论文部分内容阅读
地下水作为水资源的一个重要组成部分,其分布广泛,储量丰富,水质良好,便于开采,被作为世界上普遍的饮用水供水水源。地下水不仅可以作为居民的生活供水水源,同时也是工农业的主要供水来源,因此,地下水对经济的发展以及人类生产生活至关重要。但是人类长期关注经济发展而忽视了环境保护,地下水的水质不断受到人类生产生活所带来挑战,居民用水常常受到威胁。而岩溶系统作为一种脆弱的陆地生态系统,其发育广泛,由于岩溶区特殊的地表、地下双层结构,土壤层稀薄,造成基岩的大片裸露,由于缺少土壤的防护作用,各种地表和大气污染物通过落水洞、竖井、漏斗、塌陷和溶蚀裂痕等通道进入岩溶地下水系统。岩溶地区受岩溶环境的制约,不当的土地利用会使岩溶环境失衡,其中岩溶地下水水化学组分的变化以及污染就是最为严重的环境问题之一。水污染导致的水质恶化等方面水质安全问题已经严重影响着人民的生活质量和社会经济的发展。其中结合硫氧同位素示踪地下水中硫酸盐的污染来源,提高结果的科学性。可以解决单一δ34SSO4结果中值域的重叠现象。本文以甑皮岩及其附近地下水区域为研究对象,将硫氧同位素与传统水化学方法相结合,分析地下水的物质组成以及地下水水化学的时空变化趋势,分析研究区地下水中SO42-等污染物的降解,吸收,吸附作用规律以及污染物的持久性。根据硫同位素数据结果分析研究区硫污染来源。通过数据分析得出如下结论:甑皮岩地区地下水水化学类型主要为HCO3-Ca和HCO3-Ca+Mg型,在不同月份和不同采样点还表现为HCO3+SO4-Ca+Mg,HCO3+SO4-Ca型,2014年HCO3+SO4-Ca+Mg型水较多,Ca2+、Mg2+、HCO3-主要来自于甑皮岩主要含水岩组融县组灰岩及桂林组白云质灰岩,这三种离子与岩溶作用联系紧密。其水化学特征反映了碳酸盐岩的风化溶解主要控制着区域地下水的物质组成,同时,相对偏高的SO42-反映出地下水可能受到人类活动的影响。受季风性气候的影响,降雨集中,地下水中各离子浓度雨季降低,旱季增大,与冬季相比,夏季各离子受到不同程度的稀释作用。由于岩溶介质的非均质性和岩溶水的高度敏感性,岩溶水的水动力条件以及地球化学环境的不同,也就会形成水化学曲线的差异,主要表现为稀释效应和污染物淋滤效应。污染物持久效应可以通过衰减率和衰减速率来表现。阳离子中Na+的衰减率最大,K+的含量在溶洞水和管道水中主要呈现上涨趋势,衰减率大多为20%35%,只有在Y3呈现衰减。Ca2+和Mg+无明显规律。阴离子中Cl-衰减率较大,多为20%60%,裂隙水SO42-和NO3-的衰减率波动范围大于管道水,溶洞水与管道水中SO42-的衰减率很低并且部分为正,裂隙水中各采样点的变化幅度较大。除zk14出现增长外,NO3-在溶洞水和管道水的衰减率相似,为20%30%,裂隙水的衰减率相比溶洞水和管道水略微偏高。研究区地下水主径流带衰减速率在各段以及丰水期和枯水期各不相同,阳离子中Ca2+的衰减速率最快,K+的速率最慢,阴离子中SO42-变化速率较大在丰水期,SO42-主要表现为从上游到下游为负的衰减速率,在枯水期则表现为从上游到下游正的衰减速率。甑皮岩地区附近地下水的δ34SSO4值的变化范围在-4.148.13‰之间,均值为-0.91‰,除了zk10显著偏正外,其它采样点分布较为集中,δ18OSO4值的变化范围在-3.259.74‰之间,除了zk10,zk16,y1这三个点之外,其它采样点分布比较集中,将研究区硫酸盐主要可能来源端元进行投影,可以看出,甑皮岩地区地下水和地表水的硫氧同位素组成相对集中在大气降水和无机硫氧化产物之间,这与之间的判断较为相符,说明甑皮岩地区地下水硫酸盐来自于大气降水、煤渣的共同贡献。