陕南石煤分布区天然水中硒元素的含量特征及成因分析Natural Water Selenium Content Features and Genetic Analysis in Southern Shaanxi Stone Coal Distributed Area
张飘飘,张湜溪,夏梦婵,赵存良,雒昆利
摘要(Abstract):
陕南石煤储量大、分布广,开采和利用历史久远,因富含Se等微量元素而备受关注。为了研究陕南石煤中的元素对其分布区水中元素含量和富集程度的影响程度和影响机理,共采集并分析了岚皋县北部佐龙镇晚前寒武纪—早古生代石煤出露区和开采区的天然水样35个。研究结果表明:石煤分布区的水质大部分较好,参照国家生活饮用水标准(GB 5749—2006)和世界卫生组织饮用水卫生标准(WHO)可知适于饮用的水样占总水样的62.86%。其中以Se含量高为特征,有11个水样中的Se达到中国饮用天然矿泉水标准(GB8537—2018)规定的含量标准(10~50μg/L)。水样pH值为6.72~8.34,呈近中性或弱碱性;所有样品均为淡水,溶解性总固体平均值为39.22 mg/L;水化学类型主要以Ca-HCO_3和Ca·Mg-HCO_3为主;水化学成分主要受岩石风化控制,水中Se主要来源于石煤风化以及水-石煤相互作用导致的元素溶出,富硒石煤是当地水中Se元素的主要来源。
关键词(KeyWords): 硒;元素含量;天然水;石煤;成因分析
基金项目(Foundation): 山西省应用基础研究面上自然基金项目(201801D121031);; 中央引导地方科技发展资金项目(YDZX20201400001051);; 硒中毒区作物硒含量、形态及空间分布规律研究(42007283);; 大骨节病点的微观地质特征共性研究(41877299)
作者(Author): 张飘飘,张湜溪,夏梦婵,赵存良,雒昆利
参考文献(References):
- [1]雒昆利,昝淑芹,张梅生.南秦岭下古生界石煤的富硒性及意义[J].长春地质学院学报,1995(2):125-130.
- [2]雒昆利,苏文智,杜美利,等.南秦岭早古生代石煤的微量元素[J].西安矿业学院学报,1995(2):131-135.
- [3]雒昆利,潘云唐,王五一,等.南秦岭早古生代地层含硒量及硒的分布规律[J].地质论评,2001(2):211-217.
- [4]陈德岭,雒昆利.陕南早古生代地层的硒含量及其环境效应[J].陕西环境,1996(2):29-31.
- [5]雒昆利,谭见安,王五一,等.大巴山区早古生代地层和石煤中硒的化学活动性的初步研究[J].环境科学学报,2002(1):86-91.
- [6]雒昆利,姜继圣.陕西紫阳、岚皋下寒武统地层的硒含量及其富集规律[J].地质地球化学,1995(1):68-71.
- [7]牛彩香.西南典型地区环境中硒、砷、氟的分布规律及其控制因素研究[D].北京:中国科学院研究生院,2010.
- [8]张万起.必需微量元素与人体健康[J].中国社区医师,2012,28(40):5.
- [9]李继云,任尚学,陈代中.陕西省环境中的硒与大骨节病关系的研究[J].环境科学学报,1982(2):91-101.
- [10]雒昆利,徐立荣,向连华.南秦岭大巴山区河流、泉水、井水的含硒量及其分布规律[J].地质学报,2002(3):389-394.
- [11]Zhao C,Luo K,Du Y,et al.Hydrochemical characteristics of natural water and selenium-rich water resources in the Northern Daba Mountains,China[J].Journal of Water and Health,2017,15(2).
- [12]国家环境保护总局.水和废水监测分析方法(第四版)[M].北京:中国环境科学出版社,2002.
- [13]中华人民共和国卫生部.GB 5749—2006饮用水水质标准[S].北京:中国标准出版社,2006.
- [14]World Health Organization (WHO) Guidelines for Drinking-waterQuality,4th edn.World Health Organization,Geneva,Switzerland.
- [15]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 8537—2018饮用天然矿泉水[S].北京:中国标准出版社,2018.
- [16]Wang Z,Gao Y.Biogeochemical cycling of selenium in Chinese environments.Applied Geochemistry,2001(16):1345-1351.
- [17]Wang Z.Environmental Behavior and Chemical Transformation of Se in Chinese Environments.PhD thesis of Research Center for Eco-Environmental Sciences,Chinese Academy of Sciences,Beijing,China,1991.
- [18]Liang B,Han G,Liu M,et al.Distribution,Sources,and Water Quality Assessment of Dissolved Heavy Metals in the Jiulongjiang River Water,Southeast China[J].International journal of environmental research and public health,2018,15(12):445-457.
- [19]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB5084—2021农田灌溉水质标准[S].北京:中国标准出版社,2021.
- [20]王婷慧.灌溉水质对土壤物理性质的影响[J].化工设计通讯,2016,42(11):103+114.
- [21]万洪富.灌溉水的碱害指标及其与土壤碱化的关系[J].土壤学进展,1990(3):1-10.
- [22]Sivasubramanian P,Balasubramanian N,Soundranayagam J P,et al.Hydrochemical characteristics of coastal aquifers of Kadaladi,Ramanathapuram District,Tamilnadu,India[J].Applied Water Science,2013,3(3).
- [23]Piper A M.A graphical procedure in the geochemical interpretation of water analyses[J].Am Geophys Union Trans,1953(25):914-923.
- [24]刘帅洲.司家营矿区水化学演化及水岩作用研究[D].河北唐山:华北理工大学,2020.
- [25]齐玉薇,史长义.硒的生态环境与人体健康[J].微量元素与健康研究,2005(2):63-66.
- [26]Plant J A,Kinniburgh D G,Smedley P L,et al.Arsenic and Selenium[M].Treatise on Geochemistry,Oxford:Pergamon,2003,17-66.
- [27]Eiche E.Microscale distribution and elemental associations of Se in seleniferous soils in Punjab,India[J].Environmental Science and Pollution Research,2015(22):5425-5436.
- [28]Gibbs R J.Mechanisms controlling world water chemistry[J].Science,1970,170(3962):1088–1090.
- [29]Taylor S R.Abundance of chemical elements in the continental crust:a new table[J].Geochimica et Cosmochimica Acta,1964,28(8):1273-1285.
- [30]张援军,王佳武.陕南秦巴山区富硒矿泉水形成条件分析[J].陕西地质,2018,36(2):91-96.
- [31]Ding Kang.Geochemical Kinetics of water-rock interaction[J].Geology-geochemistry,1989(6):29-38.
- [32]徐立荣.大巴山区早古生代地层中氟的含量、分布规律及其环境效应[D].北京:中国科学院研究生院,2005.
- [33]王立社.陕西秦岭黑色岩系及其典型矿床地质地球化学与成矿规律研究[D].西安:西北大学,2009.
- [34]Polomski J,Flühler H,Blaser P.Accumulation of airborne fluoride in soils[R].Journal of Environment Quality,1982.
- [35]单耀.含煤地层水岩作用与矿井水环境效应[D].江苏徐州:中国矿业大学,2009.