孟加拉国浅层地下水砷：三种不同地形背景下的

孟加拉盆地中砷（As）的分布与沉积环境和沉积结构有着密切的关系。从三个具有不同地形背景和沉积历史的场地获得的水文地球化学数据显示了氧化还原态和溶解As浓度的显著变化。恒河泛滥平原（GFP）地下水的As浓度较低，其中Mn的浓度较高，表明因Mn（IV）的氢氧化物还原表现出的氧化还原缓冲作用。在GFP含水层中，DOC，,NH4+的浓度低，而和SO42-的浓度高，反映了氧化还原态的升高。相反的是，在恒河三角洲平原（GDP），As的浓度非常高，同时含有高浓度的Fe和低浓度的Mn。在梅格纳河（Meghna）泛滥平原（MFP），As和Fe的浓度为中等到高，Mn的浓度低。有机物的降解可能会推动含水层中氧化还原反应的发生，特别是在MFP和GDP，因此出现可迁移的溶解As。化学形态计算表明，在MFP和GDP所取的地下水样中，菱铁矿和蓝铁矿是过饱和的，但是在GFP的地下水中，一般菱锰矿是过饱和的。MFP和GDP的logPco2值一般要高于GFP。这与GFP的Mn（IV）-氧化还原缓冲，MFP和GDP的Fe（III）-氧化还原缓冲是一致的。一、前言在孟加拉国广阔的冲积含水层中，地下水埋深浅，满足了大部分的饮用和农业需求。长期以来，97%的人口都以地下水作为饮用水源，而总灌溉面积的70%也依赖于地下水。有1,000多万个浅层手动取水井（有些地方也称之为手动管井，HTW）向几乎整个农村地区和没有供水管网的城市地区提供饮用水。自从As的检测浓度超过孟加拉国饮用水标准（BDWS）50μg/L之后，获取安全用水的途径已经从97%降低到80%，这已经成为关系到公众健康的质量标度问题（Smith等，2000；Milton等，2005；Jakariya等，2007）。孟加拉国减砷供水计划（BAMWSP）、公众健康工程部（DPHE）和联合国儿童基金会（UNICEF）用野外测试工具对一半以上的HTW进行了取样分析，筛选结果表明，大约30%的井，其砷浓度都超过了BDWS（Ahmed，2005）。由英国地调局（BGS）和DPHE达卡社区医院（DCH）等机构对44,000多个样品进行的实验室分析也表明，被测试的HTW中，有大约34%的砷浓度都超过了容许限度（BGS和DPHE，2001；Ahmed，2005）。但是，若考虑目前的WHO暂行指导值10μg/L（WHO，2001），则有60%多的井不适合于饮用供水。孟加拉国浅层地下水的As浓度范围为10~2,300μg/L，跨度很大，使至少3500万人口暴露于As毒性中，引起极其严重的健康后果（Smith等，2000;Frisbie等，2002；WBWSP，2005）。此外，因含高浓度As的地下水而导致的作物生长过程中的As摄入问题已经成为令人担忧的问题（Farid等，2003；Meharg和Rahman，2003；Correll等，2006）。来自于各种研究的数据证实，地下水中As的富集主要局限在孟加拉盆地全新世冲积平原和三角洲平原，较老的上新世-更新世含水层中的地下水As浓度较低（BGS和DPHE，2001；Yu等，2003；Ahmed等，2004；Zheng等，2005）。研究也显示了不同的区域类型，与其它的地质背景相比，位于恒河—布拉马普特拉河—梅格纳河（GBM）河系下游的全新世浅层含水层受到的影响最为严重。在孟加拉盆地，As通过天然作用（包括铁的氢氧化物的还原溶解）进入浅层冲积含水层，是被普遍接受的主要机制（Bhattacharya等，1997，2001，2002a，b，2006；Nickson等，1998，2000；BGS和DPHE，2001；Smedley和Kinniburgh，2002；Routh等，2000；McArthur等，2001；Dowling等，2002；Anawar等，2003）。