阜阳市集中式地下水饮用水源地水化学特征及成因分析

引用本文

苏贵芬, 刘桂建, 刘玥, 林深. 阜阳市集中式地下水饮用水源地水化学特征及成因分析[J]. 环境科学, 2025, 46(2): 796-808.

SU Gui-fen, LIU Gui-jian, LIU Yue, LIN Shen. Hydrochemical Characteristics and Origin of Centralized Groundwater Drinking Water Source in Fuyang City[J]. Environmental Science, 2025, 46(2): 796-808.

阜阳市集中式地下水饮用水源地水化学特征及成因分析

苏贵芬^1,2, 刘桂建², 刘玥³, 林深⁴

1. 安徽省地质环境监测总站, 合肥 230001;
2. 中国科学技术大学, 合肥 230026;
3. 中国环境科学研究院, 北京 100012;
4. 安徽省地勘局第一水文工程地质勘查院, 蚌埠 233000

收稿日期: 2024-01-10; 修订日期: 2024-04-22

基金项目: 国家水污染防治资金库项目（2021BFAFN0200）

作者简介: 苏贵芬（1984~）, 女, 博士研究生, 高级工程师, 主要研究方向为水工环地质, E-mail：392778983@qq.com

摘要: 地下水是阜阳市重要饮用水源, 其水化学特征关系到居民饮水健康安全.为研究阜阳地区集中式地下水饮用水源地的水化学特征及成因机制, 采集了阜阳市地下饮用水源地地下水样84组, 运用数理统计、Piper三线图、Gibbs图、相关性分析、离子比例系数和因子分析等方法, 揭示了该区地下水水化学特征、水化学组分形成机制及控制因素. 结果表明, 阜阳市集中式地下水饮用水源地水体为中性偏碱性水、高矿化度水, 水化学类型为HCO₃-Na型；地下水离子特征受“岩石风化”和“蒸发作用”双重影响, 其中“岩石风化”更为明显, 地下水离子组成会受到外因作用发生改变；地下水中Na⁺-Cl^-、F^--B³⁺、Ca²⁺-Mg²⁺、SO₄^2--Cl^-和Na⁺-SO₄^2-离子来源相同, Ca²⁺-Na⁺、Ca²⁺-HCO₃^-和Mg²⁺-HCO₃^-的离子来源不同, Ca²⁺-SO₄^2-呈弱相关, 不能大量共存；地下水组分主要受到含水层岩石矿物溶滤作用、阳离子交替吸附作用, 地下水中Ca²⁺和Mg²⁺主要来源于方解石的溶解, Na⁺来源于钠长石等含钠矿物岩石的风化溶解, 含钠矿物的Na⁺与地下水中的Ca²⁺和Mg²⁺发生交换反应, 使Na⁺浓度增加并在地下水中富集, 而Ca²⁺和Mg²⁺浓度降低；地下水超采、工农业生产以及生活污水等会对地下水质量造成影响.

关键词: 集中式地下水饮用水源地水化学特征水化学形成作用成因机制控制因素

Hydrochemical Characteristics and Origin of Centralized Groundwater Drinking Water Source in Fuyang City

SU Gui-fen^1,2 , LIU Gui-jian² , LIU Yue³ , LIN Shen⁴

1. Geological Environment Monitoring Station of Anhui Province, Hefei 230001, China;
2. University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China;
3. Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China;
4. The First Institute of Hydrology and Engineering Geological Prospecting Anhui Geological Prospecting Bureau, Bengbu 233000, China

Abstract: Groundwater quality is impacted by the exploitation of residential sewage and industrial and agricultural activities. Groundwater is an important source of drinking water in Fuyang City. In this study, to investigate the hydrochemical characteristics and formation mechanism of the centralized drinking water source in the Fuyang area, a total of 84 sets of groundwater samples were collected. Different techniques, such as the Piper three-line diagram, Gibbs map, correlation analysis, ion proportional coefficient, and factor analysis, were used to reveal the groundwater chemical characteristics, mechanisms of hydrochemical components, and control factors. The findings showed that the ion sources of Ca²⁺-SO₄^2- were weakly correlated and could not coexist in large quantities. Ion sources of groundwater such as Na⁺-Cl^-, F^--B³⁺, Ca²⁺-Mg²⁺, SO₄^2--Cl^-, and Na⁺-SO₄^2- were the same, while the ion sources of Ca²⁺-Na²⁺, Ca²⁺-HCO₃^-, and Mg²⁺-HCO₃^- were different. The results showed that the water body of the concentrated groundwater source in Fuyang City included neutral, alkaline, high salinity, and hydrochemical types (HCO₃-Na). The groundwater components are mainly affected by the leaching of aquifer rocks and minerals, and the alternating adsorption of cations. Ca²⁺ and Mg²⁺ in groundwater mainly come from the dissolution of calcite. Na⁺ of sodium-containing minerals exchanged with Ca²⁺ and Mg²⁺ in groundwater. The ionic characteristics of groundwater were affected by rock weathering and evaporation. Moreover, rock weathering was more obvious, and external factors changed the ionic composition of groundwater. Thus, the concentration of Na⁺ increased and accumulated in groundwater, while the concentration of Ca²⁺ and Mg²⁺ decreased. Hence, hydrochemical characteristics were related to residents' drinking water health and safety.

Key words: drinking water source hydrochemical characteristics hydrochemical formation formation mechanism controlling factors

水是生命之源, 在北方干旱地区, 地下水是主要的工农业用水和居民生活饮用水来源^[1]. 地下水具有含水量丰富, 水质较好等特点^[2], 是饮用水、农业灌溉和工业用水的重要来源^[3]. 地下水化学成分是地下水环境的重要组成部分, 对地下水化学特征和形成机制的研究有助于了解地下水环境的变化过程, 便于科学合理地开发地下水资源^{[4, 5]}. 地下水在形成和运移过程中与周围介质发生各种物理和化学相互作用, 包括溶解、沉淀和吸附等作用. 其化学成分的构成和浓度分布直接影响水质, 进而影响供水安全和区域水环境质量等^{[6, 7]}. 因此, 研究地下水特征及其成因, 对水资源开发利用、居民用水安全及生态环境保护具有重要意义.

目前, 对地下水水化学特征及成因分析的研究方法主要有水化学类型法、描述性统计法、离子比例系数法与饱和指数法等^[2], 常用的水文地球化学研究方法如Piper图、Gibbs图、离子比散点图和饱和指数（SI）等, 为地下水化学组分和来源提供了途径^{[8 ~ 10]}. 近年来, 国内外学者对自然条件和人为因素影响条件下, 地下水化学成分的形成与演化特征有较多研究^{[11, 12]}. Xiao等^[13]对华北平原中部衡水市区承压地下水的水化学特征、成因及潜在健康威胁进行了系统的水文地球化学研究.刘元晴等^[14] 利用Gibbs图、离子比值关系和多元统计分析方法, 分析了顺平县各类型地下水水化学类型、组成特征和主要控制因素, 得出地下水主要受岩石风化作用的控制, 阳离子交换作用和人类活动影响地下水化学组分. 刘海等^[15]综合运用描述性统计、Piper图、Gibbs图、离子比例分析、饱和指数等方法, 研究了郯庐断裂带（安徽段）浅层地下水水化学特征、控制因素及水质, 认为水岩相互作用控制地下水化学组分的形成, 阳离子交替吸附作用是引起Na⁺富集的重要因素.

