沉湖地区弱透水层孔隙水的水化学特征及其成因

2021-06-09张刘梦吴心宇

安全与环境工程 2021年3期

关键词：研究

刘欣，马腾，张刘梦，刘锐，吴心宇，杜尧

(中国地质大学(武汉)环境学院，湖北武汉 430078)

弱透水层与含水层相伴而生，是地下水系统的重要组成部分。黏性土弱透水层孔隙水可通过垂向渗流和越流参与地下水循环，其水文地球化学过程(溶解平衡、界面平衡、氧化还原等)深刻影响着地下水水质。黏性土地层中的孔隙水在水文地质演化过程中处于相对封闭的环境，可用于指示地下水中元素的来源，揭示地下水化学成分的形成过程。

孔隙水的已有研究主要集中于古环境、成岩成矿作用、重金属迁移富集等方面。近年来，越来越多的研究表明弱透水层中的有害组分可随孔隙水的垂向渗流和压实作用(如受到上覆地层压力或地下水超采引起的弱透水层压密)进入到含水层，从而影响地下水供水安全。Polizzotto等对东南亚地区高砷(As)地下水的研究表明，表层5～20 m厚的泥质黏性土层对下伏地下水中As的贡献高达600～2 000 kg/a；Wang等的研究表明，中国珠江三角洲地区地下水中铵含量异常高可能与弱透水层保存了大量的氨氮有关；肖骢的研究发现，江汉平原弱透水层底部1 m厚的沉积物埋藏释放的As对下伏含水层As富集的贡献量约为1/9。而识别弱透水层孔隙水的水化学特征及其成因是研究黏性土地层赋存的污染物向地下水迁移转化的基础。Xie等的研究发现，大同盆地高As地下水通常富集于偏碱性的地下水环境，碱性条件(pH值>8.0)有利于As从氧化物表面解吸附而大量释放。