淮河流域平原区浅层地下水铁锰分布特征及成因浅析

第３５卷第２期资源调查与环境Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．２２０１４年６月ＲｅｓｏｕｒｃｅｓＳｕｒｖｅｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔＪｕｎ．２０１４文章编号：１６７１－４８１４（２０１４）０２－１４７－０５淮河流域平原区浅层地下水铁锰分布特征及成因浅析＊周锴锷，王赫生，龚建师，侯莉莉，朱春芳（南京地质矿产研究所，江苏南京２１００１６）摘要：结合淮河流域平原区水文地质条件，阐述了淮河流域平原区铁锰元素在浅层地下水（埋深０～５０ｍ）中的赋存特征和分布规律。结合前人研究成果并总结现有水质资料，认为淮河流域地下水中铁锰的形成和分布特征除了受含水介质成分、上覆土层性质、酸碱条件等影响外，主要受氧化还原环境控制。建议通过适当除铁锰工艺或改变地下水循环条件等方式来改变研究区浅层水地下水水质状况。关键词：淮河流域；浅层地下水；铁锰；分布特征中图分类号：Ｐ６４１文献标识码：Ａ淮河流域地貌类型主要有山区、丘陵、平原及湖泊洼地，其中平原区占５２％以上，区内浅层地下水资源较为丰富。随着地表水水质的不断恶化，水资源短缺问题更显突出，开采地下水是淮河流域内大多数地区解决缺水出路的一个主要方式，浅层地下水成为农村地区生活饮用的主要水源。根据淮河流域地下水的水文地质条件，浅层地下水可定义为可参与浅部水循环交替的地表以下２０～５０ｍ深度范围内的潜水和微承压水［１］。据淮河流域２００４－２００６年的水质分析资料，部分浅层地下水中存在铁锰超标现象（饮用水水质标准规定铁含量限值为０．３ｍｇ／Ｌ，锰含量限值为为０．１ｍｇ／Ｌ）。铁、锰是人体必需的微量元素，但饮用水中含量过高，会直接影响人体健康［２］。因此，为保障淮河流域平原区饮水安全，分析其分布特征及规律具有十分重要的意义。１研究区概况１．１自然地理淮河流域（包括淮河水系和沂沭泗水系）位于东经１１１°５５′～１２０°４５′、北纬３０°５５′～３６°０５′之间，面积约２６．９万ｋｍ２，地域主要涉及河南、安徽、江苏和山东四省。淮河流域地形的总趋势是西高东低，流域内有山区、丘陵、广阔的平原及湖泊洼地。其中平原区面积２０．１万ｋｍ２，气候自北向南由暖温带过渡到亚热带区内气候温和、四季分明。１．２水文地质条件松散岩类孔隙水是淮河流域平原区分布最广泛、最具有供水意义的含水层组，按其埋藏深度可分为浅层地下水和深层地下水。浅层含水岩组一般埋藏在地下５０ｍ以浅，包括全新统、上更新统及部分中更新统地层，岩性主要为粉砂与细砂，厚５～３０ｍ，水质具有水平和垂向分带的变化规律。其分布与富水性变化受古河道带的控制，呈条带状展布。浅层孔隙地下水水位主要受降水、蒸发及地表水影响，水位变幅一般为１．５～２．５ｍ［３，４］。２淮河流域平原区浅层水铁锰分布特征本文以国家地质大调查项目《淮河流域环境地质调查》为基础，在淮河流域内含水层的不同层位进行了统一的水样采集工作。地下水测试样品采集在地下水埋深小于５０ｍ层位进行，共采水样３２６０件。埋深小于５０ｍ的地下水样采集以民井为主，部分为手压井及灌溉用机井，埋深小于５０ｍ的地下水为广大＊收稿日期：２０１３－０８－２９改回日期：２０１３－０９－０９责任编辑：汪建宁基金项目：中国地质调查局地质调查项目“淮河流域平原区地下水污染调查评价项目”（项目编号１２１２０１０６３４５０５）资助。第一作者简介：周锴锷，１９８０年生，男，工程师，主要从事水工环地质方面研究工作。农村居民的饮用水水源，调查该层位的地下水水质状况对农村居民的安全饮水问题有很大帮助。２．１浅层地下水中铁元素含量的分布特征根据在研究区地下水中检测出的铁浓度值，按照地下水质量标准，研究区可划分为≤０．１ｍｇ／ｌ（Ⅰ类水）区，０．１～０．２ｍｇ／ｌ（Ⅱ类水区），０．２～０．３ｍｇ／ｌ（Ⅲ类水）区，０．３～１．５ｍｇ／ｌ（Ⅳ类水）区和＞１．５ｍｇ／ｌ（Ⅴ类水）区五个区（图１）。≤０．１ｍｇ／ｌ（Ⅰ类水）区：分布于河南段荥阳市－漯河市－罗山县－固始县、柘城县北部－永城市西部，山东段东明县－单县－兖州市－滕州市－微山县，安徽段淮北市北部与南部、亳州市北部与南部、宿州市－灵璧县、阜阳市、阜南市、淮南市、天水市西部，江苏段丰县－沛县－徐州市、邳州市－宿迁市－泗阳县、泗洪县、盱眙县、灌南县东南等地，面积７１５１４．２７ｋｍ２，占评价区３９．５９％。０．１～０．２ｍｇ／ｌ（Ⅱ类水区）：分布于河南段郑州市外围、开封市西部－尉氏县－太康县－柘城县、夏邑县东部与南部、叶县、周口市、西平县、上蔡县西部－息县外围－固始县北部，山东段鄄城县西部、郓城县、荷泽市、曹县－单县南部，安徽段砀山县东南、宿州市北部－涡阳县－固镇县西部－颖上县、天水市西部，江苏段丰县－沛县南部、邳州市西北、宿迁市东部－淮阴市－