朱國(guó)鋒,潘漢雄,張 昱,何元慶,郭慧文,楊 玲,楊建霞,馬惠瑩,黃美華,向 鵑

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石羊河流域多水體酸根離子特征及影響因素

朱國(guó)鋒1,2*,潘漢雄1,張 昱1,何元慶2,郭慧文1,楊 玲1,楊建霞1,馬惠瑩1,黃美華1,向 鵑1

(1.西北師范大學(xué)地理與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,甘肅 蘭州 730000；2.中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院,冰凍圈科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,甘肅 蘭州 730000)

2014年7月~2015年6月在石羊河流域采集降水、地表水及地下水樣品,使用離子色譜儀分析獲取樣品主要酸根離子含量,研究石羊河流域不同水體酸根離子特征、季節(jié)分異及其影響因素.結(jié)果顯示:石羊河流域不同水體均呈弱堿性,酸根離子組成以SO2- 4和HCO- 3為優(yōu)勢(shì)離子,分別占酸根離子總量的38.68%和33.49%;不同季節(jié)水體酸根離子濃度差別較大,春季水體中酸根離子濃度最高,夏季最低,地下水季節(jié)變異小于地表水;地表水和地下水的酸根離子濃度都呈現(xiàn)出從上游到下游遞增的規(guī)律,地表水酸根離子濃度大大低于地下水.碳酸鹽的風(fēng)化及蒸發(fā)巖溶解是酸根離子的主要來(lái)源,人類活動(dòng)對(duì)石羊河流域水體已造成輕度污染.

石羊河流域；酸根離子；不同水體；離子來(lái)源

水體離子組成由局地巖石巖性、氣候、生態(tài)環(huán)境等共同決定,被廣泛用于識(shí)別特定區(qū)域的地質(zhì)背景、環(huán)境要素及人類活動(dòng)情況[1-3].水體酸根離子因受巖石巖性、大氣降水的影響較弱,成為區(qū)分自然與人類活動(dòng)來(lái)源的可靠手段,對(duì)區(qū)域人類活動(dòng)對(duì)水體環(huán)境的影響具有一定的指示意義[4-6].因此河水酸根離子組成在區(qū)域和全球生態(tài)環(huán)境問(wèn)題研究領(lǐng)域備受關(guān)注[7].石羊河流域是河西地區(qū)開(kāi)發(fā)較早,水資源利用程度最高的內(nèi)陸河流域之一.區(qū)內(nèi)河水酸根離子受到不同程度氣候、冰雪融水和人類活動(dòng)等環(huán)境因子的影響,且受生態(tài)約束而表征出一系列獨(dú)特的特征.近年來(lái),我國(guó)對(duì)長(zhǎng)江黃河等較大流域的河水地球化學(xué)特征開(kāi)展了系統(tǒng)研究[8-10],對(duì)青藏高原及其周邊的河流也進(jìn)行了深入研究[11-14].但是研究重點(diǎn)主要集中在特定水體的水化學(xué)特征[3,7,10]、氣候和水文變化對(duì)水化學(xué)特征的影響[4,8,15]、離子及元素等指標(biāo)反映出的地球化學(xué)循環(huán)方面[15-16].缺乏人類活動(dòng)對(duì)流域不同水體影響的研究.另外,水化學(xué)研究在干旱區(qū)主要呈現(xiàn)點(diǎn)狀、線狀分布特征,研究成果也較為豐碩,但全流域系統(tǒng)研究還有待進(jìn)一步加強(qiáng)[15-22].本研究在對(duì)石羊河流域不同季節(jié)水體主要酸根離子測(cè)試的基礎(chǔ)上,對(duì)該區(qū)天然水體主要地球化學(xué)離子進(jìn)行系統(tǒng)分析,以期加深對(duì)于西北干旱區(qū)流域內(nèi)巖石和土壤的自然化學(xué)風(fēng)化特征、區(qū)域環(huán)境演化趨勢(shì)以及人類活動(dòng)對(duì)水質(zhì)影響程度等方面的理解.

