乌鲁木齐城市表层土壤盐分特征分析

以乌鲁木齐城市表层土壤为研究对象,对建成区和郊区不同用地类型土壤全盐量、可溶性离子等指标进行测定,采用相关性分析以及主成分分析方法分析土壤盐分特征.结果表明:在研究区,郊区未利用地、郊区农用地、建成区土壤全盐量均值依次增高.不同土壤类型全盐量变异系数范围为0.691~0.715,属于强变异强度,离散程度较大.Cl-,Na+,Ca2+,SO2-4含量较高,尤其是SO2-4;在0.01水平上,土壤全盐与Cl-,SO2-4,Ca2+,Mg2+,Na+呈显著正相关,与HCO-3呈显著负相关;通过主成分分析可以看出,Mg2+,SO2-4,Ca2+3个离子是表征研究区土壤盐渍化的主要特征因子,经土壤盐渍化程度的等级划分标准评价,确定研究区土壤为非盐渍化土.     

基于灰色关联度分析宝鸡市地下水水化学特征

目的研究宝鸡市地下水水化学指标间的内在关联度,揭示地下水水化学的基本特征。方法按照《地下水环境监测技术规范》采集地下水水样,室内测定各水化学指标,运用灰色关联度理论分析宝鸡市地下水水化学特征。结果 1)宝鸡市地下水总硬度与Ca2+的关联度优于Mg2+,引起本区地下水的总硬度变化的主要因素是Ca2+,属钙硬型地下水类;2)总碱度与HCO3-的关联度非常密切,相关系数达0.968(P<0.01);3)地下水矿化度与主要离子的关联度按HCO3-,Ca2+,K++Na+,Mg2+,SO24-,Cl-依次减小。结论宝鸡市地下水水化学指标间存在一定的关联度。     

广西里湖地下河水化学特征及其影响因素

【目的】岩溶地下水由于储量相对丰富,水质优良,是良好的供水水源。因此,揭示岩溶地下水水化学特征及其影响因素,能够为保护和利用岩溶地下水提供科学依据。【方法】以广西里湖地下河为研究对象,于不同季节对里湖地下河上游到下游的河水进行水化学分析。【结果】里湖地下河水主要阴离子为HCO-3,主要阳离子为Ca2+,水化学类型为HCO3-Ca型,影响水质变化的主要离子为Cl-,NO-3,SO2-4;各离子浓度从上游到下游变化不一致,总体呈现先升高再降低的趋势,季节变化体现在雨季离子浓度偏低,旱季偏高。【结论】地下水地球化学组成受控于碳酸盐岩的自然风化溶解;污染物质主要来源于人类活动的输入,降雨的稀释作用是影响水质季节性变化的主要原因,地下河自身存在的自净能力使得污染物浓度降低,尤其是甘田坝到小龙洞洞穴伏流段水体中部分污染物的浓度显著降低。     

火山渣净化石油类污染地下水过程中与水化学因子的响应关系分析

采用生态安全型火山渣净化石油类污染地下水,考察该过程中与水化学因子(Fe2+,Fe3+,Mn2+,SO2-4,NH+4,Ca2+,Mg2+,NO-3,NO-2等)间的响应关系.结果表明:在火山渣吸附水体总石油烃(TPH)过程中,与Mn2+,SO2-4,Ca2+,NH+4的质量浓度无关,与Fe2+,Fe3+,Mg2+,NO-2的质量浓度呈负相关,与NO-3的质量浓度呈正相关;对Ca2+的去除率为42%~56%,对SO2-4,Mg2+,NH+4的去除率为60%~80%,对Fe2+,NO-3的去除率大于80%,对Fe3+,Mn2+,NO-2的去除率均大于95%.     

