云南昭通喀斯特區(qū)天然水水化學(xué)性質(zhì)及地質(zhì)成因

劉永林，雒昆利

(1.中國(guó)科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所，北京 100101；2.重慶師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院，重慶 401331)

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云南昭通喀斯特區(qū)天然水水化學(xué)性質(zhì)及地質(zhì)成因

劉永林1,2，雒昆利1

(1.中國(guó)科學(xué)院 地理科學(xué)與資源研究所，北京 100101；2.重慶師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院，重慶 401331)

為研究云南省昭通市昭通喀斯特區(qū)天然水水化學(xué)性質(zhì)及其地質(zhì)成因,采集9組河水樣和27組裂隙水樣，運(yùn)用Piper三線圖、陰陽(yáng)離子比例法及飽和指數(shù)法,分析了昭通喀斯特區(qū)河水及裂隙水的水化學(xué)性質(zhì)及主要地質(zhì)因素。結(jié)果表明:昭通河水與裂隙水中優(yōu)勢(shì)陰陽(yáng)離子分別為HCO3-(67.3%和70.0%)與Ca2+(60.0%和72.1%)；昭通81.6%天然水TH主要在75.0～300.0 mg/L之間。昭通天然水中含F(xiàn)-量(均值0.1 mg/L)遠(yuǎn)低于中國(guó)飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)值(1.0 mg/L)。以碳酸鹽巖為主的含水層中發(fā)育的裂隙水化學(xué)類型主要為Ca-HCO3和Ca·Mg-HCO3。含水層巖性控制著昭通裂隙水化學(xué)性質(zhì)。昭通氟中毒區(qū)可在碳酸鹽巖且?guī)r性較為單一的含水層中找到優(yōu)質(zhì)水源。

云南昭通；喀斯特；天然水；水化學(xué)性質(zhì)；氟中毒；地質(zhì)成因

1 研究背景

云南省昭通市是喀斯特地區(qū)，也是典型的燃煤型氟中毒區(qū)[1-5]，當(dāng)?shù)鼐用耧嬘盟畮缀?0%來(lái)源于巖溶水[1]。根據(jù)實(shí)地考察，目前還有許多當(dāng)?shù)鼐用裾J(rèn)為飲用水中含氟量超過(guò)國(guó)家飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(1.0 mg/L)。雒昆利等[3-4]測(cè)定了昭通市鎮(zhèn)雄縣芒部鎮(zhèn)、仁和鎮(zhèn)及威信縣墨黑村共10個(gè)飲用水樣中氟化物(F-)、砷(As)、硒(Se)和汞(Hg)的平均質(zhì)量濃度，分別為0.21 mg/L，3.66 μg/L，0.43 μg/L，0.45 μg/L。前人主要對(duì)昭通氟中毒地區(qū)飲用水中F-，As，Se，Hg等微量元素質(zhì)量濃度進(jìn)行了部分研究[3-7]，而缺乏昭通氟中毒地區(qū)天然水水化學(xué)性質(zhì)及其控制成因的研究。因此，在分析昭通氟中毒地區(qū)河水和裂隙水常量元素和部分微量元素質(zhì)量濃度的基礎(chǔ)上，討論云南省昭通市氟中毒區(qū)天然水水化學(xué)性質(zhì)及其地質(zhì)因素。

2 材料與方法

2.1 研究區(qū)概況

昭通市位于云南省東北部，高海拔地區(qū)(1 000～2 500 m)年均氣溫11～18 ℃，年均降水量900～1 200 mm；低海拔地區(qū)(<1 000 m)年均氣溫15～20 ℃，年均降水量660～1 000 mm。昭通地區(qū)位于揚(yáng)子板塊西南緣，緊鄰青藏滇西褶皺帶，研究區(qū)內(nèi)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，斷裂發(fā)育。昭通地區(qū)地層從第四系到震旦系均有出露，各地質(zhì)時(shí)代出露的地層面積、地層厚度及巖性見(jiàn)表1[8]。

