银北平原浅层高砷地下水砷富集水化学特征研究

宁夏银川平原是继河套平原之后，在黄河流域发现的又一个高砷地下水分布区.为了总结其高砷地下水的水化学特征，并探索水化学因素对地下水砷释放和富集的影响机制，本文以银川平原北部（银北平原）作为典型研究区，采取野外水文地质调查、水样采集与测试、砷与水化学组分散点图相关分析及水文地球化学方法进行了综合研究.结果表明，银北平原地下水砷含量在0.2~177 μg/L之间；高砷地下水（大于50 μg/L） pH值多在7.5~8.5，水化学类型主要为HCO3-Na·Ca、Cl·HCO3-Na及Cl·HCO3-Na·Ca型，Eh多在-200~-100 mV.银北平原砷含量较高的地下水中COD、NH4+、HCO3-含量相应也较高，而NO3-和SO42-含量较低.高砷富有机质的冲-湖积含水层经过长期演化，形成偏碱性的中强还原性地下水环境和特殊的水化学特征，也具备极大的砷释放能力.较高的pH导致砷从铁锰氧化物或氢氧化物等水合物或黏土矿物表面解吸.其次部分铁锰氧化物在高pH、低Eh条件下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.此外重碳酸根与砷酸根、亚砷酸根的竞争吸附行为促使含水层砷的解吸