北京潮白河冲洪积扇中下游地下水铁锰来源解析及成因分析

作     者：陈吉吉 陶蕾 席玥 田颖 徐蘇士 刘保献 荆红卫 

作者机构：北京市生态环境监测中心 国家环境保护河流全物质通量重点实验室 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：08[工学] 0815[工学-水利工程] 

基　　金：国家重点研发计划(No.2021YFC1809000) 北京市平原区地下水环境背景值调查研究项目 

主　　题：铁 锰 源解析 水化学成因 APCS-MLR分析 地下水 

摘      要：地下水是北京市供水的重要组成部分，地下水中铁锰超标会限制水资源的开发利用。为了查明高铁锰地下水来源及其水化学成因，运用主成分分析方法和绝对主成分-多元线性回归模型，解析地下水中铁锰来源及主要环境影响因素，量化各来源贡献率；基于Durrov图和矿物饱和度指数等揭示各来源铁锰的影响范围、水化学特征及成因。结果表明：研究区内铁、锰超Ⅲ类标准率分别为45.6%和59.4%，且丰水期铁、锰浓度水平和超标率普遍高于枯水期；主成分分析提取出铁、锰因子载荷较高的3个主成分，分别为导致第一含水层铁锰超标的迁移-富集作用(F1)，导致第一、二含水层铁锰超标的铁锰氧化物自然溶解作用(F2)，以及水化学作用(F3)，主要影响因素分别为水文地质条件、还原环境和pH；铁、锰易在HCO3-Ca·Mg型地下水中富集(F1和F2)，HCO3-Na型地下水中Fe、Mn浓度较低(F3)；源解析结果显示F1和F3分别解释了研究区域54.3%和26.6%的铁，以及58.7%和19.4%的锰，F2对铁锰的解释率低于7.50%。综合所述，F1和F2是导致研究区域铁锰超标的主要原因，水文地质条件和pH是影响研究区域地下水铁锰浓度的主要变量，人为源对研究区域地下水中铁、锰浓度影响有限。