吸附Ａｓꎬ进入水体形成高砷地下水ꎮ这一过程也已在山西大同盆地含水介质微生物作用研究中得到证实ꎮ４㊀结论中国西北地区高砷地下水是气候环境㊁盆地内外环境㊁含水介质环境㊁水化学环境和地下水径流环境综合作用的结果ꎮ这些地区高砷地下水具有相似的赋存环境及其形成条件ꎬ因此ꎬ对其赋存环境及成因研究具有普遍的推广应用价值ꎮ参考文献:[１]㊀ＷＨＯ.ＧｕｉｄｅｌｉｎｅｓｆｏｒＤｒｉｎｋｉｎｇ￣ｗａｔｅｒＱｕａｌｉｔｙ[Ｓ].２ｎｄｅｄ.Ｇｅｖｅｖａ:ＷｏｒｌｄＨｅａｌｔｈＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎꎬ１９９３.[２]㊀中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所.生活饮用水标准:ＧＢ５７４９ ２００６[Ｓ].北京:中国标准出版社ꎬ２００６. 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