滇东典型煤矿区地表水地下水化学特征及控制因素

以滇东典型煤矿区不同水体为研究对象,分析其水化学特征及控制因素,为水资源保护与利用提供理论依据。2020年8月采集水样42组,运用 Piper 三线图、Gibbs 图、因子分析以及离子比例系数法,分析了研究区不同水体水化学特征及其影响因素。 结果表明：研究区地表水pH均值为8.42,呈弱碱性,TDS变化范围为140~828 mg·L?1,阳离子以Ca2+、Na+为主,阴离子以HCO3?、SO42?为主,水化学类型从HCO3?Ca过渡为HCO3?Ca·Na、HCO3?Na和HCO3·SO4?Ca·Na型;地下水pH均值为7.55,呈中性,TDS变化范围为60~620 mg·L?1,阳离子以Ca2+、Mg2+为主,阴离子以HCO3?为主,水化学类型为HCO3?Ca和HCO3?Ca·Mg型;矿井水富集Na+和SO42?,水化学类型为HCO3?Na、SO4?Ca型。研究区水体水化学特征受岩石风化作用、阳离子交换作用和人类活动等因素的共同影响。水体中Ca2+、Mg2+和HCO3?主要来源于碳酸盐岩的溶解, HCO3?还受到硅酸盐岩溶解的影响;SO42?来源于石膏的溶解和煤系地层黄铁矿的氧化,而Na+则受采煤废水排放及阳离子交换作用的影响。总体上,地表水主要受矿业活动影响,基岩裂隙水主要受农业活动的影响,而岩溶地下水受人类活动影响有限。提取了研究区地下水3个主因子,累计贡献率达82.06%,分别代表碳酸盐岩溶解和矿业活动、硅酸盐岩溶解和阳离子交换作用以及农业活动的影响。     

粤北星子河岩溶流域水化学特征的因子分析研究

星子河流域处于中国西南岩溶区的东南边缘,该流域岩溶水化学特征明显。利用因子分析方法对其水化学特征进行详细分析,结果表明该流域水化学组分以Ca2+和HCO-3占绝对优势;其次是Mg2+和SO2-4,其余的Na+、NH+4、K+、F-、Cl-、NO-3等组分含量很少。星子河流域水化学类型是典型的的重碳酸-钙(镁)型,碳酸盐岩、白云岩的风化和水岩相互作用为其水化学做出了主要贡献,自然因素是控制其水化学的主导因素;人类活动对该流域水化学也产生了一定影响,水质状况较好。     

大汶河流域上游典型剖面地下水水化学特征及其影响因素分析

为了解大汶河流域上游地下水水化学特征及其主要离子成因,选取两条典型剖面,采集了21组水样数据,利用数理统计分析、聚类分析、离子比分析、同位素分析等方法探讨其水化学特征及主要物质来源。结果表明,流域内各类地下水阳离子以Ca²⁺为主,HCO3^-、SO4^2-为优势阴离子,属于低矿化度水,pH均值7-8之间,整体偏弱碱性。研究区地下水水化学类型主要为 HCO3.SO4-Ca型、HCO3.SO4-Ca.Mg型、SO4.HCO3-Ca.Mg型。其中岩溶水中沿地下水流向从补给区向径流区SO4^2-离子含量逐渐增大,水化学类型由HCO3.SO4-Ca.Mg型演变为SO4.HCO3-Ca.Mg型,Na⁺ 、Ca²⁺ 、HCO3^- 、SO4^2-来源为白云石、方解石等碳酸盐矿物溶解和石膏等硫酸盐矿物溶解。研究表明流域内地下水主要来源于大气降水,大气降水和孔隙水的入渗补给是岩溶水的补给来源。地表水与孔隙水氢氧同位素特征相似,并且δD值为-60‰～-50‰,δ¹⁸O值为-6‰～-4‰,说明其受到当地降水二次蒸发补给的影响。通过对流域水化学特征及物质来源的分析,以期对大汶河流域地下水资源的合理开发利用和水污染的防治提供科学的依据。     

青海黄鼠湾—何家庄河谷区地下水水化学特征

随着黄鼠湾-何家庄的工业园区发展,周边生态环境受到了影响。地下水作为生态重要组成部分,研究地下水水化学特征对该地区地下水保护和生态建设具有重要意义。因此,本文2019年在黄鼠湾-何家庄河谷区采集29组水样进行检测分析,运用经典统计学、Piper三线图、Gibbs图、主要离子浓度关系图等方法,对地下水特征及成因进行分析。结果表明：(1)优势阳离子为钙(Ca2+)、镁(Mg2+)、钠(Na+)。优势阴离子为碳酸氢(HCO3-)、硫酸根(SO42-)、氯(Cl-)。(2)研究区水化学类型分为三类。HCO3?Cl-Ca?Na?Mg类、HCO3-Mg?Na?Ca类均分布在研究区上游。HCO3?SO4-Mg?Na?Ca类分布于研究区中游与下游。(3)阳离子受蒸发浓缩、岩石风化与离子交换作用影响。阴离子受岩石风化作用影响。研究区Na+、K+、Cl-主要来源于岩盐与硅酸盐的溶解, Ca2+、Mg2+、HCO-3、SO2-4主要来源于碳酸盐、硅酸盐和蒸发岩的溶解。Ca2+、Na+受到阳离子交换作用影响。过高的K+、Na+、SO42-与人类工业活动有关。     