表1 云南省昭通市主要地層統(tǒng)計(jì)特征

2.2 研究方法

2006年9月，在昭通市采集了9組河水樣(包括溪水)(樣點(diǎn)序號(hào)：r1—r9)和27組裂隙水樣(樣點(diǎn)序號(hào)：f1—f27)，采樣點(diǎn)分布見(jiàn)圖1。裂隙水和河水為當(dāng)?shù)鼐用竦闹饕嬘盟?。使用GPS(GARMIN，Taiwan)標(biāo)定采樣點(diǎn)位置(圖1)。采樣之前，先用洗滌劑將聚乙烯塑料瓶洗凈，然后用自來(lái)水沖洗，接著用硝酸浸泡24 h以上，再用蒸餾水清洗干凈，采樣時(shí)用所采集水樣洗滌容器3次。具體采樣方法參見(jiàn)《水與廢水監(jiān)測(cè)分析方法(第4版)》[9]?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)定pH值；采用鹽酸滴定法測(cè)定HCO3-；電感耦合等離子發(fā)射光譜法(ICP-OES)測(cè)定Ca2+，Mg2+，Na+，K+，P，SiO2；離子色譜(IC)測(cè)定SO42-，Cl-，NO3-；含F(xiàn)-量使用氟離子選擇電極測(cè)定；As，Se，Hg量使用原子熒光光度法測(cè)定[9]?？?cè)芙庑怨腆w(TDS)使用計(jì)算值(mg/L)，即所有離子相加減去1/2的HCO3-[10]；總硬度(TH)通過(guò)Ca2+和Mg2+量計(jì)算[10]。陰陽(yáng)離子平衡相對(duì)誤差<±5%。采用OriginLab 8.0，ArcGIS 9.3，CorelDraw 14.0和AquaChem 3.70繪制圖件。

表2 昭通氟中毒區(qū)天然水水化學(xué)組分統(tǒng)計(jì)特征

注： “*”為主要陰陽(yáng)離子所占的百分比，As，Se，Hg單位為μg/L;其他單位為mg/L。

3 結(jié)果與分析

3.1 河水的水化學(xué)性質(zhì)

河水pH值范圍為7.4～7.7，平均為7.5(見(jiàn)表2)，為弱堿性環(huán)境；TDS為55.1～227.3 mg/L，平均160.5 mg/L，遠(yuǎn)低于中國(guó)和WHO飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(TDS≤1 000.0 mg/L)[11-12]；TH為25.2～201.5 mg/L，平均142.2 mg/L，低于中國(guó)飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(TH≤450.0 mg/L)[11]。根據(jù)TDS與TH質(zhì)量濃度，可將河水水樣劃分為7個(gè)中等硬水-淡水，1個(gè)軟水-淡水，1個(gè)極軟水-淡水(圖2)。由表2可知，河水中主要陽(yáng)離子為Ca2+，平均占陽(yáng)離子毫克當(dāng)量總數(shù)比例的60.0%，為優(yōu)勢(shì)離子，其次為Mg2+(31.7%)和Na++K+(8.4%)；主要陰離子為HCO3-，平均占陰離子毫克當(dāng)量總數(shù)比例的67.3%，為優(yōu)勢(shì)離子(表2)，其次為SO42-(16.5%)，Cl-(12.3%)和NO3-(3.9%)。因此，昭通地區(qū)河水的主要水化學(xué)類型為Ca·Mg-HCO3(圖3)。SiO2平均質(zhì)量濃度為8.4 mg/L，As，Se，Hg質(zhì)量濃度均值分別為2.1，0.2，0.0 μg/L，低于中國(guó)和WHO飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(As：10.0 μg/L；Se：10.0 μg/L；Hg：1.0 μg/L)[11-12]。

