塔城盆地地下水氟分布特征及富集机理

塔城盆地位于新疆维吾尔自治区西北部,干旱少雨,蒸发强烈。但相对于新疆其他盆地,塔城盆地地下水水质相对较好,溶解性总固体和F^-含量相对较低。为解译这种差异及盆地内高氟地下水的成因,本文在对盆地地下水样品水化学组分系统分析的基础上,结合多种水文地质调查数据,利用数理统计、离子比及主成分分析等手段,研究高氟水的成因及其分布规律。结果表明:受气候以及地质等因素控制,研究区地下水氟浓度总体较低,高氟水主要分布于扇前洼地及盆地中部的低洼地带;受承压含水层的顶托补给,地下水氟浓度呈现出上高下低的垂向分带特征。研究区地下水径流途径短,水循环快,水岩相互作用时间较短,且山区地下水以深径流形式循环补给平原区深层承压含水层,再顶托补给潜水,避免了强烈的蒸发浓缩作用。山前洪积扇地下水氟富集主要受控于沉积地层中含氟矿物的风化溶解,而岩石风化、蒸发浓缩、阳离子交换、竞争吸附为平原区地下水氟浓度的主要影响因素。     

基于GMS的兰州“三滩”水源地地下水水质演化及调控对策

为解决兰州"三滩"傍河水源地的咸水污染威胁,在对研究区地下水污染调查的基础上,以研究区地下水系列监测资料为依据,利用地下水数值模拟软件GMS建立了研究区地下水流和溶质运移耦合模型,设计三个水源地地下水资源开采和管理方案,模拟预测其水量恢复效果以及对南侧咸水的阻隔效应。结果表明,若维持现状开采,傍河区地下水位会上升,水质在变好,但南河道以南地下水溶解性总固体逐渐升高,南部咸水会慢慢向水源地迁移。若马滩水源地部分井群恢复开采,南河道以北地下水溶解性总固体有降低趋势,但微咸水和淡水的混合界面将向北迁移。若打通南河道,且马滩水源地部分井群恢复开采,受黄河水和南河道入渗双重补给,傍河区以及南河道北侧地下水溶解性总固体会持续降低,南河道南侧的微咸水体也会有所淡化。恢复南河道是改善和恢复水源地的有效途径。     

快速城镇化进程中珠江三角洲高铵地下水赋存环境及驱动因素

地下水中高浓度的铵态氮对生活饮用水安全及生态环境存在潜在威胁。相比较硝态氮，高浓度的铵态氮不仅有各种人为来源，天然沉积环境更是造成高铵地下水的主要成因。本文以城镇化快速发展的珠江三角洲为研究区，运用数理统计、主成分分析等方法深入探讨了研究区高铵地下水的赋存环境特征及驱动因素。结果表明，研究区地下水中NH₄⁺质量浓度介于未检出~180 mg/L。研究区1539组地下水样品中，NH₄⁺质量浓度大于10 mg/L的高铵地下水69组，其中含NH₄⁺质量浓度大于30 mg/L的高铵"肥水"23组。对比2005-2008年历史水化学数据，2009-2018年新增建设用地孔隙含水层高铵地下水样品比例增加25%。高铵地下水呈斑块状分布于三角洲平原区第四系底部低洼的基底、洼地等退积层序发育的淤泥质含水层中。淤泥层等富含有机质和总有机碳的沉积层是珠江三角洲地区的"生铵层"，有机氮的矿化是三角洲平原区城市化孔隙含水层中高铵地下水的主要驱动力。城镇化扩张引起生活污水及富铵工业废水的泄漏入渗是城乡结合部高铵地下水铵氮的重要来源。三角洲平原区中性至弱碱性富含有机质的还原环境是高铵地下水的主要成因。风化溶滤、阳离子交换吸附、海陆交互作用是珠江三角洲高铵地下水质演变的主要水文地球化学过程。     

