新疆维吾尔自治区有色地质勘查局七0六队新疆阿勒泰836500
摘要：就当前原生高砷地下水分布范围广、危害性大，尤其是在我国新疆奎屯地区，原生高砷的分布，使得该地区的原生高砷地下水开采难度加大。因此，为了能够进一步加强新疆奎屯地区地下水的开发，对奎屯地区高砷地下水分布的规律、类型、成因等进行探究和分析。
关键词：新疆；奎屯；砷；地下水；分布；类型；成因
引言
砷作为一种毒性强且致癌作用显著性的元素，在地下水中最为普遍。就当前原生高砷地下水分布的情况来看，世界上数亿人口遭受原生高砷地下水的影响。新疆奎屯原生高砷地下水作为中国大陆第一个地方性砷中毒地域，虽然该地区的情况已经得到了控制和改善，但是，随着工农业的快速发展，地下水开采程度的加深，使得水资源需求量越来越大。因此，本文就新疆奎屯原生高砷地下水为研究对象，对该地域水资源分布规律、类型、成因等进行分析，为进一步进行新疆奎屯原生高砷地下水的合理性开发奠定理论基础。
一、材料与方法
1.1新疆奎屯原生高砷地下水概述
奎屯主要位于新疆奎屯河流域，坐落于天山以北，库尔班通古特沙漠以南地区，奎屯河支流发源于北天山和准噶尔西部山地，汇流于准噶尔盆地，或者是删减封闭区域，河流主要是以大气降水、冰川、积雪融水为主，在第四纪时期的各个阶段，处于沉积地带的中心区域，以泥质土、粘土为沉积层，新疆奎屯属于温带大陆性干旱荒漠气候，降水量远远不能满足于蒸发量的增长。
1.2样本的采集
在对新疆奎屯地区地下水惊醒调研的过程中，根据地下水用途划分为饮用水和灌溉水。就当前开采的地下水主要是深层承压水，而且饮用水深度在400米左右，灌溉水是200-300米之间，另外，个别人自行开采的水井深度在200米以内。尤其是随着工农业生产、生活用水量的增加，大量地下水的开采，使得自流井已经不能实现自流，而且由于水质的原因，禁止继续开采。借此，选择一些具有代表性的水井进行样本的采集，采样地点如土1样本采集点。
图1样本采集点
1.3样本的测定
在对新疆奎屯地区高砷地下水进行PH值与氧化还原电位现场测定的过程中，每一个样本进行采集时，都应该采集两份。其中，一瓶使用硝酸酸化，使其PH值小于2，最后进行阳离子分析，另一瓶在没有进行处理的情况下，进行阳离子分析。在实验的过程中，每一批的样品都要设定三个空白、10%的加标样品，即标准样品，每份样品的回收率达到了85%以上，同时，在测定平行样本时，测试的相对标准差是-5%—5%，数据的准确度和精确度都符合实验要求。
1.4数据处理
在本次新疆奎屯原生高砷地下水的分布、类型、成因等方面的分析过程中，采集和试验中的数据主要通过Exce12007、SPSS19.0、AreGIS10.1等统计性软件进行数据分析、数据处理和数据归纳工作。
二、新疆奎屯原生高砷地下水的分布
在进行新疆奎屯地区的原生高砷地下水浓度分布情况的调研中，各个调研数据均在表1新疆奎屯原生高砷地下水浓度特征统计表中，并且根据表1的数据明显的可以看出，该区域的砷浓度主要集中在2.29-400.68之间，浓度的变化十分显著，其平均值直接达到了91.01，远远高于世界卫生组织标准。所以，在通常情况下认为，新疆奎屯原生高砷地下水的浓度远远超过世界卫生组织饮用水标准10的情况下，认为该地的高砷地下水的检测样本，不仅有88.7%不符合世界卫生组织饮用水标准，而且均值高于用水标准的9倍。
表1新疆奎屯原生高砷地下水浓度特征统计
