四川安寧河流域水化學(xué)特征及物源探討
發(fā)布時(shí)間:2021-04-03 05:09
安寧河河谷地區(qū)是四川省第二大糧倉(cāng),區(qū)內(nèi)人口較多、礦業(yè)發(fā)達(dá)。查明流域水化學(xué)特征及物質(zhì)來源,對(duì)于探討地質(zhì)背景與人為活動(dòng)對(duì)河流水化學(xué)特征的影響具有重要意義。研究顯示,安寧河河水整體偏弱堿性,p H均值為8.18,TDS值高于世界河流平均值。河水中陽(yáng)離子濃度平均值順序?yàn)镃a2+>Na+>Mg2+>K+,陰離子濃度平均值順序?yàn)镠CO3->Cl->SO24->NO3-?臻g上,自上游至下游,安寧河河水的TDS值和陰陽(yáng)離子含量呈整體上升的趨勢(shì),SO24-、NO3-濃度波動(dòng)較大?刂屏饔蛩瘜W(xué)特征的主要因素是硅酸鹽巖的風(fēng)化,其次是碳酸鹽巖的風(fēng)化。流域內(nèi)的NO3-主要來源于農(nóng)業(yè)活動(dòng)和土壤有機(jī)氮,礦業(yè)活動(dòng)對(duì)安寧河河水中SO24-濃度的影響較大,人為活動(dòng)對(duì)安寧河流域水化學(xué)的影響不可忽視。
【文章來源】:地球與環(huán)境. 2020,48(06)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
安寧河流域巖性分布、地質(zhì)構(gòu)造略圖(底圖據(jù)[14])
安寧河河水總陽(yáng)離子濃度(TZ+=[Na+]+[K+]+[Ca2+]+[Mg2+])為0.33~4.56 mmol/L;總陰離子濃度(TZ-=[Cl-]+[SO42-]+[HCO3-]+[NO3-])為0.60~4.79 mmol/L。68%的河水樣品水體無(wú)機(jī)離子電荷平衡系數(shù)(NICB=(TZ+-TZ-)/TZ+×100%)介于-10%~10%,77%的河水樣品NICB值介于-15%~15%,表明水體陰陽(yáng)離子電荷基本平衡。如表1所示,安寧河河水中離子濃度較高的有HCO3-、Ca2+、SO42-,p H為7.31~9.4,均值為8.18,偏弱堿性,p H最高值出現(xiàn)在草海(AN2)。河水總?cè)芙夤腆w(TDS)的變化范圍較大,從上游往下游逐漸增加(圖3d),平均值為95.85 mg/L,最小值為17.15 mg/L(草海AN2),最大值為228 mg/L(高視村AN10),高于世界河流TDS平均值(69 mg/L)和亞馬遜河(44 mg/L)[15],低于長(zhǎng)江(222 mg/L)[16]、珠江(192 mg/L)[17]、松花江(104.8 mg/L)[18]。河水中陽(yáng)離子濃度平均值順序?yàn)镃a2+>Na+>Mg2+>K+,陰離子濃度平均值順序?yàn)镠CO3->Cl->SO42->NO3-。與其它一些河流相比,HCO3-、Cl-、SO42-濃度均值相對(duì)較低(表1)?臻g上,安寧河河水陰陽(yáng)離子濃度從上游到下游有整體上升的趨勢(shì),Mg2+和Ca2+、Na+和Cl-的含量具有非常一致的變化特征,Ca2+濃度始終高于Mg2+、K+濃度。大部分離子的濃度在采樣點(diǎn)AN10(位于高視村)出現(xiàn)較大的升高,HCO3-、Mg2+、Ca2+濃度在采樣點(diǎn)AN14處出現(xiàn)大幅度上升,AN14位于禮州鎮(zhèn)新元村,其采樣點(diǎn)上游3 km處西側(cè)、4 km處東側(cè)分別有拓郎河和熱水河注入安寧河,離子濃度的變化可能與其有關(guān)。距離源頭較近的6個(gè)采樣點(diǎn)(AN1~AN6)的主要離子濃度相對(duì)較低,自采樣點(diǎn)AN7之后各陰陽(yáng)離子的濃度相對(duì)升高且波動(dòng)較大,特別是SO42-。AN1~AN6流經(jīng)區(qū)域主要是森林和少量的居住地,人為活動(dòng)干擾較小,自AN7后河流依次流經(jīng)了冕寧縣、西昌市、德昌縣、米易縣等縣城,人口眾多、農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)、工礦活動(dòng)頻繁,受人為影響較大,一定程度反映人為活動(dòng)對(duì)河水中主要離子的影響(圖2b)。
