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1、第10卷第2期中国地质灾害与防治学报Vol.10No.21999年6月THECHINESEJOURNALOFGEOLOGICALHAZARDANDCONTROLJun.1999河套平原地下水砷污染机理的探讨高存荣(日本新泻大学大学院自然科学研究科,新泻,950-2181)提要地下水砷污染是影响地区居民身体健康和生活水平提高的重大环境地质问题之一。本文通过实际调查,从地质、地球化学、环境化学入手,系统分析和探讨了内蒙古河套平原地下水砷污染的形成机理。阐述了地下水中砷的来源及其聚集、迁移的地球化学条件。认为高砷地下水的形成,与特定的地质、地形、古地理和地球化学环境的背景有关。聚
2、集于地层中的砷,由于环境的变化,从非游离态转化为游离态,在地下水动力的作用下,进入地下水中。关键词河套平原地下水砷污染机理河套平原位于内蒙古自治区的西部,东、北、西分别接乌拉山、阴山山脉和狼山,南为库布齐沙漠。本区属于温带大陆性干旱气候带,年平均气温5.6～7.8℃,多年平均降水量为130～200mm,蒸发量为1900～2500mm。地势平坦开阔,局部有一定的起伏,形成岗丘和洼地,总的地势自西南向北东微倾。本区是中国北方最大的自流引黄灌溉区,也是内蒙古自治区主要粮食生产基地之一。目前,该地区大面积的土壤盐渍化是农牧业生产发展的主要障碍,地下水砷污染是威胁该地区居民身体健康和影
3、响生活质量的重大环境地质问题。因此,探讨和研究地下水砷污染的形成原因,对防砷改水和合理开发利用地下资源具有重要意义。本文是在收集和分析研究有关大量资料的基础上,通过近两年对整个平原区的实际调查,并且在五原县海子堰地区进行了以防砷改水为目的的钻探、探测试验工作,取得了大量实际资料。以此为依据,对河套平原地下水砷污染的形成机理作一探讨。图1海子堰模型调查区地下水砷离子含量等值线图(井深:18～25m)Fig.1Isogramofthearseniccontentsof一、地下水砷污染的总体特征groundwaterinthemodelinvestigationoftheHaizi
4、yanarea(depthofwell:18～25mm)1-砷离子含量等值线(mg/L);2-灌溉取引水渠河套平原地下水中砷检出率较高的地段主要分布于西部阿拉善左旗的巴音毛道,杭锦后旗的沙河,临河市的胜丰,中部有五原县的海子堰等地区。分布形态上局部多呈不规则的片状(图1),但从全区看,总体为不连续的、作者简介:高存荣,男,1960年2月生,水文地质工程师,现在日本新泻大学大学院自然科学院研究科攻读环境管理科学学位。—25—呈东西向展布的线状或条带状。砷污染严重的地段,如巴音毛道农场,地下水的砷浓度高达0.7mg/L,其水平方向上短距离内浓度变化显著;垂直方向上在一定的深度范
5、围内,随着深度的增加水中砷离子含量增大,通过钻探调查发现,当到达一定层位时,水砷离子含量急速升高(图2)。砷污染的含水层多为灰黑色的粉细砂层或粉细砂与粘土、淤泥质粘土呈互层的含水层系,沉积物中有机质的含量较高。水色多呈淡黄色。从水质分析的结果看,铁离图2海子堰地区钻孔柱状及不同深度的水质分析结果子的含量较高,最高达3.75Fig.2Boringcolumnarandanalyticalresultofmg/L,铁离子的含量和砷离子waterqualityfromdifferentdepthinHaiziyanarea1-表土;2-粘土;3-砂质粘土;4-淤泥质粉细砂;5-粉细
6、砂;含量显示出具有明显的相关关6-细砂;7-中细砂;8-砷离子含量;9-全铁含量;10-全盐分含量;系(图3)。地下水的氧化还原电位(ORP:-50～142mv)显示出几乎为负值的弱还原环境,pH值介于7.28～8.13之间。二、污染地下水的砷源1、砷源的分析地下水砷污染与其环境条件有着密切的关系,分析其环境条件的状况,能为寻找地下水砷污染源提供重要线素:例如:(1)废水、废渣、农药等人为的因素;(2)地表水、有关地层、岩体、矿床等自然因素。河套平原地下砷污染严重的地区工业不发达,所以可以认为该区因废水和废渣导致地下水砷污染的可能性不大。农药会不会引起地下水砷污染,因缺少有关
7、资料尚难定论,不过有一点是可以肯定图3海子堰地区地下水全Fe、全As含量对比图的,区内地下水受砷污染较严重的Fig.3ContrastofFe、Ascontentsofgroundwater地段并不于农田相对应,多呈条带intheHaiziyanarea状分布,而且在一定的深度范围内,随着深度的增加水砷含量增大。因此,农药直接造成地下水较大面积砷污染的可能性不大。但并不排除使用含砷农药对地下水污染的局部影响。关于地表水,这一地区过去属于黄河的泛滥平原,由于黄河的多次改道,形成了许多古河道,现在黄河的主流
