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。     

石膏晶洞末端水化学特征的环境指示意义

选取具有典型意义的膏岩层下石膏晶洞滴水、池水以及大气降水、土壤水作为研究背景,分析其水水化学成分特征及形成过程得出：石膏晶洞水化学参数 K₊、Na₊、Mg₂₊、Ca₂₊、Cl_- 、SO_42-、HCO_3-、TDS的含量分别介于0.45 ~ 7.22、0.4 ~ 3.92、20.27 ~ 310.45、70 ~ 338、0.38 ~ 3.37、81.31 ~ 958.12、73.2 ~ 207.4、562 ~ 1780mg.L_-1之间,各离子质量浓度均值进一步表明区域内SO_42-、TDS质量浓度很高,而K₊、Na₊、CL_-质量浓度很低;时间序列上,研究区地下水化学类型主要分为5种类型：重碳酸盐-钙型水、硫酸盐-钙型水、硫酸盐-钙镁型水、重碳酸盐-钙镁型水、重碳酸盐硫酸盐-钙镁型水,其中以硫酸盐钙型水为主。同时由总硬度、TDS、水温、pH得出,研究区属弱碱性低矿化度(微)硬水;由降水至洞穴池水水化学类型为：重碳酸盐-钙型水至硫酸盐-钙镁型水,离子含量变化主要受地层岩性的控制。     

胶州湾北岸不同水体水化学及氢氧同位素特征研究

研究不同水体的形成和运移过程,有助于合理开发利用水资源,对地表水与地下水污染协同防治和生态环境保护具有重要意义。以胶州湾北岸地区浅层地下水、河水及海水为研究对象,通过采集水化学和氢氧稳定同位素样品进行测试分析,综合运用统计学和Piper三线图,分析不同水体的水化学特征和影响因素,并结合氢氧稳定同位素特征研究其补给来源和转化关系。结果表明：研究区基岩裂隙水整体以淡水为主,部分点位受海水入侵影响,呈微咸水特征;第四系孔隙水整体为咸水且化学组分较稳定;河水水化学组分变化程度较大,呈微咸水-咸水特征。研究区地表水体间存在相互转化关系,祥茂河河水的主要来源为大气降水;洪江河、墨水河河水为大气降水与海水的混合水,且墨水河受海水混合影响程度大于洪江河;胶州湾海水为河水和标准海水的混合水。研究区地下水和地表水之间存在相互转化,基岩裂隙水来源除大气降水外,还与第四系孔隙水存在密切的水力联系,受海水入侵的影响;第四系孔隙水来源为大气降水与海水的混合水,径流过程中接受地表水体或基岩裂隙水的补给并经历不同程度的蒸发作用。     

三元系溶液浓度对折射率的影晌

通过对不同浓度碳酸纳和葡萄糖混合溶液折射率的测定,验证当组分单一或组分结构相似时,溶液的折射率和溶液的浓度呈线性关系。发现当两种单一溶液混合在一起,溶质粒子之间相互作用对折射率大小有一定的影响O并对溶质离子之间的交互作用进行了进一步分析。通过二元方程分析,得到三元系溶液折射率与浓度的函数关系n (x ₁,x ₂) = n_o + Ax₁ + BX₂ + Cx₁ x₂ , 并求得影响系数C 的大小。     

生物滞留系统去除氮的影响因素研究

传统雨水生物滞留系统对氮的去除很不稳定,为了提高硝氮和总氮的去除效果,尝试在生物滞留系统底部增加内部淹没区,提供所需的缺氧环境并延长系统内雨水的停留时间,改善系统的除氮能力。对有淹没区运行条件下进水有机物浓度和滞留时间除氮的影响进行了试验。结果表明系统在有淹没区和无淹没区运行条件下,对NH₄₊-N的平均去除率均在90%以上。无淹没区时系统对NO_3--N的去除率为21%。有淹没区时(滞留时间2 h)系统对NO_3--N和TN的去除作用显著提高到74%和78%。淹没运行时进水中COD浓度可以显著影响NO_3--N的去除效果,当COD浓度为0-100 mg/L,NO_3--N(7-9 mg/L)去除率随COD浓度的增加而显著升高。滞留时间对NO_3--N去除效果的影响较为明显,滞留时间从1 h增加到8 h,系统的NO_3--N平均去除率从21%增加到93%。     