阜阳市是皖北地区重要的工农业基地, 是安徽省人口最多的城市, 主要依靠地下水作为生产和生活用水, 供水方式主要为集中式地下水饮用水源地, 即是从多个水源井取水, 通过输水管道输送到水厂消毒净化后, 再通过自来水管网输送到用户, 可以满足一个或多个居民单元的用水需求. 地下水饮用水源地水质状况直接影响到居民的健康, 长期饮用高矿化度、高氟地下水, 对当地居民健康造成了较大危害. 本研究综合运用多元统计分析、Piper三线图、Gibbs图和离子比例系数等方法, 结合水文地质条件和水文地球化学理论, 对阜阳集中式地下水饮用水源地的水化学特征及成因进行分析, 以期为地下水合理开发利用和保障居民饮水健康提供科学依据.

1 研究区概况

阜阳市位于中国安徽省西北部, 地跨东经114°52′~116°49′, 北纬32°25′~34°04′, 下辖3个区、4个县和1个县级市：颍州区、颍东区、颍泉区、临泉县、太和县、阜南县、颍上县和界首市. 阜阳市共179个乡镇, 4 018个行政村, 面积10 118 km², 常住人口825.9万人（2019年）, 人口数居安徽省之首. 阜阳市属暖温带半湿润季风气候区, 年平均气温15.78℃, 多年平均降水量892 mm, 降水年际变化大, 年内分配不均, 主要集中在6~8月. 由于阜阳市地表水资源匮乏、污染严重、调蓄不足, 需要依靠大量开采地下水维持正常生产和生活, 地下水是当地的主要供水水源^[16].

自新近纪以来, 区域内沉积了巨厚的新近系及第四系松散堆积物, 构成了研究区地下水的赋存和分布场所^[17]. 阜阳在大地构造上属于新生代的巨大凹陷盆地的一部分, 研究区内受到内外应力的影响, 发育了多条自西北至东南的古河道, 原生沉积环境以河湖相沉积为主, 自新生代以来沉积了具有多层结构的巨厚河湖相沉积物^[18]. 研究区主要被第四系地层覆盖, 该层地层发育齐全, 沉积厚度约为130~147 m, 地层的成因类型主要是冲积和冲湖积类型^[19]. 第四系地层上部为砂层与黏性土层相间分布, 中部主要是黏性土层, 下部以砂层为主. 新近系伏于第四系之下, 上部厚度较薄, 以亚砂土、亚黏土为主, 下部底部以半固结含砾中粗砂为主, 厚度较大. 第四系和新近系构成了研究区含水层组的主要层位.

阜阳市地下水含水岩组为松散岩类孔隙水, 根据地下水的埋藏条件、水动力特征以及补径排关系, 分为浅层孔隙含水岩组和深层孔隙含水岩组^[20]. 浅层地下水主要由50 m以浅的全新世、晚更新世砂性土组成, 与大气降水、地表水关系密切, 为第一含水层组（浅层）；深层地下水主要由50 m以深的第四纪早中更新世和新近纪的细砂及半固结砂砾石层组成, 主要接受浅层地下水越流和地下水侧向径流补给, 排泄方式主要是人工开采及侧向径流补给. 深层地下水划分为3个含水层组：即第二含水层组（埋深50~150 m）、第三含水层组（埋深150~500 m）和第四含水层组（埋深 > 500 m）, 见阜阳市含水层结构示意（图 1）. 中深层地下水是阜阳市集中式地下水型水源地的主要供水层位.

图 1 阜阳市含水层结构示意 Fig. 1 Aquifer structure in Fuyang City

2 材料与方法

2022年7~12月, 阜阳市采样调查的集中式地下水饮用水源地共计42个, 采样点位分布如图 2, 采样点信息见表 1. 地下水样品采集深度范围80~500 m, 为中深层地下水. 其中点位编号1~8为市县级集中式地下水源地, 每个水源地取多个水源井样品, 地下水样品编号GW01~GW50；点位编号9~42为乡镇及农村集中式地下水源地, 每个水源地取1个水源井样品, 地下水样品编号GW51~GW84.

图 2 阜阳集中式地下水饮用源地采样调查点位分布 Fig. 2 Sampling survey site distribution of Fuyang centralized groundwater drinking source

表 1 阜阳集中式地下水饮用水源地采样点信息统计 Table 1 Statistical table of sampling points of Fuyang centralized groundwater drinking water source

