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“引大入秦”灌溉工程对甘肃秦王川盆地地下水化学组分的影响

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农业工程学报 2020年第2期36卷 166-174页

作者：吕晓立刘景涛韩占涛朱亮陈玺中国地质科学院水文地质环境地质研究所石家庄050061 中国地质调查局、河北省地下水污染机理与修复重点实验室石家庄050061

为研究“引大入秦”灌溉工程对秦王川盆地地下水化学组分的影响,该文在对该盆地地下水进行系统采样分析的基础上,通过对比“引大入秦”工程运行前后盆地内水化学数据,利用数理统计、Gibbs图、离子比等方法,对盆地内地下水化学组分演化... 详细信息

为研究“引大入秦”灌溉工程对秦王川盆地地下水化学组分的影响,该文在对该盆地地下水进行系统采样分析的基础上,通过对比“引大入秦”工程运行前后盆地内水化学数据,利用数理统计、Gibbs图、离子比等方法,对盆地内地下水化学组分演化进行了深入分析。结果表明:工程运行前,研究区水化学类型以Cl·SO4-Na、Cl·SO4-Na·Mg和SO4·Cl-Na为主。工程运行初期,在灌溉渗水淋洗作用下包气带易溶盐进入地下水,盆地地下水向盐化和硬化方向演化。随着工程的继续运行,包气带盐分被逐步洗脱殆尽,灌溉淋滤水的含盐量逐渐降低,其中处于盆地汇水区的平原区中部下降趋势最为明显,地下水化学类型由Cl·SO4-Na演化为HCO3·SO4-Na(Na·Ca·Mg)和Cl·SO4·HCO3-Na。盆地周缘黄土丘陵区水资源贫乏,受原生沉积地层中高含量易溶盐影响,Cl·SO4-Na·Mg型水分布范围基本保持不变。盆地南部当铺一带地下水由Cl·SO4-Na型演化为Cl·SO4-Na·Mg型水。在这一过程中,研究区水化学组分受硅酸盐岩风化溶解以及岩盐和蒸发岩盐溶解共同作用,在蒸发浓缩作用下富集。盆地地下水受工矿企业污染影响较小,但化肥的使用导致地下水NO3-质量浓度明显升高。研究结果为秦王川灌区地下水资源的可持续发开利用提供参考。

关键词：干旱灌溉秦王川盆地地下水水化学演化离子来源风化溶解

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塔城盆地地下水氟分布特征及富集机理

地学前缘 2021年第2期28卷 426-436页

作者：吕晓立刘景涛周冰朱亮张玉玺中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 河北省地下水污染机理与修复重点实验室河北石家庄050061

塔城盆地位于新疆维吾尔自治区西北部,干旱少雨,蒸发强烈。但相对于新疆其他盆地,塔城盆地地下水水质相对较好,溶解性总固体和F-含量相对较低。为解译这种差异及盆地内高氟地下水的成因,本文在对盆地地下水样品水化学组分系统分析的基础... 详细信息

塔城盆地位于新疆维吾尔自治区西北部,干旱少雨,蒸发强烈。但相对于新疆其他盆地,塔城盆地地下水水质相对较好,溶解性总固体和F-含量相对较低。为解译这种差异及盆地内高氟地下水的成因,本文在对盆地地下水样品水化学组分系统分析的基础上,结合多种水文地质调查数据,利用数理统计、离子比及主成分分析等手段,研究高氟水的成因及其分布规律。结果表明:受气候以及地质等因素控制,研究区地下水氟浓度总体较低,高氟水主要分布于扇前洼地及盆地中部的低洼地带;受承压含水层的顶托补给,地下水氟浓度呈现出上高下低的垂向分带特征。研究区地下水径流途径短,水循环快,水岩相互作用时间较短,且山区地下水以深径流形式循环补给平原区深层承压含水层,再顶托补给潜水,避免了强烈的蒸发浓缩作用。山前洪积扇地下水氟富集主要受控于沉积地层中含氟矿物的风化溶解,而岩石风化、蒸发浓缩、阳离子交换、竞争吸附为平原区地下水氟浓度的主要影响因素。

关键词：塔城盆地地下水氟分布特征来源离子比主成分分析

快速城镇化三角洲地区高碘地下水赋存特征及驱动因素:以珠江三角洲为例

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环境科学 2022年第1期43卷 339-348页

作者：吕晓立刘景涛韩占涛周冰李备中国地质环境监测院北京100081 中国地质科学院水文地质环境地质研究所石家庄050061 河北省地下水污染机理与修复重点实验室石家庄050061 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012

