孫海軍

(甘肅省地礦局水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，甘肅 張掖 734000)

涼州區(qū)高壩鎮(zhèn)飲用天然礦泉水形成條件及水質(zhì)特征

孫海軍

(甘肅省地礦局水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，甘肅 張掖 734000)

[摘要]對涼州區(qū)高壩鎮(zhèn)飲用天然礦泉水水源地進(jìn)行了水文地質(zhì)調(diào)查、分析測試等相關(guān)工作，分析了該礦泉水形成條件及水質(zhì)特征。其中微量元素鍶含量為0.506～0.640 mg/L，已達(dá)到國家飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)，具有較高開發(fā)利用價值。本文對其礦泉水形成條件進(jìn)行了初步探討，并對該礦泉水的水質(zhì)進(jìn)行了分析，對今后該礦泉水合理開發(fā)利用資源提供參考依據(jù)。

[關(guān)鍵詞]飲用天然礦泉水；形成條件；水質(zhì)特征；鍶

隨著社會的發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人民越來越關(guān)注食品安全與健康，礦泉水以其天然、純凈、安全、衛(wèi)生、有利于健康而成為熱門商品。在市場的需求下，開發(fā)礦泉水資源是當(dāng)前的熱點，涼州區(qū)高壩鎮(zhèn)飲用天然礦泉水具有水質(zhì)好、口感好，無污染的特征。通過對涼州區(qū)高壩飲用礦泉水水源地的開展水文地質(zhì)調(diào)查、分析測試，其所含的微量元素達(dá)到國家飲用天然礦泉水的標(biāo)準(zhǔn)，具有較高的開發(fā)利用價值。

1地質(zhì)環(huán)境概況

1.1地層巖性

水源地所處的武威盆地屬祁連褶皺系的走廊過渡帶，自上新世以來處于大幅度沉降過程，沉積了巨厚的第四系。第四系下更新統(tǒng)為半固結(jié)-松散的河湖相砂、礫砂與泥巖互層；第四系中、上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)以洪積或沖洪積砂、礫砂、砂礫石及礫卵石為主，由南向北，巖性顆粒逐漸變細(xì)。南部山前地帶，地層巖性為一套巨厚單一的礫卵石層，向盆地北部，漸變?yōu)樯?、礫砂、砂礫石、亞砂土、亞粘土互層的多層結(jié)構(gòu)。

1.2地質(zhì)構(gòu)造

武威盆地是祁連山褶皺帶與阿拉善臺塊之間的一個中新生界盆地，自加里東期至喜馬拉雅期都顯示了程度不同的活動性，沉積了比較完整的地層系統(tǒng)，形成復(fù)雜的構(gòu)造輪廓。加里東期構(gòu)造以北西西-東西向大型復(fù)式褶皺和走向逆斷裂為主，并伴隨巖漿活動，系本區(qū)構(gòu)造的奠基時期。海西-印支期和燕山期構(gòu)造運動相對較弱，分別形成近南北向和以北東向為主的新構(gòu)造線。相繼的新構(gòu)造運動比較強(qiáng)烈，以上升的震蕩運動為主，上升幅度由西向東漸小，系區(qū)內(nèi)地貌的主要發(fā)育期。北西向南升北降的大斷裂長期控制著山地和平原截然不同的發(fā)展歷程，至今仍顯示相當(dāng)?shù)幕顒有浴?/p>

圖1　區(qū)域構(gòu)造略圖

對水源地及周邊地質(zhì)結(jié)構(gòu)和水文地質(zhì)條件具有重大控制作用的主要為武威南部祁連山前大斷裂，該斷裂為一隱伏逆斷層(F1)，水源地位于該斷層下盤，距離該斷層約12 km(圖1)，走向南東—北西，在祁連山前形成“斷層臺階”(圖2)，切斷了中上更新統(tǒng)—全新統(tǒng)含水層，使斷層兩側(cè)的地下水位落差達(dá)百米以上。

