鄱阳湖及其周边经济区水体地球化学特征及初步评价
(江西省地质调查研究院，向堂330201)
摘要:根据1: 25万多目标区域地球化学调查结果，鄱阳湖及周边经济区地表水和浅层地下水质量良好。浅层地下水总体呈微酸性(5.5 ~ 6.5)，仅在都昌北部呈中性。主要重金属元素(镉、汞、砷、铜、铅、锌、镍)含量均未超标，属于ⅰ类水，但硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮普遍较高，主要在ⅲ、ⅳ类水中。地表水总体呈中性，但长江南岸呈碱性，主要重金属元素含量不超标，主要为ⅰ类水，部分为ⅱ或ⅲ类水，而亚硝酸盐、硝酸盐、铁、锰等指标普遍较高，主要为ⅳ类水。总的来说，浅层地下水的质量好于地表水。
关键词:鄱阳湖；地表水；浅层地下水；地球化学特征；评价
“江西省鄱阳湖及周边经济区农业地质调查”是由中国地质调查局和江西省人民政府共同开展的基础性、公益性、战略性地质调查项目。根据地质调查局[1]的统一部署，该项目于2004年正式启动。本文以鄱阳湖及其周边经济区的水化学调查资料为基础。主要总结了项目区地表水和浅层地下水的地球化学特征，并参照国家颁布的《水环境质量标准》对该区域的水质进行了初步评价，可指导项目区下一步的区域评价。
1研究区概况
鄱阳湖及其周边经济区涉及南昌、九江、宜春、抚州、上饶、景德镇、鹰潭7个环鄱阳湖设区市的29个县(市、区)(图1)，面积约3.9万km2。区内人口1549.74万人(2002年)，占全省总人口的36.7%，其中农村人口110.89万人，占工作区总人口的72.2%；城镇人口438.85万人；耕地面积约766，5438+0，000公顷，是江西省重要的粮、棉、油、禽、畜、水产品等农产品生产基地，也是江西省工农业发展最快的地区之一。
项目区基本以鄱阳湖为中心，四周丘陵环绕。江西的五大河流，江西、抚州、广西、饶和何秀，都流入鄱阳湖。该地区主要有山地、丘陵、丘陵和平原四种地貌类型，以平原和丘陵为主，山地主要分布在项目区周围。该区地层发育良好，除泥盆纪和中新世-上新世地层出露外，其他地层均有出露。主要岩石类型为中浅变质岩夹变质火山碎屑岩、泥质碎屑岩、碳酸盐岩、含煤碎屑岩、火山-火山碎屑岩、泥质岩等。本区岩浆活动频繁，从元古代到新生代都有不同规模的岩浆溢流和上涌活动，并表现出多旋回的特征。主要形成花岗岩、闪长岩、辉长岩和火山岩。成土母质主要是变质岩、沉积碎屑岩、碳酸盐岩和花岗岩风化形成的残坡积物，河流冲积沉积和湖滨沉积[1]。区内主要土壤类型为红壤、棕红壤、黄红壤、红壤、黄壤、黄棕壤、草甸土、紫色土、石灰土、潮土和水稻土，沿湖滨平原、河流冲积平原和河谷阶地分布。
图1鄱阳湖及其周边经济区交通位置图
2样品收集、分析和测试
根据《多目标区地球化学调查规范(1: 25万)》(DD2005-01+0)要求，区内地表水和浅层地下水采样密度为平原区1点/65438+/64km2，丘陵区和山区1点/32km2。地表水采样位置的选择:(1)河流分布区采样点布置在主干河流的开阔地带或支流交汇处的主流以下；(2)水网湖泊分布区的采样点应尽可能布置在湖区中部；取样时，尽量轻扰动水体。采样前，用待取的水冲洗采样瓶和塞子三次，然后试着将采样瓶沉入水中30cm处进行采样，按要求在每个采样点采集6瓶水样。平行样品应与原始样品同时收集和处理。浅层地下水采样方法:(1)采样点有居民区时采集井水，采样井应为井径大、水位高的井；丘陵山区采样点无居民点时，主要采集泉水，可直接在取水口采集泉水；平原和山坡采样点没有居民区井水和泉水时，取水坑主要采用人工开挖。水样应在取水坑地下水位平衡后采集，水样经沉淀过滤后才能作为分析水样，人工开挖的取水坑直径和深度应在记录中注明；(2)浅层地下水样品采集采用瞬时采样法，采样时尽量少扰动水体；取样前，用水冲洗样品瓶和塞子三次，然后将样品瓶沉入30cm深处取样；每次采矿
