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某铬渣堆污染地下水六价铬污染特征与迁移转化规律研究

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水文地质工程地质 2024年第3期51卷 180-190页

作者：吕永高蔡五田杨骊边超李敬杰王明国中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071051

我国铬渣堆历史存量较大,渣堆渗滤液中的六价铬[Cr(Ⅵ)]毒性大、迁移性强。为探究污染源特征、场地水文地质条件和水文地球化学过程综合作用下Cr(Ⅵ)在地下水中的迁移转化规律,文章以某铬污染场地为例,通过水样采集与分析,利用克里格插... 详细信息

我国铬渣堆历史存量较大,渣堆渗滤液中的六价铬[Cr(Ⅵ)]毒性大、迁移性强。为探究污染源特征、场地水文地质条件和水文地球化学过程综合作用下Cr(Ⅵ)在地下水中的迁移转化规律,文章以某铬污染场地为例,通过水样采集与分析,利用克里格插值、因子分析、水化学计算、Piper三线图和离子比等方法查明地下水中Cr(Ⅵ)的空间分布与水化学特征,识别水体中Cr(Ⅵ)的主要赋存形式,并探讨影响Cr(Ⅵ)在地下水中迁移转化的主控因素。结果表明:(1)场地40 m以浅的2个含水层均受到了Cr(Ⅵ)污染,污染范围和程度差异显著。(2)Cr(Ⅵ)在地下水中主要以和Cr_(2)O_(2)-7 HCO_(3)^(-) SO_(4)^(2-)2种形式存在,浓度极低,高浓度Cr(Ⅵ)水点的阴离子以和为主,阳离子以Na^(+)和Ca^(2+)为主。(3)降水淋滤SO_(4)^(2-) HCO_(3)^(-)和渗漏导致含有大量Na+、和Cr(Ⅵ)的渗滤液进入地下水,使地下水pH值升高;高浓度的和弱氧化环境下铁氧化物的溶解可以促进Cr(Ⅵ)在地下水中的迁移;锰氧化物和有机质通过氧化还原反应改变地下水中Cr(Ⅵ)浓度;浅层地下水的蒸发浓缩作用加剧Cr(Ⅵ)在地下水中的富集。研究成果可为铬渣类污染场地的风险管控与后期修复提供有力支撑。

关键词：污染场地六价铬形态特征因子分析迁移转化

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探地雷达在白洋淀湖底地层结构探测中的技术攻关与实践

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地质通报 2024年第4期43卷 651-657页

作者：王春辉田蒲源郭淑君孙晟中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071051

白洋淀湖底地层调查对于白洋淀生态地质调查、湖底生态清淤及湿地生态保护具有非常重要的现实意义。为系统探明白洋淀湖底地层结构,从区域尺度对湖底地层实现完整刻画,为钻探调查提供精确的靶区数据支撑,创新了探地雷达应用范围,采用船... 详细信息

白洋淀湖底地层调查对于白洋淀生态地质调查、湖底生态清淤及湿地生态保护具有非常重要的现实意义。为系统探明白洋淀湖底地层结构,从区域尺度对湖底地层实现完整刻画,为钻探调查提供精确的靶区数据支撑,创新了探地雷达应用范围,采用船载方式,透过水体开展了湖底地层勘查。剖析白洋淀湖底结构探地雷达勘探技术难点,分析了含底泥和不含底泥2种情形下水上勘探电磁波的传播特征和湖底原生地层的地球物理响应条件,建立了淀水+淤泥层+湖底原生地层的湖底简化结构模型。通过对比国内外主流探地雷达系统不同硬件设备的勘探能力与适应条件,优选出双皮划艇搭载50 MHz低频组合天线的工作模式,结合适用于水下电磁波弱信号提取的数据处理技术,获得了白洋淀湖底15 m深度范围的地层结构数据。结果表明,此种工作模式适用于湖区水深小于5 m的水域,原生地层电磁波整体呈现弱反射特征,湖底15 m深度范围内存在2~3组砂层反射界面。淤泥层会大大削弱湖底原生地层的电磁波反射强度。存在厚砂层的水域,电磁波会形成强反射波组,砂层展布形态刻画清晰,砂层厚度变化在0~3 m之间。本项研究实现了湖底地层结构建模分析、天线勘探模式优选、数据处理过程优化等技术集成。该技术成果为白洋淀淀区地下水与地表水三维地质建模提供了基础依据,为湖底地层钻探勘查提供了靶区支撑,有力推动了白洋淀湿地水-陆一体化探测技术方法体系的构建。

