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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。
杭锦后旗浅层地下水砷赋存形态研究曹文庚;陈南祥;张翼龙;于娟;王文中;李政红;王丽娟【摘要】通过对内蒙古河套平原杭锦后旗西部地区的实际调查、现场取样、测试及数据分析,较系统地研究和分析了河套平原杭锦后旗地区高砷浅层地下水的分布及砷的赋存形态.结果表明,高砷水主要存在于扇前洼地,地下水化学类型主要为HCO3型水,As(Ⅴ)/ As(Ⅲ)=0.08,地下水砷的存在形态以H3AsO3和HAsO42-为主.研究区北面的阴山山前和接受黄河水补给的研究区南缘,地下水砷的形态以HAsO42-、H2AsO3-或 H3AsO3为主.【期刊名称】《南水北调与水利科技》【年(卷),期】2010(008)006【总页数】4页(P98-101)【关键词】杭锦后旗;砷;phreeqc;砷形态【作者】曹文庚;陈南祥;张翼龙;于娟;王文中;李政红;王丽娟【作者单位】华北水利水电学院,郑州,450011;中国地质科学院,水文地质环境地质研究所,石家庄,050061;华北水利水电学院,郑州,450011;中国地质科学院,水文地质环境地质研究所,石家庄,050061;中国地质科学院,水文地质环境地质研究所,石家庄,050061;中国地质科学院,水文地质环境地质研究所,石家庄,050061;中国地质科学院,水文地质环境地质研究所,石家庄,050061;中国地质科学院,水文地质环境地质研究所,石家庄,050061【正文语种】中文【中图分类】P641位于河套平原西北部的杭锦后旗,是内蒙古自治区最严重的地方性砷中毒旗县,砷中毒高发区的地下水中砷含量在0.35～1.74 mg/l。
2008年 5月在河套平原西部的杭锦后旗地区开展了以研究地下水中砷的迁移转化为主要目的,北起阴山南麓东升庙,途径杭锦后旗西部、三道桥,南至黄河北岸的地下水水质调查工作[1]。
国内外学者在形态方面也进行了大量研究。
其中最早Keon提出的逐级形态提取实验,后来邓亚等人对这个方法加以改进,使砷的形态研究更进一步。
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。
呼和浩特盆地富砷地下水的分布及砷的迁移与释放自1991 年以来, 我们监测了呼和浩特盆地的626 眼水源井(包括手压井、大口井、自流井、机井等各类井型) 的水样。
测得浅层水砷含量在< 0. 01～1. 86 m göL , 深层水砷含量在< 0. 01～0. 36 m göL [ 1 ]。
部分居民由于饮用富砷水引起不同程度的慢性砷中毒。
砷病区既无采矿活动和工业废水污染, 也没有使用含砷药物和农药史。
且病区土壤砷(2. 9～8. 9m göL ) 与非病区土壤砷(3. 2～13. 0m göL ) 没有本质差别, 均在正常范围之内。
故认为盆地的慢性砷中毒是由于原生环境的砷污染引起的。
基于多年来的地下水水质监测和水文地球化学的调查研究结果, 此项研究旨在探讨该盆地富砷的成因即砷的迁移与释放的机理。
1材料与方法1.1.1工作区选择选择富砷区和非富砷区的各类型的水源井。
1.1.2水样的采集水样按不同的测定项目和不同方法的要求进行采集。
1. 3水样的测定pH 值、Eh、DO、SEC、HCO等在现场测定, 其他项目分别用化学法和原子吸收法3在实验室进行测定。
另外, 运用电感耦合等离子发射光谱法( ICP 和ICP- M S) 做对照实验。
2结果2.1.1盆地的地形、地势特征呼和浩特盆地东、南、北三面环山, 西临黄河, 地势东北高, 西南低, 呈自然缓坡形状。
海拔高度在990～1 200m。
地形坡降: 山前地带为6%～13% , 平原地区多在2‰以下[ 2 ]。
2. 2盆地的环境地质特征富砷区和非富砷区在环境地质方面存在显著的特征, 主要反映在地貌、微地貌、沉积环境、含水层的性质、水化学成分及水的运动状态等方面, 见表1。
表1富砷区和非富砷区的环境地质特征2. 3水样分析结果和盆地富砷地下水的分布水样监测结果表明: 富砷区的富砷水普遍为还原环境,溶解氧(DO ) 大多数为零即无氧, 氧化还原电势(Eh) 的范围在- 74～98 mV; 水中HCO 3- 、P、Fe、M n 含量均高于非富砷区, 腐植酸、NH4 - N 的含量也明显高于非富砷区; 水中有机质含量高, 一些井水呈黄褐色, 有浓烈的腐臭味, 易点燃, 而SO 42- 含量却很低, 且水中有H2S 味, 这表明水中硫酸盐已被还原。