序号	区县	地下水源地类型	地下水源地名称	供水人数/万人	日供水量/m³·d^-1	样品编号	井深/m
1	市级	县级以上	阜阳市加压站水源地	89	15 000	GW01	268
						GW02	285
						GW03	270
						GW04	326
2	市级	县级以上	阜阳市青年路加压泵站水源地		5 000	GW05	220
						GW06	128
						GW07	321
3	市级	县级以上	阜阳市颍南加压泵站水源地		13 000	GW08	323
						GW09	167
						GW10	187
						GW11	195
4	县级	县级以上	太和县自来水公司水源地	30.6	54 300	GW12	385
						GW13	370
						GW14	280
						GW15	370
						GW16	356
						GW17	370
5	县级	县级以上	颍上县自来水公司水源地	22.6	45 000	GW18	300
						GW19	300
						GW20	300
						GW21	300
						GW22	300
						GW23	200
						GW24	300
6	县级	县级以上	临泉县自来水公司水源地	18.5	30 000	GW25	496
						GW26	500
						GW27	490
						GW28	468
						GW29	510
						GW30	460
						GW31	480
						GW32	500
						GW33	486
						GW34	450
						GW35	282
						GW36	450
7	县级	县级以上	阜南县自来水公司水源地	16.1	45 000	GW37	430
						GW38	438
						GW39	430
						GW40	240
						GW41	438
						GW42	430
						GW43	425
8	县级	县级以上	界首市自来水公司水源地	16.3	31 000	GW44	440
						GW45	450
						GW46	450
						GW47	450
						GW48	450
						GW49	450
						GW50	450
9	临泉县	乡镇及农村	单桥镇西房庄地下水型水源地	3.06	2 400	GW51	235
10	临泉县	乡镇及农村	长官镇长官地下水型水源地	3.66	2 400	GW52	245
11	临泉县	乡镇及农村	田桥街道李老庄地下水型水源地	1.23	1 000	GW53	260
12	临泉县	乡镇及农村	白庙镇白庙地下水型水源地	2.88	2 100	GW54	260
13	临泉县	乡镇及农村	陶老乡陶老地下水型水源地	1.49	1 100	GW55	300
14	临泉县	乡镇及农村	高塘乡高塘地下水型水源地	1.66	1 300	GW56	260
15	太和县	乡镇及农村	大新镇禅堂地下水型水源地	1.91	1 700	GW57	360
16	太和县	乡镇及农村	坟台镇镇东地下水型水源地	2.02	1 500	GW58	318
17	太和县	乡镇及农村	李兴镇大谢地下水型水源地	1.62	1 000	GW59	450
18	太和县	乡镇及农村	洪山镇中心村地下水型水源地	3.62	2 000	GW60	310
19	太和县	乡镇及农村	宫集镇宫集地下水型水源地	2.45	2 200	GW61	280
20	太和县	乡镇及农村	郭庙镇郭庙地下水型水源地	1.51	1 200	GW62	300
21	太和县	乡镇及农村	高庙镇高庙地下水型水源地	1	1 200	GW63	340
22	太和县	乡镇及农村	三堂镇镇西地下水型水源地	1.39	1 400	GW64	360
23	界首市	乡镇及农村	大黄镇肖楼地下水型水源地	3.72	2 400	GW65	310
24	界首市	乡镇及农村	田营镇郭路口地下水型水源地	2.89	2 230	GW66	350
25	界首市	乡镇及农村	芦村镇芦村地下水型水源地	1.65	1 250	GW67	450
26	阜南县	乡镇及农村	黄岗镇黄岗地下水型水源地	2.51	1 700	GW68	308
27	阜南县	乡镇及农村	公桥乡公桥地下水型水源地	2.29	1 350	GW69	283
28	阜南县	乡镇及农村	朱寨镇镇中心地下水型水源地	1.97	1 400	GW70	300
29	阜南县	乡镇及农村	于集乡镇中心地下水型水源地	3.33	3 200	GW71	280
30	阜南县	乡镇及农村	许堂乡东方中心地下水型水源地	2.96	1 700	GW72	300
31	颍上县	乡镇及农村	谢桥镇街道社区地下水型水源地	2.53	1 900	GW73	200
32	颍上县	乡镇及农村	南照镇街道社区地下水型水源地	1.8	1 500	GW74	130
33	颍上县	乡镇及农村	建颍乡街道社区地下水型水源地	2.58	2 100	GW75	200
34	颍东区	乡镇及农村	冉庙乡冉庙地下水型水源地	3.6	2 470	GW76	202.8
35	颍东区	乡镇及农村	插花镇毛桥地下水型水源地	2.48	1 900	GW77	200
36	颍州区	乡镇及农村	程集镇东刘地下水型水源地	2.58	1 200	GW78	230
37	颍州区	乡镇及农村	三十里铺镇洄溜地下水型水源地	1.81	1 200	GW79	250
38	颍泉区	乡镇及农村	行流镇时营地下水型水源地	1.79	1 500	GW80	270
39	颍泉区	乡镇及农村	周棚街道周棚地下水型水源地	2.87	3 300	GW81	310
40	颍泉区	乡镇及农村	闻集镇滑集地下水型水源地	2.44	1 500	GW82	249
41	颍泉区	乡镇及农村	宁老庄镇李长营地下水型水源地	3.73	2 800	GW83	246
42	颍泉区	乡镇及农村	伍明镇三门地下水型水源地	4.05	3 800	GW84	350

表 1 阜阳集中式地下水饮用水源地采样点信息统计 Table 1 Statistical table of sampling points of Fuyang centralized groundwater drinking water source

所有样品均保存于4℃冰箱中, 主要分析了样品的pH、EC、总溶解固形物（TDS）、总硬度（TH）、主要阳离子（K⁺、Ca²⁺、Na⁺、Mg²⁺）、主要阴离子（HCO₃^-、CO₃^2-、Cl^-、SO₄^2-）、氮污染物（NH₄⁺、NO₃^-、NO₂^-）和F^-等指标. 主要阳离子用ICP-OES（Avio-200, USA）测定, Cl^-、SO₄^2-、NO₃^-用离子色谱（Eco IC和CIC-D100）测定；F^-采用雷磁离子活度仪（PXSJ-216）测定；用可见光分光光度计（L2）测定NH₄⁺和NO₂^-, 用滴定法测定HCO₃^-和CO₃^2-. 各项指标严格按照《中华人民共和国地下水质量标准》（GB/T 14848-2017）进行测定.

地下水主要离子特征、离子比例系数和Gibbs图使用Microsoft Excel 2010统计和绘制, 主要离子的Piper三线图使用Origin 2020软件进行绘制, 点位分布图用Mapgis软件成图.

3 结果与讨论 3.1 水化学特征及水化学类型 3.1.1 水化学特征

本研究对阜阳市集中式地下水饮用源地共计84口水源井的水化学特征进行了统计分析, 地下水pH值范围为6.8~8.6, 属于中性偏碱性水. 地下水中主要阳离子为Na⁺, 变化范围为48.6~570 mg·L^-1, 浓度平均值为207.92 mg·L^-1；其次是Ca²⁺和Mg²⁺, 浓度平均值分别为21.33 mg·L^-1和7.71 mg·L^-1；K⁺浓度最低, 平均值为1.24 mg·L^-1. 地下水中阴离子以HCO₃^-为主, 离子浓度变化范围123.00~471.00 mg·L^-1, 离子浓度平均值为349.52 mg·L^-1；其次为SO₄^2-, 离子浓度变化范围2.31~330 mg·L^-1, 离子浓度平均值为47.88 mg·L^-1；Cl^-浓度最小, 离子浓度变化范围1.8~274 mg·L^-1, 平均值为46.33 mg·L^-1.

常规指标的变异系数中, 阳离子中变异系数Ca²⁺最大, 说明其在地下水径流过程中, 与其他离子发生交换作用, 其次为Mg²⁺和Na⁺, K⁺的变异系数最小, 其浓度较稳定；阴离子中变异系数最大的是SO₄^2-, 说明其浓度变化幅度最大, 受到环境因素影响明显, 其次为Cl^-, HCO₃^-的变异系数相对较小, 见表 2.

表 2 地下水水化学参数的统计特征值^1） Table 2 Statistical characteristic values of hydrochemical parameters of groundwater

地下水中ρ[TDS（总溶解性固体）]变化范围为184~1 230 mg·L^-1, 平均值为557.93 mg·L^-1, 属于高矿化度水, 其浓度大小分布特征见图 3, 地下水饮用水源地中TDS总体趋势是研究区北部较高, 南部较低, 呈现出由北向南逐渐减小的变化趋势. 局部地区离地表河流近的地下水饮用水源地, 由于地下水径流条件较好, TDS相对较低.

图 3 阜阳市集中式地下水饮用水源地TDS分布 Fig. 3 Distribution of TDS in Fuyang centralized groundwater source

3.1.2 水化学类型

皖北地区地下水中阴离子表现为HCO₃^-浓度占优的特征, 阳离子含有较多的Na⁺和Ca²⁺, 这是由于该区域地层主要由砂砾石、砂性土及冲积性黏土组成, 碳酸盐和碱土金属含量较高^[21]. 阜阳市集中式地下水饮用水源地水样Piper三线图如图 4. 总体上, 阜阳市县级以上集中式地下水饮用水源地和乡镇及农村集中式地下水饮用水源地的水化学类型基本一致, 为Na-HCO₃-Cl-SO₄, 接近HCO₃-Na型. 水样分布偏向于Na⁺-K⁺线, 离Ca²⁺和Mg²⁺两端较远, 见三线图左下角, 说明Na⁺是地下水中的优势阳离子, 这是因为该地区含水介质中的含钠矿物较多, 其与Ca²⁺和Mg²⁺的离子交换过程会影响Na⁺的迁移和富集, 使地下水中Na⁺浓度增加^[14]. 阴离子主要靠近CO₃^2--HCO₃^-线, 见三线图右下角, 说明HCO₃^-是地下水中的优势阴离子, HCO₃^-主要来源于碳酸盐岩的溶解作用^{[22, 23]}.

