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内蒙古河套平原高砷地下水胶体水文地球化学特征研究

张波  
【摘要】: 内蒙古河套地区是我国面积最大、危害最严重的饮水型地方砷病病区之一。当地的原生高砷地下水严重威胁到居民的饮水安全,进一步解释原生地下水中砷异常的形成机理势在必行。相关的研究多推测在地下水砷富集过程中,水中胶体颗粒起了重要的作用。因此,本文采用超滤技术,研究当地地下水中的胶体组成及与砷的相互关系。 实验证明研究区地下水中含有大量胶体,种类繁多。有机胶体含量最大,无疑是研究点地下水中胶体的主要组成;在整个胶体粒级范围,有机胶体连续分布,主要以10 kDa的较大颗粒形式存在,并没有因所属地下水类型不同而产生太大差异。Si、Fe、Al、Mn主要以无机胶体形式存在。其中又以硅酸盐胶体的含量最大,Al与硅酸盐胶体结合,形成含Al的硅酸盐胶体。含Fe无机胶体主要为100 kDa的大颗粒物。地下水中主要的无机胶体为菱铁矿、针铁矿、Fe(OH)3胶体、蒙脱石、绿泥石、伊利石、白云母及高岭石。 由于所选择的超滤样点处地下水为还原环境且偏碱性,导致水中砷主要以As(III)的形式存在,占总砷的60~100 %。大多数As仍以真溶液形式存在(5 kDa),与水中胶体(5 kDa)结合的砷占总砷的30 %左右,而且这一比例与总砷含量没有直接关系。 胶体粒级上的As主要存在于5~30 kDa范围,但所占比重各点差异较大。各超滤点中,在30 kDa粒级中胶体As的含量大致相同,为0~20μg/L。砷与胶体的作用情况十分复杂,作用于As的胶体主要为有机胶体和含铁无机胶体。 地下水中作用于As的有机胶体主要为5~30 kDa的有机酸,作用机理为官能团与As的吸附、结合,与各价态的As均能反应。而作用于As的含铁胶体主要为100 kDa的矿物,对As(V)的吸附能力明显好于As(III)。


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