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《基于稳定同位素和水化学的内陆地下水咸化过程研究_以焦作市为例》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、2010年第38卷第2期地球与环境Vol.38.No.2,2010EARTHANDENVIRONMENT177基于稳定同位素和水化学的内陆地下水咸化过程研究:以焦作市为例1,2,313张东,刘丛强,尹国勋(1.中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点实验室,贵阳550002;2.中国科学院研究生院,北京100049;3.河南理工大学资源环境学院,河南焦作454000)182)摘要:内陆地区地下水咸化有别于海水入侵,以焦作市为例,利用不同水体的稳定同位素(如O和H和水化学组成,判定地下水咸化来源。结果发现,焦作市深层地下水氯化物浓度升高
2、与工业废水有关,工业废水借助断层破碎带对研究区深层地下水(D8)产生影响;焦作市浅层地下水氯化物浓度升高与工业废水和生活污水的混合水有关,混合水透过河床底部包气带进入浅层地下水对其产生影响。泉水、农业面源和大气降水不是研究区地下水氯化物污染的来源。关键词:稳定同位素;水化学;地下水咸化;焦作市中图分类号:X523文献标识码:A文章编号:167229250(2010)0220177207地下水咸化是一个世界性的环境问题,包括水与地下水之间以及深层地下水与浅层地下水之间化学和同位素等在内的地球化学工具已经广泛用的水力关系;(2)识别研究区深层
3、地下水和浅层地[1-10]于此类问题的研究。地下水咸化的原因很多,下水氯化物污染主要端员;(3)建立研究区地下水不同地区有其不同的咸化过程,比如沿海地区海水氯化物污染过程模型。[8,9]入侵造成地下水咸化、深层地下水卤水越流补[3]1研究区概况给造成浅层地下水咸化、农业区污水灌溉引起浅[11-13]层地下水咸化、荒漠化地区浅层地下水的强烈研究区位于焦作市区中部,群英河两岸,海拔[14]蒸发造成的地下水咸化等。高度90～190m,北部山区出露奥陶系的白云岩、泥[23.24]地下水作为全球水循环的重要组成部分,主要灰岩和灰岩等碳酸盐岩类,厚3
4、50～400m,岩接受大气降水补给以及河流侧渗补给。大气降水溶发育,富水性强,单井涌水量为1000～30003中氢氧稳定同位素在全球各地由于地理位置和气m/d。山前平原地区为第四系砂砾石、砂及粉质粘[15,16]候条件的差异,有所不同。大气降水在下渗补土等,厚度10～50m,形成冲洪积扇,局部渗透系数给地下水的过程中,由于蒸发和浓缩现象很少发大于116m/d。生,水体氢氧稳定同位素组成主要受到不同来源水某化工厂位于焦作市北部,山区和平原交界处[3,17]体的混合作用的影响,水-岩作用引起的同位附近,采用氨碱法生产纯碱,产生大量含氯化物工素
5、交换很弱,因此,氢氧稳定同位素广泛用于判定业废水,下游混入未经处理的居民生活废水后排入[15,18-21]不同水体之间的水力联系。群英河。焦作市地下水中氯化物的潜在污染端员:本论文拟利用氢氧稳定同位素的“指纹”识别泉水、大气降水、工业废水、生活污水以及农业面功能,结合不同水体的水化学组成,来判定焦作市源等。[22]地下水咸化的原因。在前期研究的基础上,深入2研究方法分析焦作市深层地下水和浅层地下水氯化物污染过程,主要研究目的包括:(1)确定研究区地表河流2003年8月,分别采集研究区深层地下水样品收稿日期:2009208211;改回日期:
6、2010201209基金项目:河南省教育厅自然科学基金项目《同位素分析应用于追踪地下水污染源研究的理论基础》,项目编号:2004923004第一作者简介:张东(1978-),男,博士研究生,主要从事地下水污染环境地球化学研究,E2mail:zhangdong@hpu.edu.cn178地球与环境2010年8个,浅层地下水样品4个,河水样品1个,雨水样测试指标包括pH、氯离子、硫酸根离子、硝酸品1个以及泉水样品1个(图1)。根离子、氟离子以及总溶解性固体(TDS),测试方法分别为玻璃选择电极法、硝酸银滴定法、硫酸钡重量法、氟离子选择电极法和
7、重量法。氢氧稳定同位素以及氚含量测试在中国地质科学院水文地质环境地质研究所完成,氢氧稳定同位素采用质谱法18(MAT251,Finnigan),δD分析偏差为±1‰,δO的平均分析偏差为±0.1‰～0.2‰。氚含量采用液体闪烁计数法(1220Quantulus),测试精度≤016TU,测试结果见表1。3结果3.1水体氢氧稳定同位素组成特征[25]据裴建国等人研究,焦作地区大气降水直线方程(LML)为:图1采样点位置图218δH=8.032δO+12.68r=0.96(1)Fig.1Locationsofsamplingsites表1氢氧稳
8、定同位素及水化学分析结果表Table1TheresultsofHandOstableisotopicandhydrochemicalcompositionsIDO18/‰H2/‰T/TUpHC