除了Fe（III）的氢氧化物外，其它一些固相，如Mn/Al的氢氧化物和层状硅酸盐，也对As的循环和迁移起着重要的作用（Foster等，2000；Breit等，2001；Kent和Fox，2004；Saunders等，2005）。由黄铁矿氧化（Chowdhury等，1999）和磷肥的广泛施用（Acharyya等，2000）所引起的As的迁移，与几项研究得出的地球化学证据不一致（Nickson等，2000；BGS和DPHE，2001；Bhattacharya等，2001；Harvey等，2002；Zheng等，2004；Swartz等，2004）。全新世浅层冲积含水层和三角洲含水层中As的空间分布类型，以及上新世-更新世含水层和其它较老含水层中低浓度的As，说明了地质和水文地质条件控制了地下水中As的分布。孟加拉盆地地下水中的As与沉积环境、沉积构造和有机物的存在有着密切的关系。本文介绍了在孟加拉国三个不同地形单元（具有不同的沉积环境和水文地质条件）进行的调查结果。为了更好地认识不同地形背景下，控制含水层中As迁移的地球化学作用和因素，对研究区浅层含水层的地下水化学进行了比较。二、研究区的地质和水文地质条件本次研究选择了三个广阔的地形单元：恒河泛滥平原（GFP）、梅格纳河泛滥平原（MFP）和恒河三角洲平原（GDP），它们的地下水As分布是已知的。用孟加拉国西北部Rajshahi行政区的CharghatUpazila代表GFP单元；孟加拉国东北部Brahmanbaria行政区的BrahmanbariaSadarUpazila坐落在古老的梅格纳河泛滥平原上，将其作为MFP单元的代表；孟加拉国西南部Satkhira行政区的TalaUpazila位于GDP上。（一）地质概况所选研究区代表了孟加拉盆地三种不同的地形单元。孟加拉盆地是世界上最大的三角洲系统（所谓的“巨型三角洲”）之一。三大河系，即恒河、布拉马普特拉河、梅格纳河，携带巨量的沉积物流入盆地，呈现了巨厚的第三纪和第四系沉积序列。从地形上来看，孟加拉国占据了孟加拉盆地的大部分。这一部分可以分为三种不同的地形。东部、东南部和北部-东北部坐落着第三系山脉，中北部是更新世Barind和Madhupur，盆地的大部分，是全新世平原（一个薄的沉积盖层）。全新世盖层包括山麓堆积物（主要分布在北部）；恒河-布拉马普特拉河-提斯塔河(Tista)-梅格纳河河系的泛滥平原和其它河道间/河滩沉积物；恒河-布拉马普特拉河-梅格纳河河系的三角洲平原；滨海平原和活跃的子盆地，包括大型内陆湖或自然凹地（Morgan和McIntire，1959；Reimann，1993；Brammer，1996）。第四系沉积物被认为主要受全球气候变化和喜马拉雅造山带隆升的控制（Umitsu，1993；Ravenscroft，2003）。盆地中堆积着厚层的第四系沉积序列，特别是在恒河和梅格纳河下游的北部和南部的两个不同的沉积环境和相关的子环境。在北部地区的河流体系内，粗砂层已经演化成为河道相；在南部地区的三角洲体系内，已经形成了细粒的碎屑沉积相（BGS和DPHE，2001）。在晚全新世时期，由于海侵逐渐减弱，盆地中的几个地方形成了沼泽化的低地，产生了碳质沉积物，如泥煤和富含有机质的沉积物（Umitsu，1987，1993；Ravenscroft等，2001）。（二）水文地质条件和地下水水位变化与孟加拉国其它平原一样，所有这三个研究区的地下水都位于全新世沉积物中，埋藏深度小，形成了广阔的多层潜水含水层，并向承压含水层越流补给。全新世含水层中的水位随着每年的补给与排泄条件而变化。利用孟加拉国水资源开发部（BWDB）1998年~2003年的监测数据绘制这三个研究区的水位标高变化曲线，从这些曲线中可以看出波动变化非常大的地方具有相似的变化形式。在Charghat（GFP），最大波动为7m，在Brahmanbaria（MFP）大约为5m，在Tala（GDP）大约为3m。波动幅度最可能与灌溉抽水相关。Charghat的地下水灌溉面积的比例是44%，Brahamanbaria是36%，Tala是33%（BADC，2002）。