圖2 昭通河水與裂隙水TDS-TH分布Fig.2 TDS vs. TH of river water and fissure water in Zhatong

圖3 昭通地表水和裂隙水水化學(xué)類型Piper三線圖解Fig.3 Piper diagram showing major ion composition of river water and fissure water in Zhaotong

3.2 裂隙水的水化學(xué)性質(zhì)

裂隙水pH值在7.7～9.3之間，均值8.1，高于河水pH值。TDS質(zhì)量濃度33.0～591.0 mg/L，均值201.6 mg/L，為淡水(見(jiàn)表2和圖2)；TH質(zhì)量濃度18.0～477.2 mg/L，均值171.4 mg/L，主要為軟水至中等硬水(見(jiàn)表2和圖2)，但也有個(gè)別水樣為硬水、極軟水及極硬水(圖2)。裂隙水中主要陽(yáng)離子為Ca2+，平均占陽(yáng)離子毫克當(dāng)量總數(shù)比例的72.1%，為優(yōu)勢(shì)離子，其次為Mg2+(23.8%)，Na++K+(4.1%)；主要陰離子為HCO3-，平均占陰離子毫克當(dāng)量總數(shù)比例的70.0%，為優(yōu)勢(shì)離子，其次為SO42-(18.8%)、Cl-(5.8%)和NO3-(5.5%)。因此，裂隙水主要水化學(xué)類型為Ca-HCO3型，其次為Ca·Mg-HCO3型，亦有部分Ca·Mg-HCO3·SO4型(圖3)。SiO2質(zhì)量濃度平均為8.6 mg/L，稍高于河水SiO2，但最高值為32.5 mg/L，顯著高于河水SiO2最高值14.3 mg/L。As，Se，Hg質(zhì)量濃度均值分別為2.0，0.1，0.0 μg/L，低于中國(guó)和WHO飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 天然水中含F(xiàn)-量

昭通地區(qū)為典型的燃煤污染型氟中毒地區(qū)[3-7]，但目前當(dāng)?shù)卦S多居民依然認(rèn)為是飲用水中高F-引起的氟中毒。根據(jù)測(cè)定的9個(gè)河水樣和27個(gè)裂隙水樣可知，河水中含F(xiàn)-量最高值為0.47 mg/L，平均值為0.12 mg/L；裂隙水中含F(xiàn)-量最高值為0.27 mg/L，平均值為0.09 mg/L(見(jiàn)圖4)。昭通氟中毒區(qū)天然水中含F(xiàn)-量最高值遠(yuǎn)低于中國(guó)飲用水F-衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(1.0 mg/L)[11]，并且天然水中含F(xiàn)-量低于WHO要求飲用水含F(xiàn)-量的最低濃度(0.5 mg/L)[12]。昭通燃煤型氟中毒地區(qū)天然水中含F(xiàn)-量低于飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)值，若當(dāng)?shù)鼐用駜H從飲用水中攝取氟，可能達(dá)不到危害人體健康的最低量(0.5 mg/L)[12]。