关键词：白洋淀水上探地雷达技术勘探深度淤泥层湖底砂层

拒马河流域河流沉积物与土壤重金属含量及风险评价

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环境科学 2024年第5期45卷 2962-2970页

作者：韩双宝袁磊张秋霞郑焰李甫成哈尔滨工业大学环境学院哈尔滨150090 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心保定071051 南方科技大学环境科学与工程学院深圳518055

拒马河流域河流沉积物与土壤存在污染下游北京市和雄安新区生态环境的风险,为此,沿源头至张坊出山口采集河流沉积物与土壤样品,将样品进一步分为干流底泥(29件)、河岸土壤(27件)和农田土壤(26件)这3种类型,采用富集因子法和潜在生态风... 详细信息

拒马河流域河流沉积物与土壤存在污染下游北京市和雄安新区生态环境的风险,为此,沿源头至张坊出山口采集河流沉积物与土壤样品,将样品进一步分为干流底泥(29件)、河岸土壤(27件)和农田土壤(26件)这3种类型,采用富集因子法和潜在生态风险指数法开展了重金属富集特征与生态风险评价研究.结果表明,研究区河流沉积物与土壤Cd、Hg、Pb、Zn和Cu含量均值高于白洋淀底泥与河北省表层土壤含量均值,As、Cr和Ni含量则偏低.各重金属污染程度由高到低为:Cd>Hg>Pb>Zn>Cu>Cr>Ni>As,生态风险综合指数显示农田土壤和河岸土壤以轻微风险为主,其次为中度;干流底泥潜在生态风险则以中度、重度和严重为主,分别占比为35.5%、24.1%和24.1%,主要贡献因子为Cd和Hg.多元统计分析结果表明Cd、Pb、Zn和Cu主要污染源为工矿活动;Cr、Ni和As则主要由成土母岩风化控制,As还受农业活动等的影响;Hg则由工矿活动、母岩风化和大气降尘等复合污染源控制.总体上,研究区土壤重金属风险整体处于轻微等级,但台峪-司各庄-蓬头河段干流底泥中存在Cd等重金属明显富集的现象,环境监测、河道清淤与治理应以该河段为重点.

关键词：拒马河流域河流沉积物与土壤重金属来源解析生态风险

宁夏地区咸水层CO_(2)封存选区及潜力预测

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水文地质工程地质 2024年第4期51卷 21-32页

作者：杨川枫刘廷程国强刁玉杰马鑫王楠李凤洋杨凌雪马晶虎亭孙建任建国宁夏回族自治区水文环境地质调查院宁夏银川750021 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心天津300304

宁夏局部地区高碳排放源集中且碳排量巨大,亟需开展碳封存潜力评价等工作,以支撑未来碳捕集、利用与封存规划与重大示范。文章在宁夏地区碳封存基本地质条件的基础上,采用美国能源部(US-DOE)体积法,评估宁夏地区深部咸水层CO_(2)封存预... 详细信息

宁夏局部地区高碳排放源集中且碳排量巨大,亟需开展碳封存潜力评价等工作,以支撑未来碳捕集、利用与封存规划与重大示范。文章在宁夏地区碳封存基本地质条件的基础上,采用美国能源部(US-DOE)体积法,评估宁夏地区深部咸水层CO_(2)封存预测地质潜力约867.421×10~8 t,预测技术容量约423.34×10^(8) t,主力储层主要集中分布在宁夏东部盐池地区和六盘山盆地。综合封存潜力、盖层封闭性、地质体稳定性、社会环境风险等因素,开展了宁夏地区咸水层封存适宜性初步评价,结果表明:宁夏东部盐池地区储盖层条件良好、构造较稳定、人口密度低,是宁夏地区开展咸水层CO_(2)封存的有利远景区。

关键词：宁夏深部咸水层 CO_(2)地质封存预测潜力远景区

金塔盆地鸳鸯池灌区地下水水化学特征及控制因素

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环境科学 2024年第4期45卷 2118-2128页

作者：王晓燕韩双宝张梦南尹德超吴玺安永会中国地质调查局水文地质环境地质调查中心保定071051 南方科技大学环境科学与工程学院深圳518055

为研究金塔盆地鸳鸯池灌区地下水水化学特征及控制因素,采集浅层地下水(201组)和中深层地下水(5组)样品,综合运用Piper三线图、Gibbs图、离子比值关系和因子分析等方法,分析了该区地下水水化学特征、水文地球化学过程以及影响因素.结果... 详细信息