在Tala，大部分的地下水都是用安装在灌溉井中的小流量离心泵（14L/s）抽取的，与其它两个地区井中安装的大流量的涡轮潜水泵（28~56L/s）形成了鲜明的对比。这三个研究区地下水位的长期变化没有呈现下降的趋势，而是受每年补给-排泄机制影响的动态均衡。CharghatUpazila的浅层含水层从地表以下大约15m延伸到60多米。含水层是弱承压到承压，由细砂和中砂构成。在BrahmanbariaSadar，含水层从6m延伸到60m，顶部有一相对薄的粘土层覆盖。含水层实际上都是潜水含水层，主要由偶夹杂中砂的细砂构成。在Tala，上部粘土层分布广，厚度12~30m。含水层实际上是半承压到承压，可延伸到地表以下127m，主要由细砂构成。由于这三个场地都缺乏好的岩性柱状图，因此无法详细说明它们的地下地质条件和沉积相。大多数情况下，都无法获得浅层手动管井的岩性资料，灌溉井的钻孔柱状图都是一些没有任何地质知识的打钻人记录的，只能用于水文地层解释。三、材料与方法全部94个地下水样品都是从位于研究区浅部到中等深度（15~80m）的HTW中采集的。1999年10月，从TalaUpazila采集了总共29个样品。2000年11月，从CharghatUpazila和BrahmanbariaSadarUpazila采集的样品数分别是36和29。HTW的地理位置用手持GPS来记录。如Bhattacharya等人（2002b）所述，样品采集按照标准程序进行。将有关数据整理成表，全部的数据集都以电子版补充材料的形式提供。（一）野外调查所有的野外参数都利用便携式仪器进行现场测量，包括地下水的pH值、氧化还原电位（Eh）、电导率（EC）和温度。为进行水样分析需要进行：（1）为主要阴离子分析进行过滤；（2）为测量阳离子和其它微量元素（包括砷），过滤并酸化（Broms和Fogelström，2001；Bhattacharya等，2002b）。按照Meng等人（2001）描述的方法，在野外用一次性过滤器（DisposableCartridge）分析As的形态。这些过滤器能强烈吸附As（V），同时又允许As（III）通过。在检测H2S气体时，向样品中添加Zn的醋酸溶液和NaOH，能够立刻产生ZnS沉淀（Eaton等，1995）。（二）实验室分析阴离子的分析由瑞典斯德哥尔摩皇家科技学院水化学实验室承担。分析的精度和准确度用选定样品的不断重复分析来测试。阳离子（Ca2+，Mg2+，Na+和K+）和微量元素（Fe，Mn，As）的分析由斯德哥尔摩大学承担。经过每10个样品的测量之后，鉴定标准采用SLRS-4（加拿大国家研究委员会）和GRUMO3A（丹麦VKI）以及合成多元素化学标准，根据Y和Sc进行背景值的修正。重复样的相对百分数误差在±10%以内。用样品中的总As减去As（III）得到As（V）。与无机As相比，有机砷的记载非常少（Cullen和Reimer，1989；Francesconi和Kuehnelt，2002），因此本次研究不予分析。水样中的溶解有机碳（DOC）用Shimadzu5000TOC分析仪来测定（检出限为0.5mg/L，检出限的精度为±10%）。四、结果逃将三个研弟究区地下码水样品的雾野外参数真、主要离是子浓度、闹选定的微妈量离子、备痕量元素内和潮DOC升整理成表苏。详细的渔取样位置做、水文地震球化学数体据以及离裹子平衡可售见电子补救充材料。骄（一）野念外参数畜地下水的暑pH界值为中性允，在辆GFP柴的范围从弊6.2~牌7.8盲，在刷MFP合和虑GDP拔的范围从坝6.4~坐7.6帆。野外测生定的氧化冠还原电位普（化Eh棋）以相对富标准氢电另极电位值酬表示。在帮GFP料，地下水坝的撤Eh怒从行+41~键+288极mV攀，在易MFP顽，为启+184坑~+25砍9mV燃，在狡GDP由，为剑−沫40~+撑210首mV辣。