圖2　研究區(qū)水文地質(zhì)剖面圖

1.3地形地貌

區(qū)內(nèi)地貌類型分祁連山山地、走廊平原綠洲和騰格里沙漠三種，在大地構(gòu)造上位于祁連褶皺系中的走廊過渡帶。西南部是祁連山東段冷龍嶺的前山地帶，為走廊帶的毛藏古凸起和蓮花山凸起，山勢降為中山、低山、丘陵和盆地，主要山峰冬青頂、蓮花山、天梯山、第五山，海拔2 000～3 200 m；東北部是河西走廊平原地東段，為走廊帶的凹陷，呈西北—東南向延伸，按其成因和形態(tài)可分為沖積平原，沖積細(xì)土平原，海拔1 500～2 000 m；東部是騰格里沙漠，海拔1 500 m以下。

2水文地質(zhì)條件

2.1含水巖組及富水性

根據(jù)含水巖組孔隙性質(zhì)和地下水物理性質(zhì)、水力特征，區(qū)內(nèi)地下水類型為第四系松散巖類孔隙潛水。含水層巖性

為上更新統(tǒng)礫卵石和礫質(zhì)亞砂土層，含水層厚度大于40 m，水位埋深15～50 m，受季節(jié)及降水影響變化較大，富水性較好，以本次抽水試驗最大降深2.15 m的1.5倍做為最大允許降深，推算出最大涌水量為2 683.51 m3/d。

2.2地下水補、徑、排條件

地下水主要接受冰川融水入滲、河道水入滲、渠系水入滲、田間灌溉水入滲和側(cè)向徑流補給；地下水由南西向北東方向徑流，排泄方式主要為側(cè)向徑流排泄和人工開采。

3礦泉水水質(zhì)特征

3.1感官特征

色度≤5度，無色透明；渾濁度≤3 NTU；口感涼淡，無嗅無味；無肉眼可見物。水溫10℃～11℃，溶解性總固體252.20～688.10 mg/L。

3.2水化學(xué)類型

通過對水源地多次地下水采集與檢驗，其主要成分K+1.60～1.63 mg/L，Na+9.02～9.40 mg/L，Ca2+58.5～59.02 mg/L，Mg2+11.19～11.70 mg/L，HCO3-158.60～173.50 mg/L，Cl-8.93～10.60 mg/L，SO42-52.00～61.50 mg/L，其含量決定了地下水水化學(xué)類型。據(jù)此，按舒長列夫分類法，將地下水水化學(xué)類型劃分為HCO3--SO42-型。pH值7.87～8.03?？扇苄钥偣腆w252.20～688.10 mg/L，為淡水?？傆捕?CaCO3計)194.2 mg/L，屬微硬水。

3.3水質(zhì)界限指標(biāo)

鍶含量為0.506～0.640 mg/L，已達(dá)到飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)。鋰、鋅、碘化物、偏硅酸、硒、游離二氧化碳、溶解性總固體等在豐水期和枯水期含量實測值低于飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)(表1)。

表1　天然礦泉水界限指標(biāo)評價一覽表　mg/L

注：“-”代表未檢測項(數(shù)據(jù)來源：甘肅省武威市涼州區(qū)高壩礦泉水水源地勘探報告)。

3.4水質(zhì)限量指標(biāo)

“國標(biāo)”中所規(guī)定的十八種元素或重金屬，豐水期和枯水期水的含量均未超過限量值，符合“國標(biāo)”要求(表2)。表明礦泉水未受污染。

3.5微生物指標(biāo)

豐水期和枯水期所取水樣中大腸菌群、菌落總數(shù)等均未檢出，表明礦泉水水質(zhì)符合飲用衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。

4鍶型礦泉水形成條件分析

鍶(Sr)是ⅡA族元素，它化學(xué)性質(zhì)活潑，容易失去最外層的2個價電子而變成離子。對周圍的地球化學(xué)環(huán)境(溫度、壓力、濃度、pH值、氧化還原電位等)適應(yīng)性強(qiáng)，且具有很強(qiáng)的遷移力。鍶離子半徑與鈣、鎂相近，電價相同，常以類質(zhì)同相共存于巖石礦物中。在地下水中經(jīng)常會發(fā)生離子交替吸附，從而被鈣、鎂取代進(jìn)入水中。從而增加了地下水中鍶的含量。