1 研究區(qū)概況

石羊河流域位于我國(guó)甘肅、青海省境內(nèi),地處祁連山東段與騰格里沙漠南緣之間,地理坐標(biāo)為101°41′~104°16′E,36°29′~39°27′N,全長(zhǎng)約250km,流域總面積為4.16萬(wàn)km2.位于祁連山東段的冷龍嶺北坡是石羊河流域源頭,以豐富的高山冰雪融水以及大氣降水為主要構(gòu)成來(lái)源的山水河流在匯流后形成石羊河.石羊河流域多年平均徑流量15.91×108m3,產(chǎn)流面積約1.1× 104km2[18].流域大部分屬于干旱氣候,最冷月1月(平均氣溫-7.8℃),最熱月為7月(平均氣溫為21.5℃),年平均氣溫為8.07℃,年日照時(shí)間為2700~3030h.年平均降水量154.8mm,降水主要集中在5~9月,占全年降水量的83%,年蒸發(fā)量2000~3000mm[23].石羊河是武威地區(qū)主要的飲用及灌溉水源,2014年流域總?cè)丝?27.89萬(wàn)人,灌溉面積3046.13km2,活躍的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)當(dāng)?shù)卮髿?、水文等生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生較大的影響.石羊河流域地勢(shì)起伏落差大,大致自西南向東北傾斜.主要由南部祁連山地、中部走廊平原區(qū)、北部低山丘陵區(qū)及荒漠區(qū)組成.流域各時(shí)代地層發(fā)育齊全,從元古界到新生界均有分布.南部的祁連山地由寒武、奧陶、志留紀(jì)組成主干,上覆蓋變質(zhì)砂巖、板巖、碎屑巖、碳酸鹽巖、中基性-中酸性火山巖及巖漿巖.中部以震旦紀(jì)、前震旦紀(jì)、寒武紀(jì)為主體,零星分布有白堊紀(jì)、第三紀(jì)泥巖,北部主要由古生代巖漿巖構(gòu)成[23].

2 數(shù)據(jù)來(lái)源

2014年7月~2015年6月,逐月在整個(gè)流域進(jìn)行了系統(tǒng)取樣,涉及降水,地表水,地下水等三種水體類型,共計(jì)236組樣品,其中降水樣品52組,地表徑流68組,湖泊68組,地下水60組(圖1,表1).地表水的采樣點(diǎn)位置較為合理地覆蓋了河源干流和主要支流,采樣時(shí)間也盡量避開(kāi)了降水事件.取樣均在河流水面以下數(shù)厘米的位置,以確保河流水體充分混合.取樣時(shí),用河水沖洗預(yù)先清洗的聚乙烯塑料樣品瓶,沖洗3次后裝樣,所有樣品在采集的同時(shí)按其類型進(jìn)行編號(hào),并記錄采樣日期及氣象條件.所有樣品以冷凍方式運(yùn)至中國(guó)科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院冰凍圈科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,并在-15℃冷庫(kù)中保存.實(shí)驗(yàn)前2d將樣品取出并在室溫(約23℃)下自然融化,測(cè)量之前使用0.45μm的濾膜過(guò)濾,用Dionex-3000型離子色譜儀測(cè)定Cl-、NO3-、SO42-、F-、NO2-的濃度,精度可達(dá)到ng/g級(jí),測(cè)試數(shù)據(jù)誤差<5%.HCO3-、CO32-采用酸堿滴定法測(cè)定,在堿性條件下,HCO3--CO32-中CO32-離子含量很小,占二者總量不足5%,在本研究中CO32-忽略不計(jì).