圖4 天然水中F-質(zhì)量濃度箱形圖Fig.4 Box-plot of the F- content in natural waters

3.4 天然水水化學(xué)性質(zhì)與其他區(qū)域?qū)Ρ?/p>

為全面認(rèn)識(shí)云南省昭通市氟中毒區(qū)天然水水化學(xué)性質(zhì)，將其與全球不同區(qū)域的天然水水化學(xué)性質(zhì)做比較(見(jiàn)表3)。昭通氟中毒區(qū)天然水中陽(yáng)離子排序?yàn)镃a2+>Mg2+>Na++K+；陰離子排序?yàn)镠CO3->SO42->Cl->NO3-；水化學(xué)類型為Ca·Mg-HCO3。中國(guó)其它典型喀斯特地區(qū)，如西江上游、南洞暗河系統(tǒng)和濟(jì)南天然水水化學(xué)類型分別為Ca·Mg-HCO3,Ca-HCO3和Ca-HCO3?？芍淹ǚ卸緟^(qū)與其它典型喀斯特地區(qū)具有相似的水化學(xué)類型(表3)。飲水型氟中毒區(qū)大同盆地和河套盆地天然水水化學(xué)類型為Na·Mg-HCO3和Na·Mg-HCO3·SO4；飲水型氟中毒區(qū)天然水中含F(xiàn)-量是昭通地區(qū)的18倍和12倍。長(zhǎng)江流域、淮河流域、黃河流域、新疆北部、張掖盆地、埃塞俄比亞中央裂谷和亞馬遜河流域天然水水化學(xué)類型分別為Ca-HCO3，Na·Ca-HCO3·Cl·SO4，Na·Ca·Mg-HCO3·SO4，Na·Mg-SO4·Cl，Mg·Ca·Na-HCO3·SO4，Na-HCO3和Ca-HCO3。

表3 不同區(qū)域天然水中主要離子對(duì)比

注：SiO2，F(xiàn)-，TDS單位為mg/L；其它離子單位為meq/L；西江上游位于云貴高原東部喀斯特地區(qū)；大同盆地和河套盆地為典型的飲水型氟中毒區(qū)；南洞暗河系統(tǒng)位于云南省東南部喀斯特地區(qū)。

由于不同的地質(zhì)地理背景，致使不同地區(qū)天然水水化學(xué)性質(zhì)不同。具有相似地質(zhì)背景的地區(qū)天然水水化學(xué)性質(zhì)相似，如昭通、西江上游、南洞暗河系統(tǒng)和濟(jì)南都為碳酸鹽巖分布地區(qū)，其天然水水化學(xué)類型相似(表3)。再如大同盆地和河套盆地天然水含F(xiàn)-量較高是由于盆地周邊太古代-元古代的片麻巖和花崗巖提供了F的來(lái)源，并且地質(zhì)構(gòu)造形成的盆地不利于水的快速循環(huán)，以上2個(gè)因素造成了盆地天然水富集F-[19,24]。昭通地區(qū)主要發(fā)育的巖石為碳酸鹽巖類巖石，其含F(xiàn)量遠(yuǎn)低于片麻巖和花崗巖[25]，并且該地區(qū)地質(zhì)構(gòu)造強(qiáng)烈，巖石裂隙發(fā)育，加快了水的循環(huán)，這2個(gè)因素致使昭通地區(qū)天然水不富集F-。

4 討 論

4.1 昭通氟中毒地區(qū)主要風(fēng)化過(guò)程

昭通河水與裂隙水中陽(yáng)離子主要以Ca2+為主，陰離子主要以HCO3-為主，因此昭通河水和裂隙水水化學(xué)成分明顯受控于碳酸鹽巖的風(fēng)化。Ca2+與HCO3-的相關(guān)性(r=0.817)(見(jiàn)圖5(a))明顯高于Mg2+與HCO3-的相關(guān)性(r=0.345)(圖5(b))，但都小于Ca2++Mg2+與HCO3-的相關(guān)性(r=0.882)(圖5(c))，說(shuō)明昭通氟中毒地區(qū)方解石的溶解對(duì)河水與裂隙水水化學(xué)成分的貢獻(xiàn)率大于白云石，但二者都屬于碳酸鹽巖的風(fēng)化。Ca2++Mg2+與HCO3-毫克當(dāng)量關(guān)系圖也顯示，部分?jǐn)?shù)據(jù)點(diǎn)偏離1∶1等值線且處在該線下方，表明碳酸鹽巖的風(fēng)化作用不能完全解釋水中的Ca2++Mg2+組成(圖5(c))。Ca2++Mg2+與HCO3-+SO42-相關(guān)性(r=0.959)最高(圖5(d))，表明部分Ca2++Mg2+來(lái)源于與SO42-有關(guān)的水化學(xué)過(guò)程，圖5(f)也表明了Ca2++Mg2+與SO42-有較好的關(guān)系(r=0.687)。昭通氟中毒地區(qū)主要開(kāi)采晚二疊世龍?zhí)督M中高硫煤，煤礦無(wú)組織排放的硫酸型礦井水可能是造成天然水體SO42-量較高的原因之一。