图 4 阜阳市集中式地下水饮用水源地水样Piper图 Fig. 4 Piper diagram of water sample in centralized underground water source of Fuyang City

3.2 水化学特征成因分析 3.2.1 主要离子控制因素

天然地下水化学成分主要受大气降水、水-岩作用和蒸腾作用影响^[24], 地下水径流过程中与周围介质发生水岩作用, 伴随着方解石和白云石等矿物的溶解, 导致地下水组分发生变化. Gibbs图可以比较直观地反映地下水中离子的特征因素^{[25 ~ 27]}, 在描述河水或地下水的离子起源中应用较广泛. 它是一种半对数坐标图, 横坐标分别是ρ（Na⁺）/ρ（Na⁺+ Ca²⁺）和ρ（Cl^-）/ρ（Cl^-+ HCO₃^-）的算术值, 纵坐标是以TDS质量浓度数值的对数形式表示, 反映地下水体分别受到“蒸发作用”、“岩石风化”和“大气降水”的影响程度.

阜阳市集中式地下水饮用水源地地下水Gibbs图, 如图 5所示, TDS均较高, ρ（Na⁺）/ρ（Na⁺+Ca²⁺）值较大（0.4~1.0）, ρ（Cl^-）/ρ（Cl^-+ HCO₃^-）值较小（0~0.53）, 表明“蒸发作用”和“岩石风化”均对该地区地下水离子特征有影响, 其中“岩石风化”作用更为明显. 另外, 大部分地区水样的ρ（Na⁺）/ρ（Na⁺+Ca²⁺）比值落在Gibbs曲线外, 表明地下水超采等外因改变了地下水的离子组成^[16].

图 5 阜阳市集中式地下水饮用水源地Gibbs图 Fig. 5 Gibbs diagram of centralized groundwater drinking water source in Fuyang City

3.2.2 主要离子来源相关性分析

地下水中各元素间的相关性与其自身化学性质, 含水层介质环境及径流过程中水化学作用有关^[28]. 具有相同来源的元素或者受到相似外界环境影响条件, 它们之间会呈现出显著的相关性^[29]. 由于“岩石风化”和“蒸发作用”仅对地下水中离子浓度的大小有影响, 通过相关性分析法可以研究集中式地下水饮用水源地的水化学组分特征, 解析其来源.

水化学指标相关性分析表明（图 6）, 地下水中Na⁺-Cl^-、F^--B³⁺、Ca²⁺-Mg²⁺、SO₄^2--Cl^-和Na⁺-SO₄^2-正相关性极强, 说明其分别具有相同的离子来源, 碳酸盐岩风化是Ca²⁺-Mg²⁺的主要来源；Na⁺-Cl^-是正相关, 分析是研究区含水层中富含岩盐, Na⁺和Cl^-是盐岩风化溶解的产物；Na⁺-SO₄^2-和SO₄^2--Cl^-的强正相关关系表明, 水体易溶盐、蒸发作用会对地下水化学组分产生影响, 与Gibbs图结果类似；F^--B³⁺主要是含硼和含氟的造岩矿物在风化分解作用下, 通过溶滤释放出F^-和B³⁺, 进入地下水中. Ca²⁺-Na⁺、Ca²⁺-HCO₃^-和Mg²⁺-HCO₃^-在0.01水平上（r =1.00）呈极显著负相关, 说明它们具有不同的离子来源, 通过离子交换作用, Ca²⁺会进入含钠矿物, 将Na⁺置换进入水体中, 因而Ca²⁺浓度下降, Na⁺浓度升高；Ca²⁺和Mg²⁺与HCO₃^-不属于同源；Ca²⁺-SO₄^2-呈弱相关, 由于CaSO₄在水中溶解度较小, 属于微溶物, 故Ca²⁺不能和SO₄^2-大量共存.

图 6 阜阳市集中式地下水饮用水源地水化学离子相关性分析 Fig. 6 Correlation analysis of water chemical ions of centralized groundwater drinking water source in Fuyang City

3.2.3 溶滤作用

溶滤作用是地下水化学成分最主要的形成作用, 其作用强度受到岩土体的矿物岩类溶解度、岩土的空隙特征、水的溶解能力、水中某些气体成分的含量和地下水的径流状况等因素影响. 通常, 地下水中水化学组分来源为可溶性岩类随大气降水入渗或径流、岩土体中矿物盐岩的溶滤. 地下水中主要的化学演化作用包括氧化还原反应、矿物的溶解和沉淀、有机反应及离子交换反应等^[21].

3.2.3.1 Na⁺、K⁺和Cl^-的形成过程

氯离子浓度变化只与其来源有关, 是地下水中最稳定的离子, 在地下水中具有极高的迁移性. 由于氯离子的溶解度较大, 很难被沉淀析出, 不容易被岩土颗粒等吸附, 也不容易被植物或微生物等摄取, 不会停留在含水介质中^[30]. 氯离子浓度是随地下水径流路径的增加及TDS增大而增加. 水文地球化学中, 常用氯离子作参照因子, 来表征地下水化学演化历程, 但要排除生活污水大量Cl^-入渗造成的影响, 所以在居民点附近会出现地下水Cl^-较高, 而TDS不高的现象^{[30, 31]}.

根据本次水化学特征分析结果, TDS和Cl^-浓度具有区域一致性, 且TDS与Cl^-的相关性系数R为0.868 5, 正相关性十分显著. 说明阜阳地区集中式地下水饮用水源地的地下水中Cl^-的主要来源是氯化物的溶解, 其溶解方程式如下：

(1)

(2)

研究区地层岩性主要是第四系粉土、粉细砂、黏土、新近系泥岩、粉砂岩、古近系砂泥岩、粉砂岩和白垩系砂砾岩等. 砂岩中含有长石、钠长石、云母、磷灰石、萤石及角闪石, 黏土矿物中富含高岭石、蒙脱石及水云母等矿物^[32], 以上矿物经过岩石风化作用, 在地下水长期径流作用下发生水岩相互作用, 使其矿物中的化学成分进入地下水^[33].