哈拉湖地区地下水水化学特征及分布规律研究

为了缓解海西州地区供水、缺水状况,采集研究区具有代表性的62组地下水,测定水样中的pH,Ca2+,Mg2+,K+,Na+,Cl-,SO2-4,HCO3-和矿化度指标,运用Piper三线图、数理统计等方法对实验数据进行研究。结果表明:pH变异系数较小,水质受到污染的可能性较小,周围湖泊融区中K+变异系数最大,属于强变异,说明K+为受地貌影响最大的敏感因子;水化学类型主要为HCO3-Ca,HCO3·Cl-Ca·Na,HCO3·SO4-Ca·Na和Cl-Na·Mg四种类型;水化学特征水平分布由基岩山区到盆地中心呈环状分带特征,海拔高度与矿化度垂直分布呈反比关系。通过对青海省哈拉湖地区地下水进行了水化学特征及分布规律的分析,可指导并帮助海西州政府开发新的地下水供水水源地。     

青岛西海岸新区地下水水化学特征及水质评价

为了解青岛西海岸新区地下水水化学特征及地下水质量,选取2017年35个地下水水质监测数据,综合运用数理统计、水化学、模糊综合评价以及因子分析等方法进行研究。结果表明:研究区地下水中Ca~(2+)、Na~+、HCO■、SO■相对含量较高,阴离子呈HCO■SO■NO■Cl~-的关系,阳离子浓度存在Ca~(2+)Na~+Mg~(2+)K~+的关系。地下水水样pH均值7.22,呈弱碱性;TDS含量100.20～1 498.60 mg/L,均值421.40 mg/L;TH均值248.23 mg/L,为硬水。地下水水化学类型主要为HCO_3·SO_4·Cl-Na·Ca、HCO_3·SO_4-Ca、HCO_3-Ca、HCO_3·SO_4-Ca·Mg、HCO_3·Cl-Na·Ca、HCO_3-Na·Ca,水岩作用是地下水水化学组分的主要控制因素。基于内梅罗指数法和模糊综合评价法进行水质评价,认为研究区地下水水质整体较差。基于因子分析法对研究区地下水进行污染源解析,共提取4个主因子,累积方差贡献率73.747%公因子,其中F_1解析为来自农业生产活动,F_2主要与地质因素有关,F_3表征为生活污水排放,F_4代表工业生产活动,其贡献率分别为:35.697%、15.148%、12.131%和10.771%。     

基于水化学和同位素的典型岩溶水系统溶质演化过程—以西昌市仙人洞为例

仙人洞岩溶水系统是西昌市南部典型的地下水系统,亦是该区饮用水和灌溉用水的唯一水源,对其水源成因和溶质组分演化过程的研究具有重要的科学价值和现实意义。本文以仙人洞岩溶水系统为研究对象,通过分析岩溶水、基岩裂隙水和地表水水化学组分、氢氧同位素和氚同位素特征,探讨了这三类水的成因和溶质演化过程。结果显示：仙人洞三类水阳离子以Ca₂₊为主,阴离子以HCO_3-为主,水化学类型主要为Ca-HCO_3-型水;水化学指标和同位素信息揭示三类水均以大气降水补给为主,但岩溶水属于具有快速通道的深循环、长径流途径的水循环模式,而基岩裂隙水则属于浅表层循环模式。系列水化学图示和离子比值系数表明岩石风化作用、碳酸盐岩溶解和离子交换过程是影响这三类水组分演化的主要化学过程。     

贵州威宁草海地区地下水化学特征与控制因素研究

运用数理统计、Piper图、Surfer软件对研究区地下水化学特征分析。结果表明:地下水化学组分以Ca~(2+)、HCO_3~-为主,其次为Mg~(2+)和SO_4~(2-),TDS均值为519.34 mg·L~(-1),各离子含量由孟家山断层与威水背斜中间地带向两侧逐渐递减。运用Gibbs图、离子比例系数、相关性分析对研究区地下水化学的控制因素研究。结果表明:地下水化学离子组成受蒸发-浓缩作用和大气降水作用影响小,岩石的风化溶滤作用是水化学离子的控制性因素。以方解石(CaCO_3)、白云石[CaMg(CO_3)_2]为主的碳酸盐矿物、石膏(CaSO_4·2H_2O)等硫酸盐矿物以及盐岩的风化溶滤是区域地下水离子的主要来源,其中以方解石(CaCO_3)、白云石[CaMg(CO_3)_2]等碳酸盐矿物的风化溶滤作用最强。     