第22卷第11期2007年11月地球科学进展ADVANCES I N EARTH SC I E NCEVo.l22N o.11N ov.,2007文章编号:1001-8166(2007)11-1109-09富砷地下水研究进展*郭华明,杨素珍,沈照理(中国地质大学水资源与环境学院,北京100083)摘要:原生高砷地下水已对人类健康构成了极大威胁,许多国家和地区对此进行了较深入的研究。
在阅读国内外大量文献资料的基础上,全面系统地总结了世界范围内原生高砷地下水概况、砷富集环境和砷来源、分析方法和技术、砷富集机理以及高砷区水源安全保障技术等。
提出了高砷地下水研究的主要发展方向,包括:含水介质中砷形态研究、微生物影响下含水层中砷的释放研究、同位素技术在高砷地下水研究中的应用以及高砷饮用水安全保障技术研究等。
关键词:高砷地下水;迁移;富集;微生物;同位素中图分类号:P641.3文献标识码:A1引言砷是地壳的微量组分,其化合物广泛用于工农业生产和医药。
微量的砷可促进人体新陈代谢,生血润肤。
然而,砷也是一种有毒致癌物,当它在人体中聚积到一定量时,即会对人体健康造成危害,可导致器官癌变,如皮肤癌、肺癌等。
自然界中的砷广泛分布于大气、水、土、岩石和生物体中。
在天然过程和人类活动的影响下,砷可释放到环境中。
其中,天然过程所导致的原生高砷地下水是当前国际社会面临的最严重的环境地质问题之一,它严重威胁全世界数亿居民的身体健康[1]。
在孟加拉盆地有超过4千万人口饮用砷浓度超标的地下水,砷中毒患者超过20万[2]。
在我国,高砷地下水主要分布于台湾、新疆、云南、湖南、贵州、山西、内蒙古等省(自治区)的40个县(旗、市),受影响人口约230万人。
原生高砷地下水及其导致的地方性砷中毒,已引起国际社会的高度重视。
许多国家和地区投入巨力调查与研究高砷地下水的形成机制,以解决饮水型砷中毒问题,为低砷地下水的勘查、开发及除砷技术的研究提供科学依据。
内蒙古河套平原典型高砷区地下水中砷的演化规律张扬;郭华明;贾永峰;张卓【摘要】通过对高砷地下水典型区完整地质单元不同深度含水层地下水进行监测,分析了与砷释放、迁移和富集有关的敏感因素(水位、Eh、总铁、亚铁等)的时间和空间变化规律,探讨了高砷地下水的形成机理.结果发现,地下水灌溉区和黄河水灌溉区,地下水水位均受人为灌溉活动的影响.地下水砷含量在空间和时间尺度上发生有规律的变化.在空间尺度上,地下水中砷含量随着深度的增加而升高,井深小于10 m 的地下水砷含量在1.88～2.58 μg/L;井深在10～15 m之间的地下水中砷含量在18.2 ～217 μg/L;井深在15～25 m之间的地下水中砷含量在38.3 ～226 μg/L.受人为灌溉影响,地下水中砷的含量会随着地下水位的抬升而升高.地下水砷含量随时间变化的原因是水位抬升使水位变化造成氧化还原环境改变.地下水系统中含砷铁氧化物矿物的还原性溶解、脱硫酸作用等是控制地下水砷含量的主要水文地球化学过程.%Based on monitoring of groundwater levels and chemical conponents at different aquifers in a typical hydrogeological section of the Hetao basin,spatial and temporal variations in As,redox-sensitive parameters (including Eh,total dissolved Fe,Fe (Ⅱ)) were assessed,and the formation mechanisms of high As groundwater were evaluated.Results showed that groundwater levels were affected by agricultural irrigation in both groundwater irrigation area and surface water irrigation area.Spatial and temporal variations of groundwater As wereobserved.Spatially,groundwater As concentrations increased with the increasing sampling depths.In aquifers at depths ＜ 10 m,groundwater As was less than 5.0 μg/L,between 18.2 and 217 μg/L at depths 10 ～ 15m,and between 38.3 and 226 μg/L at depths 15 ～25 m.Affected by agricultural