采样点按要求采集6瓶水样；(3)平行样品应与原样品同时收集和处理。样品采集后，现场检测水温和pH值，现场用石蜡密封。对不同的待测元素加入不同的保护剂:(1)对于铅、锌、铜、镉、锰、钡、砷的水样，1500mL取样于聚乙烯塑料罐或玻璃瓶中，澄清后的1000mL水样储存于干净的聚乙烯塑料罐或玻璃瓶中，立即加入10ml。(2)取1500mL水样进行铬、镍、钴、铍、锰、铅、锌、铜、镉、砷和硒的测定，取1000mL澄清水样储存在干净的聚乙烯塑料罐或玻璃瓶中，立即加入100ml(1000ml)。(3)对于测定汞的水样，首先在塑料罐中加入50毫升浓硝酸和10毫升15% K2Cr2O3溶液，然后注入收集的1000毫升水样，摇匀；(4)取1000mL水样，加入2g固体氢氧化钠，保证水样pH≥12，用石蜡密封，阴凉处保存，24小时内送实验室，要求24小时内完成分析；所有样本在采集后24小时内被送到实验室。采样时间从2005年6月开始，到6月初结束。共采集地表水和浅层地下水样品4254组。
分析了地表水和浅层地下水的26项指标:pH、氯化物、铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、钴(Co)、汞(Hg)、砷(As)、硒(se)、镉(Cd)和铬。
华东地区地质调查成果汇编:1999~2005
、氟化物、挥发酚(以酚计)、硫酸盐、氮(N)、磷(P)等。样品由江西省地质矿产实验测试中心进行分析，采用GB/T 8538-1995和DZ/T 0064-93标准的分析方法。主要检测仪器有分光光度计(型号2100，型号722)、双道原子荧光光谱仪(型号AFS—230a)、原子吸收光谱仪(型号M6)、极谱仪(型号JP-2)、数字离子酸度计(型号PXS-5，型号PHS-3c)、原子荧光光谱仪(XGY-3c)。样品分析的质量通过平行样品、标准回收、重复分析和空白试验来控制。该分析方法的检出限、准确度和精密度均能满足要求。平行样品分析合格率大于80%，样品分析质量符合要求。3浅层地下水的地球化学特征
3.1浅层地下水赋存类型及其分布
区内浅层地下水可分为裂隙水和孔隙水。按其赋存形式，主要有松散堆积区孔隙水、碳酸盐岩区岩溶裂隙水、碎屑岩区溶孔裂隙水、变质岩区构造裂隙水和花岗岩区裂隙水。孔隙水主要分布在平原，环鄱阳湖山区发育裂隙水，南部岗力克平原有溶解孔隙裂隙水和岩溶水。
3.2浅层地下水pH值
区内浅层地下水地球化学环境总体呈弱酸性，平均pH值为6.47，标准偏差为0.64，变异系数为0.10。区域上，永修县柘林镇至鄱阳县连山一线以南多为弱酸性，占总面积的71.8%，以北以中性水为主。
3.3浅层地下水中重金属元素的特征
重金属元素包括镉、汞、铅、砷、铜、锌、镍等元素。该区浅层地下水重金属含量普遍较低，镉、汞、铅、砷、铜、锌、镍的平均含量(μg/L)分别为0.045、0.02、0.82、0.36、1.2、1.06、0.82，有标准差。这些元素的地球化学背景场波动明显，呈北北东向分布，高值带(区)明显受五大流域控制，而鄱阳湖周围山地背景变化平缓，含量值相对较低。值得指出的是，区内浅层地下水中镉的含量变化较大，赣江、饶河、何秀河均有镉的高值区，局部形成高值区(图2)。
图2鄱阳湖及周边经济区浅层地下水中镉的地球化学环境图
3.4浅层地下水中微量元素的含量及变化与地质环境的关系
该区浅层地下水中铁、锰、钼、钴、硒、氯、氟等微量元素的平均含量(μg/L)分别为60.52、11.52、0.56、0.63、0.05、7.27、0.08，分别为除铁、除锰、除氯的标准。从地球化学背景场的变化特征来看，铁、锰总体呈东北方向波动，背景值高，具有北低南高的特点。北部被动大陆边缘变质岩地质环境区为低背景场，南部活动大陆边缘变质岩地质环境区为高背景场。在中生代红岩地区，局部形成铁锰异常。钴与铁、锰相反，高值区分布与平乐坳陷带一致。硒与碳质岩石关系密切，石煤、煤岩暴露区和浅层地下水中硒含量普遍较高。钼和氟的特点是北高南低。高值区主要分布在长江南岸、乐平县以东和东乡地区，与多金属硫化物矿床聚集的生态区有关。氯的地球化学背景波动平缓。除九江和彭泽外，其他地区氯含量普遍较低，与水系关系明显。除府河外，其余四个水系流域均为高背景区。
