北京城市化进程中地下水水化学特征识别

以北京市永定河冲洪积扇中部、紧邻老城区的两眼水源井为研究对象,采用1960—2008年近50 a的地下水水质资料,揭示了地下水的水化学演化特征:地下水先后受生活污水、工业废水、强阳离子交换作用的影响,水化学类型演化的一般序列为HCO3-Mg·Ca→HCO3·Cl-Mg·Ca→HCO3·Cl·SO4-Mg·Ca→HCO3·Cl·SO4-Ca·Na·Mg→HCO3·Cl-Ca·Na·Mg→HCO3·Cl-Na·Ca·Mg;地下水从天然状态到污染状态,HCO-3相对含量降低,而Cl-与SO2-4相对含量升高;后期受到强阳离子交换作用的影响,Na+相对含量升高,Ca2+与Mg2+相对含量降低;天然状态下,反映碳酸岩矿物溶解作用的Ca2++Mg2+与HCO-3的毫克当量比值为1.1~1.3,污染状态下该值超过2.0。     

淮北平原浅层地下水氟的水化学特征及影响因素分析

以淮北平原浅层地下水中的氟离子为研究对象,在分析地形地貌、水文地质条件、地下水化学成分(总硬度、矿化度、氟离子等)、水化学类型特征等基础上,运用统计方法分析了氟离子浓度与pH值、K++Na+浓度、Ca2+浓度、ρ(K++Na+)/ρ(Ca2+)比值、Mg2+浓度之间的关系。结果表明氟离子浓度随地下水pH值的增大而增大,与ρ(K++Na+)/ρ(Ca2+)比值之间存在着正相关关系,但是与K++Na+浓度、Ca2+浓度、Mg2+浓度之间并无明显的相关性。最后讨论了氟离子的影响因素,提出合理利用地下水的建议。     

新疆昌吉州西部平原区地下水水质研究

为了查明新疆昌吉回族自治州西部平原区地下水的水质情况以及地下水化学特征,采用模糊综合评价法、数理统计法及AquaChem软件对研究区2011年21个监测井的地下水水样进行质量评价。结果表明:研究区地下水水质总体状况较好,水质达到Ⅲ级以上水质标准的监测井有19个,占90.5%;属于Ⅴ级水质标准的监测井有2个,均位于昌吉市,占9.5%;研究区地下水pH值为7.51~8.92,属于中性、弱碱性水;地下水化学组分中的优势阳离子是Ca2+和K++Na+,优势阴离子是HCO-3和Cl-;K++Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO2-4和TDS的变异系数均达到0.5以上,反映出它们在地下水中的含量变化很大,是随环境因素变化的敏感因子;研究区各离子相对含量较为复杂,多数水样碱土金属离子大于碱金属离子,水化学类型以HCO3·SO4-Ca、HCO3·SO4-Ca·Na为主。     

浅层地下水水化学特征与土体盐分相关性研究

为研究南通地区浅层地下水与土体盐分特征的相关性,采集了31件水样、220件土样,并收集了60组水质资料,分析了浅层地下水水化学特征和土体盐分特征.研究表明:浅层地下水自西向东,TDS逐渐增大,主要为咸水和盐水,水化学类型为Cl—Na型,TDS与各离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-)的相关性高;土...     

塔里木沙漠公路沿线浅层地下水化学特征

为研究新疆塔里木沙漠公路沿线浅层地下水水化学特征及其成因,运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、相关性分析和离子比值等方法分析研究区2014年20组浅层地下水水样测试结果,并探讨沙漠公路沿线水化学演化过程的主要控制因素。研究结果表明,浅层地下水中主要阴阳离子为SO42-和Na+;TDS介于543.61～10 249.74mg/L,平均值为4 087.58mg/L;pH值的范围在7.11～9.05,平均值为7.87;总硬度超过450 mg/L的水样占95%;地下水水化学类型以SO4·Cl-Na型、SO4·Cl-Na·Mg型和SO4·Cl-Na·Ca型为主;地下水中SO42-和Na+是TDS的主要来源,且SO42-和Na+主要来源于岩盐或蒸发岩溶解;各主要离子间均有较好的相关性,其来源具有一致性;大气降水作用对研究区地下水化学组分几乎没有影响,地下水主要受蒸发浓缩和岩石风化作用影响;地下水中主要离子来源受硅酸盐岩和蒸发盐岩风化溶解影响较大,同时受到碳酸盐岩的溶解和阳离子交换作用影响。     

