河套平原典型剖面地下水砷分布规律及其影响因素研究

关于河套平原排灌系统中水中砷含量的调查摘要砷的释放和迁移对人为干扰很敏感。

本文以河套平原砷中毒最为严重的杭锦后旗为研究区，通过实地调查和分析，为灌溉影响下高砷地下水的特征研究提供基础。

关键词：河套平原排灌系统水质高砷地下水1.目的与意义在某些地区，由于抽取地下水用于灌溉、改变农业方式等都将改变地下水流场和/或砷的物质来源，从而影响地下水中砷的含量。

灌溉作为人类的一种重要的农业活动，不仅改变着高砷地下水分布区地下水的水动力场和水化学场，同时可能将地质环境中的砷带入食物链，进而威胁人类的粮食安全。

为此，灌溉影响下地下水中砷的迁移富集规律研究成为当今地学界高度关注的热点研究领域。

本文以杭锦后旗为研究区，通过实地调查和分析，为研究灌溉影响下高砷地下水的特征提供了基础，具有重要的意义。

2.河套平原高砷地下水成因研究自20世纪90年代以来，众多学者围绕河套平原(前套和后套)高砷地下水的成因及分布规律开展了卓有成效的调查和研究。

1994-1996期间原长春地质学院林年丰教授和汤洁教授等人研究认为：河套地区地下水砷含量超标源于区内第四系河流及湖沼相沉积物，粘土和淤泥质土发育，在病区饮用水中发现甲基肿酸，在富含有机物的还原环境有利于砷的富集，促使As5+还原成As3+，无机砷转化成有机砷。

1997-2000期间，中国地质环境监测院高存荣通过研究，认为：地质条件和人类活动(如灌溉水的渗入)是造成河套平原地下水砷污染的两个主要因素。

1999-2001期间，内蒙古大学张辉等人通过调查研究后，认为河套地区土壤、地下水中砷等重金属元素是上游高背景区在自然营力作用下向下游低含量区迁移的结果，强调了上游矿业活动是元素迁移的重要促进因素。

研究区特有的古地理背景和沉积环境演化是高砷地下水形成的前提条件，而由此产生的独特的地球化学环境为本区高砷地下水形成创造了条件。

2008年，郭华明等人通过在原位采集内蒙古河套平原高砷含水层中沉积物和土著微生物的基础上，进行了室内微生物淋滤实验研究调查研究后，认为以还原环境为主的富含有机质的湖沼相沉积环境、特定的地质、地形条件为地下水砷异常的原因。

内蒙古河套盆地含氟地下水分布特点及成因毛若愚;郭华明;贾永锋;姜玉肖;曹永生;赵威光;王振【期刊名称】《地学前缘》【年(卷),期】2016(23)2【摘要】内蒙古河套盆地不仅存在高砷地下水,还存在高氟地下水,严重影响居民的身体健康.尽管高砷地下水开展了大量的研究工作,但对高氟地下水的分布及形成机理却认识不足.在资料检索和和水文地质条件的分析的基础上,通过对406个地下水水样的采集和分析,研究了高氟地下水的化学特征和分布规律,并从矿物溶解与沉淀、蒸发浓缩、解吸与竞争吸附及阳离子交换4个方面探讨了河套盆地山前与平原两种不同水文地质条件下地下水的主要富氟机理.结果显示,406个水样中,超过59％的水样合氟量超过我国饮用水1.0 mg/L的标准,其中山前地下水氟的超标率高于平原地区.高氟地下水表现出富钠、贫钙、弱碱性的特点.平原区高氟地下水的pH、HCO3-、δ18O、δD和TDS普遍高于山前,Ca2+、NO3-普遍低于山前.萤石溶解与方解石沉淀为山前地区氟含量主要控制因素;而蒸发作用、阳离子交换作用、OH、HCOa与F的竞争吸附成为平原地区氟含量的主要控制因素.【总页数】9页(P260-268)【作者】毛若愚;郭华明;贾永锋;姜玉肖;曹永生;赵威光;王振【作者单位】中国地质大学(北京)地下水循环与环境演化教育部重点实验室,北京100083;中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京100083【正文语种】中文【中图分类】P641.12【相关文献】1.南阳盆地浅层地下水中氟的分带性分布特点及其成因 [J], 宁立波;卜新峰;莫春雷2.内蒙古河套平原浅层高铁高氟地下水分布与成因 [J], 冯翠娥;高存荣;王俊涛;刘文波;宋建新;康伟3.内陆盆地区高碘地下水的成因分析:以内蒙古河套平原杭锦后旗为例 [J], 王妍妍;马腾;董一慧;徐芬;闫雅妮;刘林4.内蒙古河套盆地地表水－浅层地下水化学特征及成因 [J], 郭华明;倪萍;贾永锋;张波;张扬5.河套盆地晚更新世以来黄河改道对高砷地下水分布的控制机制 [J], 曹文庚;董秋瑶;谭俊;高媛媛;赵瑞科因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