常见的含钠矿物有蒙脱石[（Na, Ca）_0.3（Al, Mg）₂[Si₄O₁₀]（OH）₂·nH₂O]、角闪石[（Ca, Na）_2-3[Mg, Fe（Ⅱ）, Fe（Ⅲ）, Al]₅[（Al, Si）₈O₂₂]（OH）₂]和钠长石[Na₂O·Al₂O₃·6SiO₂]等, 常见的含钾矿物有钾长石[K₂O·Al₂O₃·6SiO₂]、斜长石[KAlSi₃O₈]、白云母[KAl₂[Si₃AlO₁₀]（OH, F）₂]和黑云母[K（Mg, Fe）₃AlSi₃O₁₀（F, OH）₂], 其中钠长石、钾长石和黑云母（高镁）的溶解方程式如下：

(3)

(4)

(5)

(6)

3.2.3.2 Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-和HCO₃^-的形成过程

石膏和萤石中含有Ca²⁺, 它们经过风化溶解并经过地下水的溶滤作用, 使得Ca²⁺进入地下水中, 还有含钙硅酸盐岩和含钙碳酸盐岩也含有丰富的Ca²⁺；白云石和含镁碳酸盐岩中含有大量的Mg²⁺, 其风化溶解后经过水岩作用而转入地下水中^[30]；SO₄^2-主要来源于石膏或是其他硫酸盐岩的溶解；HCO₃^-来源于碳酸盐岩及铝硅酸盐岩的风化溶解. 相关的化学反应式如下：

(7)

(8)

(9)

(10)

(11)

3.2.3.3 离子浓度比例关系解析

地下水水化学过程和形成机制可通过离子浓度比例关系来识别, 如图 7所示, 其中图 7（a）为Na⁺-Cl^-浓度比例关系散点图, Cl^-浓度低于Na⁺的浓度, 分析Na⁺除了与Cl^-同源的岩盐溶解, 还有其他的来源, 如钠长石和蒙脱石等含钠矿物岩盐的风化溶解. 图 7（b）为Ca²⁺-HCO₃^-的浓度比例关系, 样品数据大多落在1∶1和1∶2下方, 说明Ca²⁺和HCO₃^-来源于方解石的溶解, 且地下水径流过程中Ca²⁺可以置换岩土矿物中Na⁺, 导致Na⁺浓度增加, 而Ca²⁺浓度降低^[34]. 图 7（c）为Ca²⁺-SO₄^2-的浓度比例关系, 可以看出地下水中Ca²⁺和SO₄^2-的主要来源是石膏岩盐的溶解, 部分点位落在1∶2下方, 分析是由于阳离子交换作用导致Ca²⁺浓度降低.

图 7 离子毫克当量浓度比例关系 Fig. 7 Ionic milligram equivalent ratio

图 7（d）为Mg²⁺+Ca²⁺-SO₄^2--HCO₃^-与Na⁺-Cl^-的浓度比例关系散点图, Mg²⁺+ Ca²⁺-SO₄^2--HCO₃^-可以理解为除去方解石、白云石和石膏等岩石矿物溶解途径对地下水中Ca²⁺和Mg²⁺的贡献, 而Na⁺-Cl^-可以理解为除大气降水以外的其它途径对地下水中Na⁺的贡献^[35]. 图 7（d）中, 样品点大部分落在1∶1线的上方, 说明除大气降水外, 地下水中还有大量其它来源的Na⁺, 且Ca²⁺和Mg²⁺浓度随着Na⁺-Cl^-浓度的增加而有降低趋势, 说明地下水中的Mg²⁺和Ca²⁺与非大气降水Na⁺来源呈反比关系.

图 7（e）为Ca²⁺+Mg²⁺与SO₄^2-+HCO₃^-浓度比例关系散点图, 其中的样品点大多落在1∶1线的下方, 说明地下水循环演化过程中Ca²⁺、Mg²⁺浓度降低或HCO₃^-浓度增加. 图 7（d）和图 7（e）说明, 矿物中Na⁺会被Ca²⁺、Mg²⁺置换进入地下水体中, 使得地下水中Ca²⁺、Mg²⁺浓度降低, 而Na⁺浓度增加.

图 7（f）为Ca²⁺/Mg²⁺与Cl^-浓度比例关系散点图, Ca²⁺/Mg²⁺值可以反映地下水中溶解物的特征^[36]. 当Ca²⁺/Mg²⁺ 值为0~1时, 表明地下水中有高浓度含Mg²⁺的白云石或碳酸盐岩矿物的溶解；当Ca²⁺/Mg²⁺ 值为1~2时, 表明地下水中主要是方解石的溶解；当Ca²⁺/Mg²⁺ 值> 2时, 表明Ca²⁺和Mg²⁺会通过硅酸盐矿物溶解进释放入地下水^{[36, 37]}. 图 7（f）中, 样品点在各个区间段均有分布, 大部分落在1~2区间内, 说明地下水中Ca²⁺和Mg²⁺主要来源于方解石的溶解.

3.2.4 阳离子交替吸附作用

地下水中含水介质中, 岩土颗粒表面一般会带有负电荷, 可以吸附地下水中的阳离子, 根据阳离子吸附能力的强弱, 吸附能力弱的阳离子会被吸附能力强的阳离子替换, 而转化到地下水中, 这水化学作用称为阳离子交替吸附作用. 各个阳离子的吸附能力大小如下：H⁺ > Fe³⁺ > Al³⁺ > Ca²⁺ > Mg²⁺ > K⁺ > Na^{+ [38]}, 一般来说, 除H⁺外, 离子价越高, 其离子半径越大, 则离子吸附于岩土表面的能力越强, 且吸附能力的大小还受到溶液中离子浓度的影响.

根据阜阳地区地下水的径流状况, 分别选取沙颍河北岸和南岸两条径流方向各7个集中式地下水饮用水源地的地下水样品, 见图 8, 绘制常规离子的浓度变化曲线, 如图 9和图 10.

图 8 地下水流程方向示意 Fig. 8 Groundwater flow direction

图 9 C₁-C₂方向地下水中主要离子浓度变化曲线 Fig. 9 Variation curve of main ion content in groundwater in the direction of C₁-C₂

图 10 D₁-D₂方向地下水中主要离子浓度变化曲线 Fig. 10 Variation curve of main ion content in groundwater in the direction of D₁-D₂

图 9中, 沙颍河北岸C₁-C₂方向, 各常规离子浓度呈现降低趋势, 说明地下水径流强度逐渐增加, 其中Na⁺和HCO₃^-浓度最高, 且变化波动状况较为类似；SO₄^2-和Cl^-浓度次之, 变化波动状况类似；Ca²⁺、Mg²⁺浓度较低, 变化波动状况基本一致. K⁺浓度最低, 变化波动状况较小. Na⁺与Ca²⁺的浓度在地下水径流方向的变化趋势正好相反, 说明Na⁺浓度增加时Ca²⁺浓度减小, Na⁺浓度减小时Ca²⁺浓度增加, 表明Na⁺与Ca²⁺之间发生交替吸附作用^[39].

图 10中, 沙颍河南岸D₁-D₂方向, 各常规离子的浓度总体呈降低趋势, HCO₃^-浓度最高, Na⁺浓度次之, 对比沙颍河北岸C₁-C₂方向各常规离子浓度状况, SO₄^2-和Cl^-浓度明显降低, 说明沙颍河南岸靠近淮河区域地下水径流强度大于沙颍河北岸. Na⁺与Ca²⁺的浓度在地下水径流方向的变化趋势也是完全相反^{[40, 41]}, 表明Na⁺与Ca²⁺之间发生交替吸附作用.

