中国地质调查局地质调查项目(1212010813104)
- 作品数：9 被引量：114H指数：7
- 相关作者：郭华明倪萍魏亮赵凯吴旸更多>>
- 相关机构：中国地质大学（北京）中国地质环境监测院中国地质调查局更多>>
- 发文基金：中国地质调查局地质调查项目国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：天文地球环境科学与工程更多>>
- 基于模型模拟法的地下水氨氮-硝氮防污性能评价——以北京市昌平区为例被引量：10
- 2015年
- 地下水防污性能评价是开展地下水保护工作的前提,可以为城镇的规划建设提供参考,具有很强的现实意义。常用的DRASTIC地下水防污性能评价模型简单,易于操作,但该模型是针对所有污染物总体考量,没有考虑到特定污染物在包气带中发生的各种生化作用,只是人为的依据经验值进行评分赋值,具有一定的缺陷性。因此,本次研究针对两种特定污染物氨氮、硝氮,定量了其在包气带中的吸附和生物转化作用,以模型模拟法的LPI模型对北京市昌平区地下水的防污性能进行了评价。评价结果表明,昌平区地下水对于氨氮、硝氮的防污性能具有很好的分带性。从山前到平原,地下水的防污性能逐渐增强。地下水对于氨氮的防污性能好于硝氮。此外,地下水大量开采导致的地下水位下降,也增强了地下水的防污性能。由于地下水的持续开采,2009年地下水对于氨氮、硝氮的防污性能普遍好于2005年。
- 贾永锋郭华明魏亮
- 关键词：地下水防污性能氨氮硝氮
- 北方典型内陆盆地高砷地下水的水化学特征及处理技术被引量：10
- 2015年
- 我国高砷地下水分布广泛,是受砷污染最严重的地区之一,严重危害居民身体健康,开发经济、高效、环境友好的高砷地下水修复治理技术极具必要性。以大同盆地、呼包平原、河套平原和银川平原为代表性研究区域,归纳总结了北方干旱、半干旱地区典型高砷地下水区水化学特征。通常情况下,高砷地下水的p H值较高,共存阴离子(HCO-3、SO2-4和Cl-)浓度较大,溶解性有机碳含量较高,并且As(Ⅲ)为主要砷形态。开展了针对北方典型高砷地下水特定水化学环境特点(如p H值、共存阴阳离子以及溶解性有机物等)的改性天然菱铁矿除砷性能研究。结果表明,改性天然菱铁矿对溶液p H值具有良好的缓冲能力,其除砷性能基本不受p H值、共存阴离子、Ca/Mg阳离子及以腐殖酸为代表的溶解性有机物等典型高砷地下水水化学特征因素的影响,表明吸附剂对砷具有良好的吸附选择性。另外,改性天然菱铁矿对As(Ⅲ)的去除效果优于对As(V)的去除效果,因此,利用改性天然菱铁矿作为反应介质材料,将其应用于处理主要以As(Ⅲ)形式存在的高砷地下水具备良好的发展前景。
- 赵凯郭华明高存荣
- 关键词：高砷地下水水化学特征除砷
- 宁南西吉含水层沉积物的氟释放特征被引量：7
- 2013年
- 宁南西吉存在范围较大的高氟地下水区,属于高氟水重灾区。以宁南含水层沉积物为研究对象开展室内实验,探讨了pH、Ca2+、Na+、HCO-3和Ca2+/OH-协同作用对沉积物中氟释放的影响及定量关系。结果表明,相对于HCO-3,pH值对F-释放的促进作用更高,相对增量为10%~50%。低Ca2+/Na+比提高了沉积物所释放F-的活度,有利于地下水中F-的聚集。不同岩性对pH值的缓冲能力不同,从而决定F-的释放。整体而言,粉质粘土、泥岩和粘土F-释放的浓度相对其他岩性要高。泥岩和粉质粘土的F-释放受pH影响较大。沉积物中Al、Fe、Mn、Si组分含量、总F-浓度与不同条件下淋滤出的F-浓度也具备较好的相关性。沉积物的F-含量对地下水中F-聚集有较大的影响。
- 吴旸郭华明韩双宝张福存
- 关键词：高氟地下水水-岩相互作用
- 松嫩平原含水层沉积物特征及其对砷赋存态分布的影响被引量：1
- 2015年
