雷州半岛和海南岛滨海典型区地下水化学特征及可利用性研究

发布时间：2019-11-03 01:47

【摘要】：地下水是滨海地区的重要水源,主要用于灌溉和饮用,这两种用途都直接关乎人体健康。滨海地下水易受陆地污染源和海水入侵影响:海水入侵使地下水化学组分发生变化,水质咸化,咸化的灌溉水容易危害作物的生长,使土地盐碱化;陆源污染使地下水含有重金属等有害物质,导致土壤和作物累积重金属,并通过食物链进入人体,危害健康。雷州半岛和海南岛地下水依存度较大:雷州半岛地下水用水量为6.46亿m3,占总用水量24.0%,海南岛地下水供水量为3.02亿m3,占总供水量6.7%。但迄今,该区域尚无系统的地下水化学特征和重金属污染评价分析,地下水长期利用的适用性存疑。本文选取雷州半岛和海南岛滨海典型区地下水进行研究,分析其可利用性:钻取深达40米的监测井,剖析地层状况;深入分析其水化学数据,探讨其用于灌溉的长期影响;测试并分析其重金属含量,研究其潜在的健康风险;在甄别风险的基础上,提出控制风险的技术措施和管理措施。本文主要结果如下:(1)除了HCO3-,其他离子均出现超过饮用水标准限值的状况;地下水中主要的离子组分为Cl-和Na+,其次为SO42-和Mg2+,这四种离子随矿化度的增加而增加;潮期对地下水化学组分含量影响较小;化学组分的逐时变化规律主要受到地层的影响,属于弱变异和中等变异。(2)利用常规的内梅罗水质评价法得到地下水基本属于V类,无法区分灌溉用水的水质差异;因此,采用舒卡列夫分类、苏林分类和Piper三线图法对地下水化学类型进行分类,地下水主要为Cl Na型水;通过化学组分比例系数、Gibbs图,并结合研究区地层地质情况探讨其成因机制,结果表明地下水基于海水混合作用、蒸发结晶作用和阳离子交换作用形成相对稳定的组分特征。(3)地下水中重金属超标严重,所有水样的Cd、As和Al含量超过饮用水标准,超标率为100%,部分水样的Pb、Ni、Fe和Mn含量超过饮用水限量标准,超标率分别为66.7%、16.7%、16.7%、16.7%;基于灌溉水质标准,Cd的超标率为66.7%;地下水重金属超标主要受到当地无序快速发展的工农业、养殖业的影响。(4)构建基于粗糙集理论的集对分析评价模型,综合评价了地下水灌溉适用性,结果表明研究区域83.3%的地下水都不太适合或不合适用于灌溉。其中影响灌溉水质的主要原因一是矿化度过大,水质咸化,不利于植物生长,并容易造成土壤盐渍化,二是重金属超标严重,毒性累积,危害人类健康。(5)将本地泛滥成灾的水葫芦制备成水葫芦生物碳用于净化地下水中危害最大的重金属Cd,实验结果表明去除效果好,去除率超过80%;实验结果为治理地下水污染,提高当地地下水可利用性提供了新的途径。(6)不太适合直接灌溉的高矿化度地下水,可通过与淡水混合的方法达到灌溉用水要求;同时应该加强环境管理,减小陆源污染影响。综上所述,研究区地下水已受到海水入侵和陆源污染的双重影响,在可利用性方面存在一定的风险;为了实现可持续发展,需要采取一些措施来降低风险,提高地下水这个重要水源的可利用性。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：P641.8

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