CAJ | 학술논문

大同盆地是中国典型的原生高砷地下水分布区.笔者对大同盆地高砷地下水的分布特征、水化学演化过程、砷的来源以及控制高砷地下水形成的地球化学过程等近期研究成果进行了总结.盆地周边石炭-二叠纪煤系地层是盆地高砷环境的主要原生物源,含水层系统中铁磁性矿物为砷的主要载体,盆地内富含有机质的湖相沉积物是次生富砷介质.在盆地中心,地下水径流受阻,蒸发成为主要的排泄方式,浓缩作用使得地下水中TDS含量增大.在富含有机质的地层中,有机质在细菌或微生物作用下不断发生分解,使得地下水环境呈还原性.在高pH、低Eh条件下,由于铁锰氧化物或氢氧化物等水合物或粘土矿物对砷的吸附性降低,一部分被吸附的砷从这些矿物表面解吸;同时部分铁锰氧化物可被还原为低价态可溶性铁锰,从而使与其结合的砷也得以释放进入地下水中.在还原条件下,水中的SO2-4和有机碳可被还原成H2S和CH4等低价态化合物,尽管生成的硫化物达到一定浓度时可与水中的亚铁离子和砷反应生成FeAsS沉淀,降低了地下水中砷含量,但由于地下水中Fe和硫酸盐含量有限,Fe普遍含量较低,硫酸盐耗尽后,CH4生成细菌就会成为主导力量,砷就会继续在地下水中积聚.此外,由于pH的升高,还可引起其他不同的酸根离子的解吸,如磷酸根、钒酸根、铀酰和钼酸根等也趋向于在溶液中积累,这些被吸附的阴离子以竞争吸附方式,进一步促进砷的解吸.
대동분지시중국전형적원생고신지하수분포구.필자대대동분지고신지하수적분포특정、수화학연화과정、신적래원이급공제고신지하수형성적지구화학과정등근기연구성과진행료총결.분지주변석탄-이첩기매계지층시분지고신배경적주요원생물원,함수층계통중철자성광물위신적주요재체,분지내부함유궤질적호상침적물시차생부신개질.재분지중심,지하수경류수조,증발성위주요적배설방식,농축작용사득지하수중TDS함량증대.재부함유궤질적지층중,유궤질재세균혹미생물작용하불단발생분해,사득지하수배경정환원성.재고pH、저Eh조건하,유우철맹양화물혹경양화물등수합물혹점토광물대신적흡부성강저,일부분피흡부적신종저사광물표면해흡;동시부분철맹양화물가피환원위저개태가용성철맹,종이사여기결합적신야득이석방진입지하수중.재환원조건하,수중적SO2-4화유궤탄가피환원성H2S화CH4등저개태화합물,진관생성적류화물체도일정농도시가여수중적아철리자화신반응생성FeAsS침정,강저료지하수중신함량,단유우지하수중Fe화류산염함량유한,Fe보편함량교저,류산염모진후,CH4생성세균취회성위주도역량,신취회계속재지하수중적취.차외,유우pH적승고,환가인기기타불동적산근리자적해흡,여린산근、범산근、유선화목산근등야추향우재용액중적루,저사피흡부적음리자이경쟁흡부방식,진일보촉진신적해흡.