纹Eh洲值说明粉GFP搭和仿MFP鼓是低到中位等的还原傻条件，但既是在坛GDP丘，是中等爽到强的还姜原条件。掉三个地形必单元的地大下水拥EC赌值变化都季相当大。梳GFP浇的胸EC寇较低（摔290~蔑498呜盲μ斥S/cm膊），但是苗GDP凤的相对较多高（艳523~稿1,30其0拘飘μ蛾S/cm慰），这可帐能是三角膊洲地区潮送汐影响的螺结果。在坦MFP进，观测到列EC笨有着相当径大的变化唉（么128~慌2,08栋0考他μ粮S/cm凉）。这个蓬地方的高党EC阅值说明了百地下咸水礼的存在。农Hoqu怜e浓等（烂2003诊）讨论了滋孟加拉国步东南部地玉下咸水的铜分布和起卫源。所有任样品的温作度几乎都适是一致的确，为姑25.7龟~28.秤9°C贸。匹（二）主廉要化学离论子屈三个地形赔单元的地凶下水样品里中主要离梅子浓度的砍变化用箱从线图来表良示。所有驶的地下水长样品中，魔Ca阁2+馋和补HCO债3法是主要离如子，其次琴是滋Mg驳2+删，净Na闸+止和藏Cl墨−残。但是在翻MFP苏，地下水默的豪Na农+煌（轻4.6~献574办mg/L湾）和烟Cl挂−慎（阁4.0~燃519萝mg/L描）表现出匙很大的变吊化，这与瓶EC腐值一致，数而绒GDP词地下水样朋品中柄SO相4有2-汪（楼0.04锣~3.6廉mg/存L牧）和振（饭0.01巩~3.4您mg/雀L恳）的浓度是相对较低严。主要离贸子在艘Pipe顺r则图上的位穷置显示出趋，泄GDP掀和皂GFP暮的所有样置品都聚在瓜中间菱形温的左端，绞这是暂时叙硬度的水冬所在的区涉，即富含新Ca振2+滴、们Mg捉2+蛙和吊HCO辱3孙。宏MFP朋地下水样侨品显示出撕混合趋势倒以及向着不N望a趋–柱HCO未3底型水变化仁的趋势，齿可能意味厅着阳离子丙交换作用依（玻Houn掩slow化，斜1995艳；蒙Rave容nscr保oft扇和拍McAr票thur抚，躁2004薪）。药（三）砷皂和其它氧绒化还原敏袜感元素怕地下水中椅的总砷（共As停）、总铁撕（轰Fe腊）、锰（削Mn遮）和其它聪氧化还原纳敏感参数证显示出，规GFP针的趣DOC脉和膨HCO退3遇的浓度低岔，但是溪MFP德和织GDP毁的相对较唤高。这么园高的浓度睬很可能是文有机物降天解的结果情（尿Rout戚h皇等，要2000约；裙Bhat寿tach深arya逐等，乔2002甩a负，悲b秆，霜2006饥；断von淋Bröm悦ssen柴等，梁2007牛）。在嫌GFP映，熟NO倒3途和直SO皆4恒2-追相对高的酷中值浓度阅（分别为鸽1.0拣mg/L初和京1.6引mg/L嚼），以及峰NH讨4领+样的低中值晨浓度渐（碎0.35桂mg/孔L抛）说明含丙水层系统森具有相对佩高的氧化薯还原态。祥这与所分哄析的地下倾水样品中攀的低砷（粮中值是庭3.7羽挪μ驴g/L哄），低交Fe蓬（中值是寒0.17什侧μ姓g/L驰）和高杂Mn养（中值是刑875脏皂μ坑g/L浪）吻合良溜好。另一季方面，炭NH循4灭+瓶高的中值赛浓度（做7.5帖mg/L隆），掏NO鸟3淡和皇SO素4真2-台低的中值豆浓度，以季及高浓度播的吴As峰（中值是孕128齿炎μ存g/L赖）和广Fe信（中值是望4.2猎mg/L虏），低浓埋度的贩Mn竿（中值是歪83.2主担μ掀g/L掉），都说详明了隶GDP耐处的强还暴原条件。狗MFP葡处的含水骆层显示出术了中等到米强的还原艺条件。这蒜些含水层鸣中债NH掌4井+底的港高浓度和格NO划3婚的择低浓度反岸应了迈NO痛3甜的异化还占原（遣Appe纱lo捏和惊Post钳ma嘴，致1999蹈；断Bhat身tach工arya撞等，熄2006窃）。解MFP访和侧GDP唐的蚕Eh括值看起来参比氧化还巷原作用指陪示物表现扒出的要高找。这可能略是因为地穷下水样品冷是从滤管谊很长的抽份水井中取培的，存在鸦几个氧化粱还原作用择区的混合顶。跌所研究的锈地下水样虫品中的谊As哑浓度与仓Fe疼和昆Mn见的浓度有痰着独特的择关系。这被三种离子华的条带图冤说明，在抢Mn皆比者Fe羡高的地下盒水中，输As闯明显低。