内蒙古河套盆地含水层沉积物可溶性组分与可溶性砷的分布规律研究

发布时间：2020-10-13 02:51

　　 河套盆地高砷高盐地下水广泛分布,对人类生产生活造成了安全隐患。为了探究地下水可溶性组分的分布特征及其与地下水、盐碱土的相关性,采取了1:5固液比的可溶性组分提取实验,并结合水文地球化学过程,分析了可溶性组分与可溶性砷的分布规律及其相关关系,取得的主要认识如下:(1)沉积物可溶盐含量受沉积物岩性与深度的影响较大。靠近地表沉积物可溶盐含量随深度逐渐降低;粘土质沉积物由于渗透性较差,盐分较好地保存了下来,含量较高且类型差别大;砂质含水层沉积物颗粒较大、渗透性较好,导致可溶性组分大部进入到地下水中,可溶性组分含量偏低但波动较大。(2)可溶性As主要受沉积物岩性和氧化还原条件影响。由于地下水淋洗,砂质含水层沉积物可溶性As含量一般小于50μg/kg;粘土沉积物中则吸附了大量可溶性As(最高可达950μg/kg)。接近地表(15 m),沉积物可溶性As呈现出沿深度持续偏低(18μg/kg)或逐渐升高的变化趋势(3-133μg/kg)。粘土沉积物可溶性As与可溶性Fe、Mn的同时升高表明,可溶性As大多来源于还原条件下Fe、Mn氧化物矿物的溶解。对于深部粘土沉积物,可溶盐对可溶性As具有一定影响;浅部地表和含水层砂质沉积物的可溶性HCO3-与可溶性As相关性较好;山前地区含水层砂中可溶性SO42-对可溶性As含量具有较大的影响。(3)不同灌溉水情况下,表层盐碱土的可溶盐含量、pH均较高(313-660 mg/g,9.07-10.16),可溶盐类型也大致相同。主要可溶性离子为Na+、SO42-,主要溶解矿物为无水芒硝与岩盐。微量组分如As、Fe等含量较低,这表明在地表高强度蒸发和氧化条件下,As和其他金属、重金属会被固定在土壤颗粒中。(4)竞争吸附、矿物还原性释放是地下水As富集的重要因素。靠近山前的含水层与平原区较深部含水层中,沉积物可溶性组分较少,趋向于赋存于沉积物中;平原区可溶性的组分更加偏向于溶解在地下水中。可溶性阳离子受离子交换因素影响较大,且越靠近地表和平原区,该过程越明显。强还原条件下,SO42-偏向于赋存于沉积物中,HCO3-、As则更趋向存在于地下水中。弱还原性条件下,通过矿物的吸附作用,As更容易固定在沉积物中。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：P641.3;X523
【部分图文】：

砷在地下水流向与深度的分布特征，并通过与相应沉积物可溶盐参数进行比对，揭示可溶性组分对地下水化学特征的影响。1.4.3 技术路线本次研究的技术路线如图 1-1 所示。

划为巴彦淖尔市。在河套盆地，主要气候类型为干旱半干旱大陆性季风气候，光照充足，热量丰富，降水量少，蒸发量大，风大沙多，无霜期短，昼夜温差大，年均温 5.6 到7.8 °C，温度最高的月份在 6 月至 8 月，平均 31.6 至 38.7 ℃，温度最低的月份集中在 12 月至 2 月，平均 20.2 至 34.4 ℃。年均降水量 130 - 220 mm，年均蒸发量则为 2000 - 2500 mm (Deng et al. 2009)，降水具有明显的东西分带性，自东向西，由南向北降水量有递减的趋势。春冬两季降水少，仅占年降水量的 8.7 - 2 %，夏秋两季（6 - 11 月）降水量在 125.7 - 165.5 mm，占全年降水量的 85 %以上。在河套盆地，降水量年际变幅大，但多年蒸发量较稳定，可大于降水量十倍左右，基本集中在春末夏初，月平均值在 300 - 400 mm。因此春冬两季土壤出现明显的积盐现象。

图 2-2 盐碱土取样点示例2.3.2 地下水样品的采集与检测为了开展水-岩间相互关系的研究工作，在上述 4 口钻孔开采完毕后立即了分层取样井的成井工作，并于 2012 年 8 月份在 4 口井的主要含水层部位地下水样品共计 13 份（其中 H01 孔 3 个，H02 孔 2 个，H04 孔 1 个，H08 个），用于现场检测和室内试验分析，采样深度如表 2-3 所示。表 2-3 采样井地下水样品名称与采集深度样品名 深度（m） 样品名 深度（m）H01-20 19 H08-08 6H01-31 29 H08-30 17

本文编号：2838633