许家沟泉域岩溶地下水硫同位素特征及硫酸盐来源解析

硫酸对碳酸盐岩的溶蚀作用影响着岩溶碳汇效应,确定其分布特征及来源对估算区域岩溶碳汇量至关重要。北方太行山前岩溶泉域地下水中的硫酸盐受多因素影响,其来源及控制机制尚不清晰。为此以许家沟岩溶泉域为研究对象,利用水化学和硫氧双同位素示踪技术,分析了硫酸盐和δ^(18)O_(SO4)、δ^(34)S_(SO4)值的分布特征,解析了硫酸盐的来源,并借助IsoSource软件量化了各来源的贡献率。结果表明:泉域岩溶地下水硫酸盐含量为4.17~129.24mg·L^(-1),平均值为27.55mg·L^(-1),从裸露区到深埋区硫酸盐含量呈增大趋势;δ^(18)O_(SO4)、δ^(34)S_(SO4)值分别为4.95~7.64‰、3.60~14.02‰,平均值为6.12‰和7.27‰,δ^(18)O_(SO4)值变化不大,而δ^(34)S_(SO4)值与硫酸盐含量具有相同的变化规律,从裸露区至深埋区呈增大趋势;泉域岩溶地下水硫酸盐来源于硫化物氧化、大气降水和石膏溶解,在不同区域内它们的贡献率有所不同,平均贡献率分别为63.52%、23.46%和13.01%。研究结果可为准确评估泉域的碳汇效应提供数据支持。

豫北山前平原深层地下水硫酸盐来源与污染途径的同位素示踪

豫北山前冲洪积平原深层地下水硫酸盐(SO_(4)^(2-))呈现持续增高趋势,但其机制仍不清楚.为探讨深层地下水SO_(4)^(2-)来源与污染机制,选择山前冲洪积平原不同赋存条件深层地下水作对比分析,借助水体水化学、氢氧同位素(δD_(H2O)和δ^(18)O_(H2O))、硫酸盐硫和氧同位素(δ^(34)S_(SO4)和δ^(18)O_(SO4)),示踪人类活动影响下深层地下水SO_(4)^(2-)的来源、污染途径及硫酸盐细菌还原过程.结果表明:深层地下水水化学、δD_(H2O)和δ^(18)O_(H2O)以及δ^(34)S_(SO4)和δ^(18)O_(SO4)组成月际变化相对稳定,但不同地点的地下水组成呈现显著空间差异.研究区未受人为影响的深层地下水SO_(4)^(2-)来源包括大气降水、黄铁矿氧化以及石膏溶解,且经历细菌还原作用;人为输入对深层地下水的影响表现为两种不同的途径和过程,一种是在山前补给区,因无显著的隔水层,在降水入渗和河水侧渗作用下,深层地下水显著受到人类活动来源硫酸盐(工业废水)影响.另一种是在排泄区,由于深层地下水过量开采导致地下水水位下降,上伏浅层咸水产生越流补给,造成深层地下水的SO_(4)^(2-)浓度显著增加.研究结果很好地揭示了焦作山前冲洪积平原深层地下水受污染的机制,为我们有效管理和保护深层地下水资源提供重要科学依据.

长江干流丰水期河水硫酸盐同位素组成特征及其来源解析

碳酸盐岩的硫酸风化机制及其与碳循环的关系是全球碳循环研究中最为关注的科学问题之一,其关键问题是识别硫酸盐来源.通过分析长江干流丰水期SO4^2-浓度及其硫、氧同位素组成特征,探讨长江硫酸盐的来源及其主要控制因素.长江河水SO4^2-含量呈现逐年增加的趋势,并且年增幅度逐渐加大.δ^34 SSO4和δ^18 OSO4变化范围为-3.5‰-5.6‰和3.7‰-9.2‰,二者呈现显著的线性负相关关系.δ^18 OSO4值从上游到下游的增加趋势受长江水δ^18 OH2O值的空间组成特征的影响.研究表明,大气降水（酸雨）和硫化物氧化是控制长江干流丰水期河水硫、氧同位素组成及其来源的主要机制,为研究长江流域化学风化侵蚀作用和碳循环过程提供重要的理论依据.

水化学及硫同位素对大冶矿区地下水硫酸盐污染的指示

铜铁矿区周边地下水硫酸盐污染是生态环境研究关注的热点问题,精确识别硫酸盐来源及迁移途径对于矿区周边地下水污染防控和供水安全至关重要.利用水化学与硫同位素耦合分析,结合矿区水文地质条件和潜在污染源分布,探讨了区内地下水硫酸盐污染特征、来源及迁移途径.区域内地下水包括松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水及岩浆岩风化裂隙水,水化学类型主要为HCO_(3)∙SO_(4)-Ca型,水化学组分主要来源于硅酸岩、碳酸盐岩和硫酸盐矿物的溶解以及硫化物氧化;地下水中SO_(4)^(2‒)含量范围为44.4~2089.0 mg/L,高值区主要分布在洪山溪尾矿库、矿渣堆存处及矿业生产区附近;地下水中δ^(34)S-SO_(4)^(2‒)在2.6‰~31.5‰之间,反映其SO_(4)^(2‒)具有多源性.地下水中SO_(4)^(2‒)的主要来源包括含水层中石膏矿物的溶解和黄铁矿等含硫矿物氧化输入,高含量的SO_(4)^(2‒)主要来源于黄铁矿氧化的贡献;矿坑排水、尾矿渗漏、选矿粉尘沉降淋滤下渗以及废水渗漏是地下水硫酸盐污染的主要途径.