土著微生物参与下河套平原地下水中砷的还原作用
河套平原是我国主要的灌溉农业区之一，其地下水含有较高浓度的砷，给当地居民的健康带来了威胁。

然而，研究发现，当地土著微生物参与了地下水中砷的还原作用，从而降低了地下水中砷的浓度。

下面我们来详细了解一下这一过程。

首先，地下水中的砷主要存在于氧化态（亚砷酸盐和砷酸盐）。

土壤中的微生物可以将氧化态的砷还原为难溶性的砷化物（如砷化氢和砷酸盐）。

这些砷化物会逐渐沉淀到地下水中，从而减少了砷的浓度。

其次，土著微生物还能利用某些有机物产生微小而高度还原的微环境，促进砷的还原。

例如，当地的稻田土壤中含有丰富的有机物，这些有机物可以促进土壤微生物活动，增加微环境的还原性，从而促进砷的还原。

最后，土著微生物对于地下水中的氧气极度敏感，而还原环境却可以优先吸收氧气，抵御外部环境中的氧化作用。

因此，微生物能够形成越来越稳定的还原环境，保障砷还原的连续性和稳定性。

在实践中，还原反应可以通过增加土壤中有机物的含量、改变地下水的流动条件和引入适宜的微生物等方法来加强。

同时，还原也需要在一定的条件下进行，如pH、温度等方面也需要
做出相应调整。

总之，土著微生物对于河套平原地下水中砷的还原作用发挥了
非常关键的作用。

在未来的研究和实践中，可以进一步探索微生物与砷还原的关系，从而为解决河套平原地下水中砷超标的问题提供重要借鉴。

高砷地下水形成机理研究
2010-03-26 | 作者： | 来源：中国地质环境信息网 | 【大中小】【打印】【关闭】
高砷地下水是威胁地区居民身体健康和生活水平提高的重大环境地质问题之一。

近年来，由饮用高砷地下水引发的地方性砷中毒不仅发生在亚洲诸国和地区，同时在北美、南美的一些国家和地区也均有发生，已成为一个世界规模的全球性的环境地质问题。

五原县典型调查地段地下水砷含量分布图（深度：18-25m)
实地调查测试分析
我国是亚洲地方性砷中毒较严重的国家之一，2006-2009年中国地质环境监测院承担了“内蒙古河套高砷地区地下水勘查及供水安全示范”大调查项目，通过四年来的调查研究工作，项目取得了突破性的进展，主要成果表现在以下几个方面:
查明了河套平原高砷地下水的分布范围和分布规律；
掌握了河套平原地下水的水化学特征和水质状况；
查明了河套平原高砷地下水的形成机理，提出了地壳表层砷的循环与污染地下水的分布模式；
通过对河套平原高砷地下水分布规律的研究，首次提出了断裂控砷的理论，这将对于其它地区高砷地下水形成机理的研究与防治具有重要的意义
地下水与地层中的砷含量
断裂控砷概念图
河套平原高砷地下水调查研究经过
河套平原水质三线图
D－18O同位素分析结果
地壳表层砷的循环与污染地下水的分布模式
河套平原高砷地下水分布图。

