云贵高原小黄泥河流域重金属分布特征及健康风险评价

小黄泥河为珠江源区南盘江流域主要支流之一,也是云贵高原重要的江河水功能区,查明小黄泥河流域地表水重金属分布特征、污染程度和健康风险,可以为珠江源区的生态环境保护提供有力支撑.系统采集小黄泥河干流及支流河水样品,对河水样品中重金属Fe、Mn、Cu、Pb、Zn、Cd和类金属As进行测定,并采用内梅罗综合污染指数法和健康风险评价模型,对小黄泥河流域地表水中的重金属进行污染评价和健康风险评价.结果表明,小黄泥河流域河水中重金属平均浓度顺序为:Fe(810.66μg·L^(−1))>Mn(126.90μg·L^(−1))>Zn(24.71μg·L^(−1))>As(2.45μg·L^(−1))>Cu(2.33μg·L^(−1))>Pb(0.43μg·L^(−1))>Cd(0.03μg·L^(−1)),其中Fe和Mn两种重金属存在超标现象,其他重金属均未出现超标现象.相关性分析及因子分析表明,地表水中7种重金属元素主要受到采煤活动、道路交通和地质背景3个因素的控制,其贡献率分别为48.00%、19.66%和15.97%.Fe和Mn的单因子污染指数较高,存在不同程度的污染,而其他重金属总体上不存在污染风险.综合污染指数评价结果显示,干流水质总体优于支流,下游支流为高度污染,上游支流为轻度污染,均主要受到Fe和Mn的影响.地表水中重金属产生的健康风险总体可控,其大小依次为As>Cd>Fe>Cu>Pb>Zn>Mn,除下游支流部分点位As的健康风险高于最大可接受风险值外,致癌物Cd及非致癌物Cu、Pb、Fe、Mn和Zn的健康风险均远低于最大可接受风险值.

滇东黔西典型岩溶流域地下水中锶富集特征及成因分析

滇东黔西岔河岩溶流域地下水和地表水中锶超常富集,研究富锶地下水的分布特征和成因机理,可以为天然富锶矿泉水的开发利用提供支撑.通过对含水介质中锶元素含量、地下水分布和水化学特征的分析,结合氢氧同位素和^(87)Sr/^(86)Sr比值、离子比例系数和Piper三线图、Gibbs图解等方法,研究了地下水中Sr的来源和成因.结果表明,永宁镇组(T_(1)yn)和关岭组(T_(2)g)岩石中锶含量较高,是地下水中锶的主要来源层位.研究区地表水和地下水均以大气降雨补给为主,水化学类型主要为HCO_(3)-Ca和HCO_(3)-Ca·Mg型,优势阴阳离子为HCO_(3)^(-)、Ca^(2+)和Mg^(2+).地表水和地下水水化学均受岩石风化作用的控制,溶滤作用、阳离子交换作用和人类活动综合影响了区内水体的组分特征.水-岩作用是锶在地下水中富集的主要途径,方解石的风化溶解是地下水中Sr的主要来源,白云石和石膏也有一定的贡献;阳离子交换作用不利于锶在地下水中的富集,人类活动有利于锶从碳酸盐岩中释放,但作用均较有限.

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,总溶解固体(total dissolved solids,TDS)变化范围为140~828 mg/L,阳离子以Ca^(2+)、Na^(+)为主,阴离子以HCO^(-)_(3)、SO^(2-)_(4)为主,水化学类型从HCO_(3)-Ca过渡为HCO_(3)-Ca·Na、HCO_(3)-Na和HCO_(3)·SO_(4)-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,阳离子以Ca^(2+)、Mg^(2+)为主,阴离子以HCO^(-)_(3)为主,水化学类型为HCO_(3)-Ca和HCO_(3)-Ca·Mg型;矿井水富集Na^(+)和SO^(2-)_(4),水化学类型为HCO_(3)-Na、SO_(4)-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Ca^(2+)、Mg^(2+)和HCO^(-)_(3)主要来源于碳酸盐岩的溶解,HCO^(-)_(3)还受到硅酸盐岩溶解的影响;SO^(2-)_(4)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。

滇东高原煤矿聚集区扎外河流域水化学特征及演化规律

采煤废水是影响中国水环境的重要因素之一,研究其对岩溶小流域水化学特征及演化的影响,可以为流域水资源开发利用和水污染防治提供科学依据。通过数理统计、离子比例系数、Piper三线图和Gibbs图等方法,分析了扎外河流域水化学特征及主要物质来源。结果表明:矿坑水水化学类型为SO_(4)-Ca和HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Na型,碳酸盐岩岩溶水和碳酸盐岩夹碎屑岩岩溶水水化学类型主要为HCO_(3)-Ca和HCO_(3)-Ca·Mg型,而受采煤废水影响,地表水由HCO_(3)-Ca型过渡为HCO_(3)·SO_(4)-Ca和HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Na型。碳酸盐岩风化是研究区Ca^(2+)、Mg^(2+)、HCO^(-)_(3)离子的主要来源;SO^(2-)_(4)离子则主要源于煤系地层黄铁矿的氧化和碳酸盐岩地层中石膏的溶解;硅酸盐风化是Na^(+)的主要来源,岩盐的溶解和阳离子交换作用也对Na^(+)有部分贡献。因子分析进一步表明,H_(2)CO_(3)和H_(2)SO_(4)参与的碳酸盐岩风化、农业活动、硅酸盐风化和阳离子交换作用综合控制了研究区水化学特征。矿业活动不仅改变了天然水体的水化学组分,还不同程度影响了流域内岩石的风化溶解过程。

