城市发展对岩溶地下水质影响的地球化学示踪——以重庆南山老龙洞地下河系统为例

随着城市化的快速发展,大量生活废水的排放严重影响岩溶地下水质。本文尝试利用重庆南山老龙洞流域2012年每月地下水、雨水和生活污水的水化学数据与环境同位素^(87)Sr/^(86)Sr、δ^(34)S-SO_4^(2-)和δ^(13)C_(DIC)来研究城市发展对岩溶地下水质的影响,结果表明:1)城市化过程带来的硫酸改变了岩溶地质过程,不同月份碳酸溶蚀碳酸盐岩对地下水中(Ca^(2+)+Mg^(2+))和HCO_3^-的贡献率分别变化于38%~68%(平均贡献率为53%)和55%~81%(平均贡献率为68%),而硫酸溶蚀碳酸盐岩对地下水(Ca^(2+)+Mg^(2+))和HCO_3^-的贡献率分别变化于32%~62%(平均贡献率为47%)和19%~45%(平均贡献率为32%);2)生活废水的输入改变了流域地下水锶同位素的地球化学特征,地下水^(87)Sr/^(86)Sr变化于0.70800~0.70900,明显高于雨水和石灰岩溶解来源的^(87)Sr/^(86)Sr值,而低于生活废水的^(87)Sr/^(86)Sr值,表明流域地下水质受水-岩作用和污水输入的共同影响;3)地下水δ^(34)S-SO_4^(2-)变化于7.8‰~12.0‰之间,SO_4^(2-)主要来源于生活污水和雨水的输入与石膏的溶解;4)地下水δ^(13)C_(DIC)变化于-11.2‰^-7.3‰之间,且地下水(Ca^(2+)+Mg^(2+))/HCO_3^-摩尔比率介于0.60~0.71,流域地下水质一方面受控于CO_2对碳酸盐岩溶解的自然过程,另一方面则受城市化过程产生的硫酸对碳酸盐岩溶解的控制。