Na++K+與Cl-的比例接近1∶1等值線，表明Na++K+主要來(lái)源于蒸發(fā)巖的溶解[26]。圖5(e)表明Na++K+與Cl-的相關(guān)性較低(r=0.404)，且Na++K+與Cl-比例分散，說(shuō)明昭通氟中毒地區(qū)天然水中Na++K+并不是主要受控于蒸發(fā)巖風(fēng)化溶解。

圖5 昭通河水與裂隙水主要離子的質(zhì)量濃度相關(guān)關(guān)系Fig.5 Relation between main ions concentrations of river water and fissure water

4.2 含水層巖性與水化學(xué)性質(zhì)

裂隙水是指賦存于巖石裂隙中的地下水。因此，含水層的巖性在一定程度上影響著裂隙水的水化學(xué)性質(zhì)(表4)。昭通典型氟中毒區(qū)處于揚(yáng)子板塊西南緣，構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，造成地區(qū)巖石裂隙十分發(fā)育。當(dāng)?shù)鼐用穸嘁粤严端疄樯钏?，因此，研究昭通氟中毒區(qū)裂隙水化學(xué)性質(zhì)分布具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。寒武紀(jì)、奧陶紀(jì)、泥盆紀(jì)和石炭紀(jì)含水層巖性主要為灰?guī)r，其發(fā)育的裂隙水化學(xué)類型以Ca-HCO3為主，TDS和TH量較穩(wěn)定且較低，含F(xiàn)-量變化較大(0.03～0.26 mg/L)，NO3-量變化較小(1.5～17.9 mg/L)。二疊紀(jì)含水巖性為灰?guī)r，夾有煤層，發(fā)育的裂隙水化學(xué)類型以Ca·Mg-HCO3為主，部分水樣含SO42-，TDS和TH量較穩(wěn)定且較低，F(xiàn)-量變化較小(0.05～0.12 mg/L)，NO3-量變化較小(1.7～21.2 mg/L)。三疊紀(jì)和古近紀(jì)含水巖層巖性比較復(fù)雜，且多為人類活動(dòng)區(qū)域，其發(fā)育的裂隙水化學(xué)類型多樣，TDS和TH變化較大，F(xiàn)-量變化最小(0.05～0.09 mg/L)，NO3-量變化最大(6.0～96.7 mg/L)。因此，裂隙水化學(xué)性質(zhì)與含水層巖性及其巖性組合具有密切的關(guān)系。

表4 裂隙水的含水層巖性與水化學(xué)類型關(guān)系

4.3 F-的控制因素

由于昭通氟中毒地區(qū)天然水水化學(xué)性質(zhì)主要受控于碳酸鹽巖風(fēng)化(圖5)，所以天然水中F-主要來(lái)源于碳酸鹽巖的風(fēng)化溶解。碳酸鹽巖中含F(xiàn)量均值220 mg/kg[24]，因此對(duì)天然水中氟離子貢獻(xiàn)率低。又因昭通地區(qū)構(gòu)造活動(dòng)強(qiáng)烈，導(dǎo)致碳酸鹽巖中溶蝕裂隙發(fā)育，易于水的循環(huán)流動(dòng)，致使氟離子不易在水中富集。

F-易與Ca2+離子結(jié)合形成溶解度低的氟化鈣(CaF2)而沉積[9,27-28]。碳酸鹽巖地區(qū)Ca2+離子豐富，為形成氟化鈣提供了物質(zhì)條件，為說(shuō)明昭通氟中毒區(qū)天然水中氟化鈣是否達(dá)到飽和，計(jì)算了氟化鈣的飽和指數(shù)(見(jiàn)圖6)。昭通氟中毒地區(qū)天然水中Ca2+和F-的離子活度積遠(yuǎn)低于CaF2飽和指數(shù)，因此天然水中F-離子不會(huì)與Ca2+結(jié)合形成CaF2而沉積，反而會(huì)繼續(xù)溶解圍巖中的含氟礦物。