沿海城镇化地区地下水中碘来源复杂,高碘地下水对生活饮用水安全存在潜在威胁.以城镇化快速发展的珠江三角洲为研究区,运用数理统计和主成分分析等方法探讨了珠江三角洲不同含水层和不同城镇化水平地区浅层地下水中碘的赋存特征及驱动因... 详细信息

沿海城镇化地区地下水中碘来源复杂,高碘地下水对生活饮用水安全存在潜在威胁.以城镇化快速发展的珠江三角洲为研究区,运用数理统计和主成分分析等方法探讨了珠江三角洲不同含水层和不同城镇化水平地区浅层地下水中碘的赋存特征及驱动因素.结果表明,研究区浅层地下水ρ(I^(-))介于未检出~2.34 mg·L^(-1),主要以I^(-)的形式存在.研究区1 567组地下水样品中,ρ(I^(-))>0.1 mg·L^(-1)的高碘地下水检出120组.其中,孔隙和裂隙高碘地下水分别检出84组和36组,岩溶含水层未检出高碘地下水.对比2005~2008年历史水化学数据,近10年新增建设用地浅层地下水ρ(I^(-))均值增加了30%.孔隙和裂隙高碘地下水均主要分布在城镇化地区,其比例均为非城市化地区的3倍以上.高碘地下水以HCO_(3)·Cl-Ca·Na和Cl-Na型水为主,高碘地下水具有pH较高氧化还原电位较低等特性.含碘铁锰(氧)氢氧化物的还原溶解和沉积物中富碘有机物的分解可能是珠江三角洲平原区浅层孔隙高碘地下水的主要来源.富含碳酸盐的岩石中有机物的降解和城市化伴随还原性污水的泄漏,可能为浅层裂隙高碘地下水的主要来源.三角洲平原区中性至弱碱性富含有机质的还原环境是高碘地下水赋存的主要成因.风化溶滤、阳离子交换和海陆交互作用是珠江三角洲高碘地下水演变的主要水化学过程.

关键词：高碘地下水赋存环境特征驱动因素珠江三角洲城镇化

新疆塔城盆地地下水中铁锰分布特征及人类活动的影响

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中国地质 2020年第6期47卷 1765-1775页

作者：吕晓立刘景涛周冰朱亮中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 河北省地下水污染与修复重点实验室中国地质调查局地下水污染机理与修复重点实验室河北石家庄050061

以新疆塔城盆地80组地下水样品水化学组分测试结果为依据,结合区域地质、水文地质调查资料,研究塔城盆地地下水中铁、锰分布特征及其成因。结果表明,研究区浅层地下水中铁、锰浓度总体较低,局部超标,其空间分布特征基本一致。对比2017... 详细信息

以新疆塔城盆地80组地下水样品水化学组分测试结果为依据,结合区域地质、水文地质调查资料,研究塔城盆地地下水中铁、锰分布特征及其成因。结果表明,研究区浅层地下水中铁、锰浓度总体较低,局部超标,其空间分布特征基本一致。对比2017年发布的地下水质量标准,地下水中铁、锰超标率依次为25%和5%,深层承压水铁、锰含量均未超标。地下水中铁锰离子浓度受原生地质环境所控,同时叠加人类活动影响,城镇周边人口密集区尤其是排污沟渠附近地下水中耗氧量、溶解性总固体、铁、锰含量明显升高。地下水中铁锰超标连片区域呈条带状或斑块状分布于塔城盆地北部山区、中部冲积平原区以及南部低山丘陵区的铜钼成矿带,受人类活动影响,在塔城市、额敏县及其周边的地表水和地下水重污染区分布有地下水铁、锰重污染点,污染物特别是有机污染物排放所引起的还原环境促使地层中难溶的铁锰矿物的溶解释放。地层中,尤其是矿床及周边地层中高含量的铁锰是地下水中铁锰的重要来源,沉积层中富含丰富的有机质同时叠加人类活动输入所形成的还原条件是研究区地下水中铁、锰迁移和富集的主控因素。

关键词：地下水 Fe、Mn分布特征人类活动水文地质调查工程塔城盆地新疆

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纳米零价铁地下水修复技术的最新研究进展

水文地质工程地质 2013年第1期40卷 41-47页

作者：韩占涛吕晓立张威马丽莎王平中国地质科学院水文地质环境地质研究所石家庄050061

纳米零价铁(NZVI)是粒径在1～100nm之间的铁颗粒,它的比表面积和反应活性远远大于普通铁屑和铁粉,可以直接注入到含水层的重污染区,形成一个高效的原位反应带,灵活、高效、低成本地治理地下水污染。NZVI不仅可以降解各种卤代烃,还可以... 详细信息