1998年以来兰州市地下水环境变化及驱动因素

以地下水污染调查数据、地下水监测数据和遥感数据为基础，分析了1998年以来（1998—2019年）兰州不同区域地下水环境变化趋势，探讨了土地利用变化、污染源排放、地下水开采等城市发展要素对地下水的影响。结果表明：1998年以来兰州市地下水环境变化的主要特征是水质恶化、水位上升。溶解性总固体、总硬度、硝酸根、氟等典型水化学指标在大部分地区呈稳定上升趋势，局部地下水中硝酸根比重增加，出现了硝酸型地下水。污染负荷增加是水质恶化的重要驱动因素，且恶化指标与城市主体功能存在直接关系，城关区是主要的居住、商业区，水质恶化的典型指标为硝酸盐；西固区是化工、冶炼等重工业集中区，地下水污染程度最重，反映工业污染的氟化物上升显著；七里河区、安宁区是商业、居住及轻工业的综合分布区，矿化度、总硬度、硝酸根等指标都有不同程度上升，但升幅不大。西固及三滩地区地下水位上升较为明显，其他城区相对稳定，城市不透水界面阻碍了降雨、灌溉等地表垂直入渗，使地下水位年内波动趋于平缓；水源地开采量减少、沿河工程建设以及地下管网渗漏等因素导致地下水补径排条件发生变化，不仅引起城区地下水位上升，还能够增强污染物淋滤和地下水蒸发浓缩，对水化学环境造成一定影响。     

某石油化工污染场地地下水中挥发性有机物污染特征及成因分析

为了解典型污染场地浅层地下水微量有机污染特征,对西北某省会城市石油化工场地地下水中的挥发性有机污染物（VOCs）污染情况进行了调查。结果表明,污染场地地下水样品中挥发性有机污染物检出率为100%;检出率较高的是氯代烃和苯系物,检出率分别为60%和40%。超标组分为苯和1,2-二氯丙烷,苯超标率为30%,1,2-二氯丙烷超标率10%,苯最大检出浓度达1515μg/L。场地内的原油储存罐、污水隔油池的渗漏以及石油冶炼、机械加工过程工业废水不合理排放均为该场地地下水VOCs的重要来源;VOCs的理化性质以及污染场地地下水防污性能差是影响该场地地下水环境中VOCs归宿的主要因素。     

地下水污染羽对傍河水源地的影响

以西北某城市傍河水源地及其上游原油储备库为研究区,利用地下水数值模拟软件GMS建立了地下水流和溶质运移耦合模型。根据不同的水源地地下水开采方案,应用危害最大化原则,预测未来10年内原油储备库地下水中有机污染羽对水源地的影响。结果表明,虽然原油储备库距离水源地较近,但由于原油储备库所在区域仅有薄层含水层,而水源地处于其下游的断陷盆地内,形成了特殊的水文地质结构。这使得原油储备库地下水向下游的补给十分有限。水源地地下水补给主要来自北面的黄河,即使水源地加大开采也只能对石油污染羽产生很小的拉动作用。在这种情况下,10年之内原油储备库污染羽不会污染水源地地下水。从长远考虑,为增加水源地的供水安全,应恢复黄河南河道,在增加水源地补给的同时,也在水源地与污染场地之间形成天然的水力屏障,可以从根本上防止有机污染羽对水源地的威胁。     

纳米零价铁地下水修复技术的最新研究进展

纳米零价铁（NZVI）是粒径在1～100nm之间的铁颗粒,它的比表面积和反应活性远远大于普通铁屑和铁粉,可以直接注入到含水层的重污染区,形成一个高效的原位反应带,灵活、高效、低成本地治理地下水污染。NZVI不仅可以降解各种卤代烃,还可以降解部分不含卤族元素的有机污染物,吸附或降解地下水中的重金属离子和多种无机阴离子。NZVI地下水修复技术在发达国家已经得到工程应用并正在迅速推广,原位场地因素对NZVI地下水修复效果的影响是今后该领域重要发展方向。NZVI在含水层中的有效分散和运移是今后NZVI用于地下水修复的主要突破点。     

