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题名地热水环境中的甲基硫代砷:形成路径与迁移特征
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作者
郭清海
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机构
中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室
中国地质大学(武汉)环境学院
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出处
《地质学报》
北大核心
2025年第4期1109-1119,共11页
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基金
国家自然科学基金项目(编号42277188,42077278,42111530023,42042036,41861134028,41772370,41572335,40702041)资助的成果。
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文摘
地热成因砷是环境中砷的重要来源,甲基硫代砷酸盐可能成为地热水环境中砷的不可忽视的形态。与砷的未巯基化和/或未甲基化形态相比,甲基硫代砷总体上具有更高的毒性和更强的迁移能力,但其在包括地热水环境在内的天然水环境中的研究程度低得多。就两条理论上成立的甲基硫代砷形成路径而言,“亚砷酸盐甲基化后进而巯基化”已得到广泛认同,而“亚砷酸盐巯基化后继以甲基化”则受限于硫代亚砷酸盐有效定量分析方法之缺乏,尚未获得证实。尽管如此,受高温浅层热储流体快速补给的中碱性热泉之泉口即可检出甲基硫代砷酸盐的事实指示上述第二条形成路径在此情况下应更具合理性。甲基硫代砷酸盐形成于热泉环境后,在可强烈吸附砷的其他形态的热泉区沉积物之上有望表现出更低的吸附倾向,从而可能随贯穿热泉区而外泄的河流迁移更长的距离并进入更大空间尺度的砷地球化学循环。地热区内甲基硫代砷的迁移和归宿及其区域乃至全球尺度环境效应需做为砷环境地球化学领域的重点方向予以聚焦研究。
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关键词
地热水环境
砷
甲基硫代砷
形成机制
环境效应
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Keywords
geothermal water environment
arsenic
methylthiolated arsenic species
formation mechanism
environmental effect
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分类号
P314
[天文地球—固体地球物理学]
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题名西藏羊八井高温地热水砷和氟浓度及来源探析
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作者
许耿
肖方景
崔小梅
布多
张强英
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机构
西藏大学生态环境学院
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出处
《岩矿测试》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第3期487-500,共14页
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基金
国家自然科学基金项目(22266032)
第二次青藏高原综合科学考察研究项目(2019QZKK0603)
+1 种基金
西藏自治区科技厅中央引导地方科技发展资金项目(XZ202202YD0016C)
中央支持地方高校改革发展计划项目([2023]1号)。
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文摘
砷(As)和氟(F)是西藏羊八井高温地热流体中两种典型的高浓度有害元素,通过地热开发可以进一步促进与加速地热源As和F向地表或近地表环境释放,导致地表水和土壤环境污染。如何从As和F浓度分布特征联系水化学特征从而揭示水体As和F的富集规律,对丰富和认识西藏地区水环境中As和F的环境地球化学行为具有重要意义。本文结合野外调查现场测定了水体常规理化指标,包括水温、pH值、电导率(EC)、总溶解固体(TDS)和盐度(SAL),采用原子荧光光谱法和X射线荧光光谱法分别测定水体和土壤样品中的As浓度,离子选择性电极法测定水体和土壤样品中的F浓度,评价As和F超标风险,探析其富集机制。结果表明:水化学类型为Na-HCO_(3)∙Cl型,水体Na+浓度高达445.5mg/L,Ca^(2+)浓度低至3.31mg/L,水体pH在7.87~9.42之间,富钠贫钙高pH是羊八井地热水和温泉水最主要的水化学特征。受水汽蒸发浓缩影响,温泉水As和F浓度高于地热水,两元素浓度最高分别达6.50mg/L和17.89mg/L。地热废水的不当处理存在水体和土壤As和F暴露风险,地热水和温泉水As和F浓度显著高于《地热资源评价方法》(DZ40—85)对有害成分规定的最高允许排放浓度(总砷为0.50mg/L,氟化物为10mg/L)。而土壤中总As浓度为79.50~99.08mg/kg,F浓度为1162.70~1285.10mg/kg,显著高于西藏土壤背景值。地热水体和地表土壤As和F富集主要为水-岩浸溶相互作用,独特的水化学特征为水体As和F浸取溶出提供了有利条件。
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关键词
羊八井地热水
砷
氟
原子荧光光谱法
X射线荧光光谱法
水-岩相互作用
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Keywords
Yangbajing geothermal water
arsenic
fluoride
atomic fluorescence spectrometry
X-ray fluorescence spectrometry
water-rock interaction
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分类号
P618.64
[天文地球—矿床学]
P641.12
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名硼同位素分馏及其在地下水研究中的应用进展
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作者
雷郴博
郭华明
邢世平
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机构
中国地质大学(北京)水资源与环境学院
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出处
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第6期219-231,共13页
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文摘