- 松嫩平原西部地区为中国砷中毒区域,含水层沉积物特征及砷赋存态对地下水砷迁移、转化的影响并不清楚。在对研究区高砷区与低砷区钻孔沉积物进行取样的基础上,运用激光粒度分析、Tessier五步提取法和Keon分步提取法分别确定了不同深度沉积物的粒度分布和不同赋存态砷含量,系统研究了沉积物的水力传导系数、不同赋存态砷的分布及其与高砷地下水形成的关系。结果表明：沉积物5种赋存态砷（包括可交换态、碳酸盐吸附态、铁/锰氧化物吸附态、有机物或硫化物吸附态和基质态）中,铁/锰氧化物吸附态砷含量最高,并且砷含量与铁、锰含量呈明显正相关性;高砷区钻孔沉积物铁/锰氧化物吸附态砷质量分数为（1.18~6.11）×10^-6,低砷区为（0.67-2.60）×10^-6;高砷区钻孔沉积物以粉砂、黏土为主,水力传导系数介于0.004-0.027m·d^-1,低砷区钻孔沉积物以细砂、中砂为主,水力传导系数介于0.005-0.2m·d^-1;沉积物中粉砂或黏土含量越多,则沉积物颗粒越小,其水力传导系数越低,各赋存态砷含量越高,因此,高砷区低水力传导系数有利于还原环境的形成。通过地下水的循环,高砷含水层沉积物的淋滤作用和铁/锰氧化物的还原性溶解形成了研究区高砷地下水。
- 李付兰倪萍郭华明曹永生张迪
- 关键词：砷粒度松嫩平原
- 氧化还原条件对地下水中砷释放迁移的影响——以通榆县高砷地下水为例被引量：9
- 2014年
- 研究区位于吉林西部通榆县,松嫩平原的西南部,总面积8468km^2。采集地下水样品87件,其中第四系浅层潜水井29件、第四系承压水井和新近系承压水井水样58件。在现场测定、实验室分析的基础上,研究了氧化还原条件对地下水中砷释放和迁移的影响。结果表明在空间上,从向海水库到四井子乡,水中的砷浓度逐渐增高,浅层地下水中的高砷点集中在四井子乡,深层高砷地下水分布在中部,霍林河两岸的冲湖积平原内。以我国标准0.05mg/L为限值,砷超标率达61%,以世界卫生组织(WHO)标准0.01mg/L为限值,有86%的地下水样超标。总体上,高砷地下水主要存在于还原环境中,地下水中溶解铁以Fe(Ⅱ)为主,As(Ⅲ)占总As的60%以上,NO_3^-含量较低,而NH_4^+浓度较高。还原环境是控制地下水系统中砷释放的关键因素。利用PHREEQC的模拟计算表明,地下水中不同氧化还原电对(Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)、N(-Ⅲ)/N(Ⅲ)、N(-Ⅲ)/N(Ⅴ)、N(Ⅲ)/N(Ⅴ)、S(-Ⅱ)/S(Ⅵ)和As(Ⅲ)/As(Ⅴ))计算得到的电子活度(pE值)存在很大差异,其中,Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)计算得到的pE值与现场实测Eh值换算得到的pE值较为接近。表明,Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)是研究区地下水的决定电位体系,其氧化还原状态主要受Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)的氧化还原控制。Fe氧化物/氢氧化物的还原性溶解,使吸附在其表面的As释放到地下水中,是高砷地下水的形成的主要原因;而人类农业活动促进了浅层地下水中As的运移和富集。
- 张迪郭华明倪萍吴旸
- 关键词：高砷地下水水化学PHREEQC
- 河套平原沉积物中铀的赋存形态及其与地下水铀浓度的关系被引量：7
- 2015年
- 采用Tessier的五步提取法,对位于河套平原杭锦后旗沙海乡四个钻孔沉积物进行铀的五个赋存形态（包括可交换态、碳酸盐吸附态、铁锰氧化物吸附态、有机物或硫化物吸附态和基质态）分布特征研究。结果发现,铁锰氧化物结合态铀含量为0.140~0.328 mg/kg,占总铀量的34.7%;基质态中铀的含量为0.256~0.405 mg/kg,占44.0%。对于铁锰氧化物结合态,铀含量与铁、锰含量呈正相关性,其中铀与铁线性相关系数0.311~0.482,铀与锰线性相关系数0.506~0.642。表明,沉积物中锰氧化物对铀含量的影响大于铁氧化物对铀含量的影响。进一步研究发现,沉积物岩性对铀含量的影响较大,总铀在细砂中平均含量为0.088 mg/kg,在黏土中平均量为0.260 mg/kg。不同深度地下水中铀浓度和沉积物铀含量的研究表明,随深度增加,地下水中铀浓度与含水层沉积物中铀含量均呈降低的趋势。地下水中铀浓度受含水层中可交换态铀含量的直接影响。
- 赵威光郭华明张莉李晓露孙健易升泽
- 关键词：含水层地下水
- 华北平原浅层含氟地下水演化特点及成因被引量：46
- 2012年