盐酸改性西瓜皮不溶性膳食纤维对亚硝酸盐的吸附作用

以西瓜皮为原料提取不溶性膳食纤维(IDF),并通过HCl改性,对比HCl改性西瓜皮不溶性膳食纤维(HCl-IDF)和未改性IDF对亚硝酸盐的吸附作用,探讨pH值、振荡温度、HCl-IDF添加量、吸附时间、NO-₂初始质量浓度对HCl-IDF吸附NO-₂的影响。结果表明,经HCl改性后,西瓜皮IDF对NO-₂的吸附量提升为原来的2倍;当HCl-IDF添加量为12.5g/L时,去除率为64.6%,并趋于吸附平衡;NO-₂初始质量浓度达到40mg/L时,吸附量接近饱和;升高温度、降低pH值、延长吸附时间有利于HCl-IDF对NO-₂的吸附,在pH值1.5、温度328K、吸附时间70min时可达吸附平衡;HCl-IDF对NO-₂的吸附平衡可以通过Langmuir等温方程拟合,吸附动力学行为符合Langergren准二级动力学模型,该吸附过程以化学吸附为主;HCl-IDF对NO-₂的吸附是一个吸热自发反应。     

某铅锌矿矿床涌水量的预测分析

某铅锌矿矿床类型为岩溶堆积型矿床及赋存于石磴子组灰岩中的原生矿床.矿区断裂构造发育,地质构造复杂,矿床水文地质条件复杂,地下水类型有松散岩类孔隙水、基岩裂隙水及岩溶水,其中基岩裂隙水富水性中等,岩溶水富水性丰富,矿床充水条件优越,设计开采深度在岩溶承压水水位以下,水头压力大,矿山开采潜在巷道涌水的危险性大.通过充分分析矿床的水文地质条件,包括地下水类型特征、充水水源及充水途径,并结合抽水试验确定水文地质参数,计算矿床涌水量,为矿山开采设计提水文地质资料.     

鄂尔多斯盆南部上古生界天然气地球化学特征——以志丹-甘泉地区为例

通过对志丹-甘泉地区天然气样品的组分、稳定碳氢同位素的测定,综合分析、对比、认为：①鄂尔多斯盆地甘泉-志丹地区天然气主要组分甲烷的稳定碳同位素主要分布在-32‰≤δ_¹³C₁≤-25‰范围内,乙烷的稳定碳同位素主要分布在-38‰≤δ_¹³C₂≤-24‰范围内,天然气甲烷氢同位素主要分布在-170‰≤δ_²D₁≤-160‰内;②研究区碳氢同位素相比北部苏里格气田偏重,天然气类型主要为煤系烃源岩Ⅲ型干酪根初次裂解气,同时混有少量液态烃的二次裂解气。该区天然气已发生明显的次生变化,但是扩散运移和外部气源的混入都可以使测试样品发生碳同位素的斜率的倒转;③运移分馏是造成该区天然气产生碳同位素倒转和次生变化的主要原因之一。以上成果认识对本区天然气地球化学特征具有重要指导作用,对类似盆地天然气地球化学特征研究具有一定借鉴价值。     

铁镍磷化物电极材料的制备及电催化析氢性能

为了解决电解水析氢过程中所用贵金属材料的高昂成本问题,采用水热-低温磷化法制备了一种低廉、环保、高效的析氢催化剂Fe_xNi_1-x-P。与传统制备方法比较,该方法在水热合成前驱体过程中,利用镍盐和铁盐与无水乙醇发生氧化还原反应,生成的OH^-可以沉淀金属离子,随后前驱体与NaH₂PO₂低温磷化制得Fe_xNi_1-x-P。通过研究发现,Fe_0.5Ni_0.5-P电极材料表现出优异的催化活性。在1.0 mol·L^-1 KOH溶液中,电流密度为10 mA·cm^-2时,电极Fe_0.5Ni_0.5-P需要的过电位仅为113 mV,1 000圈循环伏安测试后,极化曲线无明显衰减。提供了一种制备Fe_xNi_1-x-P的简便方法,为开发清洁能源系统的环境友好型催化剂提供了新思路。     

Nd1-xZnxFeO3纳米材料的甲烷气体气敏性研究

采用Sol-gel法制备出Nd_1-xZn_xFeO₃（x=0, 0.04, 0.08, 0.2）粉体. XRD图谱表明Nd_1-xZn_xFeO₃粉体为正交钙钛矿结构，产物为纳米级颗粒(16～17.5nm)，平均粒径随x的增大有所减小. 用Nd_1-xZn_xFeO₃纳米粉体制成气敏元件，测试了材料对甲烷气体的气敏特性. 测试结果表明Zn的适量掺入可提高对甲烷的灵敏度. 其中以Nd_0.92Zn_0.08FeO₃对甲烷的灵敏度最大，在最佳工作温度200℃下对4×10^-6mol/L的甲烷气体灵敏度最大值为3.87，对2×10^-5mol/L的甲烷气体中灵敏度最大值为16. Nd_0.92Zn_0.08FeO₃还表现出了极好的响应恢复时间特性，工作温度200℃时对2×10^-5mol/L的甲烷响应、恢复时间分别为25s和45s.     