圖1 樣點(diǎn)位置分布

表1 石羊河流域主要酸根離子統(tǒng)計(jì)特征

3 結(jié)果與分析

3.1 離子平衡

水體中陽(yáng)離子攜帶正電荷的總和與陰離子攜帶負(fù)電荷的總和趨于平衡時(shí),此時(shí)水體達(dá)到離子守衡.理想狀態(tài)下離子狀態(tài)為:∑陽(yáng)離子=∑陰離子.流域內(nèi)水體呈弱堿性,在這種環(huán)境下,水體中的弱酸根以HCO3-為主,CO32-忽略不計(jì).測(cè)得水體中陽(yáng)離子(Ca2+、Na+、Mg2+、K+、NH4+)的平均濃度為167.13mg/L,除去弱酸根離子情況下陰離子的平均濃度為108.34mg/L,根據(jù)電荷守恒定律,水體中過(guò)剩的陽(yáng)離子濃度與HCO3-的濃度相當(dāng),即(弱酸根)=(Cat)-([SO42-]+[Cl-]+[NO3-]+ [NO2-]),因此可以推算出水體中弱酸根的平均濃度約為8. 97mg/L.

3.2 水體酸根離子特征

所有樣品均呈現(xiàn)弱堿性,pH值大多分布在8.0以上(表1),水體pH值變異不大.河水的pH值明顯高于降水,這反映了流域內(nèi)巖性對(duì)河水的影響.固體總?cè)芙舛?TDS)反映了水體中的溶解離子強(qiáng)度,其變化范圍為153.54~13760mg/L,平均值為1032mg/L,高于世界河流TDS平均值(115mg/L),較大的變異系數(shù)反映出整個(gè)流域地理環(huán)境變異較大.

水體酸根離子的質(zhì)量濃度由大到小排序?yàn)?SO42-、HCO3-、Cl-、NO3-、NO2-,其平均質(zhì)量濃度分別為67.86,58.75,20.92,18.85,0.75mg/L.優(yōu)勢(shì)離子為SO42-和HCO3-,含量分別為67.86和58.75mg/L,分別占酸根離子的38.68%,33.49%.而HCO3-、NO3-和SO42-的變異系數(shù)大于130%,變異強(qiáng)度大,反映出流域內(nèi)部環(huán)境差別大;同時(shí)這些離子含量處于不穩(wěn)定狀態(tài),這表明它們是隨環(huán)境變化的敏感性因子.F-含量小,變異系數(shù)較小,環(huán)境差異不大.從上游向下游酸根離子濃度表現(xiàn)出遞增的規(guī)律,祁連山下徑流最小,青土湖的離子濃度最大.

3.3 離子含量的季節(jié)變化特征

地下水樣品酸根離子濃度普遍高于地表水酸根離子濃度(圖2).酸根離子濃度季節(jié)變異明顯,春季濃度最高,夏季離子濃度最低.這種現(xiàn)象與當(dāng)?shù)厮w以大氣降水和冰川融水共同補(bǔ)給的關(guān)系較大.進(jìn)入春季氣溫逐漸回升,積雪融化,積雪中大量富集酸根離子的粉塵與積雪融水一起匯入河流,使河水中各酸根離子急速增長(zhǎng).并且,積雪融水引發(fā)的春汛對(duì)土壤存在一定的侵蝕,使得土壤中的酸根離子隨之進(jìn)入河流,使得酸根離子濃度升高[24].夏季各離子降低為一年中最小,主要原因是夏季冰雪融水增加,同時(shí)降雨量也增加,干流的徑流量表現(xiàn)出不同幅度的增長(zhǎng),隨著徑流量的增加,對(duì)河流中酸根離子的稀釋作用也達(dá)到一年中的最大值.秋冬季節(jié)降水減少,干流稀釋作用減小,使得酸根離子濃度呈現(xiàn)出增加的趨勢(shì).紅水河和紅崖山水庫(kù)則表現(xiàn)出夏季酸根離子總量最高,春季含量次之,秋冬季節(jié)離子含量最低,這可能與強(qiáng)大的蒸發(fā)有密切的關(guān)系.武威地下水徑流、動(dòng)物園湖水、武威市出水口的水樣表現(xiàn)出秋冬季酸根離子含量高的特征.

