廣東省典型地下水監測點鐵超標原因分析

關鍵詞：地下水；鐵；監測點；超標原因；地質背景；還原環境 中圖分類號：X523 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）07-0156-03 DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2025.07.045

Analysis of the Reasons for Iron Exceeding the Standard in Typical Groundwater Monitoring Points in Province

CHENZesong，XIAOJiana （ ，51Oooo， China）

Abstract： There is a problem of iron content exceeding the Class IV water standard limit at a groundwater monitoring point in province.Byconducting investigationsonpollution sourcesand surounding groundwater environment，taking intoaccountfactorssuchsregionalgeologicalbackground，topogaphyndhdaulicconnectionsetweengroundaternd surfacewater，themainreasonsforironexceedingthestandardatthemonitoring pointareanalyzed.Theresults indicatethat theregionhasageologicalbackgroundofhighironmanganese，whichis thefundamentalfactorforironexcedingthestandard; theuniqueterrainandhydrogeologicalconditionsinthisregionmakeiteasyforthegroundwaterenvironmenttotransforminto areducingenvironment，therebyincreasingthesolubilityofiron;thelong-termhighlevelofgroundwaterlevelleads tothe migrationandenrichmentofironandmanganeseelementsingroundwater，furtherexacerbatingtheexcessiveironcontent.

Keywords：groundwater;iron; monitoring points;reasons for exceeding the standard;geological background;reducing environment

地下水與人類生活息息相關。近年來，地下水環境安全也成為我國生態環境保護關注的重點之一。本文通過選擇廣東省內一個典型的監測點，從地質、污染源等方面分析地下水中鐵的超標原因。

1地下水監測點基本信息

土，地下水類型為松散巖類孔隙水，水量比較豐富，下部基巖為花崗巖，地下水類型為塊狀基巖裂隙水，監測點成井監測層位（濾水管段）為松散巖類孔隙水。該監測點從2020年開始監測，檢測分析資料顯示鐵超標。2021年、2022年各進行4期監測，2023年進行3期監測，僅2022年1期鐵未超標。

監測點及其周邊的地下水流場如圖1所示。該地下水監測點所在監測井深度為 25m ，監測點位及周邊上部為沖積、沖洪積土，其下有花崗巖風化殘積

2023年，對該監測點周邊的5眼地下水監測井進行監測。資料顯示，W813監測井、W815監測井鐵未超標，其余監測井鐵均超標。農田灌溉期，上游

圖1監測點及其周邊的地下水流場

W813監測井、W815監測井處地下水水力坡度較陡，鐵在此區域不易富集；靠近監測井上游處的W812監測井處于殘丘邊緣，受地形及巖性影響，地下水水力坡度變緩，地下水停留時間較久，甚至造成地下水擁堵，鐵在此區域易富集；監測點下游W811監測井、W814監測井區域地層顆粒較細，地下水流速較緩，水力坡度較緩，地下水流經殘丘附近的鐵富集區域，造成這些區域地下水鐵含量較高。

2地下水監測點及周邊污染源調查與風險分析

監測點周邊以農用地為主，南北干渠間除少量殘丘林地、水塘、居住用地外，基本都是農用地，大面積種植水稻，少量種植其他作物，殘丘邊緣、近河道區域有零星旱地。工業用地僅在調查區北西角有少量分布，臨近江邊至南干渠間多為林地。居住用地主分布于殘丘邊緣。由此可知，直接造成地下水監測點及周邊地下水監測井地下水鐵超標的可能性較小。

3地下水監測點周邊地質背景與地下水鐵離子超標關聯性分析

3.1區域背景分析

監測點位處于階地上，地面高程為 5.60m ，監測點北側、西北側和西南側有殘丘分布，殘丘頂高程為

7.16～7.58m ，該部分區域地勢變化較小，形成弧形平緩丘頂，丘頂有大量魚塘、雞鴨塘分布，監測點東北、東側地勢也略高于監測點，高程為 6.28～7.27m 監測點南側為階地面，地勢向南漸低，高程一般為4～5m ，形成以監測點、W811監測井、W812監測井、W813監測井為中心區域的向南開口的U字形低槽的獨特微地貌形態。正常情況下，地表水由殘丘向四周流動，但因中心干渠引水灌溉，在監測點周邊獨特地貌條件下，地表水沿弧形丘頂、U形低槽周邊集中分布。

根據區域地質資料，監測點處于沖積平原上，堆積大量河流沖洪積物，從微地貌特征分析，監測點處為河流階地。同時，北西、西側地勢高，東側、東南側地勢低，造成河流沖積平原或階地沉積物同時具有洪水沉積物特點。因此，河流沖積平原、河流階地沉積物是兩種沉積物疊加而成，形成的沉積物較為復雜，既有顆粒粗的碎石土、砂土，也有顆粒較細的粉王、粉質黏土、黏土，甚至局部存在淤泥，并且在空間分布上多形成粗、細顆粒相間的條帶狀透鏡體。