泾源县饮用地下水水化学特征及水质评价

为查明泾源县饮用地下水水化学特征及其分布规律以及地下水质量状况,为地下水合理开发利用提供依据,运用离子比例系数法、相关分析法和地质统计学相关的理论全面系统地研究了泾源县饮用地下水水化学特征,并运用基于熵权水质指数法进行了饮用地下水水质评价.研究结果表明:地下水中各化学指标基本满足生活饮用水要求,地下水中pH、H2SiO3、HCO-3、I-、TDS和总硬度含量相对稳定,CO2-3、NO-3N、NO2-N和NH4变异性较强.地下水中的主要阳离子是Ca2+和Mg2+,其次是Na+,主要阴离子是HCO-3、SO2-4.TDS和总硬度呈现由西北向东南逐渐减小的趋势,TDS的变化主要受到Ca2+、Mg2+和SO2-4离子含量变化的影响;水化学类型主要为HCO3·SO4-Mg·Ca、HCO3-Ca·Mg和HCO3-Mg·Ca型水.γCl-/γCa2+系数表明泾源县地下水水动力条件较好;γNa+/γCl-系数表明该区地下水非海相沉积水,其化学成分的形成包括含岩盐地层风化-溶滤作用、钠长石溶解作用以及阳离子交换作用.水动力条件的好坏极大程度上影响着地下水水化学成分和水化学类型的变化.相关分析表明,地下水流动过程中发生了钠长石、钾长石、石膏和小苏打的溶解作用,并伴有高岭土的生成,这些反应的发生取决于地下水水动力条件和地质条件.水质评价结果显示泾源县地下水水质较好,多为Ⅰ类水和Ⅱ类水,适合当地居民饮用.     

北京市朝阳区地下水化学特征及其变化规律

为了揭示北京市朝阳区水化学特征的形成机制,采集2007—2009年不同季节中共计144个地下水样品进行监测,应用相关分析法、水化学方法和离子比例法分析地下水水化学特征、影响因素和变化规律。结果表明:丰水期和枯水期地下水水化学组分差别较小。地下水阴离子中HCO3-占绝对主导地位且含量相对稳定,质量浓度均值在290～302 mg/L,而Cl-受环境影响质量浓度变化较大,变异系数在95.7%～132%,阳离子则以Na+、Ca2+为主,质量浓度均值分别为53～72 mg/L和49～62 mg/L,且Na+质量浓度变化稍大。总体上朝阳区地下水TDS中等,均值为449.4 mg/L,与Cl-、SO24-、HCO3-、Ca2+和Mg2+的质量浓度呈显著正相关关系。地下水化学类型以HCO3-NaCa为主,少数地段出现HCO3Cl-CaMg和HCO3SO4-NaCa。     

鄂尔多斯北区地下水水化学特征对应分析研究

结合鄂尔多斯白垩系盆地北区环河含水岩组地下水水化学数据,以地下水中六大离子(K++Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、SO24-及HCO3-)和TDS为变量,应用对应分析法对环河组地下水水化学特征进行了分析。结果表明:研究区66个样本点被分为3个区,Ⅰ区地下水水化学类型多为SO24-、SO24--Cl-型,Ⅱ区多为HCO3--SO24--Cl-型,Ⅲ区多为HCO3-、HCO3--SO24-、HCO3--Cl-型。     