對(duì)于Cl-與SO2- 4,HCO- 3、NO- 3表現(xiàn)出與離子總量相似的變化規(guī)律,大部分樣點(diǎn)表現(xiàn)出春季離子含量高,夏季低的趨勢(shì).Cl-,SO2- 4在武威地下水徑流,南營(yíng)水庫(kù),夏季離子含量最高.4種酸根離子濃度變化不穩(wěn)定,說(shuō)明了河水和地下水中酸根離子來(lái)源復(fù)雜.

3.4 水體酸根離子來(lái)源分析

3.4.1 酸根離子來(lái)源的自然因素 (1) 水體主要控制類型 地表水體溶解質(zhì)的主要來(lái)源有大氣輸入(干濕沉降)、巖石和礦物的風(fēng)化作用以及人為活動(dòng)的輸入[3].人為活動(dòng)的輸入主要包括工業(yè)和農(nóng)業(yè)活動(dòng)等輸入[16].Gibbs圖是定性判斷和直觀反映區(qū)域巖石、大氣降水及蒸發(fā)-濃縮作用對(duì)河流水化學(xué)特征影響的重要手段[1,16],其中地表水體的控制類型包括:“降水控制類型”、“巖石風(fēng)化類型”或“蒸發(fā)—濃縮類型”.半對(duì)數(shù)坐標(biāo)圖解的Gibbs圖,縱坐標(biāo)為樣點(diǎn)水體的固體總?cè)芙舛?橫坐標(biāo)為樣點(diǎn)Cl-/(Cl-+ HCO- 3)的對(duì)數(shù)值.可以發(fā)現(xiàn):(1)研究區(qū)大部分水體處于蒸發(fā)結(jié)晶和巖石風(fēng)化作用的過(guò)渡帶,水體化學(xué)組成靠近巖石風(fēng)化控制端元,在大氣降水作用帶沒(méi)有分布,表明研究區(qū)水體的水化學(xué)組成受巖石風(fēng)化與蒸發(fā)影響顯著,降水影響微弱;(2)青土湖的水體具有較高的固體溶解度(TDS),同時(shí)具有高的Cl-/(Cl-+HCO3-)比值(圖3),其化學(xué)組成主要受控于蒸發(fā)-濃縮端元.可見(jiàn)石羊河流域水體酸根離子自然來(lái)源主要控制機(jī)制是巖石風(fēng)化作用和蒸發(fā)作用,而大氣降水的影響作用較小.

圖3 石羊河流域天然水體水化學(xué)的吉布斯分布模式

(2) 巖性的影響 為了進(jìn)一步探討巖性對(duì)水體酸根離子組成特征和變化的影響,辨別水體的巖石性質(zhì)控制端元,選取三角圖進(jìn)行研究.水化學(xué)三角圖是探討河水常規(guī)離子組成與巖性關(guān)系的常用手段.一般地,發(fā)源于碳酸鹽地區(qū)的河流受碳酸鹽巖風(fēng)化作用明顯,河流以HCO3-為主,酸根離子主要分布在HCO3-組分一端;蒸發(fā)巖影響作用顯著的河流,Cl-+SO42-離子比重高,酸根離子集中分布在Cl-+SO42-線上,并且遠(yuǎn)離HCO3-組分一端[4].由圖4可見(jiàn):武威盆地和民勤盆地水體酸根離子呈現(xiàn)出一定的差異,包括祁連山下徑流、紅水河、武威入水口、石羊河武威中段、南營(yíng)水庫(kù)、動(dòng)物園湖水、市區(qū)地下水采樣點(diǎn)在內(nèi)的武威盆地地表水及地下水酸根離子組分均落在HCO- 3組分一端,地表水酸根離子中來(lái)源以碳酸鹽風(fēng)化為主;民勤盆地的地表水、地下水及地下水徑流樣點(diǎn)均落在Cl-+SO42-端,受蒸發(fā)巖影響明顯.結(jié)合鉆孔資料表明石羊河下游民勤盆地下更新統(tǒng)各層位的泥質(zhì)巖層普遍含有石膏,地下水中非飽和的硫酸鈣與運(yùn)移的地下水發(fā)生石膏的溶解,SO42-含量豐富[19],地下水離子來(lái)源受石膏溶解影響明顯.綜上所述,武威盆地地表及地下水酸根離子主要受碳酸鹽巖石風(fēng)化產(chǎn)物影響,民勤盆地地表及地下水體主要受蒸發(fā)巖風(fēng)化的影響.