巖性是決定河流水化學(xué)性質(zhì)的重要因素,可溶性巖石受到地表水或地下水的溶解進(jìn)入水體,從而控制河水的化學(xué)組成。通過Na+校正的元素比值端元圖可以鑒別流域不同巖石礦物風(fēng)化對(duì)河水溶質(zhì)的貢獻(xiàn)[15]。將安寧河河水Mg2+/Na+、HCO3-/Na+、Ca2+/Na+比值投在Na+校正元素比值端元圖上,發(fā)現(xiàn)投點(diǎn)主要分布在硅酸鹽巖和碳酸鹽巖兩個(gè)風(fēng)化端元之間,且投點(diǎn)更靠近硅酸鹽巖風(fēng)化端元(圖5)。這說明安寧河河水化學(xué)組成主要受硅酸鹽巖和碳酸鹽巖的風(fēng)化控制,且受硅酸鹽巖風(fēng)化的控制作用強(qiáng)于碳酸鹽巖,這與安寧河流域的地質(zhì)背景相關(guān)。圖4 安寧河流域水化學(xué)Gibbs半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖(底圖據(jù)[22])
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]黃河中下游豐水期水化學(xué)特征及影響因素[J]. 張旺,王殿武,雷坤,呂旭波,陳雨,楊麗標(biāo). 水土保持研究. 2020(01)
[2]水環(huán)境中硝酸根離子的特性研究與應(yīng)用[J]. 管凱,申婷婷,孫靜,王晨,王西奎. 齊魯工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]鄱陽(yáng)湖流域樂安河水化學(xué)特征及影響因素[J]. 舒旺,王鵬,肖漢玉,劉君政,趙君,余小芳. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境. 2019(03)
[4]安寧河水體中重金屬空間分布特征及來源識(shí)別[J]. 朱泊丞,施澤明,王新宇,許偉,楊偉河,廖超. 四川冶金. 2018(04)
[5]新疆克里雅河上游主要離子化學(xué)特征及其成因[J]. 邵躍杰,羅光明,王建,顏偉,劉景時(shí). 干旱區(qū)研究. 2018(05)
[6]呼倫湖流域地表水與地下水離子組成特征及來源分析[J]. 韓知明,賈克力,孫標(biāo),趙勝男,李國(guó)華,吳其慧. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2018(04)
[7]北江流域水化學(xué)時(shí)空變化及化學(xué)風(fēng)化特征[J]. 禤映雪,唐常源,曹英杰,江濤,黎坤,李銳. 環(huán)境科學(xué)研究. 2018(06)
[8]赤水河流域水化學(xué)特征與巖石風(fēng)化機(jī)制[J]. 徐森,李思亮,鐘君,蘇靖,陳率. 生態(tài)學(xué)雜志. 2018(03)
[9]西藏拉薩河流域河水主要離子化學(xué)特征及來源[J]. 張清華,孫平安,何師意,文化,劉明隆,于奭. 環(huán)境科學(xué). 2018(03)
[10]太子河流域中游地區(qū)河流硝酸鹽來源及遷移轉(zhuǎn)化過程[J]. 李艷利,孫偉,楊梓睿. 環(huán)境科學(xué). 2017(12)
