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摘要
高氟地下水是我国乃至国际社会面临的最严重的环境地质问题之一。尽管众多的研究学者已对高氟地下水形成机理开展了广泛的研究,但高氟地下水中稀土元素的分异特征和迁移规律能否指示地下水中氟的富集过程尚不完全清楚。本研究聚焦高氟地下水广泛分布的贵德盆地,通过野外调查取样、室内测试和综合分析以及水文地球化学模拟相结合的技术手段,探究了含水层中氟和稀土元素的分布特征和迁移规律。研究发现贵德盆地地下水中氟的平均浓度为2.67mg·L-1,75%的地下水样品中氟浓度高于1.5mg·L-1,且沿地下水流程呈现出上升趋势。PHREEQC计算结果表明,地下水中氟主要以自由态F-的形式存在(浓度99.5%。)XRD和SEM-EDS的结果表明含水层沉积物中的主要矿物为石英(含量52.9%～56.5%)和斜长石(含量19.8%～21.8%,)且斜长石已发生化学风化作用。贵德盆地地下水中稀土元素浓度较低(0.052～0.267μg·L-1,)且主要以Ln CO3+和Ln(CO32-)的无机络合形态存在(含量>99%,Ln代表稀土元素)。地下水稀土元素北美页岩归一化模式表现为轻稀土元素相对于重稀土元素富集,且具有轻微的Ce负异常和显著的Eu正异常特征。地下水中氟和稀土元素的迁移均受到含水层中铁氧化物矿物的还原性溶解和长石类矿物的非全等水解过程的影响,且地下水中稀土元素的富集过程在一定程度上可以指示地下水中氟的富集过程。研究成果拓展了稀土元素在高氟地下水研究中的应用,可以为识别和揭示高氟地下水的分布和富集机理提供依据。
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