圖6 天然水中Ca2+與F-的濃度關(guān)系

4.4 As，Se，Hg的水化學(xué)性質(zhì)

As，Se，Hg質(zhì)量濃度變化見(jiàn)表1，可知其量都沒(méi)有超過(guò)中國(guó)和WHO飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。由于昭通地區(qū)河水與裂隙水化學(xué)性質(zhì)主要受控于碳酸鹽巖風(fēng)化，因此水中的As，Se，Hg來(lái)源也主要為碳酸鹽巖中礦物的溶解。由于碳酸鹽巖中含As，Se，Hg量較低[26]，并且昭通處于典型的喀斯特巖溶區(qū)，構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，裂隙發(fā)育，地形陡峭，河流和地下水的循環(huán)速度快，使水巖不能長(zhǎng)時(shí)間充分接觸[29]。因此，昭通地區(qū)河水與裂隙水中As，Se，Hg含量很低。

4.5 人為活動(dòng)影響

水中氮氧化合物量的高低，在一定程度上能反映生物或者人類活動(dòng)對(duì)水化學(xué)成分的影響[9]。保持天然狀態(tài)未受人為污染的地表水和地下水中硝酸鹽氮濃度的背景值一般低于2.0 mg/L[25]。昭通地區(qū)河水和裂隙水中NO3-質(zhì)量濃度均值分別為4.2 mg/L和14.5 mg/L，高于亞洲河水中NO3-濃度(0.7 mg/L)和世界河水中NO3-濃度(1.0 mg/L)[25]，裂隙水NO3-質(zhì)量濃度均值高于中國(guó)飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(10.0 mg/L)。部分裂隙水的水化學(xué)類型為Ca-NO3·HCO3(f11)和Ca-HCO3·NO3(f17和f23)。鑒于水體中氯離子的保守性行為，氯離子與硝酸鹽氮經(jīng)常作為指示地表水和地下水環(huán)境中的水體混合、污染等指示劑[23,25,30]。分析水體的硝酸鹽氮和氯離子之間的關(guān)系，有助于闡明昭通市喀斯特地區(qū)水體中硝酸鹽氮污染的分布[30]。據(jù)氯離子與硝酸根離子關(guān)系(如圖7所示)，多數(shù)水樣為較低硝酸鹽氮(地表水NO3-<9.0 mg/L；裂隙水NO3-<9.0 mg/L)和較低氯離子(<20.0 mg/L)，這些水樣多采自非居住區(qū)和農(nóng)業(yè)區(qū)，因此，地表水和裂隙水保持了具有較低硝酸鹽氮和較低氯離子濃度的天然特征。部分水樣具有較高硝酸鹽氮(地表水和裂隙水NO3->9.0 mg/L)和較低氯離子或較高硝酸鹽氮和較高氯離子(地表水和裂隙水Cl->25.0 mg/L)濃度特征，而這些水樣多采集自農(nóng)耕區(qū)和生活居住區(qū)。土地利用類型常常是地下水污染貢獻(xiàn)的主要因素，農(nóng)業(yè)化肥或畜禽排泄物是研究區(qū)域中硝酸鹽氮的主要來(lái)源。研究區(qū)所采集裂隙水樣為當(dāng)?shù)剞r(nóng)村居民生活飲用水，且裂隙水井較淺或以泉水形式出露。因此，裂隙水更易受到農(nóng)業(yè)化肥或畜禽排泄物等人為活動(dòng)影響。