博士論文
[1]金屬硫化物礦區(qū)稻田土壤中硫素的遷移轉(zhuǎn)化及次生硫酸鹽礦物中重金屬的溶出機(jī)制[D]. 楊成方.華南理工大學(xué) 2016
[2]川西安寧河現(xiàn)代沉積物的環(huán)境質(zhì)量演化[D]. 許偉.成都理工大學(xué) 2015
碩士論文
[1]安寧河流域生態(tài)環(huán)境脆弱性評(píng)價(jià)[D]. 邵秋芳.成都理工大學(xué) 2016
本文編號(hào):3116677
【文章來源】:地球與環(huán)境. 2020,48(06)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:9 頁(yè)
【部分圖文】:
安寧河流域巖性分布、地質(zhì)構(gòu)造略圖(底圖據(jù)[14])
安寧河河水總陽(yáng)離子濃度(TZ+=[Na+]+[K+]+[Ca2+]+[Mg2+])為0.33~4.56 mmol/L;總陰離子濃度(TZ-=[Cl-]+[SO42-]+[HCO3-]+[NO3-])為0.60~4.79 mmol/L。68%的河水樣品水體無(wú)機(jī)離子電荷平衡系數(shù)(NICB=(TZ+-TZ-)/TZ+×100%)介于-10%~10%,77%的河水樣品NICB值介于-15%~15%,表明水體陰陽(yáng)離子電荷基本平衡。如表1所示,安寧河河水中離子濃度較高的有HCO3-、Ca2+、SO42-,p H為7.31~9.4,均值為8.18,偏弱堿性,p H最高值出現(xiàn)在草海(AN2)。河水總?cè)芙夤腆w(TDS)的變化范圍較大,從上游往下游逐漸增加(圖3d),平均值為95.85 mg/L,最小值為17.15 mg/L(草海AN2),最大值為228 mg/L(高視村AN10),高于世界河流TDS平均值(69 mg/L)和亞馬遜河(44 mg/L)[15],低于長(zhǎng)江(222 mg/L)[16]、珠江(192 mg/L)[17]、松花江(104.8 mg/L)[18]。河水中陽(yáng)離子濃度平均值順序?yàn)镃a2+>Na+>Mg2+>K+,陰離子濃度平均值順序?yàn)镠CO3->Cl->SO42->NO3-。與其它一些河流相比,HCO3-、Cl-、SO42-濃度均值相對(duì)較低(表1)?臻g上,安寧河河水陰陽(yáng)離子濃度從上游到下游有整體上升的趨勢(shì),Mg2+和Ca2+、Na+和Cl-的含量具有非常一致的變化特征,Ca2+濃度始終高于Mg2+、K+濃度。大部分離子的濃度在采樣點(diǎn)AN10(位于高視村)出現(xiàn)較大的升高,HCO3-、Mg2+、Ca2+濃度在采樣點(diǎn)AN14處出現(xiàn)大幅度上升,AN14位于禮州鎮(zhèn)新元村,其采樣點(diǎn)上游3 km處西側(cè)、4 km處東側(cè)分別有拓郎河和熱水河注入安寧河,離子濃度的變化可能與其有關(guān)。距離源頭較近的6個(gè)采樣點(diǎn)(AN1~AN6)的主要離子濃度相對(duì)較低,自采樣點(diǎn)AN7之后各陰陽(yáng)離子的濃度相對(duì)升高且波動(dòng)較大,特別是SO42-。AN1~AN6流經(jīng)區(qū)域主要是森林和少量的居住地,人為活動(dòng)干擾較小,自AN7后河流依次流經(jīng)了冕寧縣、西昌市、德昌縣、米易縣等縣城,人口眾多、農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)、工礦活動(dòng)頻繁,受人為影響較大,一定程度反映人為活動(dòng)對(duì)河水中主要離子的影響(圖2b)。