城镇化进程中珠江三角洲地区浅层地下水中砷分布特征及成因

随着经济的快速发展,城镇化和工业化成为影响地下水环境的重要因素。沿海城市化地区地下水中砷来源复杂,不仅有各种人为来源,天然沉积环境更是造成高砷地下水的主要成因。本文通过对比珠江三角洲地区不同历史时期水化学组分变化,采用离子比和主成分分析技术,研究了城镇化背景下研究区不同类型含水层地下水中砷的分布特征及成因。结果表明,研究区浅层地下水砷浓度介于未检出至420 μg·L^-1之间,主要以As(Ⅲ)的形态存在,孔隙含水层的砷浓度普遍高于裂隙和岩溶含水层。取自研究区的1 567组地下水化学样品测试结果显示,ρ(As)>10 μg·L^-1的高砷地下水样品检出89组,占比5.7%。其中,孔隙、裂隙和岩溶含水层高砷地下水分别检出82组、4组和3组,占比分别为7.8%、0.8%和9.7%。高砷地下水主要分布在城镇化地区,其比例为非城市化地区的5倍以上。对比历史水化学数据,近10年新增城镇建设用地浅层高砷地下水中砷浓度平均值增加了30%。高砷地下水通常具有pH值较高、氧化-还原电位(Eh)较低等特性。地下水中砷浓度与 {\mathrm{NH}}_4^{+}、Fe、Mn浓度及耗氧量呈正相关。三角洲平原区第四系基底富含有机质的淤泥质沉积地层,在微生物降解和有机质矿化作用下,固着砷的铁(氧)氢氧化物被还原溶解促使砷释放富集。城镇化过程中含砷工业废水的泄漏入渗是佛山市南部顺德区地下水中砷的另一重要来源。受原生沉积环境和人为输入双重作用,三角洲平原区所形成的中性至弱碱性还原环境是高砷地下水赋存的主要成因。     

新疆塔城盆地地下水中铁锰分布特征及人类活动的影响

以新疆塔城盆地80组地下水样品水化学组分测试结果为依据，结合区域地质、水文地质调查资料，研究塔城盆地地下水中铁、锰分布特征及其成因。结果表明，研究区浅层地下水中铁、锰浓度总体较低，局部超标，其空间分布特征基本一致。对比2017年发布的地下水质量标准，地下水中铁、锰超标率依次为25%和5%，深层承压水铁、锰含量均未超标。地下水中铁锰离子浓度受原生地质环境所控，同时叠加人类活动影响，城镇周边人口密集区尤其是排污沟渠附近地下水中耗氧量、溶解性总固体、铁、锰含量明显升高。地下水中铁锰超标连片区域呈条带状或斑块状分布于塔城盆地北部山区、中部冲积平原区以及南部低山丘陵区的铜钼成矿带，受人类活动影响，在塔城市、额敏县及其周边的地表水和地下水重污染区分布有地下水铁、锰重污染点，污染物特别是有机污染物排放所引起的还原环境促使地层中难溶的铁锰矿物的溶解释放。地层中，尤其是矿床及周边地层中高含量的铁锰是地下水中铁锰的重要来源，沉积层中富含丰富的有机质同时叠加人类活动输入所形成的还原条件是研究区地下水中铁、锰迁移和富集的主控因素。     

塔城盆地地下水“三氮”污染特征及成因

地下水氮元素污染是一个全球性的环境问题,其来源和迁移转化特征是国内外研究的热点。文章以新疆塔城盆地80组地下水样品水化学组分测试结果为依据,研究塔城盆地地下水“三氮”污染特征。结果表明:塔城盆地地下水质量总体较好;对比2017年发布的地下水质量标准,深层承压水“三氮”均未超标;浅层地下水“三氮”污染较轻,“三氮”超标点零星分布于地下水的中下游冲洪积平原区,其中,NO3-N超标率最高,超标率为8.8 %;NO2-N和NH4-N次之,超标率均为1.3 %。沿着地下水流向,从山区到盆地中央的平原区,地下水污染逐渐变重。“三氮”重污染点主要分布在塔城市、额敏县及其周边地区。区内地下水污染点的分布与工矿企业污染源、污水处理厂、垃圾填埋场等大型污染源的分布具有一定的相关性。城市化进程中,生活污水的不合理排放是塔城盆地“三氮”污染的主要来源,而通过排污河流下渗是研究区地下水“三氮”污染的重要途径;氧化还原条件、pH值、包气带岩性结构、补径排条件等是“三氮”迁移转化及其空间分布的主要影响因素。