irrigation,groundwater As generally increased with the increase in groundwater levels.The reason for the increases in As concentrations with increasing water levels is that the fluctuation of groundwater level induced the change of groundwater redox conditions.The major hydrogeochemical processes controlling groundwater As concentrations included reductive dissolution of Fe(Ⅲ) oxides and bacterial sulfate reduction.【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2017(044)002【总页数】8页(P15-22)【关键词】高砷地下水;含水层;地下水位;时间;空间【作者】张扬;郭华明;贾永峰;张卓【作者单位】浙江广川工程咨询有限公司,浙江杭州 310020;中国地质大学(北京)水资源与环境学院,北京 100083;中国环境科学研究院,北京 100012;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】P641.3地方性砷中毒作为一个世界性难题一直困扰着人类。
地下水系统中胶体的形成机理及其对污染物迁移的影响①郭清海 王焰新 郭华明(中国地质大学,湖北武汉430074)摘 要:胶体能有效地吸附地下水中的污染物并对其迁移距离及速度产生显著的影响,因此,研究胶体在地下水中的性质具有重要的意义。
鉴于这一研究工作所存在的困难,叙述了在地下水中胶体的取样方法及分析技术,且以分析胶体在地下水系统中的形成机理为基础,对胶体的迁移与富集规律的定量模拟预测作了简要的介绍。
关键词:胶体;污染物;迁移;模拟中图分类号:X 143 文献标识码:A 文章编号:100027849(2001)0320069206 胶体是一种分散系统,该系统中分散相的粒子直径约为10-9～10-7m [1]。
胶体广泛地存在于地下水系统之中,若含水层中矿物颗粒的大小处于胶体分散相的粒径范围之内,则发生于地下水中的物理扰动或化学扰动均可促成矿物颗粒形成胶体。
若溶解于地下水中的矿物因过饱和而析出,也可能形成胶体。
此外,某些天然有机材料,如腐殖质、微生物分泌物等,亦可能在地下水中以胶体的形式存在。
一般,地下水中的天然胶体可分为无机胶体与有机胶体两大类型。
无机胶体包括粘土矿物、金属氧化物、含碳化合物等。
细菌、病毒、腐殖质、人工合成的有机物大分子等则均属于有机胶体的范畴。
越来越多的事实表明,胶体对调节地下水生态系统的结构及功能起着不可忽视的作用,尤为重要的是,胶体显著地影响低溶解度污染物在地下水中的迁移。
因此,了解地下水中胶体的来源、类型、形成机理、取样方法、分析技术及其在促进污染物迁移方面的作用,具有非常重要的理论和实际意义。
1 地下水系统中胶体的形成机理地下水系统中可以促使胶体形成的因素很多。
例如,地下水溶液中离子浓度的降低或pH 值的升高,矿物表面吸附离子或大分子而造成表面电荷电性的改变,人工抽水或注水实验,快速降雨入渗等,综合上述各因素考虑,可将促使胶体形成的原因分为物理扰动和化学扰动两大类。
由这两种成因形成的胶体,具有各自不同的产生机理。
第22卷 第11期2007年11月地球科学进展A D V A N C E S I NE A R T HS C I E N C EV o l.22 N o.11N o v.,2007文章编号:1001-8166(2007)11-1109-09富砷地下水研究进展＊郭华明,杨素珍,沈照理(中国地质大学水资源与环境学院,北京 100083)摘 要:原生高砷地下水已对人类健康构成了极大威胁,许多国家和地区对此进行了较深入的研究。
在阅读国内外大量文献资料的基础上,全面系统地总结了世界范围内原生高砷地下水概况、砷富集环境和砷来源、分析方法和技术、砷富集机理以及高砷区水源安全保障技术等。
提出了高砷地下水研究的主要发展方向,包括:含水介质中砷形态研究、微生物影响下含水层中砷的释放研究、同位素技术在高砷地下水研究中的应用以及高砷饮用水安全保障技术研究等。
关 键 词:高砷地下水;迁移;富集;微生物;同位素中图分类号:P641.3 文献标识码:A1 引 言砷是地壳的微量组分,其化合物广泛用于工农业生产和医药。
微量的砷可促进人体新陈代谢,生血润肤。