圖4 石羊河流域不同水體酸根離子組成三角圖

GTSY:祁連山下徑流;CQQ:蔡旗橋;WCSK:武威出水口;WRK:武威入水口;WZD:武威中段;ZWYDXS:植物園地下水;WDXSJL:武威地下水徑流;HYSSK:紅崖山水庫(kù);NYSK:南營(yíng)水庫(kù);QTH:青土湖;DWYDXS:動(dòng)物園地下水;DWYHS:動(dòng)物園湖水; HSH:紅水河

GTSY:祁連山下徑流;CQQ:蔡旗橋;WCSK:武威出水口;WRK:武威入水口;WZD:武威中段;ZWYDXS:植物園地下水;WDXSJL:武威地下水徑流;HYSSK:紅崖山水庫(kù);NYSK:南營(yíng)水庫(kù);QTH:青土湖;DWYDXS:動(dòng)物園地下水;DWYHS:動(dòng)物園湖水; HSH:紅水河

3.4.2 人類活動(dòng)因素的影響 人為活動(dòng)通過(guò)多種途徑影響水體,其中以廢物直接排放和大氣沉降輸入為主要方式[25-26].農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中施用的氮肥構(gòu)成了河水中NO3-主要人為來(lái)源,工業(yè)活動(dòng)和大氣沉降等會(huì)排放大量的SO42-.因此,可以利用這些易受人類活動(dòng)影響敏感離子組分的相互變化關(guān)系來(lái)區(qū)分水體中人為活動(dòng)輸入特征[25].用鈉離子物質(zhì)的量濃度歸一化了的Cl-、SO42-(圖5),所有采樣點(diǎn)SO42-/Na+的值大于1.0,最高值可達(dá)2.5,說(shuō)明SO42-在整個(gè)流域受人類活動(dòng)影響較大.

祁連山區(qū)徑流、石羊河武威中段以及所有的地下水NO3-/Na+大于1.0,受農(nóng)業(yè)和工業(yè)污染狀況較輕.對(duì)比分析發(fā)現(xiàn),石羊河流域水體樣品NO3-含量整體平均值為6.89mg/L,高于亞洲河水平均值(0.7μg/g)和世界河水平均值1μg/g,表明石羊河流域部分河水、泉水及地下水NO3-含量受到了一定程度人為活動(dòng)的影響.

同時(shí)遠(yuǎn)離人類居住環(huán)境的紅崖山水庫(kù)NO3-含量維持在4mg/L,在灌溉區(qū)的蔡旗橋水文站NO3-含量則高達(dá)50.48mg/L.SO42-也具有相似的變化規(guī)律,由于人類活動(dòng)影響較小,祁連山下徑流含量低,而蔡旗橋水文站由于受人類活動(dòng)影響較多則含量高.此外,研究區(qū)河水和地下水化學(xué)分析均檢測(cè)到微量的NO2-成分,其主要是生活污水和人畜糞便的排放造成的.

4 結(jié)論

4.1 石羊河流域地表水和地下水均呈現(xiàn)弱堿性,酸根離子質(zhì)量濃度由大到小依次為:SO42-、HCO3-、Cl-、NO3-、NO2-、F-,其中SO42-、HCO3-占絕對(duì)優(yōu)勢(shì).

4.2 地表水季節(jié)變異明顯,春季酸根離子濃度高,夏季離子濃度低.地下水及地下水徑流季節(jié)變異小,且地下水樣品酸根離子濃度普遍高于地表水,酸根離子濃度自上游向下游遞增規(guī)律明顯.