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。     

圆梁山隧道毛坝向斜段岩溶水同位素组分特征

以圆梁山隧道在毛坝向斜段所穿越的重要层位 P1 灰岩岩溶水为重点 ,兼顾整个向斜构造地下水的分布情况 ,从岩溶水的氢氧同位素组分特征的角度探讨该区地下水的形成、循环交替等信息 ,为进一步论证隧道施工中可能出现的岩溶突水地质灾害提供依据。     

岩溶水水化学特征的主成分分析和因子分析

【目的】为了解岩溶区地下水水化学特征以及地下水成分的来源。【方法】以广西果化镇地下水为研究对象,于2017年7月共采集地下水样品21件,运用Gw_chart软件制作水化学Piper三线图,结合R软件进行相关性分析、主成分分析法、因子分析法等对数据进行处理。【结果】研究区岩溶地下水水化学类型主要为重碳酸-钙型水,Ca2+和Mg2+为地下水中主要阳离子,HCO-3和SO2-4为地下水中主要阴离子。HCO-3与Ca2+,Na++K+与Cl-,SO2-4与Mg+2、Ca2+,相关性较强,它们经历了相似的化学反应过程。通过主成分分析法提取了3个主成分,共解释了91%的方差,可以很好地代表原始数据;通过因子分析提取出3个公共因子,共解释了86%的方差。【结论】自然因素水-岩作用为水化学元素特征与来源主导因素,人类活动也起到了重要作用。     

Hydrochemical characteristics and recharge sources of Lake Nuoertu in the Badain Jaran Desert

We present a case study of physical and chemical indicators and isotope characteristics of Lake Nuoertu,one of the largest and deepest lakes of the Badain Jaran Desert.We analyze the concentrations of eight ions,total dissolved solids,and stable isotope composition of the lake and groundwater,as well as radioactive isotope tritium concentration in groundwater.The results show that annual and seasonal variations of the physical and chemical characteristics of Lake Nuoertu water are significantly greater than those of groundwater.The lake is uniformly mixed in the horizontal and vertical directions,and the hydrochemical types of the lake at different depths are consistent for Na–Cl–CO3–(SO4).Stable isotope composition of the lake and groundwater at Nuoertu is distributed along the local evaporation line(EL)slope,which is less than the slope of the global meteoric water line.The comparatively small slope shows the characteristic strong evaporation in the study area.Lake water isotopes are mostly in the upper right corner of the EL,whereas groundwater is mostly in the lower left corner.The main recharge source of Nuoertu lake water is groundwater,in combination with lake water and groundwater level change.The age of tufa springs around Nuoertu is about75–80 a,which shows that the initial recharge source of the lake is a mix between modern and 1952 or older;however,further research is required.     

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。     

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。     

秦岭特长隧道地区同位素水文地质研究

氢氧同位素的研究表明 ,秦岭特长隧道地区地下水可分为浅层风化裂隙水和下部构造裂隙水两类 ,两者均接受大气降水补给 ,但前者还接受部分地表水补给。下部水平均补给高度在 2 1 0 0 m(岭南 )和 2 2 0 0 m(岭北 )左右。浅层水的循环深度在 5 0 m以内 ,水交替作用强烈 ;而下部水通常可达 80 0 m范围 ,局部更深 ,水交替缓慢。同位素质量平衡计算表明 , 线平行导坑绝大部分集中涌水点的水量主要来自其自身所在下部含水系统的储存量 ,另一部分来自浅部含水系统地下水的补给量 ,两者的贡献目前大约分别为 66%和 3 4%。综合同位素研究结果 ,概化出隧址区水文地质概念模型。     

娘子关泉岩溶水系统演化再认识

依据地质、气候和人类活动(岩溶水系统演化的)这三种影响因素作用性质的不同,提出了研究地下水系统演化的三种时间尺度。同时运用岩溶沉积物(钙华)分析法、历史文献分析法、现代观测资料的统计分析法研究了娘子关泉岩溶水系统在三个时间尺度上的演化规律及在地质时间尺度上的演化过程,并将该岩溶水系统演化分为五个阶段。该研究对揭示岩溶水系统演化的驱动机制、识别岩溶水系统的自然演变过程与人类活动影响过程有一定意义。     

悖牛川上中游区地下水水化学特征及其成因分析

地下水化学特征及其成因分析是地下水资源评价与管理的重要组成部分。本文在对悖牛川上、中游区详细的水文地质调查基础上,运用描述性统计分析、相关性分析、离子比值法、同位素等方法对研究区地下水化学特征及成因进行了分析。研究结果表明:区域地下水总溶解性固体(TDS)含量在170~1034 mg/L之间,随着TDS含量的升高,水化学类型由HCO_3-Ca(·Mg)型转变为HCO_3·SO_4-Ca·Na型、Cl-Na型。溶滤作用是控制区域地下水化学组分形成的主要作用,地下水化学组分来源于碳酸盐、铝硅酸盐和蒸发岩的溶解。此外,阳离子交替吸附作用、脱硫酸作用和混合作用也对区内水化学组分形成存在一定影响。煤炭开采使赋存于煤层以上的地下水水化学演化趋于一致,地下水TDS含量升高,水质趋于恶化。