关键词:
浅层地下水
高砷
离子分析
环境特征
PCA-PMF源解析
新乡平原区
摘要:
新乡市平原区是黄河下游流域重要的粮食产地,地下水是当地农业灌溉的主要水源.该地区分布有区域性高砷(As>10μg·L^(-1))地下水,但As超标的环境特征及来源尚不明确.本研究采集了130组浅层地下水样品,通过分析As与特征离子间的相关关系分析地下水中As赋存的环境特征.同时,结合主成分分析法(PCA)和正定矩阵因子分解法(PMF)两种源解析方法识别浅层含水层中As的来源.结果表明:①新乡市平原区地下水中As的最高浓度为128μg·L^(-1),超标率为40.77%.高砷地下水主要分布于沉积环境为洪积扇前洼地和黄河决口扇,井深在20~45 m的环境中.②研究区高砷地下水普遍存在于pH为7.2~7.8的弱碱性环境,水化学类型主要为HCO_(3)^(-)Ca和HCO_(3)^(-)Ca·Na.离子相关性分析表明,弱碱性还原环境和高HCO_(3)^(-)环境有利于高砷地下水的形成,同时也伴随Fe和NH_(4)^(+)的释放.③源解析定量模型表明,铁氧化物还原性溶解是地下水中As释放的主要来源,贡献率为91.9%,水-岩作用促进的HCO_(3)^(-)竞争吸附和农业化肥施用对砷释放的贡献率分别为7.6%和0.5%.