滹沱河地下水超采区人工回灌的水岩相互作用模拟

人工回灌条件下回灌水与地下水混合带的水岩相互作用是决定地下水水质演化和含水层发生化学堵塞的关键过程。为研究人工回灌对滹沱河地下水超采区水质演化的影响,以石家庄市人工回灌场地为例,利用石津灌渠水作为回灌水源,通过室内实验结合反向水文地球化学模拟揭示回灌层位地表水与地下水混合带的水-岩相互作用机理。结果显示：混合带水的TDS（total dissolved solids）变化特征表现为先增大后缓慢降低,且地表水占比越大、含水介质粒径越细,则其变幅越大;混合带水中主要离子质量浓度变化特征受混合、碳酸平衡、溶解-沉淀、阳离子交换及硝化作用控制,其中K⁺、Ca²⁺、SO₄^2-质量浓度主要受溶解-沉淀作用控制,Na⁺、Cl^-、HCO₃^-、NO₃^-质量浓度主要受混合NO₃^-作用控制,Mg²⁺质量浓度主要受阳离子交换作用...     

赣南红层地区地下水水化学特征及成因分析

为研究赣南红层地区地下水资源及保障区域供水安全,基于水文地球化学理论,运用数理统计、Pipper三线图、Gibbs模型、水化学平衡法、同位素示踪法和离子比例系数法等方法,分析了研究区地下水水化学特征及主要离子来源。结果表明：研究区地下水水化学类型以HCO₃-Ca、HCO₃-Ca·Na为主,主要阳离子和阴离子分别为Ca²⁺和HCO^-₃;氢氧同位素特征显示研究区地下水起源于大气降水,Sr同位素主要来源于硅酸盐岩和碳酸盐岩风化的混合。地下水中石膏、岩盐、白云石、方解石和硅酸盐岩均处于未饱和状态。影响研究区地下水离子组成的是硅酸盐岩和碳酸盐岩的风化溶解作用,碳酸盐岩风化溶解控制区以方解石溶解为主。地下水在径流过程中存在阳离子交换作用,阳离子交换以地下水中的Ca²⁺、Mg²⁺置换围岩矿物的Na⁺、K⁺为主,人类活动对地下水离子组成的影响较小,其中工矿活动的影响大于农业活动和生活污水排放。     

崇左岩溶峰林区岩溶发育特征及对钻孔涌水量的影响

【目的】研究崇左岩溶峰林区岩溶发育规律及对钻孔涌水量的影响,深化对崇左岩溶峰林区岩溶水文地质条件的认识,更好地指导今后在该地区开展地下水资源开发利用。【方法】通过对崇左岩溶峰林区128个钻孔的深度、涌水量、岩溶发育特征等指标进行统计分析,总结该区岩溶发育规律及影响因素,并研究其对钻孔涌水量的控制作用。【结果】研究区最小钻井深50.02m,最大井深121.80m,平均深度为94.04m。成井86口,成井率为67.18%,有68.53%的钻井涌水量分布于100～400 m~3/d。钻孔遇洞率为75.78%,平均线岩溶率为5.01%。在0～100m内均有溶洞发育,100m以下未见溶洞发育。0～60m深度段岩溶较发育,溶洞高度为441.57m,占总高度的80.41%,线岩溶率(5.42%～12.91%)大于平均线岩溶率;但0～40m深度段内溶洞全部或部分被充填,供水意义不大,而在40～60m深度段溶洞填充率小。【结论】在该地区通过机井解决缺水问题的条件比较有利,机井井深不超过100m为宜;40～60m深度段是本区主要出水段。由于钻孔均部署在地下水的补给区,或位于岩溶发育相对较弱的地区,钻孔中溶洞主要以小型溶洞(小于等于2m)为主,大型溶洞(大于2m)较少。这种水文地质条件和溶洞发育特征,导致研究区大部分钻孔(68.53%)的涌水量分布于100～400m~3/d。     