在图2奎屯原生高砷地下水砷浓度分布图中，从整体上而言，该第七的地下水砷浓度自南向北，逐步升高，相对于该地地势而言，呈现出负相关的运动轨迹。结合以往相关研究者的经验而言，造山带与河流、湖泊、海洋等沉积性的环境结合在一起的情况下，不仅可以为地下水砷浓度的增高提供地质环境，而且奎屯河及其他流域，地势南高北低，水自动流向北方地区，最终集中在地势较洼的地区，因此，奎屯原生高砷地下水的砷浓度顺着水流的流向，由南向北逐步升高。
图2奎屯原生高砷地下水砷浓度分布图
在进行奎屯原生高砷地下水采样的过程中，采样地点的海拔高度与原生高砷地下水砷浓度的关系如图3采样点海拔与地下水浓度关系图。当地势海拔在400米以上的地域时，原生高砷地下水砷浓度相对比较低；当地势海拔在400米以下的地域时，原生高砷地下水砷浓度相对比较高；当地势海拔在250-300米之间的地域时，原生高砷地下水砷浓度是最高的，且浓度达到了100以上。由此可见，采样地点的海拔高度与原生高砷地下水砷浓度之间存在负相关的关系，即P<0.01，。造成这种结果主要是因为该地地势自南向北逐步降低。
图3采样点海拔与地下水浓度关系图
三、新疆奎屯原生高砷地下水的类型
在对新疆奎屯原生高砷地下水的类型探究和分析的过程中，根据地下水赋存环境的差异，将原生高砷地下水分为三种类型，第一种，还原性—中性/弱碱性高砷地下水，并且有具体划分为1.1型还原性—中性/弱碱性高砷地下水和1.2型还原性—中性/弱碱性高砷地下水；第二种，氧化性-弱碱性高砷地下水；第三种，氧化性-弱酸性高砷地下水。由于地下水分布地域的差异性，不仅水的化学特性各有差异，而且富砷的机理也有所不同。
在新疆奎屯地区的原生高砷地下水PH值是7.10-9.82，平均值是8.53，从整体上而言，地下水呈现出弱碱性的环境。同时，保持在-124.30-16.20mV之间，平均值是负值，整体上显示出的还原性是非常强劲的。因此，新疆奎屯原生高砷地下水主要是以还原性—弱碱性高砷地下水为主，主要分布于干旱—半干旱地区的分泌型内陆盆地。
四、新疆奎屯原生高砷地下水的成因
在新疆奎屯原生高砷地下水中，砷主要是由天然源和人为源这两种源构成。天然源是因为自然环境的变化，使得含砷的矿物质从矿物中释放出来，或者是将固定在岩石上的砷冲刷到地下水中。人为源主要是通过使用含有砷的农药、灌溉方式等，使得大量的水下渗到地表以下。另外，由于新疆奎屯地区的地下水主要是在地表层以下的200米承压含水层处，虽然人为活动造成地下水污染的可能性比较小，但是，影响也是不能忽视的，当然，最为关键的影响因素仍旧是以天然源为主。
另外，奎屯南部地区是天山，北部地区是河流沉积平原，二者相互结合，为该地原生高砷地下水的形成创造了有利的地质料件。由于沉积层较为深厚、地下水流动较为缓慢，再者，在封闭性的地质环境中，砷不仅实现了进一步的浓缩，而且地下水中含有丰富的锰、铁矿物质资源，在的还原性和硫化物的控制作用下，砷被吸附的力度提高，形成富砷也是必然的结果。
五、结论
综上所述，在对新疆奎屯地区原生高砷地下水的分布、类型及其成因进行分析的过程中，首先，新疆奎屯地区的地下水砷浓度变化是较为显著的，变化数值在2.29-400.68之间，均值是世界卫生组织标准的九倍之多；其次，新疆奎屯地区的地下水砷浓度分布区域主要集中在200米以下的深层承压含水层中，砷浓度自南向北依次升高，与样本采集点的海拔高度正好相反；最后，新疆奎屯地区原生高砷地下水，一方面，是因为地势自南向北，依次递减，另一方面，该区域的地下水呈现出弱碱性的特质，而且均为负值，还原性效果十分显著，所以，原生高砷地下水形成也是必然的结果。
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