为研究金塔盆地鸳鸯池灌区地下水水化学特征及控制因素,采集浅层地下水(201组)和中深层地下水(5组)样品,综合运用Piper三线图、Gibbs图、离子比值关系和因子分析等方法,分析了该区地下水水化学特征、水文地球化学过程以及影响因素.结果表明,研究区浅层孔隙水整体呈弱碱性,ρ(TDS)变化范围328.4~12 400 mg·L^(-1);阴阳离子分别以SO_(4)^(2-)和Mg^(2+)/Na^(+)为主.研究区地下水化学类型主要为HCO_(3)·SO_(4)-Mg型、SO_(4)·HCO_(3)-Mg型、SO_(4)-Mg·Na型和SO_(4)·Cl-Na·Mg型.中深层孔隙水p H均值为8.47,较浅层孔隙水高,属弱碱性水,ρ(TDS)变化范围339.0~493.8 mg·L^(-1),水化学类型主要为HCO_(3)·SO_(4)-Mg型.研究区地下水水化学特征受控于多种自然因素,包括岩石风化、蒸发浓缩和阳离子交换等,其中浅层孔隙水主要控制因素有溶滤和蒸发浓缩作用(贡献率为71.46%)、人类活动影响和碳酸盐岩溶解作用(贡献率为17.07%).

关键词：地下水水化学特征离子来源控制因素金塔盆地

白洋淀地表水水质季节与空间变化特征及其影响因素

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环境科学 2024年

作者：徐蓉桢王雨山尹德超王旭清中国地质调查局水文地质环境地质调查中心

白洋淀是雄安新区的核心生态功能区，为揭示白洋淀地表水质量及其变化趋势、重要水质指标随季节变化趋势、空间变化特征及其影响因素，综合利用统计描述、离子图解和因子分析等方法，系统地对白洋淀地表水水质进行研究。结果表明，白洋... 详细信息

白洋淀是雄安新区的核心生态功能区，为揭示白洋淀地表水质量及其变化趋势、重要水质指标随季节变化趋势、空间变化特征及其影响因素，综合利用统计描述、离子图解和因子分析等方法，系统地对白洋淀地表水水质进行研究。结果表明，白洋淀地表水质量逐渐向好，至2020年夏季白洋淀水质以Ⅳ类水为主。COD、高锰酸盐指数、TP和TN是影响白洋淀水质的关键指标，重点解析了此4项关键指标的时空变化特征，研究空间变化发现白洋淀地表水中难被氧化的耗氧物质含量高，且入淀河流所携物质直接影响入淀口附近水质；时间变化特征表明在生态补水背景下，地表水中污染物浓度水平显著下降，水质得到明显改善。白洋淀地表水水化学类型以HCO3-Na型为主，TDS及主要离子质量浓度表现出南高北低的特征，常量离子组分主要来源于硅酸盐岩风化溶解；微量水化学组分受天然和人为因素共同控制，天然来源为岩石风化，人为因素包括大气沉降、农业和工业来源，且叠加有机污染影响。研究结果可为白洋淀水生态保护与修复提供科学支撑。

关键词：地表水水质水化学特征季节与空间变化影响因素白洋淀

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青海共和盆地干热岩人工储层示踪试验研究

中国地质 2024年

作者：朱贵麟刘东林周殷竹边超曹月婷冯庆达张林友许文豪牛兆轩邓志辉中国地质调查局水文地质环境地质调查中心

干热岩是一种清洁、储量巨大的地热资源，从2019年开始，中国地质调查局在青海共和持续实施中国首例干热岩发电并网工程。【研究目的】干热岩储层致密，需压裂形成一定渗透性的连通缝网，形成容纳一定规模换热、导水储层，但高温硬岩人... 详细信息

干热岩是一种清洁、储量巨大的地热资源，从2019年开始，中国地质调查局在青海共和持续实施中国首例干热岩发电并网工程。【研究目的】干热岩储层致密，需压裂形成一定渗透性的连通缝网，形成容纳一定规模换热、导水储层，但高温硬岩人工储层研究还相对较少。【研究方法】人工储层的成功建造和井间有效连通是干热岩成功开发的核心，示踪试验是研究上述问题、刻画储层水文地质条件的有效手段，本文以青海共和盆地干热岩试采场地为研究对象，选取荧光素钠、溴化钠作为示踪剂，分别在规模压裂改造前后开展示踪试验。【研究结果】规模压裂改造前示踪剂回收率、换热体积等均较低，改造后储层裂缝更复杂，储层连通性更好，示踪剂回收率达到14.14%，裂缝换热体积增大至27倍，裂隙相对均质，有效减少了热突破风险。【结论】示踪实验可以定量化评价干热岩人工储层压裂改造效果，研究成果对于干热岩示踪试验的开展和高温硬岩热储的科学开发具有指导意义。

