地球化学不同演化阶段对浅层地下水中砷富集的主导作用

该研究利用自适应神经网络-模糊推理系统和多元线性回归模型研究了我国中部江汉平原地区地下水砷富集的多种地球化学作用。研究结果表明，自适应神经网络推理系统的最优变量组合包括了化学指标：重碳酸根、铵根离子、磷酸根离子、铁、锰元素、荧光指数、pH和菱铁矿饱和指数。研究数据显示，铁锰氧化物还原溶解作用，磷酸根竞争吸附作用，pH影响下的解吸附和菱铁矿沉淀作用很可能共同影响着砷浓度。多元线性回归模型表明，铁的还原溶解作用对砷的浓度的影响，主要作用于低浓度砷；而对高浓度砷而言，铁的还原溶解似乎已经接近于平衡状态。随着地下水化学的演化，磷酸竞争吸附和pH导致的解吸附而致的砷富集的影响已经趋向于超过还原溶解作用对砷富集的贡献。菱铁矿沉淀对砷活化过程有抑制作用，尤其对高饱和度菱铁矿的地下水抑制明显。本研究表明了，地球化学作用对砷浓度的控制作用，依地下水化学演化阶段的不同，显示出不同作用对砷影响的主导地位不同。该研究以“Multivariate analysis of the heterogeneous geochemical processes controlling arsenic enrichment in a shallow groundwater system”为题发表在国际期刊“Journal of Environmental Science and Health（SCI源）”2014年第4期。