珠江源块泽河流域地表水水化学特征及控制因素

块泽河流域属于珠江源区典型的岩溶小流域,同时也是滇东重要的煤炭产区,生态环境脆弱.加强区内水环境研究,对支撑珠江源区生态环境综合治理和水资源科学管理具有重要作用.通过系统采集地表水、岩溶地下水和矿井水样品,运用数理统计分析、相关性分析、离子比值分析以及绝对因子分析-多元线性回归受体模型(APCS-MLR)等方法,对块泽河流域水化学演化特征及控制因素进行了研究.结果表明:块泽河流域地表水pH平均值为7.8,呈弱碱性.阳离子主要以Ca^(2+)和Na^(+)为主,呈现Ca^(2+)>Na^(+)>Mg^(2+)>K^(+)的特征,阴离子主要以HCO^(-)_(3)和SO_(4)^(2-)为主,呈现HCO-3>SO_(4)^(2-)>NO^(-)3>Cl^(-)的特征.地表水中Na^(+)、SO_(4)^(2-)和NO^(-)3变异系数较高,表现出很强的空间变异性.块泽河干流水化学类型主要为HCO_(3)-Ca型,支流水化学类型较为复杂,主要为HCO_(3)-Ca型、HCO_(3)-Ca·Na和HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Na型.地表水水化学组分主要受岩石风化作用、阳离子交换作用以及人类活动的影响.地表水中Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)和HCO^(-)_(3)主要来源于碳酸盐岩和硅酸盐岩的风化,SO_(4)^(2-)主要来源于煤层中黄铁矿等硫化物氧化,K^(+)、Cl^(-)和NO^(-)3则主要是来源于生活污水和农业活动.APCS-MLR分析进一步表明,块泽河流域地表水主要受硫化物氧化、碳酸盐岩风化、矿井水硅酸盐岩风化、生活污水、农业活动和未知源这6个因子的影响,其贡献率分别为7.99%、32.99%、10.37%、18.02%、10.79%和19.91%,其中硫化物氧化和矿井水硅酸盐岩风化可视为矿业活动的影响,二者对地表水的贡献率为18.36%.总体来看,矿业活动、生活污水和农业活动等人类活动对河水贡献率达到47.17%,说明人类活动是块泽河流域地表水水化学的关键驱动因子.

贵州乌都河流域雨季河水水化学特征及其控制因素

乌都河是贵州西部典型的矿业型岩溶山地流域.对乌都河流域干流、支流、泉水和矿井水进行采样分析,通过Gibbs图、Piper图和数理统计分析等方法,研究了乌都河流域水化学特征及控制因素,并计算了不同因子对河水的贡献率.结果表明,乌都河流域水体pH值范围为7.87~8.52,均值为8.14;ρ(TDS)范围为135~243 mg·L^(-1),均值为191.7 mg·L^(-1).天然河水和泉水中阳离子以Ca^(2+)和Mg^(2+)为主,阴离子以HCO_(3)^(-)为主,水化学类型为HCO_(3)^(-)Ca型;但受矿业活动影响后,部分支流河水中阳离子以Ca^(2+)和Na^(+)为主,水化学类型过渡为HCO_(3)·SO_(4)^(-)Ca和HCO_(3)·SO_(4)^(-)Ca·Na型.乌都河流域河水离子组分受矿井水排放和阳离子交换作用、碳酸盐岩风化、硅酸盐岩风化和农业施肥这4个因子的影响.矿井水中具有较高浓度的SO_(4)2-)和Na^(+),是乌都河支流河水中SO_(4)2-)和Na^(+)的主要来源.化学物质平衡法计算表明,碳酸盐岩风化的贡献率为44.12%~86.92%,均值为74.32%;矿业活动的贡献率为3.28%~37.07%,均值为11.61%;碳酸盐岩风化是乌都河流域河水水化学的主控因素,矿业活动对河水水化学组分也有不可忽视的贡献.大气降水、硅酸盐岩风化、农业活动和生活污水的贡献率均值分别为3.75%、4.67%、2.85%和2.81%,对流域水化学的影响有限.

珠江源区小黄泥河流域地表水水化学组成特征及控制因素

为研究小黄泥河流域地表水水化学组成特征及离子来源,服务小黄泥河流域水资源管理,系统采集了小黄泥河干流及支流河水和矿坑水样品,综合利用Piper三线图、Gibbs图解、离子比例系数和数理统计等方法,分析了小黄泥河河水的水化学组成、空间分布特征和主要控制因素,并评估了不同来源对溶质的贡献率.结果表明,小黄泥河流域河水pH值总体呈弱碱性,变化范围7.17~9.14,均值为8.00;TDS值变化范围为154~460 mg·L^(-1),均值为257.39 mg·L^(-1),与西江干流相当;优势阳离子为Ca^(2+),占阳离子总和的69%;优势阴离子为HCO_(3)-和SO_(4)^(2-),分别占阴离子总和的65%和30%.小黄泥河干流水化学类型主要为HCO_(3)-Ca型,受矿业活动影响,支流河水从HCO_(3)-Ca型过渡为HCO_(3)·SO_(4)-Ca和HCO_(3)·SO_(4)-Ca·Na型.河水溶质主要受到硫酸和碳酸参与的碳酸盐岩和硅酸盐岩风化的控制,其中碳酸盐岩风化对河水离子组分贡献率为63%,硅酸盐岩风化贡献率为16.33%;人类活动对小黄泥河流域河水溶质的影响也不容忽视,其中矿业活动贡献率为13.4%,农业活动和生活污水的贡献率为4%.