纳米零价铁(NZVI)是粒径在1～100nm之间的铁颗粒,它的比表面积和反应活性远远大于普通铁屑和铁粉,可以直接注入到含水层的重污染区,形成一个高效的原位反应带,灵活、高效、低成本地治理地下水污染。NZVI不仅可以降解各种卤代烃,还可以降解部分不含卤族元素的有机污染物,吸附或降解地下水中的重金属离子和多种无机阴离子。NZVI地下水修复技术在发达国家已经得到工程应用并正在迅速推广,原位场地因素对NZVI地下水修复效果的影响是今后该领域重要发展方向。NZVI在含水层中的有效分散和运移是今后NZVI用于地下水修复的主要突破点。

关键词：卤代烃砷污染地下水原位修复纳米零价铁

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塔城盆地地下水“三氮”污染特征及成因

水文地质工程地质 2019年第2期46卷 42-50页

作者：吕晓立刘景涛周冰朱亮中国地质科学院水文地质环境地质研究所河北石家庄050061 中国地质调查局地下水污染机理与修复重点实验室河北石家庄050061

地下水氮元素污染是一个全球性的环境问题,其来源和迁移转化特征是国内外研究的热点。文章以新疆塔城盆地80组地下水样品水化学组分测试结果为依据,研究塔城盆地地下水"三氮"污染特征。结果表明:塔城盆地地下水质量总体较好;对比2017年... 详细信息

地下水氮元素污染是一个全球性的环境问题,其来源和迁移转化特征是国内外研究的热点。文章以新疆塔城盆地80组地下水样品水化学组分测试结果为依据,研究塔城盆地地下水"三氮"污染特征。结果表明:塔城盆地地下水质量总体较好;对比2017年发布的地下水质量标准,深层承压水"三氮"均未超标;浅层地下水"三氮"污染较轻,"三氮"超标点零星分布于地下水的中下游冲洪积平原区,其中,NO3-N超标率最高,超标率为8.8%; NO2-N和NH4-N次之,超标率均为1.3%。沿着地下水流向,从山区到盆地中央的平原区,地下水污染逐渐变重。"三氮"重污染点主要分布在塔城市、额敏县及其周边地区。区内地下水污染点的分布与工矿企业污染源、污水处理厂、垃圾填埋场等大型污染源的分布具有一定的相关性。城市化进程中,生活污水的不合理排放是塔城盆地"三氮"污染的主要来源,而通过排污河流下渗是研究区地下水"三氮"污染的重要途径;氧化还原条件、p H值、包气带岩性结构、补径排条件等是"三氮"迁移转化及其空间分布的主要影响因素。

关键词：塔城盆地地下水硝态氮亚硝态氮氨氮氮元素污染

快速城镇化进程中珠江三角洲硝酸型地下水赋存特征及驱动因素

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环境科学 2021年第10期42卷 4761-4771页

作者：吕晓立刘景涛韩占涛朱亮张玉玺中国地质科学院水文地质环境地质研究所石家庄050061 河北省地下水污染机理与修复重点实验室石家庄050061 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012

随着经济的发展,我国地下水硝酸盐污染日趋严重,城镇化和工业化是硝酸型地下水频繁显现的主要驱动力.本文以城镇化快速发展的珠江三角洲为研究区,运用数理统计、主成分分析及"双因子"等方法探讨了研究区浅层硝酸型地下水的赋存环境特征... 详细信息

随着经济的发展,我国地下水硝酸盐污染日趋严重,城镇化和工业化是硝酸型地下水频繁显现的主要驱动力.本文以城镇化快速发展的珠江三角洲为研究区,运用数理统计、主成分分析及"双因子"等方法探讨了研究区浅层硝酸型地下水的赋存环境特征和驱动因素.结果表明,珠江三角洲地区地下水硝酸盐含量总体较高,全区1538组地下水样品中,硝酸盐浓度大于地下水Ⅲ类水质标准(88.6 mg·L^(-1))87组,超标率为5.7%;硝酸型水284组,占样品总数的18.5%.研究区硝酸型水分布广泛,主要分布于丘陵区及其与平原区交界处.其中广州、东莞、佛山和珠海等地区受城镇化和工业化影响出现了条带状的高溶解性总固体(TDS)硝酸型水,而在周边丘陵河谷区分布低TDS硝酸型水.西江、东江平原区,受工业废水及海咸水入侵影响,地下水TDS明显升高,该区域地下水NO_(3)^(-)质量浓度超Ⅲ类水标准但未影响水化学类型,然而工业化导致该区域硫酸型水频繁显现.研究区硝酸型水赋存于酸性或弱酸性环境,通常具有TDS和总硬度含量较低,Cl^(-)、SO_(4)^(2-)和K^(+)浓度较高等特征.硝酸型水的形成主要受生活污水、工业废水、农业氮肥、化粪池和垃圾渗滤液泄漏等影响.通常,高TDS硝酸型水的污染负荷高于低TDS硝酸型水.硝酸型水尤其是低TDS硝酸型水的圈定有利于识别出人类活动影响更为强烈的地下水,能够尽早识别出硝酸盐含量低但已具有潜在污染风险的地下水,对地下水的污染防控具有重要意义.