第10卷　第2期中国地质灾害与防治学报Vol .10　No .21999年6月T HE CHIN ESE JO U RN A L OF GEO L OG ICA L HA ZA RD A N D CO NT RO LJ un .1999河套平原地下水砷污染机理的探讨高存荣(日本新泻大学大学院自然科学研究科,新泻,950-2181) 提要　地下水砷污染是影响地区居民身体健康和生活水平提高的重大环境地质问题之一。

本文通过实际调查,从地质、地球化学、环境化学入手,系统分析和探讨了内蒙古河套平原地下水砷污染的形成机理。

阐述了地下水中砷的来源及其聚集、迁移的地球化学条件。

认为高砷地下水的形成,与特定的地质、地形、古地理和地球化学环境的背景有关。

聚集于地层中的砷,由于环境的变化,从非游离态转化为游离态,在地下水动力的作用下,进入地下水中。

关键词　河套平原　地下水　砷污染　机理 河套平原位于内蒙古自治区的西部,东、北、西分别接乌拉山、阴山山脉和狼山,南图1　海子堰模型调查区地下水砷离子含量等值线图(井深:18～25m )Fig .1　Isogram of the arsenic contents ofgroundwater in the model investigation ofthe Haiziyan area (depth of well :18～25mm )1-砷离子含量等值线(mg /L );　2-灌溉取引水渠为库布齐沙漠。