然而,砷也是一种有毒致癌物,当它在人体中聚积到一定量时,即会对人体健康造成危害,可导致器官癌变,如皮肤癌、肺癌等。
自然界中的砷广泛分布于大气、水、土、岩石和生物体中。
在天然过程和人类活动的影响下,砷可释放到环境中。
其中,天然过程所导致的原生高砷地下水是当前国际社会面临的最严重的环境地质问题之一,它严重威胁全世界数亿居民的身体健康[1]。
在孟加拉盆地有超过4千万人口饮用砷浓度超标的地下水,砷中毒患者超过20万[2]。
在我国,高砷地下水主要分布于台湾、新疆、云南、湖南、贵州、山西、内蒙古等省(自治区)的40个县(旗、市),受影响人口约230万人。
原生高砷地下水及其导致的地方性砷中毒,已引起国际社会的高度重视。
许多国家和地区投入巨力调查与研究高砷地下水的形成机制,以解决饮水型砷中毒问题,为低砷地下水的勘查、开发及除砷技术的研究提供科学依据。
本文在查阅大量国内外相关研究成果的基础上,系统分析了世界范围内高砷地下水的分布、水文地球化学特征以及迁移富集规律,并归纳总结了高砷地下水的研究现状,指出了相关领域的研究热点和发展趋势。
2 全球原生高砷地下水概况地球上很多地区的含水层中砷浓度高于50μg/L,尤其在阿根廷、孟加拉国、智利、中国大陆、中国台湾、匈牙利、印度孟加拉州、墨西哥中部、罗马尼亚、越南、美国的西南部等。
另外,在尼泊尔、缅甸、柬埔寨的部分地区也存在高砷地下水。
世界范围内高砷地下水分布如图1所示。
2.1 国外原生高砷地下水的分布及特点2.1.1 印度和孟加拉在全球范围的高砷地下水区,孟加拉国和孟加拉州是人类受高砷地下水威胁最严重的地区。
孟加拉国和印度孟加拉州的高砷地下水主要分布于喜马拉亚隆起带以南,印度洋孟加拉(B e n g a l)海湾以北的布拉马普特拉河(B r a h m a p u t r a)、恒河(G a n g e s)、梅克纳河(M e g h n a)3条河流形成的浅、中层全新世冲洪积及三角洲含水层中。
受影响区地下水中砷的＊ 收稿日期:2007-07-18;修回日期:2007-10-15.＊基金项目:国家自然科学基金项目“原生高砷浅层地下水系统中砷的迁移转化复合界面效应研究”(编号:40572145)资助. 作者简介:郭华明(1975-),男,江西乐安人,副教授,主要从事水文地球化学、地下水污染控制等方面的教学与科研工作.E-m a i l:h m g u o@c u g b.e d u.c n浓度范围大,为<0.5～3200μg/L[2]。
但在范围广阔的富砷带上,地下水中砷含量存在着明显的空间变异性。
地下水砷的分布主要决定于含水层中冲积物的沉积相特征[3]。
据估计,饮水砷浓度>50μg/L 的高砷暴露人口在孟加拉国大约有3000～3500万,印度孟加拉州大约有600万[2]。
2.1.2 其它地区在越南,原生高砷地下水主要分布在红河和湄公河流域[4～7]。
在红河三角洲的局部地区,全新世沉积物形成了浅部含水层(10～15m)[4],浅井中地下水的砷浓度范围是1～3050μg/L(平均为159μg/L)[6]。
在湄公河三角洲,地下水的砷浓度范围是1～1610μg/L(平均为217μg/L)。
地下水砷浓度呈现出很大的季节变化,在雨季大部分采样点上砷浓度较低[7]。
在匈牙利平原南部的冲积物中(包括罗马尼亚的部分区域)已经发现砷浓度高于50μg/L的地下水[8]。
平原面积大约为11万k m2。
在盆地的最低处,地下水砷含量最高,含水层沉积物以细粒为主。
在墨西哥中北部的L a g u n e r a地区、智利北部(包括A n t o f a g a s t a,C a l a m a和T o c o p i l l a等城市)及阿根廷中部的C h a c o-P a m p e a n平原都发现了地下水砷问题。
该地区为干旱区,地下水为重要的饮用水源。
L a g u n e r a地区水砷浓度范围是8～624μg/L,据估计该区暴露于饮用水砷浓度大于50μg/L的人口达40万。
而在智利北部发现砷浓度最大可达21000μg/L。
在阿根廷,B h a t t a c h a r y a等[9]在圣地亚哥—德尔埃斯特罗(S a n t i a g o d e l E s t e r o)省发现最高砷浓度值为14969μg/L。
在美国,高砷地下水影响的地区主要包括内华达、加利福尼亚和亚利桑那州[10～13]。
在内华达州,至少有1000眼私人民用井砷含量超过50μg/ L[10]。
在加利福尼亚州的图莱里(T u l a r e)盆地,大多数地下水的砷含量在<1～2600μg/L之间[12]。
大部分地下水也含有高浓度的S e(达1000μg/L)、U(达5400μg/L)、B(达73000μg/L)和M o(达15000μg/L)[12]。
