潜流带污染物迁移转化与自然衰减作用研究

以山西大同盆地桑干河及其支流黄水河两侧潜流带为典型研究区，在总体把握潜流带水文地质特征和主导性水文地球化学过程的基础上，综合多学科方法，通过地表水和地表环境过程调查、水文地质调查、示踪研究、水文地球化学调查、土柱实验、地微生物学研究和水文地球化学模拟，精细表征潜流带结构、物质组成和水文地质、地球化学特征，揭示并存的污染物（以砷、氟、氮、磷、硫等变价元素化合物、杀虫剂、环境内分泌干扰物为重点目标污染物）在潜流带这种非均质环境中的时空分布规律和所经历的各种物理、化学和生物过程，分析影响污染物迁移转化和自然衰减作用的自然和人为因素，揭示潜流带水文过程与生物地球化学过程相互作用机理，从而丰富和发展水文地球化学理论方法体系，深化对于河流-含水层系统中污染物迁移转化规律的认识，为预防或消除污染物通过潜流带对水环境质量和人类健康的危害、利用自然衰减作用去除污染物，提供科学依据。

项目以大同盆地为野外工作区，针对研究区开展了水文地质普查及潜流带试验场详查工作，并建成潜流带多水平地下水监测试验场1个。在盆地尺度采集地下水样品500件，对潜流带试验场进行了为期2年的地下水监测与取样；完成300m钻孔1个，40-60m钻孔3个，25m钻孔20个，获取沉积物样品650件；采集边山基岩样品200余件。在系统的水文地球化学、同位素地球化学及水文地质学研究的基础上，对大同盆地浅层地下水系统及潜流带中砷的迁移富集规律取得了一系列重要研究进展。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；潜流带强烈的生物地球化学作用是砷等污染物时空变化的主导因素。上述研究结果为砷及潜流带污染水文学研究提供了新的认识和理论模型。.以项目为依托共发表学术论文63篇，其中SCI检索论文45篇（国际44篇），EI检索论文8篇；申请国家专利2项；在国际学术会议上发表论文14篇，做大会报告4次，主办国际学术会议4次，培养博士研究生10名。