新疆祁漫塔格地区地下水化学特征及成因分析

为了解新疆祁漫塔格地区地下水化学特征及主要离子来源,依据地下水采样调查数据,综合利用数理统计分析、Piper三线图、Gibbs图、离子比值和水文地球化学模拟等方法进行分析探讨。结果表明：研究区地下水总体呈弱碱性;地下水化学类型主要为Na-Cl·SO₄型、Na·Mg-Cl·SO₄型和Na·Mg-Cl·SO₄·HCO₃型;蒸发浓缩作用和岩石的风化溶解是影响和控制研究区地下水化学成分的首要因素,其中,岩石的风化溶解以蒸发岩(石膏和盐岩等)和硅酸盐(钾长石、钠长石、钙长石和镁长石等)的溶解为主。     

大连地区地下水化学特征分析及形成机制研究

本文利用舒卡列夫分类法、Piper三线图、Person相关性、Gibbs图以及离子比值图等对大连地区地下水化学特征及形成机制进行了分析研究。结果表明:地下水化学类型主要为HCO₃^-·Cl-Ca²⁺型和HCO₃^-·Cl-Na·Ca²⁺型,占比为41.9%,并且表现出明显的地域分布特点;研究区Ca²⁺和Cl^-为优势阴阳离子,HCO₃^-次之,碳酸岩盐是Ca²⁺和HCO₃^-的主要来源,而Cl^-主要来源于海水入侵;地下水化学组成主要受岩石风化作用控制,主要水岩作用为碳酸盐岩溶解,并受海水入侵影响发生显著阳离子交换作用。该研究结果可为沿海山地丘陵地区地下水资源的管理、开发利用与保护提供依据。     

沈阳北站深基坑工程的变形监测与数值模拟分析

以沈阳北站综合交通枢纽Ⅰ区深基坑工程为研究对象,对基坑围护结构及其变形进行了现场监测,分析了基坑施工过程中围护结构的变形随基坑开挖深度和时间的变化规律。运用有限差分软件FLAC3D,对深基坑开挖支护的全过程进行了三维模拟,分析了基坑开挖后,围护结构的变形特性,并与现场监测结果进行了对比分析。数值计算结果与现场实测结果比较一致。可通过数值模拟研究深基坑工程的变形规律。     

Interconnected riverine–lacustrine systems as sedimentary repositories: Case study in southeast Michigan using Pb and Cs-based sediment accumulation and mixing models

Particle-reactive nuclides, such as ²¹⁰Pb and ¹³⁷Cs, serve as powerful chronometric tools in the investigations and reconstruction of historical contamination in coastal marine and lacustrine systems. Towards the first systematic establishment of sediment chronologies of river channel sediments, a set of seven sediment cores from Clinton River and Lake St. Clair riverine–lacustrine system were collected and analyzed for ²¹⁰Pb, ²²⁶Ra, and ¹³⁷Cs activities. Measured inventories of ²¹⁰Pb_xs and ¹³⁷Cs were ~ 2 and ~ 9 times higher than that expected from atmospheric fallout. From the measured ²¹⁰Pb_xs/¹³⁷Cs inventory ratios, erosional input of ¹³⁷Cs was found to be significantly higher than that of ²¹⁰Pb indicating that anthropogenic watershed disturbances have resulted in accelerated sediment erosion. Good agreement between accumulation rates using ²¹⁰Pb_xs and ¹³⁷Cs using four different age models were obtained for four of the seven cores in the riverine–lacustrine environment. Average sediment mass accumulation rates, based on the ²¹⁰Pb_xs CFCS model, in the lower Clinton River (mean: 0.91 g cm⁻² yr⁻¹) were generally higher than those in Lake St. Clair (mean: 0.55 g cm⁻² yr⁻¹) due to a higher sediment flux and the unique riverine system characteristics. Sediment mixing coefficients, based on a ²¹⁰Pb_xs mixing model, were much higher in the river (mean: 64.9 cm² yr⁻¹) compared to the lake (mean: 4.7 cm² yr⁻¹), as was expected due to the frequency of perturbation and resuspension. Net accumulation of datable sediments in the Clinton River indicates that similar river channel deposits may act as repositories for the reconstruction of historical contamination and environmental changes.     

