地下水系统中砷迁移富集过程的铁同位素示踪研究

本申请项目拟以大同盆地高砷地下水系统为研究对象，从铁与砷的地球化学关系着手，以铁同位素地球化学为主要手段，研究地下水系统中砷发生迁移富集的地球化学及生物地球化学过程。通过精确测定高砷地下水及富砷含水介质中不同相态铁的同位素组成，指示地下水系统中铁的循环过程，结合不同形态铁与砷之间的关系，揭示地下水系统中控制砷发生迁移富集的过程。通过水化学及已有硫同位素数据，分析和识别影响地下水中砷迁移富集的因素，为精确刻画含水层系统中砷发生迁移富集的微观地球化学及生物地球化学过程提供佐证。本项目所提出的运用铁同位素地球化学方法，研究砷进入地下水系统后发生迁移富集的地球化学及生物地球化学过程，为原生高砷地下水成因及演化研究提供了一种新的思路。研究结果可为研究区高砷地下水的治理及地下水资源的合理开发与利用提供科学决策依据，同时为其它地区原生高砷地下水研究提供借鉴。

项目以大同盆地为研究区，针对浅层高砷地下水开展了系统的水文地球化学及同位素地球化学样品采集与测试分析工作。项目共采集了200件地下水样品，20件地表水样品。从盆地边山采集不同时代、不同岩性样品200余件，在高砷区钻取25m钻孔20个，获得300余件沉积物样品。在系统的水文地球化学及同位素地球化学研究基础上，对大同盆地浅层地下水系统中砷的迁移富集规律取得了重要的研究进展。研究发现，区域含水层沉积物砷含量与其物源区基岩的地球化学特征有关；地下水水流场对地下水系统中砷的活化迁移具有重要影响；强烈的农业灌溉及地表洗盐是地下水中砷富集的主要诱因；含水层系统中微生物驱使的结晶态Fe氧化物矿物还原溶解是本区高砷地下水形成的主要原因。.以项目为依托发表期刊论文13篇，其中SCI检索论文9篇（刊出6篇），EI检索论文1篇；在国际会议论文集上发表论文1篇。项目负责人出席国内外学术会议并作报告2次，培养硕士研究生1名。