躬另一方面牛，当样品箭中的溶解摧Fe量高于承Mn喜时，其炮As中的含量增禾高了。有绵关孟加拉若国地下水疑中废As浓的迁移机杠制已经得肾到了良好唱的认识，述即含水层次中固相泥Fe势（栽III勇）氢氧化维物还原溶裂解发挥着材主要作用揭（炮Nick路son言等，沟1998丧；秩McAr阵thur奋等，的2001元；羊Bhat肿tach储arya搭等，咏2002研a简，驾b飘；溜Ahme繁d嚷等，阴2004它）。丸GFP运地下水含遇有高浓度惩的溶解采Mn丧，这说明竭含水层沉磨积物中程Mn栗（社IV夜）氢氧化费物活跃的烧还原作用颈。含水层键中固相层Mn叛（芦IV陡）氢氧化筝物的还原肯缓冲了该周氧化还原麦系统（当Drev樱er塑，桶1997提；斤von固Bröm猴ssen角等，蛮2007熄），这些务含水层中俩的氧化还便原条件没龄有彻底还贿原到引起都Fe霸（族III进）氢氧化餐物还原的须程度。忙（四）各美种化学元亿素之间的堆相关性雕在征MFP夺（象r=0.畏77斥）和布GDP任（幻r=0.厨59悠），聚DOC厕和牺HCO坏3醒之间呈中肢等到强的碎正相关，近表明地下协水中有机政物的降解架导致复DOC点的产生和裂较高浓度砖的穴HCO根3暮以及后来龄的氧化还赶原反应（纤Orem攀等，秒1986盐；耕Arti曲nger页等，衡2000饰；羞Aike摊n进，替2002席等；绍Appe创lo绵等，铜2002播）。但是体，在板GFP待，秧DOC奸和屋HCO谱3冶之间没有想显著的相荣关性，这贱表明，含偿水层很可女能是有机龟物含量较孩低，只是具中等还原斩环境，地饺下水中相侄对低浓度锹的弊As羞反映了这买一点。堤DOC渐与资NH它4毒+惨和涉PO榴4础3-妨的中等到遮强的正相师关，也说老明由于有垒机物的微卖生物降解山造成慧NH钥4扒+葱和充PO份4昏3-修含量升高玩（羽BGS朋和叹DPHE四，具2001刃；错Bhat闹tach柱arya书等，影2006寿）。几项重研究已经艰报道过，软孟加拉盆竞地含水层衰沉积物中烤存在有机讯物和泥煤弯（格Nick谋son剪等，贯2000蚊；脱McAr翠thur喂等，从2001容；曾Mukh雪erje隙e晃和碗Bhat主tach补arya孩，歼2001学；某Bhat脸tach跪arya尾，葛2002氧a,b陵；组Ahme零d猴，谣2004警）。这些仙有机物和奋泥煤的降慕解能够推古动含水层钥中氧化还斧原反应的疼发生，因烈此，可能驼会增强其As朽的迁移性柜（罗Rave痒nscr傲oft会等，蒸2001抢；背Anaw思ar凉等，奸2003蒙；俗McAr腔thur克等，牌2004旱；者Saun依ders协等，各2005籍）。那DOC绍和请As提的正相关猜说明，沉坦积物中有绸机物的降牙解导致整罩体的还原秘环境，促纲进了芹As辅在含水层洁中的释放较（缘Bhat蹲tach锈arya露等，露2006遍）。凑有机物的克微生物降旺解产生了幅很多化合怠物，特别未是包含柜DOC败的不挥发悠有机化合接物（摔NVOC驱s哄）（请Aike话n矛，岂2002颠）。有一冰部分绒DOC仙参与化学和反应，能叮够通过一健系列的生乏物降解产醉生个NH郊4近+腐和剩HCO急3山。还有很役重要的一杠部分难溶悼性凡DOC华仍然能在工水溶液中堵保持相当灭长的一段年时间。一湿些作者也档已经指出假，孔隙水羞中可溶性积有机物的亩积累部分莲是由于细避菌代谢产筒生的沉积恼有机物的怠矿化造成飞的（厅Barc僵elon辨a败，膝1980结；混Orem泥等，度1986孩）。在还岔原条件下高，微生物醉作用调节另较新沉积察物中的魔As饥，释放到膝地下水中狱。活跃的康细菌活动壶加速了成矛岩作用，茄包括来自劝有机物含瞧量较高的么沉积物中怨的谎As锋的迁移（森Akai罚等，目2004吗;Bh黎atta些char危ya渗等，民2004芝）。孟加蚀拉三角洲宝含水层中涉有机碳的岔共沉积及舟其在阅As略释放机理涌中的作用场也由互Meha股rg塔等人（尿2006倘）进行了啦讨论。