中國(guó)黃土地區(qū)地下水高砷形成機(jī)制研究.pdf

1、中國(guó)黃土高原地區(qū)普遍存在地下水砷超過(guò)飲用水標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題,迫切需要深入認(rèn)識(shí)和了解高砷地下水形成機(jī)制。本文在分析黃土中砷的含量及賦存狀態(tài)的基礎(chǔ)上,首先以乳酸鈉為有機(jī)碳源,開(kāi)展缺氧條件下厭氧微生物-黃土中鐵氧化物交互作用影響砷活化遷移的模擬實(shí)驗(yàn)研究;同時(shí),模擬氧化條件下黃土地區(qū)大氣降水淋濾作用,探討化學(xué)過(guò)程對(duì)As釋放的影響。化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,選擇黃土地下水中幾種典型的離子(HPO42-、CO32-、SO42-、Ca2+、Mg2+和Na+)并將其設(shè)為不同

2、的濃度,實(shí)驗(yàn)?zāi)M這些離子單獨(dú)存在和共同存在時(shí)對(duì)黃土中砷釋放的影響。
　　結(jié)果表明,黃土中砷含量為23~30mg·kg-1,變化范圍很小。砷主要以吸附態(tài)、鐵氧化物結(jié)合態(tài)、殘?jiān)鼞B(tài)形式存在,平均值分別為10.57mg·kg-1(占總砷37.76％)、10.12mg·kg-1(占總砷36.15%)、7.19mg·kg-1(占總砷25.69%)。
　　微生物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)水中存在有機(jī)物形成缺氧環(huán)境時(shí),厭氧微生物異化鐵還原菌(DIRB

3、)和硫酸鹽還原菌(SRB)直接或間接還原鐵氧化物引起部分鐵氧化物分解,導(dǎo)致吸附態(tài)和鐵氧化物結(jié)合態(tài)砷部分釋放到地下水中,引起地下水中砷濃度升高,砷釋放量主要與水中有機(jī)物濃度有關(guān)。研究表明,當(dāng)有機(jī)物濃度達(dá)到100mg·L-1時(shí),固液比為1:10,在土著微生物作用下,砷濃度可以達(dá)到15μg·L-1;接種DIRB和SRB以及兩種微生物同時(shí)存在都有明顯的促進(jìn)黃土中砷活化遷移的作用,水中砷濃度可以達(dá)到40μg·L-1。
　　然而,厭氧微生物還

4、原作用引起釋放出的砷遠(yuǎn)達(dá)不到高砷地下水中砷的濃度,自然界中高濃度有機(jī)物的厭氧環(huán)境是有限的,黃土孔隙率高,多數(shù)情況下處于好氧狀態(tài),因此厭氧微生物與礦物作用引起的砷釋放可能不是中國(guó)黃土地區(qū)地下水高砷的主要機(jī)制,故進(jìn)一步探索其它引起地下水高砷的原因。因此,同時(shí)開(kāi)展在好氧條件下實(shí)驗(yàn),考察地下水中存在的典型離子對(duì)黃土中砷釋放的影響程度。研究表明,不同的離子對(duì)黃土中砷釋放影響情況不同,陽(yáng)離子表現(xiàn)為一定的抑制作用,陰離子表現(xiàn)為促進(jìn)作用,特別是磷酸鹽的