3.5浅层地下水中氮化物含量特征及控制因素
图3鄱阳湖及周边经济区浅层地下水中氨氮的地球化学环境图
该区氮化物包括氨氮、硝酸盐和亚硝酸盐，平均含量(μg/L)分别为0.05、6.63和1.07，标准差分别为0.05、4.06和0.25，变异系数分别为1、0.61和0.23。氮化物含量的空间变异性受地形、土壤类型、浅层地下水开发程度和农田施肥等因素的制约。平原区(包括柱状平原)、水稻土类型区、浅层地下水富集区和过量施氮区地下水中氮化物含量普遍较高，地球化学背景场波动较大。市级城区存在不同尺度的氨氮和亚硝酸盐异常，冲积平原区出现大范围的氮化物高值区(图3)。硝酸盐背景虽高，但地球化学场波动平缓。
4地表水的地球化学特征
4.1地表水的pH值
本区地表水的平均pH值为7.12，标准偏差为0.62，变异系数为0.09，总体为中性水。地球化学场变化不明显，地表水仅在长江南岸和中小城市地区呈弱碱性，这与碳酸盐岩和含钙岩分布广以及城市基础设施建设有关。
4.2地表水重金属含量特征
本区表层水中镉、汞、砷、铜、铅、锌、镍等元素的平均含量(微克/升)分别为0.06、0.006、0.72、1.49、1.18、15.05和65438。总的来说，区内地表水重金属元素含量接近或略高于浅层地下水，具有高铜低汞的特点。铜是地下水的4.14倍，汞是地下水的3.3倍。在开阔而平缓起伏的地球化学背景场中，有铜的高值区(图4)和汞的低值区。地表水中重金属元素含量变化的制约因素非常复杂，非自然因素起主导作用。
4.3微量元素和氮氧化物的总特征
氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐、磷、氯化物、铁、锰、钼、钴、硒、氟、钙、镁等微量元素和氮氧化物的平均含量(μg/L)分别为0.08、3.47、3.56、0.032、5.67、367.09、37.62。标准差分别为0.04，1.2，3.42，0.02，2.43，185.07，20.49，0.25，0.45，0.7，0.04，6.82，1.83，变异系数为0.003。该区地表水的营养元素和有益元素含量普遍高于浅层地下水，背景相对稳定(图5)。同时，除铁、锰外，地表水有益元素含量略低于正常值，而营养元素氮明显偏高。前者与特有的地质环境有关，后者受氮的地球化学行为和外界因素的制约。
5初步评估
5.1水地球化学环境质量现状
区内浅层地下水和地表水的地球化学环境质量属于ⅰ-ⅱ类水，水质综合指数小于2，浅层地下水优于地表水。结合区内土壤地球化学特征，反映区内生态环境质量总体较好，但随着区内社会经济的快速发展，水环境质量逐年下降[3]，局部地表水存在ⅲ类水，如中小城市区、赣江三角洲冲积平原、饶河乐平段等。
5.2区域水体中氮、磷含量接近或超过环境临界值。
区内水体总磷为二级，局部磷为三级及以下，如南昌、鄱阳、进贤、樟树。氮(氨氮、硝酸盐、亚硝酸盐)一般归为ⅲ、ⅳ类，局部归为ⅴ类，尤其是亚硝酸盐(图6)。可见浅层地下水和地表水氮含量明显超标，其中地表水氮含量超标14.22倍，浅层地下水亚硝酸盐含量超标107倍。地表水中的磷主要来源于农田化肥流失、城乡生活污水排放和厂矿“三废”超标排放[4]。根据现有的分析数据，鄱阳湖没有出现明显的富营养化。地表水和浅层地下水中氮超标主要与农业生产中大量使用化肥、厂矿“三废”超标排放和大量城市生活污水有关[5]。
图4鄱阳湖及其周边经济区地表水铜地球化学环境图
5.3水中铁、锰元素严重超标。