在亚利桑那州盆岭区,罗伯逊(R o b e r t s o n)发现高砷地下水出露于冲洪积含水层的氧化环境中[13]。
高浓度的A s(其它含氧阴离子)是该地区封闭盆地地下水的特征之一。
2.2 中国原生高砷地下水的分布及特点中国的高砷地下水区主要分布在内蒙、新疆、山西、吉林、江苏、安徽、山东、河南、湖南、云南、台湾等省(自治区)区的40个县(旗、市,图2),受影响人口约234万人,其中饮水中砷含量大于50μg/L的高砷暴露人口已超过52万人[14]。
以下简述几个典型地区高砷地下水的分布及特点。
·内蒙古:内蒙古高砷地下水除赤峰市的克什克腾旗为山区外,主要分布在河套平原和呼包平原。
河套平原和呼包平原为中新生代断陷盆地。
受燕山运动和喜马拉雅运动等造山运动的影响,盆地构造封闭,长期下沉,均形成了以内陆湖相巨厚细粒沉积物为主的沉积序列。
在阴山山脉与黄河及其支流大黑河之间形成了一条长约500k m,宽约10～40k m 的高砷地带。
2002年新发现锡林郭勒盟的苏尼特右旗饮水砷分布异常[14]。
地下水砷的最高浓度达1073μg/L。
高砷水存在着空间分布不均衡的特征,高砷含水层埋藏深度在10～75m之间,不同地段其深度不一。
·山西:山西省高砷地下水主要分布于大同和晋中两大盆地。
大同盆地为一新生代断陷盆地,盆地与周边山区呈断层接触;盆地中心为大片第四系冲湖积平原和黄土,盆地边缘沉积了洪积扇和冲洪积台地。
盆地内部第四纪断裂构造发育,地形复杂。
高砷水呈带状分布于桑干河与黄水河的河间洼地以及洪积—冲湖积交接洼地,主要埋深为20～50m,部分地区埋深达100m以上[16～18]。
在洪积—冲湖积交接洼地形成溶滤聚集型砷富集带,砷含量相对较低;在盆地中心的河间洼地形成浓缩聚集型砷富集带,其砷含量较高,最高浓度达到1932μg/L[18]。
3 原生高砷地下水赋存环境和砷的来源原生高砷地下水的水文地球化学条件比较复杂。
不同的地质条件、沉积环境、水化学特征等对环境中砷的释放和富集的影响程度不同。
在不同区域,高砷地下水可以存在于还原环境中,也可以存在于氧化环境中。
蒸发浓缩作用被认为是干旱区高砷地下水形成的一个重要过程。
高砷地下水一般形成于干旱或半干旱地区的内陆或封闭盆地,且发育有细粒湖沼相沉积层、三角洲沉积层或冲洪积层等。
这些沉积物中往往富含有机质,为还原环境。
地形是平坦低洼的地下水滞留区。
这类含水层水流更新交替缓慢,为地下水砷富集提供了良好的条件。
高砷地下水研究中所遇到的一个关键问题就是地下水的来源和形成环境。
通过测定地下水中D (2H)和18O同位素的组成,可以有效获取地下水来源方面的信息。
3H作为现代地下水的指示剂,可以1110 地球科学进展 第22卷图1 世界范围内高砷地下水分布(据S m e d l e y 等[2],略有改动)F i g .1 D i s t r i b u t i o no f d o c u m e n t e dw o r l dp r o b l e m s w i t hA s i ng r o u n d w a t e r i nma j o r a q u i f e r s a s w e l l a s w a t e r a n de n v i r o n me n t a l p r o b l e m s r e l a t e dt o mi n i n ga n dg e o t h e r m a l s o u r c e s (S me d l e y e t a l [2]w i t hf e w m o d i f i c a t i o n s)图2 中国高砷地下水分布(据沈雁峰等[15],稍有修改)F i g .2 D i s t r i b u t i o no f h i g ha r s e n i c g r o u n d w a t e r i nC h i n a(S h e nY a n f e n ge t a l [15],w i t hf e w m o d i f i c a t i o n s )1111第11期 郭华明等:富砷地下水研究进展 用来判断地下水的形成年代。
此外,作为一种有效手段,14C同位素可提供更为准确的地下水年龄信息。
在获取地下水年龄的基础上,结合全球气候变化、沉积环境的演化等信息进行综合分析,可间接推测出高砷地下水的形成环境和砷来源。
采用同位素手段,B G S于2001年发现,在孟加拉国深部地下水中3H一般为<0.4T U,低于受砷影响大的浅层地下水3H(几个T U)。
地下水14C的研究也表明,浅部地下水的年龄只有几十年,而深部(150m)达2k a以上,并且南部地下水的形成年代比中东部早得多。