- 以华北平原浅层地下水中氟为研究对象,在收集历史资料、实地水文地质调查、取样分析的基础上,运用水化学图解、统计分析、水文地球化学模拟等方法,对比分析了历史阶段(1980～1985年)和现阶段(2005～2010年)F-质量浓度空间分布,探讨了现阶段华北平原浅层地下水中F-的空间分布特征、演化特点及成因。结果表明:现阶段高氟水的区域范围相比历史阶段明显增加;从山前冲洪积倾斜平原补给区(Ⅰ区),到中部冲积湖积平原缓慢径流区(Ⅱ区),最后到东部冲积海积滨海平原排泄区(Ⅲ区),浅层地下水中F-质量浓度呈低→高→低的变化;高氟水的水化学类型较为复杂,HCO3-和Na+富集的苏打型碱性水化学环境有利于F-的富集,而Ca2+、Mg2+则会抑制F-的富集;高氟水的形成与其迁移、赋存的环境条件有关,在Ⅰ区地下水中F-质量浓度主要受萤石溶解作用、F-解吸作用控制,在Ⅱ区地下水中F-质量浓度受蒸发浓缩作用、萤石溶解作用、方解石-白云石沉淀作用、F-解吸作用等控制,而在Ⅲ区高氟水主要受方解石-白云石的沉淀作用、F-解吸作用、阳离子交换吸附作用等控制。
- 邢丽娜郭华明魏亮詹燕红侯春堂李瑞敏王轶
- 关键词：地下水氟离子水文地球化学水化学特征华北平原
- 沉积物地球化学特征和土地利用方式对地下水砷行为的影响被引量：7
- 2017年
- 银川平原是典型的高砷内陆盆地。然而人为活动及沉积物地球化学条件对地下水砷分布的影响并不清楚。本文选取银川平原北部平罗县作为研究区,在不同研究单元共采集119组地下水样品(冲洪积平原、冲湖积平原水田区和冲湖积平原旱田区分别为54组、31组和34组),分析了其主量和微量组分含量。另在水田和旱田分别钻井一眼,采集66组沉积物(水田和旱田单元分别为31组和35组)样品,分析了粒度分布、化学成分、强(S2)、弱(S1)结合态砷等物化指标。结果表明,高砷地下水主要分布在10~20m深度范围内;冲洪积平原地下水中砷浓度普遍较低,平均浓度1.71μg·L^(-1),约95%的样品中砷浓度在10μg·L^(-1)以下;而冲湖积平原水田和旱田砷浓度较高,90%以上超过10μg·L^(-1),平均浓度分别达到26.6μg·L^(-1)和39.6μg·L^(-1)。沉积物总砷含量为3.94~75.2 mg·kg^(-1),平均值为11.5 mg·kg^(-1),S1、S2含量范围分别为<0.01~0.33mg·kg^(-1),<0.01~19.5mg·kg^(-1),分别约占总砷的0.7%和6.2%。沉积物中砷与铁、锰含量呈正相关,其分布受水动力条件及岩性的控制,黏土中砷含量较高。结合相同深度地下水砷浓度,得到S2、S1对应的平均砷分配系数Kd分别为0.001L·g^(-1)和0.007L·g^(-1)。Kd与ORP呈较好的正相关性,表明还原环境利于砷的释放;PO3-4的竞争吸附也能促进沉积物中砷的释放。在冲湖积平原,同深度上沉积物组成相近的含水层中,旱田地下水砷浓度较水田高,表明土地利用方式对砷的分布和运移也有重要影响。
- 曹永生郭华明倪萍李山羊郭琦韩双宝李付兰
- 关键词：银川平原沉积物砷土地利用方式
- 改性天然菱铁矿去除水中六价铬被引量：23
- 2015年
- 六价铬Cr（Ⅵ）是地下水污染的重要组分之一。近几年吸附法除铬被广泛应用。为了强化Cr（Ⅵ）的去除效率,对成本低廉的天然菱铁矿进行了改性,并研究了最优改性条件及其对Cr（Ⅵ）的吸附特性。经过不同温度的灼烧改性发现,在500℃灼烧20 min时改性材料去除地下水中Cr（Ⅵ）的效率最高,在25℃时其吸附容量可达0.092 mg/g,吸附效率为92%。通过一系列的静态批实验,考察了最优改性菱铁矿对水中Cr（Ⅵ）的吸附效果。结果表明,二级吸附动力学模型可以更好地描述不同温度下的吸附过程。与Langmuir等温吸附模型相比,等温吸附数据更好地符合Freundlich等温吸附模型。溶液pH对改性天然菱铁矿的吸附效果影响较大,pH在2-8之间吸附容量基本稳定;当pH=8-11时,随着pH升高吸附量明显减小。SEM、比表面积、ZPC测定等结果表明,改性菱铁矿比表面积增大,pHzpc在7.8左右。因此,比表面积、表面电荷的分布等表面性质是改性天然菱铁矿除铬性能强的主要原因。
- 周晓倩郭华明赵凯
- 关键词：改性地下水六价铬