关键词：硝酸型地下水赋存环境特征驱动因素珠江三角洲城镇化

城镇化进程中新疆塔城盆地浅层地下水化学演变特征及成因

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环境科学 2020年第3期41卷 1197-1206页

作者：吕晓立刘景涛韩占涛周冰朱亮陈玺中国地质科学院水文地质环境地质研究所石家庄050061 河北省、中国地质调查局地下水污染机理与修复重点实验室石家庄050061

随着经济的发展,新疆塔城盆地地下水开采量持续增大,然而研究区水文地质研究基础薄弱,盆地地下水化学演化趋势及其成因不明,这使得未来的地下水开发利用存在较大风险.本文在对盆地内地下水进行系统采样分析的基础上,基于5种水化学图对... 详细信息

随着经济的发展,新疆塔城盆地地下水开采量持续增大,然而研究区水文地质研究基础薄弱,盆地地下水化学演化趋势及其成因不明,这使得未来的地下水开发利用存在较大风险.本文在对盆地内地下水进行系统采样分析的基础上,基于5种水化学图对地下水化学组分进行异常识别,并对比历史水化学数据,对盆地地下水化学演变进行了深入分析.结果表明:研究区地下水阳离子以Ca^2+和Na^+为主,阴离子以HCO3^-和SO42-为主,盆地广泛分布溶解性总固体小于1.0 g·L^-1的淡水.从山前淋溶迁移带到地下水径流缓慢的平原区,地下水化学类型由HCO3-Ca和HCO3·SO4-Ca·Mg型过渡到SO4·HCO3-Na·Ca型.对比1979年水化学数据,城镇化进程中,由于地下水的过量开采,水位埋深下降,原来的部分排泄区变为径流区,水循环交替加快,致使研究区HCO3型和SO4·HCO3型水分布面明显增加,以硫酸根和氯离子为主的高TDS水化学类型分布面积明显减少.然而在城镇周边人口密集区地下水中水氯离子和硝酸根离子明显升高,地下水TDS和总硬度呈上升趋势,地下水盐化和硬化明显.研究区地下水化学演变主要受潜水流经的含水层介质及地下水流场变化影响,另外排污沟渠污水下渗是影响地下水水质的另一个主要因素.

关键词：塔城盆地城镇化地下水化学离子比异常识别控制因素

城镇化进程中珠江三角洲高锰地下水赋存特征及成因

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环境科学 2022年第10期43卷 4449-4458页

作者：吕晓立刘景涛韩占涛朱亮李海军中国地质环境监测院北京100081 中国地质科学院水文地质环境地质研究所石家庄050061 河北省地下水污染机理与修复重点实验室石家庄050061 生态环境部土壤与农业农村生态环境监管技术中心北京100012 河北省水文工程地质勘查院石家庄050021

地下水中高浓度的锰对人体健康存在危害,快速城镇化地区锰来源复杂.基于不同历史时期的2500余组水化学数据,运用数理统计和主成分分析等技术方法,研究了珠江三角洲地区不同含水层和不同城镇化水平地区地下水中锰的空间分布特征、来源及... 详细信息

地下水中高浓度的锰对人体健康存在危害,快速城镇化地区锰来源复杂.基于不同历史时期的2500余组水化学数据,运用数理统计和主成分分析等技术方法,研究了珠江三角洲地区不同含水层和不同城镇化水平地区地下水中锰的空间分布特征、来源及其成因.结果表明,孔隙含水层地下水中锰含量明显高于裂隙和岩溶含水层.孔隙高锰地下水比例是裂隙和岩溶含水层的2倍.高锰地下水在城镇化和城郊地区比例明显高于非城镇化地区.在区域尺度上,还原条件下沉积地层中有机质的分解和铁锰(氧)氢氧化物的还原溶解可能是控制孔隙含水层锰浓度升高的主要因素.裂隙含水层中高锰地下水可能受城镇化伴随的低氧生活污水渗漏和工业化伴随的工业废水入渗影响.地下水pH值和氧化还原条件是控制研究区地下水中锰浓度的重要因素.孔隙高锰地下水受控于还原条件,而裂隙和岩溶高锰地下水弱酸性环境是其重要影响因素.近10年来,研究区地下水环境稳中向好,地下水氧化还原电位和pH不同程度地升高不利于高锰地下水的形成,这也是城镇化进程中不同类型含水层地下水中Mn^(2+)浓度总体降低的主要成因.

关键词：地下水中锰分布特征驱动因素城镇化主成分分析

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