圖7 天然水中Cl-與NO3-質(zhì)量濃度關(guān)系Fig.7 Relationship between Cl- and NO3-concentrations in natural waters

5 結(jié) 論

昭通氟中毒地區(qū)河水與裂隙水中優(yōu)勢(shì)陰陽(yáng)離子分別為HCO3-(67.3%和70.0%)與Ca2+(60.0%和72.1%)；昭通氟中毒區(qū)81.6%天然水TH主要在75～300 mg/L之間，為軟水和中等硬水。昭通氟中毒地區(qū)天然水中含F(xiàn)-量(均值0.1 mg/L)遠(yuǎn)低于中國(guó)飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)值(1.0 mg/L)。以碳酸鹽巖為主的含水層中發(fā)育的裂隙水化學(xué)類型主要為Ca-HCO3型；以碳酸鹽巖為主且?jiàn)A有煤層的含水層中發(fā)育的裂隙水水化學(xué)類型為Ca·Mg-HCO3，但部分水樣SO42-較高；巖性較復(fù)雜含水層中發(fā)育的裂隙水水化學(xué)類型也較多樣。因此，含水層的巖性控制著昭通氟中毒區(qū)裂隙水水化學(xué)性質(zhì)。昭通氟中毒地區(qū)河水與裂隙水中主要離子來(lái)源于碳酸鹽巖風(fēng)化溶解，其次來(lái)源于硅酸鹽礦物風(fēng)化溶解。人為活動(dòng)對(duì)昭通氟中毒地區(qū)河水與裂隙水已造成一定程度影響。

致謝：衷心感謝昭通市科技局、鎮(zhèn)雄縣和威信縣科技局和衛(wèi)生防疫站的全體工作人員和當(dāng)?shù)鼐用駥?duì)采樣的大量支持和配合。

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(編輯：陳 敏)

Hydro-geochemistry and Geological Genesis of Natural Waterin Karst Region in Zhaotong City, Yunnan Province

LIU Yong-lin1,2, LUO Kun-li1

(1.Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China; 2.Geography and Tourism College, Chongqing Normal University, Chongqing 401331, China)

Nine river water samples and 27 fissure water samples were collected to study the ion chemistry and geological genesis of natural water in Karst Region in Zhaotong City, Yunnan Province by means of statistical approaches such as Piper trilinear chart, Ion ratio and saturation index method. Results showed that the predominant anion and cation was HCO3-(relative concentration: 67.3% and 70.0%) and Ca2+(relative concentration: 60.0% and 72.1%), respectively. Total hardness (TH) in 81.7% of natural water from the fluorosis area in Zhaotong was between 75 and 300 mg/L. The F-concentration (mean value 0.1 mg/L) of natural water from the fluorosis area in Zhaotong was well below the standards for drinking water quality (1.0 mg/L). The hydro-chemistry type of fissure water, of which aquifer rock was carbonatite, was Ca-HCO3and Ca·Mg-HCO3. It is concluded that aquifer lithology controlled the hydro-chemistry of fissure water. High quality water could be found in aquifer rock which is carbonatite and unitary lithology in the fluorosis area of Zhaotong City.

Zhaotong city of Yunnan; Karst;natural water; hydro-chemistry; fluorosis; geological genesis

2015-08-31；

2015-09-09

國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(973計(jì)劃)項(xiàng)目(2014CB238906)；國(guó)家自然科學(xué)青年基金項(xiàng)目(41502329)

劉永林(1983- )，男，河南溫縣人，副教授，博士，主要從事地質(zhì)環(huán)境與健康、環(huán)境空間建模研究，(電話)023-65362853(電子信箱)liu3986130@163.com。

雒昆利(1959- )，女，陜西西安人，研究員，博士，主要從事地質(zhì)環(huán)境與健康研究，(電話)010-64856503(電子信箱)kunliluo@sohu.com。

10.11988/ckyyb.20150718

2016,33(10):28-35

P592

A

1001-5485(2016)10-0028-08