研究区地下水中Na⁺的浓度普遍高于地下水质量标准Ⅲ类水标准, 而Ca²⁺浓度较低, 是因为当富含钙离子和钠离子的地下水在运移过程中, 由于Ca²⁺的吸附能力强于Na⁺, 地下水中Ca²⁺容易被吸附而将岩土颗粒表面的离子被置换出来, 造成地下水中Ca²⁺浓度降低, 而Na⁺浓度增加.

3.2.5 人类工程活动影响

人类工程活动主要包括地下水超采、工农业活动和生活污水对地下水造成的影响.

地下水超采会引起水化学组分的变化, 地下水的过量开采, 进而导致原有水动力条件发生了变化^[21]. 地下水超采区, 地下水位下降, 水力坡度升高, 地下水流动速度加快, 造成水化学环境的改变, 超采易形成降落漏斗, 垂直入渗补给区变大, 使得被污染的地表水或浅层地下水补给深层地下水, 造成地下水中Na⁺和K⁺浓度升高等影响^[42~44]. 因城市集中式地下水饮用水源地供水人口多, 开采量大, 大多属于地下水超采区, 对比农村集中式地下水饮用水源地, 地下水超采区Na⁺浓度均偏高. 根据3.2.1节的Gibbs图（图 5）, 研究区地下水样的ρ（Na⁺）/ρ（Na⁺+Ca²⁺）值落在Gibbs曲线外, 说明地下水超采等外因影响了地下水的离子组成.

工业生产、农业生产以及生活污水的排放都会对地下水造成影响. 一般情况下, 矿业活动产生较高的N（SO₄^2-）/N（Ca²⁺）值, 农业活动表现的N（NO₃^-）/N（Ca²⁺）值较高^[45]. 或者采用N（NO₃^-）/N（Na⁺）和N（Cl^-）/N（Na⁺）的关系来判断人类活动对地下水硝酸盐组分的影响^[46]. 图 11（a）中, 研究区地下水样品大部分分布于硅酸盐风化区域, 农业活动端没有样品点分布, 由于研究对象是中深层地下水, 处于相对封闭的环境, 受到农业活动的影响较小. 图 11（b）中, 研究区地下水样品表现出较高的N（SO₄^2-）/N（Ca²⁺）值和较低的N（NO₃^-）/N（Na⁺）值, 表明研究区地下水受农业活动和生活污水影响较小；N（SO₄^2-）/N（Ca²⁺）值较高, 说明地下水受到工矿业活动影响, 另据前述分析, 地下水主要离子受到“岩石风化”作用影响, Ca²⁺和SO₄^2-的主要来源是石膏岩盐的溶解, 阳离子交换作用导致Ca²⁺浓度降低.

图 11 地下水N（NO₃^-）/N（Na⁺）与N（Cl^-）/N（Na⁺）和N（SO₄²^-）/N（Ca²⁺）与N（NO₃^-）/N（Ca²⁺）关系 Fig. 11 Relationships of N(SO₄^2-)/N(Ca²⁺)vs N(NO₃^-)/N(Ca²⁺) and N(NO₃^-)/N(Na⁺) vs N(Cl^-)/N(Na⁺) of groundwater

4 结论

（1）研究区城市和农村集中式地下水饮用源地地下水的水化学特征和类型基本一致, 为中性偏碱性水和矿化度较高, 阴离子以HCO₃^-为主, 阳离子以Na⁺为主, 水化学类型为HCO₃-Na型. 地下水主要离子受“岩石风化”和“蒸发作用”双重影响, 其中“岩石风化”作用更为明显.

（2）相关性分析表明, 地下水中Na⁺-Cl^-、F^--B³⁺、Ca²⁺-Mg²⁺、SO₄^2--Cl^-和Na⁺-SO₄^2-离子来源相同, Na⁺-Cl^-是岩盐矿物风化溶解的结果；含硼和含氟造岩矿物在风化分解作用下, 通过溶滤释放出F^-和B³⁺；Ca²⁺-Mg²⁺的同源关系受碳酸盐岩风化作用影响；Na⁺-SO₄^2-和SO₄^2--Cl^-表示区域蒸发作用强烈且易溶盐对水化学组分造成影响；Ca²⁺-Na⁺、Ca²⁺-HCO₃^-和Mg²⁺-HCO₃^-的离子来源不同, Ca²⁺-SO₄^2-呈弱相关, 不能大量共存.

（3）集中式地下水饮用水源地水化学特征主要受到含水层岩石矿物溶滤作用、阳离子交替吸附作用, 地下水中Ca²⁺和Mg²⁺主要来源于方解石的溶解, Na⁺来源于钠长石等含钠矿物岩石的风化溶解, 含钠矿物的Na⁺与地下水中的Ca²⁺和Mg²⁺发生交换反应, 使Na⁺浓度增加并在地下水中富集, 而Ca²⁺和Mg²⁺浓度降低.

（4）地下水的超采、工农业生产以及生活污水等会对地下水造成影响, 部分地区的浅层地下水已经受到了人类工程活动的污染, 且受污染的浅层地下水可能会通过越流补给中深层地下水, 影响中深层地下水水质.