4.3 武威盆地地表及地下水酸根離子主要受碳酸鹽巖石風(fēng)化產(chǎn)物影響,民勤盆地地表及地下水體主要受蒸發(fā)巖風(fēng)化的影響.說(shuō)明人類活動(dòng)對(duì)人類聚居區(qū)部分天然水體已造成輕度污染.

[1] Hu M, Stallard R F, Edmond J M. Major ion chemistry of some large Chinese rivers [J]. Nature, 1982,298(5874):550-553.

[2] Zhang J, Huang W W, Létolle R, et al. Major element chemistry of the Huanghe (Yellow River), China - weathering processes and chemical fluxes [J]. Journal of Hydrology, 1995,168(1–4):173-203.

[3] Zhu G, Tao P, He Y, et al. Characteristics of inorganic ions in precipitation at different altitudes in the Yulong Snow Mountain, China [J]. Environmental Earth Sciences, 2013,70(6):2807-2816.

[4] Zhu G, Tao P, He Y, et al. Seasonal variations of major ions in fresh snow at Baishui Glacier No. 1, Yulong Mountain, China [J]. Environmental Earth Sciences, 2013,69(1):1-10.

[5] Zhu G, He Y, Pu T, et al. Spatial distribution and temporal trends in potential evapotranspiration over Hengduan Mountains region from 1960 to 2009 [J]. Journal of Geographical Sciences, 2012, 22(1):71-85.

[6] 蒲 燾,何元慶,朱國(guó)鋒,等.麗江盆地地表-地下水的水化學(xué)特征及其控制因素[J]. 環(huán)境科學(xué), 2012,33(1):48-54.

[7] 朱國(guó)鋒,何元慶,蒲 燾,等.夏季玉龍雪山地區(qū)不同水體常規(guī)陰離子特征及其來(lái)源分析[J]. 環(huán)境科學(xué), 2011,32(3):626-631.

[8] Chetelat B, Liu C Q, Zhao Z Q, et al. Geochemistry of the dissolved load of the Changjiang Basin rivers: anthropogenic impacts and chemical weathering [J]. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 2008,72(17):4254-4277.

[9] Wu L, Huh Y, Qin J, et al. Chemical weathering in the upper Huang He (Yellow River) draining the eastern Qinghai-Tibet Plateau [J]. Geochimica Et Cosmochimica Acta, 2005,69(22): 5279-5294.

[10] 陳靜生,蔡緒貽.川貴地區(qū)長(zhǎng)江干支流河水主要離子含量變化趨勢(shì)及分析[J]. 中國(guó)環(huán)境科學(xué), 1998,18(2):131-135.

[11] 李宗省,何元慶,龐洪喜,等.我國(guó)典型季風(fēng)海洋性冰川區(qū)雪坑中主要陰,陽(yáng)離子的來(lái)源[J]. 地理學(xué)報(bào), 2007,62(9):992-1001.

[12] 何元慶,姚檀棟.中國(guó)典型山地溫冰川水化學(xué)空間分布特征與近期冰川動(dòng)態(tài)[J]. 山地學(xué)報(bào), 2000,18(6):481-488.

[13] 王君波,朱立平,鞠建廷,等.西藏納木錯(cuò)東部湖水及入湖河流水化學(xué)特征初步研究[J]. 地理科學(xué), 2009,29(2):288-293.

[14] 李 鶴,李 軍,劉小龍,等.青藏高原湖泊小流域水體離子組成特征及來(lái)源分析[J]. 環(huán)境科學(xué), 2015,(2):430-437.

[15] Zhu G F, Su Y H, Feng Q. The hydrochemical characteristics and evolution of groundwater and surface water in the Heihe River Basin, northwest China [J]. Hydrogeology Journal, 2008,16(1):167-182.

[16] 劉彥廣.基于水化學(xué)和同位素的高寒山區(qū)雨季徑流過(guò)程示蹤 [D]. 武漢:中國(guó)地質(zhì)大學(xué), 2013.

