内蒙古土默特左旗砷中毒区砷的来源与富集研究

发布时间：2017-08-11 09:08

  本文关键词：内蒙古土默特左旗砷中毒区砷的来源与富集研究

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【摘要】：内蒙古土默特左旗研究区为百年来砷中毒的老病区,村民祖辈遭受水砷中毒病害。本文在研究区进行1:5万生态地球化学详查,走访村民和医院并采集水、岩石、土壤、植物、煤、降尘、人发等样品进行综合分析,旨在发现病区高砷地下水中砷的来源以及富集机制和影响因素,对当地水砷中毒的防治提出合理的意见和建议。通过研究发现本区土壤含砷量和地下水含砷量在空间上并没有明显的一致性,说明在研究区内砷并没有存在明显的从土壤到地下水的垂向迁移,本区煤块(灰)中砷的含量也不高,说明煤块(灰)中的砷也并不是本区砷中毒和地下水砷含量高的主要原因。区内地下水补给源的北部大青山,太古代灰黄色二长花岗岩、灰绿色大理岩、黑色玄武岩等岩层砷含量比地壳丰度值高,其中太古代灰绿色大理岩的砷含量高达地壳均值的4倍多,为富砷岩系,这些高砷岩层是本区地下水中砷的原生物源。呼包盆地为中-新生代断陷盆地,沉积了巨厚的以粉砂质和淤泥质为主的第四系沉积物Q4fl,同时沉积物中富含有机质,这些有机质对砷有着很强的富集能力,之后发展成为现在高砷地下水的含水层,为水砷富集提供了大量的物质来源。由于断裂构造,地下径流交替缓慢,水流不畅,形成封闭-半封闭的地下环境,富含有机质的富砷沉积物被埋藏在断裂构造带浅层,处于还原环境,pH值为弱碱性,因此含水层发生了有机物—微生物协同作用下Fe氧化物矿物的异化还原反应。Fe氧化物矿物还原生成了溶解态的Fe2+,吸附在矿物表面的As随即被释放出来,进入到了周围水体,砷便在此地下水体中大量富集,同时有机质能把As(V)还原成As(III),提高砷的毒性60~100倍。研究区属于干旱蒸发盆地,地下水的补给主要通过大气降水和山涧水,水补充到地下的同时溶滤了周围岩石和沉积物中的砷元素,在地下水中汇集,同时大量的地下水因蒸发作用散失,促使水中的砷进一步浓集,形成了致病的高砷地下水。
【关键词】：内蒙古 水砷中毒 富集机制
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R599.1;P641.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 引言11-18
• 1.1 选题背景与意义11-14
• 1.2 砷中毒病区国内外研究现状14-16
• 1.2.1 砷中毒区分类14
• 1.2.2 砷的来源与富集14-16
• 1.3 研究内容16
• 1.4 技术路线16-18
• 第二章 工作方法与分析数据质量评述18-30
• 2.1 1:5 万生态地球化学详查18-20
• 2.1.1 详查选区18-19
• 2.1.2 采样方法19-20
• 2.2 病村生态系统地球化学调查20-22
• 2.2.1 研究区背景调查20-21
• 2.2.2 病村病户采访21-22
• 2.3 土壤垂直地球化学剖面测制22-23
• 2.4 送样、实验室：分析方法列表23-24
• 2.5 分析数据质量评述24-29
• 2.5.1 土样24-25
• 2.5.2 水样25
• 2.5.3 岩石样25-26
• 2.5.4 降尘样26
• 2.5.5 煤（灰）样26-27
• 2.5.6 植物与粮食样27-28
• 2.5.7 人发样28-29
• 2.6 完成工作量统计29-30
• 第三章 呼包盆地地质地球化学环境特征30-37
• 3.1 呼包盆地自然地理、经济发展及生态环境30-33
• 3.1.1 自然地理30-31
• 3.1.2 经济发展31
• 3.1.3 气候气象31-32
• 3.1.4 生态环境32-33
• 3.2 呼包盆地地质构造与演化背景33-34
• 3.2.1 呼包盆地地质构造33
• 3.2.2 盆地的形成与演化历史33-34
• 3.3 大青山与土默川平原区域地质环境34-37
• 3.3.1 区域地质构造与演化背景34-35
• 3.3.2 土默川平原第四纪沉积层分带35-37
• 第四章 土壤生态地球化学调查及As的物源分析37-43
• 4.1 1:5 万土壤生态地球化学普查37
• 4.2 土左旗详查区土壤重金属含量统计分析37-39
• 4.3 研究区As等土壤重金属的空间分布与物源分析39-42
• 4.3.1 研究区As的空间分布特征39-40
• 4.3.2 研究区镉、汞的空间分布特征40-42
• 4.3.3 研究区As的物源分析42
• 4.4 本章小结42-43
• 第五章 研究区水体As的地球化学特征43-50
• 5.1 测区地表和地下水地球化学特征43-46
• 5.1.1 测区地表与地下水水化学类型43-44
• 5.1.2 测区地表与地下水pH、Eh值44-46
• 5.2 研究区水样As3+、As5+测定结果分析46-47
• 5.3 As的含量变化与地下水层位的关系47
• 5.4 测区地下氢氧同位素组成特征47-49
• 5.5 本章小结49-50
• 第六章 研究区环境地球化学调查及As来源与富集的研究50-58
• 6.1 研究区环境综合调查50-52
• 6.1.1 病区自然环境调查50-51
• 6.1.2 测区工农业生产和生活性污染调查51
• 6.1.3 测区生态环境地质调查51-52
• 6.2 呼包盆地环境砷背景研究52-55
• 6.2.1 陶思浩-哈素海测区周边基岩中砷的背景分布52-53
• 6.2.2 测区水体中砷的含量和分布特点53-54
• 6.2.3 测区土壤中砷的富集54
• 6.2.4 粮食、煤中砷的富集54-55
• 6.2.5 测区人体中砷的富集55
• 6.3 陶思浩-哈素海研究区地下水砷来源综合分析55-56
• 6.4 砷中毒区砷的富集研究56-58
• 6.4.1 砷在沉积物中的富集57
• 6.4.2 富砷沉积物的埋藏57
• 6.4.3 富砷含水层砷的释放和富集57-58
• 第七章 结论58-59
• 致谢59-61
• 参考文献61-65
• 附录65

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