巖性是決定河流水化學(xué)性質(zhì)的重要因素,可溶性巖石受到地表水或地下水的溶解進(jìn)入水體,從而控制河水的化學(xué)組成。通過Na+校正的元素比值端元圖可以鑒別流域不同巖石礦物風(fēng)化對(duì)河水溶質(zhì)的貢獻(xiàn)[15]。將安寧河河水Mg2+/Na+、HCO3-/Na+、Ca2+/Na+比值投在Na+校正元素比值端元圖上,發(fā)現(xiàn)投點(diǎn)主要分布在硅酸鹽巖和碳酸鹽巖兩個(gè)風(fēng)化端元之間,且投點(diǎn)更靠近硅酸鹽巖風(fēng)化端元(圖5)。這說明安寧河河水化學(xué)組成主要受硅酸鹽巖和碳酸鹽巖的風(fēng)化控制,且受硅酸鹽巖風(fēng)化的控制作用強(qiáng)于碳酸鹽巖,這與安寧河流域的地質(zhì)背景相關(guān)。圖4 安寧河流域水化學(xué)Gibbs半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖(底圖據(jù)[22])
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]黃河中下游豐水期水化學(xué)特征及影響因素[J]. 張旺,王殿武,雷坤,呂旭波,陳雨,楊麗標(biāo). 水土保持研究. 2020(01)
[2]水環(huán)境中硝酸根離子的特性研究與應(yīng)用[J]. 管凱,申婷婷,孫靜,王晨,王西奎. 齊魯工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]鄱陽(yáng)湖流域樂安河水化學(xué)特征及影響因素[J]. 舒旺,王鵬,肖漢玉,劉君政,趙君,余小芳. 長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境. 2019(03)
[4]安寧河水體中重金屬空間分布特征及來源識(shí)別[J]. 朱泊丞,施澤明,王新宇,許偉,楊偉河,廖超. 四川冶金. 2018(04)
[5]新疆克里雅河上游主要離子化學(xué)特征及其成因[J]. 邵躍杰,羅光明,王建,顏偉,劉景時(shí). 干旱區(qū)研究. 2018(05)
[6]呼倫湖流域地表水與地下水離子組成特征及來源分析[J]. 韓知明,賈克力,孫標(biāo),趙勝男,李國(guó)華,吳其慧. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2018(04)
[7]北江流域水化學(xué)時(shí)空變化及化學(xué)風(fēng)化特征[J]. 禤映雪,唐常源,曹英杰,江濤,黎坤,李銳. 環(huán)境科學(xué)研究. 2018(06)
[8]赤水河流域水化學(xué)特征與巖石風(fēng)化機(jī)制[J]. 徐森,李思亮,鐘君,蘇靖,陳率. 生態(tài)學(xué)雜志. 2018(03)
[9]西藏拉薩河流域河水主要離子化學(xué)特征及來源[J]. 張清華,孫平安,何師意,文化,劉明隆,于奭. 環(huán)境科學(xué). 2018(03)
[10]太子河流域中游地區(qū)河流硝酸鹽來源及遷移轉(zhuǎn)化過程[J]. 李艷利,孫偉,楊梓睿. 環(huán)境科學(xué). 2017(12)
博士論文
[1]金屬硫化物礦區(qū)稻田土壤中硫素的遷移轉(zhuǎn)化及次生硫酸鹽礦物中重金屬的溶出機(jī)制[D]. 楊成方.華南理工大學(xué) 2016
[2]川西安寧河現(xiàn)代沉積物的環(huán)境質(zhì)量演化[D]. 許偉.成都理工大學(xué) 2015
碩士論文
[1]安寧河流域生態(tài)環(huán)境脆弱性評(píng)價(jià)[D]. 邵秋芳.成都理工大學(xué) 2016
本文編號(hào):3116677
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