参考文献

[1]	李文鹏, 郝爱兵. 中国西北内陆干旱盆地地下水形成演化模式及其意义[J]. 水文地质工程地质, 1999, 26(4): 28-32. Li W P, Hao A B. The formation and evolution model of groundwater and its significance in inland arid basin, Northwest China[J]. Hydrogeology & Engineering Geology, 1999, 26(4): 28-32.
[2]	唐金平, 张强, 胡漾, 等. 湔江冲洪积扇地下水化学特征及控制因素分析[J]. 环境科学, 2019, 40(7): 3089-3098. Tang J P, Zhang Q, Hu Y, et al. Groundwater chemical characteristics and analysis of their controlling factors in an alluvial fan of Jianjiang River[J]. Environmental Science, 2019, 40(7): 3089-3098.
[3]	彭红霞, 侯清芹, 曾敏, 等. 雷州半岛地下水化学特征及控制因素分析[J]. 环境科学, 2021, 42(11): 5375-5383. Peng H X, Huo Q Q, Zeng M, et al. Hydrochemical characteristics and controlling factors of groundwater in the Leizhou Peninsula[J]. Environmental Science, 2021, 42(11): 5375-5383.
[4]	赵江涛, 周金龙, 梁川, 等. 新疆焉耆盆地平原区地下水演化的主要水文地球化学过程分析[J]. 环境化学, 2017, 36(6): 1397-1406. Zhao J T, Zhou J L, Liang C, et al. Hydrogeochemical process of evolution of groundwater in plain area of Yanqi, Xinjiang[J]. Environmental Chemistry, 2017, 36(6): 1397-1406.
[5]	李书鉴, 韩晓, 王文辉, 等. 无定河流域地表水地下水的水化学特征及控制因素[J]. 环境科学, 2022, 43(1): 220-229. Li S J, Han X, Wang W H, et al. Hydrochemical characteristics and controlling factors of surface water and groundwater in Wuding River Basin[J]. Environmental Science, 2022, 43(1): 220-229. DOI:10.3969/j.issn.1000-6923.2022.01.024
[6]	袁利娟, 张进平, 何云成, 等. 北京市通州区地热流体水化学和同位素特征及其地热学意义[J]. 地质论评, 2021, 67(5): 1545-1556. Yuan L J, Zhang J P, He Y C, et al. Hydrochemical and isotopic characteristics of geothermal fluids in Tongzhou District, Beijing, and their geothermal significance[J]. Geological Review, 2021, 67(5): 1545-1556.
[7]	田辽西, 刘德玉. 民勤绿洲北部荒漠区地下水水化学特征及成因分析[J]. 地质论评, 2023, 69(5): 1834-1844. Tian L X, Liu D Y. Hydrochemical characteristics and cause analysis of groundwater in the northern desert area of Minqin Oasis[J]. Geological Review, 2023, 69(5): 1834-1844.
[8]	Yin S Y, Xiao Y, Gu X M, et al. Geostatistical analysis of hydrochemical variations and nitrate pollution causes of groundwater in an alluvial fan plain[J]. Acta Geophysica, 2019, 67(4): 1191-1203. DOI:10.1007/s11600-019-00302-5
[9]	Piper A M. A graphic procedure in the geochemical interpretation of water-analyses[J]. Eos, Transactions American Geophysical Union, 1944, 25(6): 914-928. DOI:10.1029/TR025i006p00914
[10]	Li Y Z, Liu J T, Gao Z J, et al. Major ion chemistry and water quality assessment of groundwater in the Shigaze urban area, Qinghai-Tibetan Plateau, China[J]. Water Supply, 2020, 20(1): 335-347. DOI:10.2166/ws.2019.167
[11]	Adimalla N, Qian H. Groundwater quality evaluation using water quality index (WQI) for drinking purposes and human health risk (HHR) assessment in an agricultural region of Nanganur, south India[J]. Ecotoxicology and Environmental Safety, 2019, 176: 153-161. DOI:10.1016/j.ecoenv.2019.03.066
[12]	Lapworth D J, Krishan G, MacDonald A M, et al. Groundwater quality in the alluvial aquifer system of northwest India: New evidence of the extent of anthropogenic and geogenic contamination[J]. Science of the Total Environment, 2017, 599-600: 1433-1444. DOI:10.1016/j.scitotenv.2017.04.223
[13]	Xiao Y, Liu K, Hao Q C, et al. Hydrogeochemical features and genesis of confined groundwater and health perspectives for sustainable development in urban Hengshui, North China Plain[J]. Journal of Chemistry, 2021, 2021. DOI:10.1155/2021/5578192
[14]	刘元晴, 周乐, 吕琳, 等. 河北省顺平县地下水化学特征及其成因分析[J]. 环境科学, 2023, 44(5): 2601-2612. Liu Y Q, Zhou L, Lü L, et al. Hydrochemical characteristics and control factors of groundwater in Shunping County, Hebei Province[J]. Environmental Science, 2023, 44(5): 2601-2612. DOI:10.3969/j.issn.1000-6923.2023.05.052
[15]	刘海, 魏伟, 宋阳, 等. 郯庐断裂带(安徽段)浅层地下水水化学特征、控制因素及水质评价[J]. 环境科学, 2024, 45(5): 2665-2677. Liu H, Wei W, Song Y, et al. Hydrochemical characteristics, controlling factors and water quality evaluation of shallow groundwater in Tan-Lu fault zone (Anhui section)[J]. Environmental Science, 2024, 45(5): 2665-2677.
[16]	孔令健, 王振龙, 王兵. 阜阳市集中式深层地下水饮用水源地水化学特征及成因分析[J]. 中国农村水利水电, 2020(3): 78-82. Kong L J, Wang Z L, Wang B. An analysis of the hydro-chemical characteristics and causes of drinking water source of concentrated deep groundwater in Fuyang City[J]. China Rural Water and Hydropower, 2020(3): 78-82. DOI:10.3969/j.issn.1007-2284.2020.03.015
[17]	刘思圆. 基于地下水数值模拟的硝酸盐氮PRB修复影响因素的敏感性分析与设计[D]. 合肥: 合肥工业大学, 2020. Liu S Y. Sensitivity analysis and design of influencing factors of nitrate nitrogen PRB remediation based on groundwater numerical simulation[D]. Hefei: Hefei University of Technology, 2020.
[18]	刘革, 刘波, 季叶飞, 等. 阜阳市农灌区浅层地下水安全开采量评价[J]. 水利水电科技进展, 2015, 35(4): 70-74. Liu G, Liu B, Ji Y F, et al. Research on safe exploitation quantity of shallow groundwater in agricultural irrigation area of Fuyang City[J]. Advances in Science and Technology of Water Resources, 2015, 35(4): 70-74.
[19]	袁红武. 安徽省阜阳市地氟病环境水文地质分析及防病改水探讨[J]. 地下水, 2016, 38(2): 73-74. DOI:10.3969/j.issn.1004-1184.2016.02.026
[20]	尚新红. 阜阳市地下水资源评价[J]. 安徽农学通报, 2017, 23(11): 166-168. DOI:10.3969/j.issn.1007-7731.2017.11.064
[21]	胡云虎. 皖北地下水源地水环境地球化学特征研究[D]. 淮南: 安徽理工大学, 2015. Hu Y H, Study on geochemical features of groundwater source in northern Anhui Province[D]. Huainan: Anhui University of Science and Technology, 2015.
[22]	王璐璐. 安徽省淮北平原地下水水化学变化特征与源解析[D]. 合肥: 合肥工业大学, 2010. Wang L L. Research on variational characteristics and sources of hydrochemical components in Huaibei Plain, Anhui Province[D]. Hefei: Hefei University of Technology, 2010.
[23]	刘进. 安徽淮北平原浅层地下水地球化学特征研究[D]. 淮南: 安徽理工大学, 2010. Liu J. Research on the hydrogeochemical characteristics of shallow groundwater of Huaibei Plain in Anhui Province[D]. Huainan: Anhui University of Science and Technology, 2010.