Estimation of Sediment Rates and Life of Sagar Lake Using Radiometric Dating Techniques

Sagar Lake is situated in the middle of the Sagar City in the Vindhyan terrain of Bundelkhand region of India at an elevation of 517 m above mean sea level. The lake surface area and volume are 145 × 10⁴ m² and 389 × 10⁴ m³ at full tank level. Sedimentation rates and pattern in the lake have been estimated using ¹³⁷Cs and ²¹⁰Pb radiometric dating techniques. The lake has been subdivided into eight zones on the basis of sedimentation rate and under water topography. The sedimentation rate in the lake has been found to vary between 0.30 and 1.08 cm/a depending upon the location. The estimated mean sedimentation rate is 0.58 ± 0.028 cm/a. The observed sedimentation pattern reveals that the sedimentation rate decreases from near shore to far shore and minimum at the deepest part of the lake. The estimated useful life of the lake based on Post-1964 average sedimentation rate is around 467 ± 23 years.     

海南岛滨海地区浅层地下水Ca2+的分布和阳离子交换分析

作为主要的地球化学要素,地下水钙离子具有重要的水-岩作用意义。在环海南岛滨海地区进行了地下水潮周期连续取样和化学综合测试。分析表明:受地下水交换和海水侵入的影响,测井钙离子含量高低不一,变化程度不等,呈现波动性,钙离子发生了一定的富集现象,具有非保守性以及活跃性;模拟提取了钙离子等的化学物种和矿物,结果显示为CaSO_4、Ca HCO_3~+、CaCO_3、CaOH~+、CaHSO_4~+5种,以游离态占绝对优势。带电粒子活度以游离态受到影响最大,含钙矿物主要有硫酸盐类和碳酸盐类共5种,海水侵入有促进前者溶解和后者饱和的效应;以游离态阳离子相对含量为基础,用统计方法分析阳离子竞争和数量的交换关系,显示Ca-Na交换为主,随海水进退而具有相向可逆性。总体上,交换的相对强度以东北部测井最大,绝对强度以西南部和西北部测井最大。可见,华南滨海地区虽然风化强烈、岩性松散,但局部环境又存在差异,受到陆区淡水和高矿化度海水的不同性质水体共同作用,阳离子行为表现不一,需要多加予以关注。     

改性玉米芯对Pb~(2+)、Cu~(2+)的吸附动力学和热力学的实验研究

用酒石酸改性玉米芯,利用改性玉米芯吸附水中的Cu2+和Pb2+。实验结果表明:吸附过程更加能够符合准二级动力学方程,且随温度的升高,吸附越容易进行,吸附过程表观活化能较小,说明该过程具有物理吸附的属性。吸附规律能够更好地用Freundlich方程所描述,且ΔG0,ΔH0,ΔS0,说明吸附是自发、吸热、熵增的过程,温度的升高有利于吸附反应的进行。再生实验结果表明玉米芯再生性能良好。本实验对于重金属的去除具有一定的参考价值。     

Stable Oxygen and Carbon Isotopic Compositions of Lates stappersii Otoliths from Lake Tanganyika,East Africa

