城镇化进程中珠江三角洲地区浅层地下水中砷分布特征及成因

作者:吕晓立; 郑跃军; 韩占涛; 李海军; 杨明楠; 张若琳; 刘丹丹
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随着经济的快速发展,城市化和工业化已成为影响地下水环境的重要因素。沿海地下水中砷的来源很复杂。高砷地下水不仅有多种人为来源,而且自然沉积环境是造成高砷地下水的主要原因。通过比较珠江三角洲地区不同历史时期水化学成分的变化,运用离子比值和主成分分析技术,研究了城市化背景下研究区不同类型含水层地下水中砷的分布特征及成因。结果表明,研究区浅层地下水中的砷浓度在未检测到的浓度和420g·L-1之间,主要以As()的形式存在。多孔含水层中的砷浓度一般高于裂隙和岩溶含水层中的砷浓度。对研究区1567组地下水化学样品的测试结果表明,89组高砷地下水样品(As)>10g·L-1,占5.7%。其中,在孔隙、裂隙和岩溶含水层中分别检测到82组、4组和3组高砷地下水,分别占7.8%、0.8%和9.7%。高砷地下水主要分布在城市化地区,其比例是非城市化地区的5倍以上。与历史水化学数据相比,近10年来,新建城市建设用地浅层高砷地下水中砷的平均浓度增加了30%。高砷地下水通常具有pH值高、还原电位(Eh)低的特点。地下水中砷的浓度与砷、铁、锰的浓度和耗氧量呈正相关。三角洲平原区的第四纪基底是一个富含有机质的泥质沉积地层。在微生物降解、有机质和矿化作用,砷固定的氢氧化铁(氧)被还原和溶解,从而促进砷的释放和富集。城市化过程中含砷工业废水的泄漏和渗透是佛山市南部和顺德区地下水中砷的另一个重要来源。由于原生沉积环境和人类输入的双重影响,三角洲平原区形成的中性到弱碱性还原环境是高砷地下水出现的主要原因。