[17] 劉建凱,汪有科.石羊河流域生態(tài)環(huán)境問(wèn)題與綜合治理[J]. 水土保持研究, 2006,13(6):153-155.

[18] 陳永金,陳亞寧,李衛(wèi)紅,等.塔里木河下游地下水化學(xué)特征對(duì)生態(tài)輸水的響應(yīng)[J]. 地理學(xué)報(bào), 2005,60(2):309-318.

[19] 馬金珠,李相虎,黃天明.石羊河流域水化學(xué)演化與地下水補(bǔ)給特征[J]. 資源科學(xué), 2005,27(3):117-122.

[20] 肖捷穎,趙 品,李衛(wèi)紅.塔里木河流域地表水水化學(xué)空間特征及控制因素研究 [J]. 干旱區(qū)地理, 2016,39(1):33-40.

[21] 周嘉欣,丁永建,曾國(guó)雄,等.疏勒河上游地表水水化學(xué)主離子特征及其控制因素[J]. 環(huán)境科學(xué), 2014,35(9):3315-3324.

[22] Yang L, Zhu G, Shi P, et al. Spatiotemporal characteristics of hydrochemistry in Asian arid inland basin–a case study of Shiyang River Basin [J]. Environmental Science & Pollution Research International, 2017,25(20):1-10.

[23] 丁貞玉.石羊河流域及騰格里沙漠地下水補(bǔ)給過(guò)程及演化規(guī)律[D]. 蘭州:蘭州大學(xué), 2010.

[24] Winston W E, Criss R E. Geochemical variations during flash flooding, Meramec River basin, May 2000 [J]. Journal of hydrology, 2002,265(1):149-163.

[25] 陳靜生,陶 澍,鄧寶山,等.水環(huán)境化學(xué) [M]. 北京:高等教育出版社, 1987:48-60.

[26] 劉英俊,曹勵(lì)明,李兆麟,等.元素地球化學(xué) [M]. 北京:科學(xué)出版社, 1984:439-441.

Hydrochemical characteristics and control factors of acid anion in Shiyang River Basin.

ZHU Guo-feng1,2*,PAN Han-xiong1, ZHANG Yu1, HE Yuan-qing, GUO Hui-wen1, YANG Ling1, YANG Jian-xia1, MA Hui-ying1, HUANG Mei-hua1, XIANG Juan1

(1.College of Geography and Environmental Science, Northwest Normal University, Lanzhou 730070, China；2.State Key Laboratory of Cryospheric Sciences, Northwest Institute of Eco-Environment and Resources, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730070, China)., 2018,38(5)：1886~1892

From July 2014 to June 2015, precipitation, surface water and groundwater samples were collected in Shiyang River Basin. The main acid ion contents in the samples were analyzed by ion chromatograph. The characteristics of acid ions in different water bodies of Shiyang River basin, seasonal differentiation and its influencing factors were studied. The results shown that all water samples were mildly alkaline and the acid radical ions consisted of SO2- 4and HCO- 3as dominant ions, which accounted for 38.68% and 33.49% of total anion, respectively. Obvious variations have been perceived during different seasons, which the highest anion content was in spring and the lowest value in summer. Seasonal variation of groundwater was smaller than that of surface water. The concentration of acid root ion in surface water is much lower than that of groundwater. The weathering of carbonate and the dissolution of evaporite were the main sources of acid ion. In addition, the human activities have caused mild pollution to the water body of the Shiyang River Basin.

Shiyang River Basin；acid anion；hydrochemical characteristics；anion sources

X522

A

1000-6923(2018)05-1886-07

2017-09-28

國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(41661005);國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金(41421061);冰凍圈科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主課題(SKLCS-ZZ-2017)

* 責(zé)任作者, 副教授, gfzhu@lzb.ac.cn

朱國(guó)鋒(1983-),男,甘肅平?jīng)鋈?副教授,主要從事水文與水資源研究.發(fā)表論文40余篇.