監測點及周邊地下水監測井地下水有兩類。一是松散巖類孔隙水，含水巖組為第四系松散沉積層，主要含水層為沖積砂層，根據水力性質分為潛水和承壓水。二是塊狀基巖裂隙水，含水巖組為燕山二期花崗巖，為承壓裂隙水。監測點及周邊地下水監測井的補給來源較為復雜，有大氣降雨入滲補給、地表水體入滲與側向補給、地下水上游潛流補給、地下水側向潛流補給、地下水上層含水層越流補給、農田灌溉入滲補給、魚塘和鴨塘入滲補給、引水渠入滲補給等。

3.2地下水與地表水水力聯系分析

江水于引水壩處拐彎向東南流，引水水壩處一帶地勢較監測點一帶高，地表水在慣性勢能作用下由高勢能的上游向低勢能的下游流動，江水在上游地區大量補給地下水。調查區呈弧形與江邊相鄰，江水水位較高時，江水補給地下水，當江水水位較低時，調查區地下水向江里排泄。

調查區分布或大片或零星的地表水體。調查區大面積為水稻種植區，水稻種植為3季，引水灌溉時間較長，在此期間，除雨季出現洪水或大面積降雨時期會有所間斷外，其余時間均在引水灌溉，只是引水量有所調整。因此，調查區地表水體全年大部分時間處于高水位，基本是地表水補給地下水。停止引水當天，干渠多數段為無水，地表水水體水位一般下降20～40cm ，之后緩慢下降，11月至次年2月底，部分區域會出現地下水補給地表水的現象。

4鐵超標原因

4.1地質背景特殊

監測點及周邊地下水監測井大都存在黏土、粉質黏土、淤泥等黏性土層，黏性土層含有大量含鐵錳的次生礦物。下部基巖為花崗巖，花崗巖屬于侵入巖，其含有大量鐵、錳、鋁等硅酸鹽礦物，在地下水作用下，易在裂隙表面形成黃褐色氧化或碳酸化鐵錳質薄膜，在特殊的水介質條件下，鐵、錳可溶解于地下水中，并通過巖土層的孔隙、裂隙等向淺層地下水垂直循環或遷移[1]。

4.2地形和水文地質條件獨特

監測點附近地形為向南開口的U字形獨特地形。周邊地表水從北、西、東三面向監測點持續入滲地下水并從三面入滲潛流向監測點，水位抬升，地下水在監測點附近擁塞，流速緩慢，形成一片“死”水，地下水氧化還原電位時不時出現負值，表明該區時不時處于還原環境。其間，黏性土中的高價鐵、錳離子被還原成低價鐵、錳離子，持續的低價鐵、錳離子溶于水，造成地下水鐵、錳離子超標[2-3]。

4.3地下水持續高水位

監測點處于平原區，地下水位一般埋深較淺，監測點上游、周邊存在較多地表水塘，同時存在大面積農田。農田長時間的引水灌溉造成地表水、農田灌溉水處于長時間向地下水入滲補給的狀態，使監測點及周邊地下水水位抬升，并長期維持高水位狀態。監測點及周邊地下水監測井的黏性土層處于地下水長期浸漬狀態，地下水環境向下逐漸轉為低電位的還原環境，而農田土壤含有大量有機質，農田灌溉水入滲也或多或少攜帶土壤中有機質進入地下水，土層中的有機質分解，加速地下水環境向還原環境轉化，導致水和土層中的鐵、錳以低價態形式增多，遷移性更強。另外，有機質分解產生二氧化碳，與水反應增加水中HCO₃^- 含量，同時生成大量 Fe（HCO₃）₂ 和 Mn（HCO₃）₂ 遷移至水中。由于鐵的活動性高于錳，鐵離子濃度最先增加或超標。

然而，農田灌溉水停止灌溉時，周邊地表水和農田地下水位快速下降，入滲的地下水量快速減小，地下水位下降，監測井地下水環境逐漸由還原環境向氧化環境轉變。在氧化作用下，地下水中可溶二價鐵向不可溶三價鐵轉化，形成沉淀，或被土壤吸附，或形成難溶膠體沉淀，或懸浮于水中，導致地下水渾濁，地下水中可溶性鐵錳離子下降，故而水質檢測時出現時而不超標現象。

5結論

研究區地下水監測點存在鐵含量超過V類水標準限值的問題。經調查，該地區具有高鐵錳的地質背景，這是鐵超標的基礎因素；該區域獨特的地形和水文地質條件使得地下水環境容易轉變為還原環境，從而促使鐵的溶解度增加；地下水位長期處于較高水平，導致鐵錳元素在地下水中發生遷移和富集現象，進一步加劇鐵含量的超標。

參考文獻

1胡玉福，鄧良基，張世熔，等.四川盆地西緣淺層地下水鐵、錳含量的空間變異特征[J].生態學報，2009（2）：797-803.

2 許乃政，陶小虎，龔建師，等.淮河流域平原區高鐵錳地下水環境健康風險評估[J].華東地質，2023（2）：119-127.

3 周錯諤，王赫生，龔建師，等.淮河流域平原區淺層地下水鐵錳分布特征及成因淺析[J].華東地質，2014（2）：147-151.