关键词：干热岩发电实验示踪试验压裂改造地热地质调查工程青海共和盆地

三江平原东部土壤和农作物硒含量特征及影响因素

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环境科学 2024年

作者：李敬杰杨涛王明国连晟吕永高蔡婧怡中国地质调查局水文地质环境地质调查中心

为识别三江平原东部胜利农场土壤和农作物Se元素含量特征及影响因素，综合利用统计学分析和相关分析等方法，对采集的83组表层土壤样品及34组农作物籽实样品的测试结果进行分析. 结果表明，研究区ω(Se)范围为0.12～0.95mg·kg-1，平均... 详细信息

为识别三江平原东部胜利农场土壤和农作物Se元素含量特征及影响因素，综合利用统计学分析和相关分析等方法，对采集的83组表层土壤样品及34组农作物籽实样品的测试结果进行分析. 结果表明，研究区ω(Se)范围为0.12～0.95mg·kg-1，平均值为0.37 mg·kg-1，在表层土壤富集程度较强烈，富集系数为3.18；可氧化态Se是该区土壤Se的主要存在形态，其在沼泽土、白浆土、旱地和水田的占比分别为81%、79%、79%和80%，可还原态Se含量最低，占比不超过5%；土壤理化指标对Se含量差异的影响主要表现为Se与pH和总钾(TK)呈负相关，与阳离子交换量(CEC)、土壤有机质(SOM)、腐殖质(HS)、总氮(TN)和总磷(TP)呈显著正相关；不同土地利用类型土壤Se含量平均值由高至低表现为：旱地＞水浇地＞草地＞林地，低pH值和高SOM的旱田土壤更易富集Se；不同土壤类型中沼泽土ω(Se)平均值最高，为0.45mg·kg-1，高于研究区Se含量平均值；第四系冲积层ω(Se)平均值最高，为0.43mg·kg-1，其母质主要以有机质丰富的湖相沉积物为主，是形成富Se土壤的重要因素之一；农作物与根系土中Se含量表现为负相关，低pH值或高SOM土壤中的Se不易被农作物吸收，其Se含量还受控于土壤Se的形态，与有效态Se含量呈正相关，与可氧化态Se含量呈负相关关系，建议通过减少耕地中人为化肥的使用量作为增加Se生物可利用性的手段来改变该区农作物Se水平现状.

关键词：三江平原土壤硒农作物硒理化性质土地利用土壤类型成土母质

太岳山脉中段中生代—新生代隆升演化裂变径迹约束

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西北地质 2024年第3期57卷 237-250页

作者：赵俊斌魏荣珠张成龙闫涛高宇辉杜艳伟山西省地质调查院有限公司山西太原030001 中国地质调查局水文地质环境地质调查中心河北保定071051

应用磷灰石裂变径迹年代学方法研究太岳山脉中段构造隆升与剥露过程,这对于进一步认识华北地块构造演化过程具有重要的意义。结果表明:太岳山脉中段自中侏罗世末期以来经历了持续隆升剥露过程,并受到了热事件的影响。模拟结果显示,太岳... 详细信息

应用磷灰石裂变径迹年代学方法研究太岳山脉中段构造隆升与剥露过程,这对于进一步认识华北地块构造演化过程具有重要的意义。结果表明:太岳山脉中段自中侏罗世末期以来经历了持续隆升剥露过程,并受到了热事件的影响。模拟结果显示,太岳山脉中段中生代—新生代共经历了4期快速隆升剥露:165~112Ma、103~85Ma、80~50Ma及28Ma以来。样品裂变径迹年龄与海拔高程呈正相关关系,隆升速率为8.4 m/Ma。剥蚀速率从早白垩世晚期以来的14.9~18.1m/Ma逐渐增加到始新世以来的50.5~64.7m/Ma,太岳山脉中段早白垩世晚期以来的隆升过程具有多期性,总体上呈加速隆升的特点。太岳山脉中段中生代—新生代的隆升史与太行山、吕梁山等山西地块的同期演化史具有一定的一致性,与汾渭裂谷系的快速沉降相耦合。

关键词：太岳山脉磷灰石裂变径迹热演化史模拟中生代—新生代多期次剥露剥蚀速率