本区属于温带大陆性干旱气候带,年平均气温5.6～7.8℃,多年平均降水量为130～200m m ,蒸发量为1900～2500mm 。

地势平坦开阔,局部有一定的起伏,形成岗丘和洼地,总的地势自西南向北东微倾。

本区是中国北方最大的自流引黄灌溉区,也是内蒙古自治区主要粮食生产基地之一。

目前,该地区大面积的土壤盐渍化是农牧业生产发展的主要障碍,地下水砷污染是威胁该地区居民身体健康和影响生活质量的重大环境地质问题。

内蒙古河套平原现代湖泊的水化学特征及成因类型收稿日期:20160914;修订日期:20161119;编辑:王敏基金项目:中国地质调查局 特殊地质地貌区填图试点 项目(D D 20160060)作者简介:李成路(1992 ),男,山东济宁人,硕士研究生,主要从事第四纪环境及覆盖区填图等方面的研究;E m a i l :l c l h l b @126.c o m李成路1,张绪教1,叶培盛2,傅连珍1,叶梦旎1(1.中国地质大学地球科学与资源学院,北京 100083;2.中国地质科学院地质力学研究所,北京 100081)摘要:在1ʒ5万区域地质调查的基础上,于山前 黄河 沙漠沿线采集湖水㊁地下水样品16组,分析其水化学特征,并结合遥感解译和钻探等技术方法划分了河套平原现代湖泊的成因类型㊂研究表明该区湖泊多数为淡水 微咸水湖,水化学类型呈N a (M g )(C a )H C O 3(C l )型;少数为咸水湖,水化学类型呈N a (M g )(K )C l (S O 4)型,湖水T D S 变化较大,介于0.857~7.36g /L ,主要接受引黄灌溉补给和山前地下水侧向补给㊂湖泊的成因类型可分为河流成因的牛轭湖㊁基底为全新世黄河古河道冲积砂层的风蚀湖及基底为全新世风积沙层的风蚀湖;其中以Ⅱ型占主导地位㊂关键词:现代湖泊;成因类型;水化学;河套平原中图分类号:P 592 文献标识码:B引文格式:李成路,张绪教,叶培盛,等.内蒙古河套平原现代湖泊的水化学特征及成因类型[J ].山东国土资源,2016,32(12):3036.L IC h e n g l u ,Z HA N G X u j i a o ,Y EP e i s h e n g ,e t c .H y d r o c h e m i c a lC h a r a c t e r i t i c sa n dG e n e t i c T y p e s o fM o d e r nL a k e s i nH e t a oP l a i n [J ].S h a n d o n g La n da n dR e s o u r c e s ,2016,32(12):3036.0 引言湖泊具有调节河川径流㊁发展灌溉㊁提供工业和饮用水源的功能,在国民经济的发展中发挥着重要作用㊂同时,湖泊本身对全球变化响应敏感,能真实地记录湖区较长地质历史时期内各种环境变化的信息[12]㊂河套平原常年干旱少雨,但是区内湖泊星罗棋布,形成湖泊 沙丘 湿地相间分布的地貌景观㊂平原内湖泊湿地总面积为3.57万h m 2,湖泊面积100~500h m 2的湖泊共10个;500~1500h m 2的湖泊2个;大于1500h m 2的湖泊1个[36]㊂仅该文研究区就有大小湖泊60余个,水域面积超过1067h m 2㊂因此,对湖泊的调查研究成为该区区域地质调查中不可缺少的一环㊂湖水通过入渗补给地下水,影响地下水流场,改变地下水水化学特征㊂另一方面,地下水通过排泄补给湖水,导致湖水化学特征的变化[78]㊂湖泊的化学组成在运移和形成过程中受到区域气候环境和地质状况的强烈影响㊂因此,不同区域气候环境和地质状况,湖泊的水化学特性具有明显的差异[910]㊂研究区域内湖泊的水化学特征及湖泊的形成机制,对于查清区域地下水动态㊁正确评价区域水资源具有重要意义㊂近年来关于河套平原湖泊水化学特征㊁湖水补给来源和湖水面积的动态变化等科学问题逐渐成为学者研究的热点㊂对于湖泊的补给来源,有观点认为补给主要来自黄河灌渠,也有观点认为现存的湖泊是河套古湖水系的残留,更有学者提出河套平原携带砷的地表水和浅层地下水可能来地下承压含水岩系[11]㊂目前,有关内蒙古河套平原水资源环境方面的研究主要集中在地下水砷的研究上,如砷的分布规律以及高砷水中稀土元素含量及分异特征㊂在地下水分布以及区域气候环境演变方面也有涉及[1214]㊂而对于区内湖泊的调查资料则比较欠缺,尤其是缺少对湖泊成因类型的分类梳理㊂该文针对以上研究的不足,在区域地质填图的㊃03㊃第32卷第12期 山东国土资源 2016年12月基础上,通过采样分析湖泊的水化学特征,并结合湖泊分布区的沉积物特征的研究,揭示河套平原现代湖泊的补给来源和形成机制,为河套地区现代湖泊的分类研究与合理利用湖泊资源提供参考资料㊂1 区域概况与数据来源1.1 