该地区地表水中铁和锰的含量分别是浅层地下水的6倍和3倍。同时，根据国家生活饮用水水质标准，浅层地下水中铁、锰分别超标302.6倍和230.8倍。根据《生活饮用水卫生标准》(GB-5749-85)，铁超标201.7倍，锰超标115.4倍。与鄱阳湖周边沉积物中铁锰含量的高背景场密切相关。可见，区域水地球化学环境仍存在单一指标污染。
5.4区域水体重金属污染程度
该地区水体中重金属元素的综合污染指数均小于1，属于自然背景状态。但地表水重金属含量比浅层地下水高1倍，尤其是铜，比浅层地下水高24.8倍，造成部分地区铜污染。如饶河乐平段地表水铜超标100.4倍，浅层地下水超标52倍。主要原因是水土环境天然高背景与矿山“三废”超标排放叠加造成的。
图5鄱阳湖及其周边经济区地表水磷地球化学环境图
6结论
水地球化学环境质量与地质环境密切相关。评价区横跨扬子板块和华南板块两个一级构造单元，由于南北地质构造演化的明显差异，形成了不同特征的地球化学环境。同时，区内北东向和北东向地质构造十分发育，控制了区域水地球化学背景的波动和分布方向。此外，不同地质年代的岩石组合也直接制约着水地球化学环境组分指标和指标组合的特征。以上反映的只是宏观的联系和现象的耦合，主要的地质构造因素还有待进一步研究。
鄱阳湖及其周边经济区的地表水和浅层地下水质量良好。浅层地下水一般呈弱酸性，主要重金属元素(Cd、Hg、As、Cu、Pb、Zn、Ni)含量不超标，属于ⅰ类水，但硝酸盐、亚硝酸盐、氨氮普遍较高，主要在ⅲ、ⅳ类水中；地表水总体呈中性，但长江南岸呈碱性，主要重金属元素含量不超标，主要为ⅰ类水，部分为ⅱ或ⅲ类水，而亚硝酸盐、硝酸盐、铁、锰等指标普遍较高，主要为ⅳ类水。地下水的质量优于地表水。但局部污染依然存在，污染物主要来自非自然因素造成的“三废”超标排放，导致地表水地球化学环境质量持续下降，中小城镇和工矿企业水资源遭受不同程度的污染。
图6鄱阳湖及周边经济区浅层地下水中亚硝酸盐地球化学环境图
总之，该地区水资源质量能够满足饮用水指标要求，但应重视各种人为因素造成的负面影响，加强水资源和环境的保护和监管，确保水资源安全，让山更绿、水更绿，实现社会经济和生态环境保护的协调发展。
以上只是对该地区水环境质量现状的简要评述。地表水和浅层地下水指标异常的原因及可能的生态影响，需要在下一步评价工作中进一步研究。本论文基于“江西省鄱阳湖及周边经济区1: 25万多目标区域地球化学调查——水地球化学调查”成果，是一项集体研究成果。向参与野外采样工作的江西省地质调查院西北分院全体工作人员表示衷心的感谢！
参考
王平，Xi小环。全国农业地质工作的蓝图--评《农业地质调查规划要点》。中国地质，2004，31(补充):11 ~ 15。
江西省地质矿产局。江西省区域地质。北京:地质出版社，1984。
[3]张海星，任晓红，孔平。江西省实现可持续发展面临的生态环境问题及对策。环境与发展，2001，16 (2): 7 ~ 9。
司友斌，王，陈怀满。农田氮磷流失与水体富营养化。土壤，2000 (4): 188 ~ 193。
李思良，刘丛强，肖华云，等。贵阳市地下水氮污染源及其转化过程中δ15N的识别与应用。地球化学，2005，34 (3): 257 ~ 262。
鄱阳湖及其周边经济区水地球化学特征及初步评价
钟存娣、陈锦华、尹、张旭、钟大洪
(江西省地质调查院，向塘330201)
文摘:在1:25万多目标区域地球化学调查工作的基础上，鄱阳湖及其周边经济区地表水和浅层地下水质量较好。浅层地下水为预测酸度(5.5—6.5)，而中性水仅位于都昌县北部。浅层地下水中以Cd、Hg、As、Cu、Pb、Zn、Ni为主的重金属元素含量未超标，水质属于第一类评价标准，但由于N总体偏高，浅层地下水水质主要满足第三类和第四类评价标准。长江南岸地表水总体呈中性，但偏碱性。地表水中重金属元素含量基本没有超标，水质主要由第一类评价标准和第二、三类评价标准组成，但水质主要由第四类评价标准组成，以铁、锰的指数较高。总之，浅层地下水的质量优于地表水。
关键词:鄱阳湖；地表水；浅层地下水；地球化学特征；估价