蹦在销MFP膝和勿GDP添，因安Fe鼓（捕III驾）氢氧化活物还原溶激解而释放明出的垦PO厉4台3-荷和唉As疲（探McAr励thur呢等，显2001橡；锈Bhat荣tach碑arya乳等，坚2002监b稻；漏McAr棚thur赢等，凝2004朵;Bh乎atta复char剪ya棚等，委2006熟）由地下麻水中猴PO递4焰3-贤的增高和佛As抵与吉PO焦4袜3-罢之间中等指到强的正纷相关很好遵的反映出自来。研究源区内要As雅与总NH给4御+张和我HCO米3筛良好的相唯关性进一筑步揭示出夜缺氧环境医下地下水净中肝As里的迁移。在研究区退As其与病SO魂4谷2-园之间的负店相关或不慧明显的相劝关性（滥r抄=扩−眠0.35聋，辉−盏0.84若和痰0.03夕1友）说明，俊在氧化条弯件下，来幻自硫化物厚（如含砷泉的黄铁矿务/监或者含砷害黄铁矿）谷的闭As悠的迁移并错不是含水够层系统主反要的地球久化学作用绪。害（五）离者子形态计繁算荡前期的离振子形态计屡算已经显各示，在孟冷加拉国某摩些地方观粒测到的地姻下水中低否浓度的危Fe润和高浓度稀的魔As龄可能是由除于含闭Fe复矿物相（岛如菱铁矿液FeCO种3军或者蓝铁多矿作Fe3(塘PO勒4怠)解2童8H风2截O桌）的沉淀食造成的（耳Srac收ek业等，渡2000踪，查2001回，有2004两；呼McAr漠thur餐等，犬2001榴）。利用例PHRE咽EQC曲软件（遍Park炎hurs圾t设和肢Appe历lo洁，浅1999帽）进行离狼子形态模练拟，以评鸟价几种可邀溶性离子慕溶解控制列的可能性曲。从堆MINT脱EQA2侍软件的数虎据库中获票得扎As源的热力学废数据（漏Alli罪son投等，悬1991扇）。付对讯GFP优的样品，熟计算饱和钓指数（猜SI己）和蜘logP月co肤2镇，从选出朴来的计算招结果的柱脉状图来看锐，土SI无菱铁矿延值是负的崖（津n=36宴，平均值克是诊−傍0.57闪，范围从湾−撒1.58狼~1.1吨5沙）。另一节方面，坏SI炕菱锰矿莲值一般是籍正的（肢n=36蚀，平均值柳是峡0.2格，范围从羊−闲0.59更~0.6昏6才），这与梁溶解性铁队的低浓度极和溶解性呼锰的高浓假度是一致萌的。及logP弯co亩2箩的计算值生相对要高复（陶n=36弦，平均值瑞是环−防1.51寿，范围从间−期2.0箭~跳肿−添1.03兆），表明盒氧化还原甜反应产生创了二氧化芽碳。在筋GFP哥，似乎还拢没有到达紫含铁矿物适还原这一迷步或者这接些矿物是作不反应的道。击对坟MFP觉的样品，浸计算丸SI峰和姑logP呢co足2乡，结果用寻柱状图来狗表示。许贵多样品处紫于蓝铁矿岁的平衡状希态或者过贷饱和状态擦（牌SI写蓝铁矿殃，澡n=29忍，平均值榆是谨0.09美，范围从勉−祸4.52可~2.6出6年），但是舟与菱铁矿秀相比，达乌到饱和状党态的样品丛数量要小鸭。除了接洪近于饱和兼的一些样剃品（仆HCO携3秆含量很高张的样品）斤之外，穷Mn斯的氧化物哈和氢氧化兰物的坊SI甲值是很小前的负值，倒MnCO抢3泪的请SI环值一般都此是负的。忙有一些样悦品的方解夺石和白云点石接近于攻平衡态，债但是只有拆有限数量励的样品达授到了饱和岗。饭logP帐co钩2壶的计算值狱经常很高奏，有些情拉况下还高盟于拳−倦1.0丈。这可能斥与氧化还关原反应中瓶CO声2沟的产生有脱关，如铁星氧化物和炉氢氧化物察与有机物阿反应而发暖生的溶解妻。饶最终，来损自认GDP州样品的眯SI冬和存logP疫co束2贯的计算结肚果用频率夸柱状图来燥表示。大对部分样品诊中，菱铁穿矿（常SI检菱铁矿服，台n=30传，平均值楼是缸0.91惜，范围从椅0.16通~1.4刷2乖）和蓝铁简矿（仓SI择蓝铁矿悄，鹅n=29圣，平均值航是伙1.83么，范围从渴−盗0.37万~2.9训2嘱）都是过蒸饱和的，轰再次表明穗溶解铁离至子有可能赤是受这些剑矿物相沉勾淀控制的轮。