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江汉平原地下水系统中有机质埋藏对砷空间异质性的影响：分子组成及热力学约束

赵琪

中国地质大学

摘要：高砷地下水的空间异质性问题是学术界面临的一个重要科学问题。沉积物中天然有机质（NOM）组成（特别是其生物活性）是控制地下水中砷释放的关键因素,而NOM组成与沉积环境密切相关,因此解析沉积环境—NOM—As链式作用过程是研究砷空间异质性的前提和基础。然而目前国内外研究多从微观尺度研究NOM组成对砷迁移转化过程的机理,缺乏从宏观沉积环境演化角度研究NOM组成及其对砷空间异质性分布的影响。基于此,本文以江汉平原为研究区,从沉积环境演化视角出发,结合分子尺度有机质表征技术（FT-ICR-MS）与热力学机理分析,识别了控制沉积物有机质丰度与分子生物活性的关键环境因素,明晰了沉积物有机质作为关键电子供体和能量来源驱动的砷释放过程,在此基础上,揭示了砷空间异质性形成机制。论文主要取得以下认识:（1）江汉平原地下水中砷含量分布具有较强的空间异质性。砷浓度较高的变异系数（293%）显示其具有强变异性;地统计变异函数分析结果显示,地下水中砷含量具有中等水平的空间自相关性,小尺度（＜5 km）上的变异对于研究区地下水中砷浓度总变异较为重要,临近样点的井深差异和（或）小尺度上沉积环境变化是造成这一现象的主要因... 更多

关键词：

高砷地下水; 空间异质性; 沉积环境; 天然有机质; 分子组成;