從礦泉水水源地周邊機(jī)民井所取水樣做鍶離子含量的測試分析，結(jié)果表明，礦泉水水源地周邊地下水鍶含量0.548～0.836 mg/L，說明該礦泉水水源地周邊地下水中富含鍶元素。地下水經(jīng)由山區(qū)向平原徑流過程中，與圍巖長期接觸，經(jīng)溶濾、水解和碳化作用，使水中的鍶含量不斷增高，從而達(dá)到礦泉水界限標(biāo)準(zhǔn)。

5礦泉水水源地衛(wèi)生防護(hù)區(qū)劃

涼州區(qū)高壩鎮(zhèn)飲用礦泉水水源地屬層狀埋藏型水源地，結(jié)合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》、《飲用天然礦泉水》、《飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范》等水源衛(wèi)生防護(hù)范圍的相關(guān)規(guī)定，擬將礦泉水水源地嚴(yán)格保護(hù)區(qū)以礦泉水水源井、礦泉水生產(chǎn)區(qū)向地下水上游外推100 m的范圍，限制區(qū)以礦泉水水源井、礦泉水生產(chǎn)區(qū)向地下水上游外推300 m。100 m嚴(yán)格保護(hù)區(qū)內(nèi)應(yīng)設(shè)立明顯標(biāo)志，設(shè)置圍欄。無關(guān)人員不得入內(nèi)，不得放置與取水設(shè)備無關(guān)的其它物品，消除一切可能導(dǎo)致礦泉水污染的因素及妨礙取水設(shè)施運行的活動。300 m限制區(qū)內(nèi)，不得設(shè)置居住區(qū)和工廠、廁所、水池，不得堆放垃圾、廢渣或鋪設(shè)污水管道，嚴(yán)禁使用農(nóng)藥、化肥，并不得有破壞水源地水文地質(zhì)條件的活動。

表2　天然礦泉水限量指標(biāo)評價一覽表　mg/L

注：“-”代表未檢測項(數(shù)據(jù)來源：甘肅省武威市涼州區(qū)高壩礦泉水水源地勘探報告)。

6結(jié)語

(1)水源地地下水的物理性質(zhì)與感官性狀指標(biāo)、常量元素指標(biāo)、理化指標(biāo)均符合飲用天然礦泉水水質(zhì)的要求，地下水礦化度252.20～688.10 mg/L，達(dá)標(biāo)元素鍶含量0.506～0.640 mg/L，根據(jù)其水質(zhì)特征可定名為鍶型飲用天然礦泉水。

(2)該礦泉水的形成是砂礫卵石層風(fēng)化溶解、鍶離子交替吸附的結(jié)果，形成了富含鍶的飲用天然礦泉水。

(3)通過初步劃定保護(hù)區(qū)范圍，做好相關(guān)規(guī)劃，防止礦泉水水源地遭受污染，以保證可持續(xù)開發(fā)利用。

參考文獻(xiàn)

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The formation conditions and water quality characteristics of drinking natural mineral water in Gaoba Town

SUN Hai-jun

(Institute of Hydrogeoloical and Engineering Geology,Gansu Provincial Bureau of Geology and Mineral Exploitation and Development Zhangye 734000,Gansu)

Abstract:The work of hydrogeological investigation and testing for drinking natural mineral water source of Gaoba Town in Liangzhou District is completed，analysis of drinking natural mineral water formation conditions and water quality characteristics. The trace element strontium content are 0.506～0.640mg/L，The indicators are in line with national standards，with high exploitation value. The paper makes a study on the formation condition and quality analysis of the mineral water，which is helpful for further exploration.

Key words:drinking natural mineral water；formation conditions；water quality characteristic；strontium

[收稿日期]2016-02-01

[作者簡介]孫海軍(1984-)，男，陜西延長人，工程師，主要從事水文地質(zhì)勘察工作。

[中圖分類號]P641.5+1

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]B

[文章編號]1004-1184(2016)03-0004-03