硼(B)在自然界水体和岩石中广泛存在,B的2种稳定同位素(10B和11B)相对质量差较大,因此B同位素容易产生明显的分馏。在不同水文地质环境下,地下水往往具有不同的B同位素组成(δ^(11)B),研究地下水B同位素组成及变化,对认识水文地球化学过程以及合理开发地下水资源具有重要的指导意义。文章在介绍B同位素分馏原理的基础上,归纳了吸附/共沉淀作用、解吸附作用、风化作用、蒸发作用等水文地球化学过程对地下水δ^(11)B值的影响。较为系统地梳理了B同位素技术在地下水研究中的应用成果:(1)由于污染源和海水的δ^(11)B值往往与地下水背景值存在明显差异,因此可利用B同位素示踪地下水污染与海水入侵;(2)不同矿物δ^(11)B值的差异和风化条件的差异会显著影响地下水δ^(11)B值,通过B同位素能反映矿物的风化特征、识别地热水与围岩相互作用过程;(3)地下水B同位素还能用于示踪与氟、砷富集相关的水文地球化学过程,从而完善高氟、高砷地下水的形成机理。在此基础上,分析了B同位素技术在地下水研究中的应用潜力:(1)将B同位素技术与水化学方法及其他同位素技术相结合,量化不同水文地球化学过程对目标组分迁移转化的贡献;(2)对富B地热水、天然劣质地下水地区进行B同位素长期监测,确定不同环境条件下的地下水B端元,定量评估有害组分对环境造成的负面影响。这些科学问题的解决不仅能推动B同位素技术在地下水研究中的进一步发展,还有助于提高对地下水有害组分形成机制的整体认识。
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关键词
硼同位素
地下水污染
风化
地热水
高氟地下水
高砷地下水
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Keywords
boron isotopes
groundwater pollution
weathering
geothermal water
high-fluoride groundwater
high-arsenic groundwater
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分类号
P641
[天文地球—地质矿产勘探]
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题名西藏地热水中典型有害元素对河流水质的影响
被引量：10
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作者
张庆
谭红兵
渠涛
张文杰
张燕飞
孔娜
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机构
河海大学地球科学与工程学院
山东省第一地质矿产勘查院
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出处
《水资源保护》
CAS
2014年第4期23-29,77,共8页
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基金
国家自然科学基金(41173049
41271041)
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文摘
西藏是我国地热水分布最多的地区。为查明地热水中有害元素对河流的影响区域及程度,对西藏典型地热田及河流开展了野外调查取样。通过对地热水和河流中各种水化学参数的综合分析以及河流中有害元素的相关柱状图分析,得知地热水中大量的氟、砷有害元素对河流水质影响较大。羊八井一带高温地热水中氟浓度较高,而喜马拉雅地热带较其他地区的地热水含砷量较高。另外,西藏居民以河水为饮用水水源,因很多河流经过地热区后有害元素浓度显著增高,对下游居民及动植物的危害不容忽视,指出应深入研究地方病(如秃顶、氟斑牙、癌症等)与水环境污染之间的关系。
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关键词
地热水
河流
氟
砷
西藏地区
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Keywords
geothermal water
river
fluorine
arsenic
Tibet
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分类号
X141
[环境科学与工程—环境科学]
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题名青海贵德盆地高砷低温地热水水化学特征
被引量：13
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作者
廖媛
马腾
陈柳竹
田春燕
施俊杰
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机构
生物地质与环境地质国家重点实验室
中国地质大学(武汉)环境学院
内蒙古自治区第七地质矿产勘查开发院
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出处
《水文地质工程地质》
CAS
CSCD
北大核心
2013年第4期121-126,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(40872157,40830748)
国家重点基础研究发展规划(973项目)(2010CB428802)
+3 种基金
高等学校博士学科点专项科研基金(20110145110003)
国家高技术研究发展计划(863计划)(2012AA062602)
国家水体污染控制与治理科技重大专项(2012ZX07204-003-004)
中央高校基本科研业务费专项基金(CUGL100501)
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文摘
文章以青海贵德盆地为研究区,在分析研究区水文地质条件基础上,采集21组水样,进行了常规化学组分、砷及氢氧同位素的分析。结果表明:(1)高砷低温地热水的水温由于受到中生代印支期花岗岩岩浆余热通过基底隐伏断裂供给的影响,达到16.3～68.5℃,远高于盆地多年平均气温,其砷含量在10.4～35.4μg/L,主要赋存于新近系贵德群承压自流水中;(2)盆地高砷地热水的pH较高,均大于8.2,氧化还原电位显示负值,为还原环境,水化学类型复杂,占主导的阳离子是(Na++K+)和Ca2+,阴离子是HCO3-;(3)高砷地热水δ18O和δD的范围分别为-10.90‰～-12.32‰和-70.1‰～-84.4‰,氘盈余(d)值为12.78‰～15.02‰,说明主要接受大气降水补给;(4)相较于内蒙河套平原高砷地下水和云南腾冲地区高砷高温地下水,贵德盆地高砷低温地热水也赋存于碱性还原环境,但TDS较低,水化学类型不同,这与当地的地质背景有关;(5)盆地的地热异常不仅促进了地下水中砷水平和垂直迁移,与高温伴生的偏碱性的还原环境也加剧了地热水中砷的释放,最终导致水中砷浓度增加。
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关键词
贵德盆地
高砷低温地热水
水化学特征
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Keywords
Guide basin
arsenic geothermal water of low-temperature
hydrochemistry characteristics
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分类号
P314
[天文地球—固体地球物理学]
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