In this study, we measured growth trends in oxygen and carbon isotopic ratios in whole sagittal otoliths from three adult centropomid fish (Lates stappersii) from each of three sub-basins of Lake Tanganyika, East Africa. Sampling density was 20 to 50 samples per otolith. Both δ¹⁸O and δ¹³C values increase with age. The δ¹⁸O data suggest that otoliths were precipitated near the expected equilibrium with the ambient environment (ca. +3.5‰) and support a migration pattern from surface waters during larval stages to deeper waters (40 to 80 m) for mature fish. Relatively high δ¹⁸O values in the southern sub-basin are consistent with cooler temperatures in the region during seasonal upwelling. The δ13C increase from otolith core to edge is large (up to 4‰) and is interpreted as due to ontogenetic changes in diet and contributions from a decrease in the proportion of respired CO₂ incorporated into otolith carbonate as metabolic rates of the fish dropped with maturity. The data seem to successfully reveal life strategy and migration patterns of L. stappersii, document regional differences in lake conditions, and provide a record of temperature within the water column during which the fish lived. Higher resolution studies and analyses of historical samples could be used to constrain modern and past growth patterns, and to reconstruct past temperature gradients and productivity patterns in the lake.     

硫酸盐还原菌分离及其处理煤矿酸性废水工艺的实验研究

针对煤矿酸性废水直接排放污染水资源的问题,试验选用污泥样作为筛选样品富集硫酸盐还原菌,采用稀释涂布-叠皿夹层厌氧培养法分离纯化SRB,研究了SRB对煤矿酸性废水中Fe2+和SO42-的去除效果。试验结果表明:分离纯化得到的SRB符合典型的"S"型生长曲线,SRB的最佳生长条件为34℃、p H为7、70%乳酸钠作为碳源。综合比较接种不同量SRB对煤矿酸性废水的处理效果可知,接种10%SRB的处理效果较好,接种时间为5d时对煤矿酸性废水中SO42-和Fe2+的去除率分别为74. 71%和99. 18%。     

氧气对零价铁去除三价砷过程的影响及其机制

为研究氧气对零价铁(Fe0)去除水中三价砷(As(Ⅲ))过程的影响,通过曝氮气、空气和氧气的实验研究了pH为4.0和6.0时As(Ⅲ)的去除动力学,并采用X射线精细吸收结构谱(XAFS)和X射线衍射谱(XRD)等表征手段探究其影响机制。结果表明:尽管高浓度的氧气有利于As(Ⅲ)被氧化为更容易被铁氧化物吸附的五价砷(As(Ⅴ)),但曝空气对于As(Ⅲ)的去除相对于曝氧气更为有利。在pH为4.0时,高浓度的氧气能够促进Fe0的溶解,从而抑制As(Ⅲ)的去除;而在pH为6.0时,高浓度的氧气会导致Fe0表面钝化,从而阻碍反应的进行。此外,曝氮气则几乎完全抑制了Fe0对水中As(Ⅲ)的去除,这是由于无氧条件不利于吸附性铁氧化物的生成;调控氧气的量可改进Fe0对As(Ⅲ)的去除效果。     

盾构隧道壁后注浆压力对地表沉降的影响分析

为直观了解盾构隧道施工过程中壁后注浆压力对土体变形的影响,分析盾构隧道注浆压力大小对管片上浮的影响,保证在隧道施工过程中采用合理的注浆压力,控制地表变形量。采用FLAC3D软件对上海某越江隧道施工过程进行了数值模拟,分析注浆压力对管片上浮的影响。结果表明:在不同注浆压力及不同分布形式情况下,土体受扰动程度差异较大;当注浆浆液充填等待层后,随着注浆浆液逐渐硬化,盾构隧道管片会逐渐形成上浮趋势,上浮量与注浆压力有关,当注浆压力控制在0.2～0.3MPa时,地表变形量可以得到有效控制,所以施工中应该值得注意。同时也为今后的盾构隧道数值模拟与现场施工提供参考。     

河北某电镀污染场地Cr6+污染调查

为查明河北某电镀污染场地Cr~(6+)的污染程度和空间分布,并对其可能影响的污染范围及风险进行预测,采用取样化验、三维数值模拟等方法对污染场地进行调查和评价。结果表明:污染场地在未进行人工干预治理时,污染物受到地下水流向和含水层介质的影响,在电镀废水停止泄露后的180 d内,调查区西南部大片区域的地下水有被污染的风险。