糖蜜酒精废液脱钾树脂的解吸动力学

【目的】研究糖蜜酒精废液脱钾树脂BK-001中K~+的静态解吸过程。【方法】考察洗脱剂温度、浓度及树脂粒径对K~+解吸过程的影响,用动边界模型描述K~+的解吸过程。【结果】确定糖蜜酒精废液脱钾树脂BK-001中K~+的解吸过程为颗粒扩散控制,该反应的表观活化能为40.9kJ/mol,反应级数为1.19,表观频率因子为5.27×10~4 min~(-1),假二级动力学模型更适合描述K~+的解吸过程(R~20.995)。K+解析过程的总动力学方程式为1-3(1-F)~(2/3)+2(1-F)=5.27×104r20[H2SO4]~(1.19)e_((-4.09×10~4))/RT。【结论】脱钾树脂BK-001的解吸动力学方程为糖蜜酒精废液脱钾树脂的再生及钾盐资源的综合利用提供理论依据。     

广西凤山县鸳鸯泉水文地质成因探讨

【目的】研究凤山县鸳鸯泉的水文地质成因,为鸳鸯泉这一地质奇观提出科学的解释。【方法】根据实地调查和现场试验,结合地层岩性、地质构造以及岩溶发育情况,查明鸳鸯泉的岩溶水文地质条件;根据地下水示踪试验,确定鸳鸯泉的源头和主要的岩溶含水介质类型,并通过稳定氢氧同位素和钙锶比(Ca/Sr)分析,研究管道介质岩溶大泉的补径排过程和水循环特征。【结果】鸳鸯泉的源头为年里落水洞补给的外源水,公塘和母塘两个出口的主径流管道基本一致;鸳鸯泉具有以岩溶管道为主的含水介质特征,以及快速流的补给、径流和排泄过程。这种水文地质现象的成因与管道流集中排泄的方式有关。【结论】鸳鸯泉同属于一个管道系统,管道流的两个出口在水循环速度上存在差异,相比公塘,母塘具有较短的径流途径和较快的更新速率。     

非活性马尾藻对水中Cd2+和Ni2+的生物吸附及脱附研究

【目的】以马尾藻粉为生物吸附剂,研究其在静态实验中对Cd2＋ 和Ni2＋ 的吸附及脱附能力,并对吸附速度、动力学、重金属选择性和吸附剂再生等问题进行探讨.【方法】采用单因素法分析pH 值、初始浓度、平衡离子类型等条件因素对重金属吸附容量的影响,采用准一级和准二级动力学模型对Cd2＋ 、Ni2＋ 的吸附数据进行拟合.【结果】Cd2＋ 的最佳吸附条件为pH 值4.5、初始浓度500mg/L、平衡离子为NO3ˉ,Ni2＋ 的最佳吸附条件为pH 值3.0、初始浓度900mg/L、平衡离子为Clˉ;Cd2＋ 、Ni2＋ 的吸附平衡到达时间分别为50min和25min;准二级动力学模型对吸附数据的拟合效果更好,相关系数（犚2 ）均大于0.99;对混合溶液中不同重金属的选择性吸附顺序为Pb2＋ 〉Ni2＋ 〉Cd2＋ 〉Mn2＋ ;1.0mol/L HCl对Cd2＋ 、Ni2＋ 的理论洗脱率均可达到99%.【结论】马尾藻粉对Cd2＋ 和Ni2＋ 的吸附容量大,吸附条件温和,重金属脱附率高,是一种性能良好的生物吸附剂.     

武鸣灵水岩溶泉的水环境变化及管理保护面临的新问题

【目的】以武鸣灵水岩溶泉为例,对调查研究灵水来源及环境地质问题所做的一系列工作进行总结,为其他地区的地下水开发利用和保护提供经验和参考。【方法】综合前期的地面调查、钻探、物探、水化学、水文监测以及示踪试验等多种技术手段,总结灵水岩溶泉的形成及水环境退化的原因和趋势。【结果】确定灵水的补给范围;灵水含水层以网状裂隙排泄为主,呈现集中径流带的特征;枯季灵水的水资源量明显减少;水文功能的弱化导致水生生态系统急剧退化。另外,灵水还面临有害微生物快速繁殖、地下水动力减弱引发河流倒灌更加频繁等亟待解决的问题。【结论】灵水研究的一系列工作既展示了成果,也成为岩溶水源地研究的典范。广西其他岩溶地下水的研究还停留在水质水量的调查评价阶段。建议以灵水为参考,从单纯的无机环境向有机生命环境过渡,以应对变化环境下岩溶地下水资源管理和保护所面临的挑战。