[24]	Kortatsi B K. Hydrochemical framework of groundwater in the Ankobra Basin, Ghana[J]. Aquatic Geochemistry, 2007, 13(1): 41-74. DOI:10.1007/s10498-006-9006-4
[25]	Gibbs R J. Mechanisms controlling world water chemistry[J]. Science, 1970, 170(3962): 1088-1090. DOI:10.1126/science.170.3962.1088
[26]	孙平安, 于奭, 莫付珍, 等. 不同地质背景下河流水化学特征及影响因素研究: 以广西大溶江、灵渠流域为例[J]. 环境科学, 2016, 37(1): 123-131. Sun P A, Yu S, Mo F Z, et al. Hydrochemical characteristics and influencing factors in different geological background: a case study in Darongjiang and Lingqu Basin, Guangxi, China[J]. Environmental Science, 2016, 37(1): 123-131. DOI:10.3969/j.issn.1673-1212.2016.01.035
[27]	吴起鑫, 韩贵琳, 李富山, 等. 珠江源区南、北盘江丰水期水化学组成特征及来源分析[J]. 环境化学, 2015, 34(7): 1289-1296. Wu Q X, Han G L, Li F S, et al. Characteristic and sources analysis of major ions in Nanpanjiang and Beipanjiang at the upper Pearl River during the wet season[J]. Environmental Chemistry, 2015, 34(7): 1289-1296.
[28]	李永霞, 黄莹, 高甫威, 等. 娄山河表层沉积物重金属赋存形态及风险评价[J]. 环境化学, 2016, 35(2): 393-402. Li Y X, Huang Y, Gao F W, et al. Speciation and risk assessment of heavy metals in surface sediments of the Loushan River[J]. Environmental Chemistry, 2016, 35(2): 393-402.
[29]	张妹, 刘启蒙, 刘凯旋. 顾北矿区地下水化学特征及成因分析[J]. 煤矿安全, 2018, 49(5): 187-190. Zhang M, Liu Q M, Liu K X. Hydrochemical characteristics and cause analysis of groundwater in Gubei mining district[J]. Safety in Coal Mines, 2018, 49(5): 187-190.
[30]	李玲. 和田河流域绿洲区地下水水化学特征及形成机制研究[D]. 乌鲁木齐: 新疆农业大学, 2020. Li L. Hydrochemical characteristics and formation mechanism of groundwater in oasis area of Hotan River Basin[D]. Urumqi: Xinjiang Agricultural University, 2020.
[31]	张人权, 梁杏, 靳孟贵, 等. 水文地质学基础[M]. (第七版). 北京: 地质出版社, 2018. Zhang R Q, Liang X, Jin M G, et al. Fundamentals of hydrogeology[M]. (7th ed.). Beijing: Geology Press, 2018.
[32]	唐萍, 王欢, 耿天召. 2009-2020年淮河流域皖北3市氟化物变化研究[J]. 安徽农业科学, 2021, 49(4): 59-64. Tang P, Wang H, Geng T Z. Change of fluoride in three cities in northern Anhui in Huaihe River Basin in 2009-2020[J]. Journal of Anhui Agricultural Sciences, 2021, 49(4): 59-64.
[33]	刘海, 康博, 沈军辉. 基于反向地球化学模拟的地下水形成作用: 以安徽省泗县为例[J]. 现代地质, 2019, 33(2): 440-450. Liu H, Kang B, Shen J H. Formation of groundwater based on inverse geochemical modeling: a case study from the Sixian County, Anhui Province[J]. Geoscience, 2019, 33(2): 440-450.
[34]	李亮, 龚建师, 王赫生, 等. 安徽省亳州市浅层地下水化学特征及成因机理[J]. 华东地质, 2023, 44(3): 345-356. Li L, Gong J S, Wang H S, et al. Hydrochemical characteristics and formation mechanism of shallow groundwater in Bozhou City, Anhui Province[J]. East China Geology, 2023, 44(3): 345-356.
[35]	Nkotagu H. The groundwater geochemistry in a semi-arid, fractured crystalline basement area of Dodoma, Tanzania[J]. Journal of African Earth Sciences, 1996, 23(4): 593-605. DOI:10.1016/S0899-5362(97)00021-3
[36]	李亮, 邢怀学, 龚建师, 等. 太湖流域北部地下水化学特征及成因分析[J]. 华东地质, 2022, 43(2): 217-226. Li L, Xing H X, Gong J S, et al. Hydrochemical characteristics and formation mechanism of groundwater in northern Taihu Lake Basin[J]. East China Geology, 2022, 43(2): 217-226.
[37]	Chang J, Wang G X. Major ions chemistry of groundwater in the arid region of Zhangye Basin, Northwestern China[J]. Environmental Earth Sciences, 2010, 61(3): 539-547. DOI:10.1007/s12665-009-0364-2
[38]	龙文华. 通辽地区浅层地下水化学特征演化研究[D]. 北京: 中国地质大学(北京), 2010. Long W H. Study on evolution of shallow groundwater chemical characteristics in Tongliao City[D]. Beijing: China University of Geosciences (Beijing), 2010.
[39]	郭小娇, 王慧玮, 石建省, 等. 白洋淀湿地地下水系统水化学变化特征及演化模式[J]. 地质学报, 2022, 96(2): 656-672. Guo X J, Wang H W, Shi J S, et al. Hydrochemical characteristics and evolution pattern of groundwater system in Baiyangdian wetland, North China Plain[J]. Acta Geologica Sinica, 2022, 96(2): 656-672. DOI:10.3969/j.issn.0001-5717.2022.02.020
[40]	Xiao J, Jin Z D, Zhang F. Geochemical controls on fluoride concentrations in natural waters from the middle Loess Plateau, China[J]. Journal of Geochemical Exploration, 2015, 159: 252-261. DOI:10.1016/j.gexplo.2015.09.018
[41]	张涛, 何锦, 李敬杰, 等. 蛤蟆通河流域地下水化学特征及控制因素[J]. 环境科学, 2018, 39(11): 4981-4990. Zhang T, He J, Li J J, et al. Major ionic features and possible controls in the groundwater in the Hamatong River Basin[J]. Environmental Science, 2018, 39(11): 4981-4990.
[42]	崔素芳, 张保祥, 范明元, 等. 肥城盆地地下水水化学演变规律研究[J]. 人民黄河, 2015, 37(3): 75-79. Cui S F, Zhang B X, Fan M Y, et al. Research on the evolution law of groundwater hydrochemistry in Feicheng Basin[J]. Yellow River, 2015, 37(3): 75-79. DOI:10.3969/j.issn.1000-1379.2015.03.019
[43]	曹滨, 唐培军, 焦裕飞, 等. 潍坊北部超采区地下水化学成分演变特征分析[J]. 中国农村水利水电, 2017(3): 85-89, 95. Cao B, Tang P J, Jiao Y F, et al. An analysis of hydro-chemical characteristics of groundwater in over-exploited area of northern Weifang[J]. China Rural Water and Hydropower, 2017(3): 85-89, 95. DOI:10.3969/j.issn.1007-2284.2017.03.019
[44]	王东晟. 郇封地区浅层地下水超采条件下流场演变研究[D]. 焦作: 河南理工大学, 2020. Wang D S. Research on flow field evolution under over exploitation of shallow groundwater in Xunfeng Area[D]. Jiaozuo: Henan Polytechnic University, 2020.
[45]	涂春霖, 尹林虎, 和成忠, 等. 珠江源区小黄泥河流域地表水水化学组成特征及控制因素[J]. 环境科学, 2022, 43(4): 1885-1897. Tu C L, Yin L H, He C Z, et al. Hydrochemical composition characteristics and control factors of Xiaohuangni River Basin in the Upper Pearl River[J]. Environmental Science, 2022, 43(4): 1885-1897.
[46]	郑涛, 焦团理, 胡波, 等. 涡河流域中部地区地下水化学特征及其成因分析[J]. 环境科学, 2021, 42(2): 766-775. Zheng T, Jiao T L, Hu B, et al. Hydrochemical characteristics and origin of groundwater in the central Guohe River Basin[J]. Environmental Science, 2021, 42(2): 766-775.


环境科学 2025, Vol. 46 Issue (2): 796-808	PDF