所有样裂品的菱锰亩矿都是不省饱和的，缝许多样品摊中方解石划是饱和的商（世SI马方解石挠，头n=29盯，平均值蚁是匆0.09棋，范围从体−言0.60弄~0.6臭7软）。有一腾个可能就香是各种含醒铁离子墓/艺含钙矿物义的混合物下的沉淀造花成的，这傍一现象已帽在被石油台碳氢化合逆物污染的牺地方发现贩，如美国吐明尼苏达尼州的榜Bemi叹dji拥（困Tucc怨illo塞等，披1999唱）和捷克概斯洛伐克在共和国的融Hnev赖ice损（锄Venc凳elid茄es日等，容2007甜）。竭计算出的肥值在所有股研究区中瓣是最高的衣，平均值股是吩−醒1.35轰，范围从回−潮1.87侧~茧−稼0.82国。起在所有的随研究区，挪没有明显句的膜Fe订与无机离屈子的络合屈作用；笑Fe下主要的水跃相离子是索Fe为2+诸，一小部咱分是尖FeHC做O否3恐−屯。在葛Fe某（止III秩）的情况叶下，主要稼的离子形淡态是挽Fe(O飞H)宝3叔0蔑，在萄pH监值较低的劈条件下，垃以更Fe(O图H)筐2酱+肥的形式存陪在，而扬Fe勉3-碍含量极低临。样品中协的无定形什铁的氢氧借化物是不翼饱和的，喉但是有些躁样品中的蒜结晶针铁还矿处于平易衡状态。室需要说明田的是，所堆有场地中砖的地下水剪都处于或聪接近于无税定形硅的外平衡状态断。旗总而言之郑，蜻MFP规和激GDP域两个场地鉴的情况是蛾类似的，跌一般情况好下，菱铁叹矿和蓝铁法矿的列SI哭值是正的傻。这就意往味着，这索些矿物相尾可能会控廊制溶解性政铁离子的贡浓度。两皂个场地的慕logP国co某2果值都非常着高（有些功情况下前>演首−标1.0阶），这是愁氧化还原委作用和有政机物沉淀众的结果。苹相反的是破，浆GFP峡场地的地飞下水中的蛾菱铁矿似饮乎是过饱似和的，特避别是菱锰互矿，可能萝组成了沉肉积物中一顾个重要的遗次生矿物垄相，而蓝形铁矿似乎宁并没有对窃Fe妨的溶解发裕挥主要的他控制作用烤。在损GFP表，氧化还昌原势能似煎乎受到了预含固相矿趴物中别Mn周（众IV良）溶解的什缓冲，融Fe肿（料III谱）矿物的神溶解影响婶较小。惯（六）多嫌元统计分悔析久利用楼PAST恐软件（之Hamm积er承等，窜2001舒）的她War览d汁’啄s胞命令，对主所有从三盖个研究场牲地获得的菜数据进行住层次聚类扒分析。在神所有图上书可以观察客到几个共苍同的特征杜。期NO稀3就−徒，洞PO贞4京3月−里，蹈SO驱4劫2-开，永Mn匪，烧Fe才，蜓As学，风DOC剪和户pH复之间有高安度的相似荣性。除了厌与铁有联忠系的之外湾（因为铁格在氧化铁个和铁氢氧储化物的还拣原性溶解代中被释放晒出来），扩它们中大决部分都是龙对氧化还谢原作用敏臭感的离子笑。疤pH属的影响不绿是很明显寸，但是它宋在像菱铁设矿和蓝铁徒矿这类矿匀物的沉淀外中发挥着消重要作用架。在几个锡氧化还原楚反应中产拔生的重碳道酸盐和碳滤酸盐溶解镰产生的重溜碳酸盐与皆几乎所有迁参数都有随联系，对蔽于痰EC山更是如此燥。研究场眠地之间的诞主要差别拳与任Na袜+改和绑Cl捷−亩的行为有物关。在捉MFP影和钢GDP白两个研究裳场地形成泛了不同的矛类（也与悼GDP思最常见的卫海水离子毯Mg遭2+脉有关），旷这意味着灿海水的影隔响。在佩GFP炒研究场地阻，酱Cl躲−衬与偶Na怎+采分开了，发表明二者嘉有不同的杀起源或者絮受到该地压区阳离子捉交换对萝Na朝+就浓度的强卡烈影响。米Ca割2+状通常与龄Na栏+浙和赌Cl纹−脖是分开的哗，因为它懒不仅与海活水影响有勇关，还与择诸如碳酸饶盐溶解、驻阳离子交压换、氧化例还原反应丑中产生异CO烧2至增强了硅坡酸盐的风刮化这些过紫程有关。婆总之，氧趋化还原反院应敏感元雅素是互相淹相关的，宏并且与重滔碳酸盐和斤EC喉有联系，秩Na鸣+智和洽Cl桑−橡的关系反兄映了研究扑场地受海蓄水影响的傍差异度。款五、讨论焰与结论捧研究所获株得的水文撒地球化学肢数据表明敏，三种具缸有不同沉除积环境和液构造的地佩形背景下攻的含水层淋具有不同洒水平的氧击化还原条雪件。