福州市淺層地下水的硝化機制

周 迅,趙汝榮,陳 琦

(1.中國地質大學(武漢)環境學院，湖北 武漢 430074； 2.中國地質調查局南京地質調查中心，江蘇 南京 210016；3.福建省地質環境監測中心，福建 福州 350001)

福州市淺層地下水的硝化機制

周 迅1,2,趙汝榮3,陳 琦3

(1.中國地質大學(武漢)環境學院，湖北 武漢 430074； 2.中國地質調查局南京地質調查中心，江蘇 南京 210016；3.福建省地質環境監測中心，福建 福州 350001)

地下水；硝化；酸化；福州市

硝酸鹽在地下水中含量特征的變化，不僅導致地下水污染問題，同時還影響水化學類型的變化，使地下水向硝化方向演變，產生硝酸鹽型地下水[7]。目前對地下水硝化作用的研究較少，且對硝酸鹽型地下水尚無統一的定義，但其在現實中是客觀存在的，且地下水的硝化趨勢是明顯的。硝酸鹽型地下水的形成機理和所受影響因素十分復雜，還有待進一步總結。因此，研究地下水的硝化機制，對開展區域地下水污染研究和治理，保護地下水環境有重要意義。

1 研究區概況

研究區位于福州市，地處北緯25°15′～26°39′，東經118°08′～120°31′，福建省第一大河流閩江在此入海。地勢由西北向東南傾斜，大致從西北的山地、丘陵過渡到中部、東南部的盆地、平原、灘涂等。中心區福州平原為典型的河口盆地，面積約800 km2，屬沖積-海積平原，為斷陷盆地經過河、海長期互相作用形成的堆積平原，堆積層一般為30～40 m。山區山間小盆地面積一般小于10 km2。閩江口以南沿海發育主要由花崗巖類風化形成的殘積層，在半島和平原山前展布，組成(紅土)臺地。研究區屬亞熱帶海洋性季風氣候帶，全年溫和濕潤、雨量充沛。據1990—2014年氣象資料，福州市多年平均氣溫16～23 ℃，最低溫度-9.5 ℃，最高溫度43.2 ℃，內陸地區寒暑變化大；年降雨總量809.3～2 074.6 mm，多年平均降雨量為1 431.93 mm；每年以春季和春夏之交為豐水期，枯水期在秋季，冬季為平水期。本區淺層地下水主要賦存在平原、盆地和山前地帶的第四系沖洪積層，以及部分基巖出露區坡麓地帶的殘坡積層中，以松散巖類孔隙潛水為主。部分地段的基巖風化帶裂隙水，從其承壓性質來看，也屬于潛水，且埋藏深度較淺，因此一并歸入淺層地下水。

2 樣品采集與分析

圖1 研究區地下水采樣點分布

3 討 論

3.1 淺層地下水化學特征和水化學類型

福州市淺層地下水中主要陰陽離子、pH值和TDS指標的數據統計特征見表1和表2。淺層地下水pH值為5.46～7.76，均值6.59，標準差為0.60，變異系數9.14%。大部分淺層地下水pH值符合飲用水標準(6.5～8.5)；TDS為51.27～538.00 mg/L，均值254.86 mg/L，標準差為135.57 mg/L，變異系數53.19%，即淺層地下水基本為淡水。

陽離子中，Na+與Ca2+的質量濃度范圍和均值較為接近，Na+質量濃度均值稍稍高于Ca2+，變異系數也小于Ca2+。陽離子濃度百分比的范圍、均值的排列順序均為：γ(Na+)>γ(Ca2+)>γ(Mg2+)，即Na+在本區的淺層地下水的陽離子中，是明顯占優的。

表1 淺層地下水主要陰陽離子數據統計

表2 陰陽離子濃度百分比 %

3.2 硝酸鹽型水的水化學特征

圖與的關系

圖與的關系

3.3 硝酸鹽型水的形成機制

3.3.1 地質背景因素

3.3.2 水環境條件變化

3.3.3 人類活動強度

表3 2011—2015平水期地下水化學指標變化

表4 2011—2015豐水期地下水化學指標變化

表5 不同土地利用類型地下水中統計值

表6 不同土地利用類型地下水中統計值及硝酸鹽型水比例

表7 不同土地利用類型地下水pH值

4 結 論

a. 福州市淺層地下水中，地下水化學類型為硝酸鹽型的采樣點所占比例為27.9%，地下水硝化趨勢是明顯的。

b. 硝酸鹽的輸入為地下水的硝化提供了物質來源，地下水的酸化促進了硝化程度的加深。地下水的硝化是在硝酸鹽污染和地下水酸化共同作用下發生的。

c. 人類活動對地下水的硝化作用的影響是顯著的，其影響程度超過了地下水酸化作用，因此可以認為地下水硝化的最重要控制性因素是地下水的硝酸鹽污染程度。

致謝：感謝福建省地質環境監測中心的邱海源、趙汝榮、白振炎、陳琦，以及為對本次調查工作作出貢獻的其他同仁。

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Nitrification of shallow groundwater in Fuzhou City, China

ZHOU Xun1,2, ZHAO Rurong3, CHEN Qi3

(1.SchoolofEnvironmentalStudies,ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China; 2.NanjingCenter,ChinaGeologicalSurvey,Nanjing210016,China; 3.GeologicalEnvironmentMonitoringCenterofFujianProvince,Fuzhou350001,China)

groundwater; nitrification; acidification; Fuzhou City

10.3880/j.issn.1004-6933.2017.04.005

國家自然科學基金(41302209)；中國地質調查局地質調查項目(1212011121168，1212011121169)

周迅(1978—)，博士研究生，研究方向為地下水污染防治。E-mail：weapon341@163.com

TU991

A

1004-6933(2017)04-0026-06

2017-04-15 編輯：王 芳)