研究区概况河套平原位于内蒙古西部,北抵阴山,南临库布齐沙漠,西起乌兰布和沙漠,东至乌梁素海,黄河为区内唯一外流水系㊂研究区大的地貌单元可分为3种类型:山前冲积洪积扇倾斜平原㊁黄河冲湖积平原和乌兰布和库布齐近代风积沙地㊂该区属于常温带大陆性干旱㊁半干旱气候带,降水稀少,蒸发强烈㊂年降水量约136.8~213.5mm ,年蒸发量约1993~2372mm ㊂河套盆地第四系沉积物厚500~2600m ,地表几乎全部被全新统沉积物所覆盖,为黄河泛流相沉积,岩性为棕黄色粘土粉细砂[3,15](图1)㊂图1 研究区概况图河套平原具典型的干旱气候带沉降盆地水文地质特征㊂主要表现为地势平坦,含水层颗粒细,降水稀少,蒸发强烈,引黄灌溉量大,水力坡度小(0.001~0.005),径流条件较差,地下水循环以垂直交替为主㊂该文研究区截取了北起色尔腾山,横跨黄河冲湖积平原,南至库布齐沙漠的狭长区域,目的是全面调查河套平原不同地理环境下湖泊的水化学特征和成因类型,使样本更准确地反映河套平原现代湖泊的总体情况㊂1.2 样品采集与测试样品采集包括湖泊水样和地下水水样采集㊁第四纪沉积物样品的采集等㊂共采集水样16组,包括湖水样品6组㊁地下水样品9组㊁河水样品1组(采样点分布如图2所示)㊂地下水样品从机井或压水井采集,样品采集前抽水0.5h ,待水温㊁p H 等水化学指标稳定后,开始取样㊂在湖泊聚集区施工9m浅钻3个,开挖风成沙丘剖面1个,钻孔及剖面位置如图2所示㊂于岩心中取O S L 样品7个,采样层位如图3所示㊂其中O S L 取样时先去除剖面表层风化层,用直径5c m ㊁长20c m 的钢管楔入沉积层,取出钢管立即用黑色的塑料盖住两端,然后用胶带密封;取样过程确保不曝光㊁不漏水㊂O S L 样品前处理和测试均在中国地震局地壳应力研究所地壳动力学重点实验室完成㊂水化学样品测试在中国地质大学(北京)环境化学实验室完成㊂水样分析的对象为总溶解固体(T D S )㊁pH 值及N a +和C l 等10种阴阳离子㊂p H 值用电极法测定,T D S 用干燥重量法测定,水化学成分的分析按照国家标准[16],分别使用酸碱滴定㊁比色分析㊁浊度分析㊁离子色谱㊁分光光度和原子吸收方法㊂2 结果与分析2.1 不同湖泊的遥感影像特征㊃13㊃第32卷第12期 水文地质环境地质 2016年12月图2 研究区湖泊分布及形态特征(S po t 6遥感影像) 根据S po t 6遥感影像的解译分析,河套平原现代湖泊主要分布在山前地带㊁盆地中部和沙漠边缘地带,具有分带聚集的特点㊂其中:山前地带湖泊数量较少,湖泊之间相距较远,主要沿乌加河旧河道两侧依次展布;盆地中部的湖泊数量众多,呈群聚状分布,湖滨地带发育带状沙丘,沙丘多呈固定 半固定形态;沙漠边缘地带的湖泊数量最少,多孤立分布,点缀在广阔的沙漠表面㊂上述3个湖泊带的湖泊在遥感影像中亦呈现不同的形态特征,如图2可将河套平原的现代湖泊大致分成3种类型㊂分布在山前的Ⅰ型湖泊,湖泊面积较大,多呈牛轭状㊁弯曲条状,边缘清晰,湖水深度较均一;分布在盆地中部的Ⅱ型湖泊,湖泊面积最大,多呈半月形㊁不规则形,湖泊之间隔以风积沙丘;分布在库布齐沙漠边缘的Ⅲ型湖泊,面积最小,多呈圆形㊁椭圆形,边缘模糊,湖水较浅,封闭性较强,干涸的湖底可见黑色有机质㊂2.2 不同湖泊的水化学特征位于黄河北岸㊁河套平原中部的4个湖泊为淡水 微咸水,湖水总溶解固体(T D S )介于0.86~1.21g/L ,相对变化不大㊂由北向南先呈升高趋势,后趋向稳定㊂湖水p H 均呈弱碱性,由黄河总干渠向北部排干渠方向湖水p H 值逐渐升高至8.89,至山前迅速下降至8.12㊂位于黄河南岸㊁库布齐沙漠边缘的2个湖泊为半咸水 咸水,湖水总溶解固体(T D S )分别为4.6g /L 和7.4g /L ,越靠近沙漠一侧湖水T D S 越高㊂湖水p H 分别高达9.4和9.3,呈碱性(表1)㊂这些湖泊的T D S 和p H 均远高于河套平原中部的湖泊㊂㊃23㊃第32卷第12期 山东国土资源 2016年12月表1 河套平原湖水、地下水化学分析结果序号地点测试结果(m g /L )FC lN O 3S O 24C O 23H C O 3N a+K +M g2+C a 2+T D S pH 