沉积织物中有机庆物的存在废，正如地灯下水中阴DOC怨和击HCO趁3萝−乌的倒浓度指示生的那样，秘似乎在氧欢化还原反纽应中起到菊了重要的铜作用。位饿于恒河北深部的庆GFP辽研究场地扩表现出相脏对粗颗粒贼的沉积物是和有机物困含量低的果河积环境顾（郑Rave益nscr伯oft扇等，连2005还），对应刑着中等水聋平的还原直环境，含喝有较高浓泡度的酒NO猾3悲−跃和换SO蹦4守2-族，但是嫌NH画4惹+榆浓度低。大DOC阳、妙HCO演3孩−跟和馅NH霞4钳+血含量增高腰，同时绒SO放4爹2-乘和言NO虎3永−海浓度非常临低，这种挽现象毫无病疑问说明骡GDP哈具有强烈乌的还原条能件，在该胆场地，主松要是细粒柳沉积物在搬富含有机疯物的三角炭洲环境下黎的沉积。凶MFP傻场地代表冻了古老的哀梅格纳河夏泛滥平原严沉积物，贤表现出了幅中等到强质的还原环分境，致DOC驱和裤HCO乳3只−取的浓度相兼当高。在逐研究区未限曾观测到猾地下水灌族溉和地下璃水位波动触对砷浓度哑的任何影舒响。剃Char辜ghat苏（洗GFP岭）地下水浴中绪As阴的浓度较单低，尽管椅用地下水崖进行灌溉赛的土地面赚积占到撕44%洲，而且地虾下水位波麦动（贴7m剃）也是最衫大的，形附成对比的恶是，在栋Tala旋（龄GDP番），地下狭水中的这As堆浓度非常罗高，但是羡地下水位晒波动最小抓（挠3m洲）。参溶解恳As再与壶Fe吹和薯Mn绍有着非常待独特的关恒系。歌MFP键和傍GDP址的地下水秤含有高浓为度的漏Fe培和低浓度慢的非Mn逝，一般束As昌的浓度也猎增高了，奸但是在林GFP多，相对于宾Mn巷而言，安Fe拿浓度低，杨大多数情民况下，祝As缎的浓度也头是低的。筛从这些地棋方获得的促BGS役和奥DPHE拘（套2001愁）调查数勒据也表明洽了含Fe解，香Mn亦和线As项之间相似唯的关系，折如高浓度剪的溶解伯As洗和峡Fe境以及低浓北度的奖Mn雅。固相的随Mn句（届IV钻）氢氧化衬物不仅在生氧化还原让缓冲控制穴中发挥着村重要作用季，而且在扬As递的吸附控顽制中也有规重要作用便，因为它腰们能够将抄As奶（波III菌）氧化成荒As形（汽V欠）（遍Stol炼lenw恋erk影等，违2007凶），后者网具有更高徒的吸附能榴力（肿Stol唐lenw丘erk斯，福2003兼）。报GFP物场地的地洞下水含有晌高浓度的滥溶解性希Mn冰和低浓度赏的贞Fe崇和娃As船，这一现延象意味着遣Fe(I轻II)惹矿物的还漆原性溶解撇没有充分没完成或者款这些矿物锹是不发生鬼反应的。掠但是，地吊下水中溶勺解性蝴Fe误的浓度可愁能受菱铁便矿（辜FeCO拌3袭）和蓝铁暖矿（砍[Fe里3径(腔PO管4孔)去2弹8H锹2黄O]已）沉淀的接控制，溶丘解性表Mn苍的浓度可脱能受菱锰桨矿（选MnCO颈3裕；筐Srac拦ek临等，渗2000畅，逆2001镇；柜McAr瘦thur做等，曾2001脱；连Ahme筐d畏等，它2004尽）的控制波。晶在睡GDP蹲和铁MFP租，与姜GFP肢相比而言核，不同氧赖化还原缓闷冲机制得为到了离子著形态计算舟结果的支业持。缓Fe(I甲I)摸矿物菱铁马矿和蓝铁塘矿在地下仇水中的饱垂和状态只仗在赠GDP皇和喷MFP钩达到了。红这是由于舌这两个地涌方非常高吗的溶解牛Fe剑浓度和碱诚度共同造献成的。相朴反的是，遇GFP妖的地下水敞中只有含闻Mn碧（掠II极）矿物菱西锰矿达到很了过饱和追，因为溶众解性沈Fe泊浓度相当维低。同样展，在桨GDP似和熄MFP摧所计算出门的锻logP谅co尾2闹值要比夸GFP贯的低，因左为奥Fe(I耀II)雁氢氧化物勇溶解的氧墓化还原水标平已经达贱到了，有敌机物的消惯耗率可能钞较高。灯GDP赏和震MFP舍的溶解之As羞浓度也要喂比阵GFP徒场地的高疼得多。这芽与贵McAr虫thur馋等人（玉2004言）的发现抹是一致的秘，他们认泡为，当引Fe(I冷II)距氢氧化物常仍以固相疼存在的时秘候，曲Mn(I