關鍵詞：地下水；鐵；監(jiān)測點；超標原因；地質(zhì)背景；還原環(huán)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(huán)境安全也成為我國生態(tài)環(huán)境保護關注的重點之一。本文通過選擇廣東省內(nèi)一個典型的監(jiān)測點，從地質(zhì)、污染源等方面分析地下水中鐵的超標原因。

1地下水監(jiān)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(jiān)測點成井監(jiān)測層位（濾水管段）為松散巖類孔隙水。該監(jiān)測點從2020年開始監(jiān)測，檢測分析資料顯示鐵超標。2021年、2022年各進行4期監(jiān)測，2023年進行3期監(jiān)測，僅2022年1期鐵未超標。

監(jiān)測點及其周邊的地下水流場如圖1所示。該地下水監(jiān)測點所在監(jiān)測井深度為 25m ，監(jiān)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(jiān)測點周邊的5眼地下水監(jiān)測井進行監(jiān)測。資料顯示，W813監(jiān)測井、W815監(jiān)測井鐵未超標，其余監(jiān)測井鐵均超標。農(nóng)田灌溉期，上游

圖1監(jiān)測點及其周邊的地下水流場

W813監(jiān)測井、W815監(jiān)測井處地下水水力坡度較陡，鐵在此區(qū)域不易富集；靠近監(jiān)測井上游處的W812監(jiān)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(qū)域易富集；監(jiān)測點下游W811監(jiān)測井、W814監(jiān)測井區(qū)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(jīng)殘丘附近的鐵富集區(qū)域，造成這些區(qū)域地下水鐵含量較高。

2地下水監(jiān)測點及周邊污染源調(diào)查與風險分析

監(jiān)測點周邊以農(nóng)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(nóng)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(qū)域有零星旱地。工業(yè)用地僅在調(diào)查區(qū)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(jiān)測點及周邊地下水監(jiān)測井地下水鐵超標的可能性較小。

3地下水監(jiān)測點周邊地質(zhì)背景與地下水鐵離子超標關聯(lián)性分析

3.1區(qū)域背景分析

監(jiān)測點位處于階地上，地面高程為 5.60m ，監(jiān)測點北側(cè)、西北側(cè)和西南側(cè)有殘丘分布，殘丘頂高程為

7.16～7.58m ，該部分區(qū)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(jiān)測點東北、東側(cè)地勢也略高于監(jiān)測點，高程為 6.28～7.27m 監(jiān)測點南側(cè)為階地面，地勢向南漸低，高程一般為4～5m ，形成以監(jiān)測點、W811監(jiān)測井、W812監(jiān)測井、W813監(jiān)測井為中心區(qū)域的向南開口的U字形低槽的獨特微地貌形態(tài)。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(jiān)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(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，監(jiān)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(jiān)測點處為河流階地。同時，北西、西側(cè)地勢高，東側(cè)、東南側(cè)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(zhì)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(jiān)測點及周邊地下水監(jiān)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(jù)水力性質(zhì)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(jiān)測點及周邊地下水監(jiān)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(cè)向補給、地下水上游潛流補給、地下水側(cè)向潛流補給、地下水上層含水層越流補給、農(nóng)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(lián)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(jiān)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(qū)大量補給地下水。調(diào)查區(qū)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(diào)查區(qū)地下水向江里排泄。

調(diào)查區(qū)分布或大片或零星的地表水體。調(diào)查區(qū)大面積為水稻種植區(qū)，水稻種植為3季，引水灌溉時間較長，在此期間，除雨季出現(xiàn)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(diào)整。因此，調(diào)查區(qū)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(shù)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(qū)域會出現(xiàn)地下水補給地表水的現(xiàn)象。

4鐵超標原因

4.1地質(zhì)背景特殊

監(jiān)測點及周邊地下水監(jiān)測井大都存在黏土、粉質(zhì)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(zhì)薄膜，在特殊的水介質(zhì)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(huán)或遷移[1]。

4.2地形和水文地質(zhì)條件獨特

監(jiān)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(jiān)測點持續(xù)入滲地下水并從三面入滲潛流向監(jiān)測點，水位抬升，地下水在監(jiān)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(xiàn)負值，表明該區(qū)時不時處于還原環(huán)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(xù)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(xù)高水位

監(jiān)測點處于平原區(qū)，地下水位一般埋深較淺，監(jiān)測點上游、周邊存在較多地表水塘，同時存在大面積農(nóng)田。農(nóng)田長時間的引水灌溉造成地表水、農(nóng)田灌溉水處于長時間向地下水入滲補給的狀態(tài)，使監(jiān)測點及周邊地下水水位抬升，并長期維持高水位狀態(tài)。監(jiān)測點及周邊地下水監(jiān)測井的黏性土層處于地下水長期浸漬狀態(tài)，地下水環(huán)境向下逐漸轉(zhuǎn)為低電位的還原環(huán)境，而農(nóng)田土壤含有大量有機質(zhì)，農(nóng)田灌溉水入滲也或多或少攜帶土壤中有機質(zhì)進入地下水，土層中的有機質(zhì)分解，加速地下水環(huán)境向還原環(huán)境轉(zhuǎn)化，導致水和土層中的鐵、錳以低價態(tài)形式增多，遷移性更強。另外，有機質(zhì)分解產(chǎn)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(nóng)田灌溉水停止灌溉時，周邊地表水和農(nóng)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(jiān)測井地下水環(huán)境逐漸由還原環(huán)境向氧化環(huán)境轉(zhuǎn)變。在氧化作用下，地下水中可溶二價鐵向不可溶三價鐵轉(zhuǎn)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(zhì)檢測時出現(xiàn)時而不超標現(xiàn)象。

5結(jié)論

研究區(qū)地下水監(jiān)測點存在鐵含量超過V類水標準限值的問題。經(jīng)調(diào)查，該地區(qū)具有高鐵錳的地質(zhì)背景，這是鐵超標的基礎因素；該區(qū)域獨特的地形和水文地質(zhì)條件使得地下水環(huán)境容易轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原環(huán)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(fā)生遷移和富集現(xiàn)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(tài)學報，2009（2）：797-803.

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

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