1宏丰乡0.6963.7018.81117.68<0.01329.4995.411.7440.5055.444727.742呼勒斯太0.4253.676.93102.10<0.01256.2782.431.8840.7255.054027.823希博图嘎查0.4755.788.26103.55<0.01252.0081.571.8516.3560.513897.834西沙窝0.3923.4017.9450.33<0.01175.7335.261.6611.7450.512657.865西柳树泉子0.8318.8430.9062.68<0.01162.9243.700.3511.6446.952627.816敖勒盖图0.6728.4436.6194.45<0.01218.4451.581.4117.0467.323317.697和尚圪旦湖泊0.23500.79<0.01304.52<0.01325.22296.247.8397.1056.1710948.128和尚圪旦机井0.27191.40<0.0177.54<0.01362.44115.702.0759.7141.635677.519张三圪旦湖泊0.90836.90<0.01153.50391.261058.64707.9127.07219.8710.1312138.8910张三圪旦机井<0.01267.43<0.01313.26<0.01601.02246.023.4374.24121.479577.4311王香红圪旦0.12319.31<0.01257.6256.41234.92263.888.6267.1132.428578.6712张宝圪旦湖泊<0.01388.75<0.01384.41<0.01480.20350.3912.6191.3541.5311928.2113张宝圪旦机井<0.011132.00<0.01368.50<0.01590.64482.672.45196.78209.5122967.2514吉乡湖泊0.122454.60<0.01912.00540.08478.981692.9534.49240.813.1245569.4115杭锦后旗湖泊<0.014122.70<0.011844.00615.69605.293053.09101.36275.018.8873609.3216黄河0.2473.038.87134.19<0.01206.2483.422.4328.1647.443867.96P i pe r 三角图是一种对水样进行分类的图示方法,广泛应用于水文地质研究中㊂在三角图中分别表示水样的主要阴㊁阳离子的相对含量,在菱形图中综合表示水样的离子相对含量,并且可看出水样的一般化学特征[8](图3)㊂结果显示无论哪种湖泊,湖水阳离子中N a +和M g 2+都占绝对优势,而咸水湖相较于淡水湖而言,C a 2+含量下降,K +含量上升,反映了湖水的蒸发浓缩作用㊂阴离子中,H C O 3在淡水湖中占主导地位,而C l 在咸水湖中占主导地位,同时,由黄河总干渠向北部排干渠方向湖水中S O 24逐渐下降,反映了灌溉过程中的脱硫酸作用㊂由菱形图3可以看出,多数淡水微咸水湖泊水化学类型呈N a (M g )(C a )H C O 3(C l )型;少数咸水湖,水化学类型呈N a (M g )(K )C l (S O 4)型㊂2.3 不同湖泊的补给来源河套平原现代湖泊的补给来源是多样的㊂如图4,根据地下水位高度和湖面高度可以确定两点间的地下水流向,从北部山区向平原核心地带,地下水水位由海拔1060m 逐渐降至1000m ,山前地下水不可避免地会补给湖水㊂黄河水平面高度为1025m ,高于河套平原多数湖泊水平面(约1000~1010m )[17],所以,黄河水通过灌渠补给湖泊成为可能㊂湖泊主要接受山前地下水侧向补给㊂呼勒斯太40m 机井样品显示T D S 约0.3~0.4g /L ,水质良好,水量丰富㊂向南进入河套平原,受第四纪沉积物粒度逐渐变细,地下水径流速度下降,地下水埋深变图3 河套平原湖水㊁地下水离子化学组成三角图浅等因素的影响,地下水不断接受蒸发浓缩㊂如图5,T D S 向南增加的趋势十分明显,由262m g/L 增加到2296m g /L ,增加幅度较大,且均呈梯度增大,未见倒转现象,同一地点湖水的T D S 值远大于该点的地下水T D S 值㊂以上现象说明地下水由北向南运移过程中不断补给湖水并在湖中接受蒸发排泄,由潜水深埋带过渡到潜水溢出带,由径流排泄逐渐转变为蒸发排泄㊂按照干旱盆地区地下水流系统的一般规律,随着补给距离的增加以及山前冲洪积扇前缘上升水流对表层咸水的抬升作用,湖水T D S 也应该沿途迅速上升㊂但如图5,数据显示湖水T D S 增长速度远远小于地下水,张宝圪旦附近地下水达2.27g /L ,高于㊃33㊃第32卷第12期 水文地质环境地质 2016年12月湖水的1.2g /L ,形成上淡下咸的结构,这说明南部湖泊接受了来自黄河灌渠的淡水补给,并转而补给地下水㊂黄河水的补给,形成了由北至南湖水T D S 先升高至峰值(1.19g /L )后又降低的特征㊂总之,北部山前地下水和南部黄河水同时补给河套平原众多湖泊,并在低洼的湖区接受蒸发排泄而逐渐咸化,北部湖泊主要受山前地下水影响,而南部受黄河影响更大㊂考虑到湖滨沙丘比较低矮㊁分布面积小㊁砂层较薄,沙丘赋存的地下水是不足以完全提供湖水补给的㊂但沙丘有利于大气降水入渗,减少蒸发量,沙丘上的植物亦有涵养水源的作用㊂因此,湖滨沙丘的存在是保持湖泊水量稳定的一个重要因素[1819]㊂图4 