城市发展对岩溶地下水质影响的地球化学示踪——以重庆南山老龙洞地下河系统为例-论文.pdf

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1、Vo1．34，No．5第34卷第5期第四纪研究2014年9月QUATERNARYSCIENCESSeptember，2014doi：10．3969／j．issn．1001—7410．2014．05．13文章编号1001—7410(2014)05—1044—10城市发展对岩溶地下水质影响的地球化学示踪冰——以重庆南山老龙洞地下河系统为例蒋勇军①②袁道先①②(①西南大学地理科学学院，重庆400715；②中国地质科学院岩溶地质研究所／国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室／联合国教科文组织国际岩溶研究中心，桂林

2、541004)摘要随着城市化的快速发展，大量生活废水的排放严重影响岩溶地下水质。本文尝试利用重庆南山老龙洞流域2012年每月地下水、雨水和生活污水的水化学数据与环境同位素7Sr／。6sr、g'S-SO~-和占℃。。来研究城市发展对岩溶地下水质的影响，结果表明：1)城市化过程带来的硫酸改变了岩溶地质过程，不同月份碳酸溶蚀碳酸盐岩对地下水中(Ca+Mg)和HCO：的贡献率分别变化于38％～68％(平均贡献率为53％)和55％～81％(平均贡献率为68％)，而硫酸溶蚀碳酸盐岩对地下水(Ca+Mg)和HCOj的

3、贡献率分别变化于32％～62％(平均贡献率为47％)和19％一45％(平均贡献率为32％)；2)生活废水的输入改变了流域地下水锶同位素的地球化学特征，地下水’sr／变化于0．708000．70900，明显高于雨水和石灰岩溶解来源的7Sr／aSr值，而低于生活废水的7sr／6Sr值，表明流域地下水质受水一岩作用和污水输入的共同影响；3)地下水6一s0一变化于7．8％o～12．0％0之间，s0一主要来源于生活污水和雨水的输入与石膏的溶解；4)地下水占℃变化于一11．2％o—一7．3‰之间，且地下水(ca+M

4、g)／HCO摩尔比率介于0．60～0．71，流域地下水质一方面受控于CO：对碳酸盐岩溶解的自然过程，另一方面则受城市化过程产生的硫酸对碳酸盐岩溶解的控制。主题词岩溶地下水质水化学环境同位素城镇化重庆南山老龙洞中图分类号P641．3文献标识码A而由于污染物的复杂多样性以及迁移转化过程中的1引言同位素分馏可能影响甚至掩盖原始污染物的同位素全球岩溶分布面积2200x10km，占全球陆地特征以及某些污染物表现出不同的同位素信号。因面积的15％，全球25％人口的饮用水源为岩溶此，利用多种同位素方法研究复杂的水文地

5、质条件水¨，然而，由于岩溶区特殊的水文地质结构，岩和人类活动对地下水质的影响受到越来越多的水文溶地下水极易遭受污染。区域地下水质主要受自然地质学家的关注。过程(岩性、地下水流速、补给水质、水一岩作用本文尝试利用7Sr／。r、6一so一和占℃。。同等)、人类活动(农业、工业和城市发展)与大气输位素并结合水化学数据来探讨岩溶区城市化过程对入的控制。岩溶区由于农业、工业和城市化发展导岩溶地下水质的影响。致地下水质的不断恶化，人类活动对岩溶地下水质2研究区概况的影响受到越来越多的关注，如何区分自然过程和人类活动

6、对岩溶地下水质的影响成为水文地质学研南山老龙洞地下河流域位于重庆市南岸区黄桷究的热点和前沿问题。垭镇，29。28～29。33N，106。35一106。37E(图1)，同位素技术已被广泛用于水文学与水文地质学面积约为12．6kin。地处南山南温泉背斜，为一典的各个领域，特别在探讨地下水循环、地下水来型的岩溶槽谷，槽谷为近南北走向，地势北高南源、水一岩相互作用、含水层演化以及污染物的来低；背斜轴部地层为下三叠统嘉陵江组(T)石灰源和迁移转化过程等方面受到广泛关注“。然岩，背斜两翼为中三叠统雷口坡组(T：Z)

7、石灰岩和第一作者简介：蒋勇军男45岁教授水文地质与环境地质学研究E-mail：jiangjyj@swu．edu．cn国家自然科学基金项目(批准号：41172331)和国土资源部、广西岩溶动力学重点实验室开放课题(批准号：KDL2012—02)共同资助2014-05-18收稿，2014—06-06收修改稿第四纪研究微孔滤膜过滤后，分别置入清洗过的100ml和r／Sr的分析，取适量的水样于聚四氟乙烯500ml的聚乙烯瓶中，其中100ml的水样中加2～5溶样器中，待蒸干后加入适量盐酸溶解，蒸干，用滴1：1的硝

8、酸(酸化至pH<2)用于阳离子分析，lmo~LHC1浸取清液，过Dowex50x8(200—4O0)阳500ml的水样用于阴离子分析。离子交换柱，分离和纯化Rb和sr，用MAT-251质雨水样品利用小塑料桶收集，雨水样品采集谱仪完成相应的同位素分析。分析过程中，用后，一部分水样用于现场测定其电导率、pH值、NBS987和GBW04411标准物质对仪器和分析流程Ca和HCOi，另一部分经0．45m微孔滤膜过滤进行监控(NBS987的7Sr／s