大同盆地高砷地下水稀土元素特征及其指示意义_谢先军

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1、第３７卷第２期地球科学———中国地质大学学报Ｖｏｌ．３７Ｎｏ．２２０１２年３月ＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅ—ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓＭａｒ．２０１２ｄｏｉ：１０．３７９９／ｄｑｋｘ．２０１２．０４６大同盆地高砷地下水稀土元素特征及其指示意义谢先军１，２，王焰新１，２，李俊霞１，２，苏春利１，２，吴亚１，２，余倩１，２，李梦娣１，２１．中国地质大学环境学院，湖北武汉４３００７４２．中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室，湖北武汉４３００７４摘要：对大同盆地典型高砷地下水开展了稀土元素地球化学研究．研究表明：高砷地下

2、水具有低∑ＲＥＥ含量及富集重稀土（ＨＲＥＥｓ）特征．地下水中低含量∑ＲＥＥ与含水层沉积物中Ｆｅ－Ｍｎ氧化物／氢氧化物对ＲＥＥｓ的吸附有关．地下水中重稀土元素相对于轻稀土元素的富集可能是吸附作用和碳酸根离子同ＲＥＥｓ发生络合作用的共同结果．采用平均大陆上地壳标准化的地下水稀土元素分布表现出显著的Ｃｅ及Ｅｕ正异常．地下水Ｃｅ／Ｃｅ＊值及Ｅｕ含量与Ｆｅ＋Ｍｎ具有显著相关性，表明铁锰氧化物还原性溶解是控制Ｃｅ／Ｃｅ＊值及Ｅｕ含量特征的主要因素．Ｃｅ／Ｃｅ＊值及Ｅｕ含量与Ａｓ浓度的关系表明，Ｃｅ异常及Ｅｕ含量特征能对地下水中Ａｓ的富集进行有效指示．关键词：水污染；砷；稀土元

3、素；氧化还原反应；水文地质；大同盆地．中图分类号：Ｘ５２３文章编号：１０００－２３８３（２０１２）０２－０３８１－１０收稿日期：２０１０－０８－１２ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｎｄＩｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＲａｒｅＥａｒｔｈＥｌｅｍｅｎｔｓｉｎＨｉｇｈＡｒｓｅｎｉｃＧｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｆｒｏｍｔｈｅＤａｔｏｎｇＢａｓｉｎ１，２，ＷＡＮＧＹａｎ－ｘｉｎ１，２，ＬＩＪｕｎ－ｘｉａ１，２，ＳｕＣｈｕｎ－ｌｉ１，２，ＷＵＹａ１，２，ＹＵＱｉａｎ１，２，ＬｉＭｅｎｇ－ｄｉ１，２ＸＩＥＸｉａｎ－ｊｕｎ１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｔｕｄｉｅｓ，Ｃｈｉ

4、ｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，Ｃｈｉｎａ２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＢｉｏｇｅｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＧｅｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｗｕｈａｎ４３００７４，ＣｈｉｎａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｂｅｔｔｅｒｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｔｈｅｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｏｆｈｉｇｈａｒｓｅｎｉｃｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ，ｒａｒｅｅａｒｔｈｅｌｅｍｅｎｔｓ（ＲＥＥｓ）ａｎａｌｙｓｅｓｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｆｏｒｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｆｒｏｍｔｈｅＤａｔ

5、ｏｎｇｂａｓｉｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｈｉｇｈａｒｓｅｎｉｃｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｕｓｕａｌｌｙｈａｓｌｏｗ∑ＲＥＥｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｅｎｒｉｃｈｅｓｉｎＨＲＥＥｓｒｅｌａｔｉｖｅｔｏＬＲＥＥｓ．Ｔｈｅｌｏｗｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆ∑ＲＥＥｉｎｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓａｍｐｌｅｓｃｏｕｌｄｂｅｄｕｅｔｏｔｈｅｓｃａｖｅｎｇｉｎｇｏｆＲＥＥｓｏｎｔｏｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｏｆｓｏｌｉｄｐｈａｓｅＦｅ－Ｍｎｏｘｉｄｅｓ／ｈｙｄｒｏｘｉｄｅｓｗｉｔｈｉｎａｑｕｉｆｅｒｓｅｄｉｍｅｎｔ．ＴｈｅｅｎｒｉｃｈｍｅｎｔｏｆＨＲＥＥｓｃａ

6、ｎｂｅａｔｔｒｉｂｕｔｅｄｔｏｔｈｅｃｏｍｂｉｎｅｄｒｅｓｕｌｔｏｆｃｏｍｐｌｅｘａｔｉｏｎ，ａｎｄｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎａｎｄｒｅａｄｓｏｒｐｔｉｏｎ．Ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｕｐｃｒｕｓｔｎｏｒ－ｍａｌｉｚｅｄＲＥＥｓｐａｔｔｅｒｎｓｃｌｅａｒｌｙｅｘｈｉｂｉｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｐｏｓｉｔｉｖｅＣｅａｎｄＥｕａｎｏｍａｌｉｅｓｉｎｈｉｇｈａｒｓｅｎｉｃｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒ．ＴｈｅｏｂｓｅｒｖｅｄｇｏｏｄｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎＣｅ／Ｃｅ＊ｖａｌｕｅｓａｎｄＥｕａｎｄＦｅ＋Ｍｎｃｏｕｌｄｂｅｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｈｅｒｅｄｕｃｔｉｖｅｄｉｓｓｏｌｕｔｉ

7、ｏｎｏｆＦｅａｎｄＭｎｏｘｉｄｅｓ／ｈｙ－ｄｒｏｘｉｄｅｓ．ＴｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎＡｓａｎｄＣｅ／Ｃｅ＊ｖａｌｕｅａｎｄＥｕｓｕｇｇｅｓｔｓｔｈａｔＣｅ／Ｃｅ＊ｖａｌｕｅａｎｄＥｕｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｒｅｕｓｅｆｕｌｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｏｆａｒｓｅｎｉｃｍｏｂｉｌｉｚａｔｉｏｎｉｎｇｒｏｕｎｄｗａｔｅｒｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｗａｔｅｒｐｏｌｌｕｔｉｏｎ；ａｒｓｅｎｉｃ；ｒａｒｅｅａｒｔｈｅｌｅｍｅｎｔｓ；ｒｅｄｏｘｒｅａｃｔｉｏｎｓ；ｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙ；Ｄａｔｏｎｇｂａｓｉｎ．原生高砷地下水在世界范围内广泛分布，并对Ｗ

8、ａｎｇｅｔ