河套平原地平线与地下水位图5 河套平原湖水㊁地下水T D S 与p H 对比图2.4 沉积物揭示的湖泊成因Ⅰ型湖泊为乌加河改道留下的河成湖,形成的年代较新,在遥感影像中呈现清晰的牛轭湖形态,辨认度比较高;Ⅲ型湖泊均位于库布齐沙漠全新世风积砂层之上,补给环境较为单一,风蚀湖的特征十分明显;所以该文对湖岸沉积物的研究主要集中在区内数量最多㊁地表形态最复杂的Ⅱ型湖泊分布区㊂Ⅱ型湖泊分布于河套平原中部塔尔湖镇周边,该区埋藏着大面积的全新世黄河古河道,沉积物属于典型的河流相㊂为了进一步查清湖泊分布区全新世沉积物的组㊃43㊃第32卷第12期 山东国土资源 2016年12月成,在该区施工3个9m浅钻(孔位见图2)Z K1, Z K2,Z K3;位置依次为湖区的北部㊁中心和南部㊂岩心资料显示,沉积物为上细下粗的河流 二元结构 ㊂上部为泛滥平原亚相厚层粘土或堤坝亚相粉砂粘土互层,主要为红棕棕黄色;下部为河道亚相厚层细砂中砂,呈灰黄灰黑色,磨圆中等㊁分选较好,矿物成分以石英㊁长石为主,夹有黑色云母片㊂如图6,平面上对比显示,自北向南布设的3个钻孔中揭露的古河道砂层顶板埋藏深度由深(4.5 m)变浅(2.5m)再变深(5m),河道中心沉积速率(2.11m/k a)远大于两侧(1.03m/k a)㊂沉积物南北向上呈现河道边缘 主河道 河道边缘的特点[19,20]㊂湖泊和风积沙丘主要分布在河道亚相的细砂 中砂层之上,而泛滥平原亚相和堤坝亚相的粘土 粉砂层之上少有湖泊存在㊂究其原因一是古河床砂层相较于河道边缘相的粘土层更易遭受风力侵蚀而下切;二是古河床砂层的透水性更好,有利于地下水的侧向补给㊂从垂向相变界线来看,黄河古河道自(2.08ʃ0.18)k a B.P.开始逐渐淤塞,河床砂停止堆积,转为堤坝 泛滥平原亚相粘土㊁粉砂沉积㊂在靠近主河道的中心地带,暴露地表的河床砂层遭受风力侵蚀,下切至潜水面后积水成湖㊂于湖泊中心Z K2附近的湖滨沙丘剖面底部取O S L,结果显示风沙堆积形成的年代晚于湖泊形成的年代,约(0.87ʃ0.07)k a B.P.才开始形成湖滨沙丘㊂综合遥感影像以及浅钻揭露的结果,地表耕作土下分布着不同期次古河道冲积砂层所构成的网状砂带,它们横向上沿河道平行分布,纵向上在决口处连通,垂向上按时间顺序叠置,为山前地下水和灌渠水补给平原中部的湖泊铺设了通畅的 地网 ㊂古河道中心地带裸露的砂层更容易遭受风蚀而形成相对的风蚀洼地,这些风蚀洼地或是下切至潜水面㊁或是揭露了粘土层构成的承压水顶板,使地下水出露形成了Ⅱ型风蚀湖㊂3结语(1)湖泊多数为淡水微咸水湖,水化学类型呈N a(M g)(C a)H C O3(C l)型;少数为咸水湖,水化学类型呈N a(M g)(K)C l(S O4)型㊂湖水主要接受引黄灌溉补给和山前地下水侧向补给,全新世黄河古河道砂层充当了输水通道㊂图6河套平原中部钻孔沉积剖面(年龄单位:k a B.P.)(2)河套平原现代湖泊的成因类型主要有3类㊂①河流直接裁弯取直而成的牛轭湖;②基底为黄河古河道冲积砂层的风蚀湖;③基底为全新世风积沙层的风蚀湖;其中Ⅱ型湖泊占主导地位㊂约(2.08ʃ0.18)k a B.P.黄河河道亚相地层上开始发育风蚀湖泊,约(0.87ʃ0.07)k a B.P.湖滨开始堆积风成沙丘㊂致谢:该文在数据处理与制图过程中得到了清华大学唐长成先生的悉心指导,在此表示感谢!参考文献:[1]王苏民,窦鸿身.中国湖泊志[M].北京:科学出版社,1998:320321.[2]汪敬忠,吴敬禄,曾海鳌.内蒙古河套地区陈普海子湖泊沉积物粒度特征及其环境意义[J].海洋地质与第四纪地质,2014,34(5):137144.[3]刘文波.河套平原地下水化学特征研究[D].北京:中国地质大学,2015:5995.[4]赵晓瑜,杨培岭,任树梅,等.内蒙古河套灌区湖泊湿地生态环境需水量研究[J].灌溉排水学报,2014,33,(2):126129.[5]郑喜玉.内蒙古盐湖[M].北京:科学出版社,1992:163190.[6]马龙,吴敬禄.近50年来内蒙古河套平原气候及湖泊环境演变[J].干旱区研究,2010,27(6):871877.[7]郭华明,倪萍,贾永峰,等.内蒙古河套盆地地表水 浅层地下㊃53㊃第32卷第12期水文地质环境地质2016年12月水化学特征及成因[J].现代地质,2015,29(2):229237. 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河套平原临河区高砷地下水分布及水化学特征高存荣1,李朝星2,周晓虹2,刘　滨1,刘文波1,李　采1,冯大勇1(11中国地质环境监测院,北京　100081;21首都师范大学,北京　100037)摘要:文章通过地质环境、地下水野外调查以及水质分析测试等方法手段,较系统地研究和分析了河套平原临河区高砷地下水的分布及水化学特征。

结果表明,该区高砷地下水主要分布在调查区的西北部,在区域上属于河套平原的沉积中心地带,局部呈小片状分布,短距离内地下水中的砷含量变化较大;该区砷含量≥0105mg ΠL 的地下水绝大部分为微咸水(T DS 为1～3g ΠL ),个别为淡水(T DS <1g ΠL )和咸水(T DS 为3～10g ΠL ),其氧化还原电位(ORP )均显示负值的还原环境。

通过与非高砷区的对比研究,高砷区地下水中的铁含量超标率明显高于非高砷区(58%),达到9113%。

研究认为该区域高砷地下水的形成与沉积环境和沉积物的特征有很大的关系。

关键词:临河区;水质调查;超标率;水化学特征;砷中图分类号:P64113 文献标识码:A 文章编号:100023665(2008)0620022207收稿日期:2008204208;修订日期:2008205222作者简介:高存荣(19602),男,教授级高级工程师,主要从事水文地质、环境地质调查监测研究。

E 2mail :gaocr @mail.cigem.g 在中国特别是中国的北方,绝大多数农民以地下水为主要饮用水水源。

高砷地下水是威胁地区居民身体健康的重大环境地质问题之一[1～8]。

为了进一步查明内蒙古河套平原高砷地下水的分布以及水化学和环境地质特征,为地下水的开发利用和防砷改水提供依据,2006年在河套平原西部的临河区开展了以防砷改水为主要目的的地下水水质调查工作。

本文以本次调查的资料为基础,通过分析研究,对河套平原西部临河区高砷地下水的分布及水化学特征作简要论述,这将对整个河套平原高砷地下水形成机理的研究以及防砷改水工作的开展具有重要的意义。