view in publisher's site

Hydro-biogeochemical processes of surface water leakage into groundwater in large scale karst water system: A case study at Jinci, northern China

Highlights•Leakage of polluted surface water brings extra dissolved constituents and nutrients into groundwater.•Dissolution of calcite, dolomite with gypsum and dedolomitization take place in Jinci.•Human activity affects groundwater quality with 15%–36.4% inputs of coal mine drainage and 3.9%–8.6% of domestic sewage.•Mineral bioweathering processes are identified by δ2H, δ18O, 87Sr/86Sr, δ13C and δ34S.AbstractSurface water leakage and anthropogenic inputs into groundwater prevail in karst areas in China. In this paper, surface and ground water were collected and multiple isotopic tracers were integrated with hydrogeochemical parameters to characterize the residence time, recharge history, biogeochemical processes, surface leakage and anthropogenic influences in Jinci karst system. Most karst groundwater have depleted δ18O and δ2H values together with 14C ages of 3000–11,085 years. Several karst groundwater along the Fenhe River channel show remarkable enrichment of oxygen and hydrogen and young apparent 14C ages (60–1845 years), signifying recently communicating with surficial environment. Major anthropogenic components in the surface water (Na+, Cl− and NO3−) and nutrients leak into groundwater along Fenhe River. Additionally, surface water leakage changes the microbial community in phylum and family levels for groundwater. The calculated river water leakage flux for the possible affected groundwater range from 61% to 87%, with the highest serious leakage found in Hekou county. Dominated by Ca2+, Mg2+, HCO3− and SO42−, the hydrogeochemical evolution of surface and ground water in the study area are largely controlled by dissolution of calcite, dolomite with gypsum and dedolomitization. Discharge of coal mine drainages and unregulated disposal of domestic sewage also contribute substantially to the groundwater hydrogeochemistry along the river leakage section, confirmed by lower δ34S values (1.8‰–4.7‰), depleted δ13C compositions (−12.2‰ to −10.4‰) and enriched δ18O and δ2H values. Karst groundwater in Hekou county show the highest contribution of coal mine drainage (36.4%) and moderate contribution of domestic sewage (8.6%).

فرایندهای هیدرو - بیوژئوشیمیایی نشت آب سطحی به آب‌های زیرزمینی در سیستم آب کارستی مقیاس بزرگ: مطالعه موردی در جنسی، شمال چین

نقاط برجسته آب سطحی آلوده اجزای حل‌شده اضافی و مواد مغذی را به آب‌های زیرزمینی می‌آورد. انحلال کلسیت، دولومیت با گچ و تجزیه دولومیت در جین رخ می‌دهد. فعالیت انسانی بر کیفیت آب‌های زیرزمینی با ورودی ۱۵ % -۳۶.۴ % تخلیه معدن زغال‌سنگ و ۳.۹ % -۸.۶ % فاضلاب خانگی تاثیر می‌گذارد. فرآیندهای معلق سازی مواد معدنی توسط، تعیین می‌شوند. در این مقاله، آب‌های سطحی و زیرزمینی جمع‌آوری شدند و ردیاب‌های ایزوتوپی متعدد با پارامترهای هیدروژئوشیمیایی تلفیق شدند تا زمان اقامت، تاریخچه تغذیه، فرآیندهای بیوژئوشیمیایی، نشت سطحی و تاثیرات انسانی در سیستم کارست Jinci مشخص شوند. بیشتر آب‌های زیرزمینی کارستی دارای مقادیر D۱۸O و D۲H تهی شده همراه با سن C۱۴ از ۳۰۰۰ تا ۱۱،۰۸۵ سال هستند. آب‌های زیرزمینی متعدد کارستی در امتداد کانال رودخانه فن غنی شدگی قابل‌توجهی از اکسیژن و هیدروژن و سن ۱۴ درجه سانتی گراد (۶۰ تا ۱۸۴۵ سال)را نشان می‌دهند که نشان‌دهنده ارتباط با محیط سطحی است. اجزای اصلی انسانی در آب‌های سطحی (Na +، Cl - و NO۳ -)و نشت مواد مغذی به آب‌های زیرزمینی در امتداد رودخانه فن. علاوه بر این، نشت آب سطحی جامعه میکروبی در شاخه و سطح خانواده برای آب‌های زیرزمینی را تغییر می‌دهد. شار نشت آب رودخانه محاسبه‌شده برای آب‌های زیرزمینی ممکن تحت‌تاثیر قرار گرفته از ۶۱ % تا ۸۷ % است، که بیش‌ترین نشت جدی در شهرستان هکو یافت می‌شود. تکامل هیدروژئوشیمیایی آب سطحی و زیرزمینی در منطقه مورد مطالعه عمدتا توسط انحلال کلسیت، دولومیت با گچ و دولومیتی شدن کنترل می‌شود. تخلیه زه‌کشی معادن زغال‌سنگ و دفع کنترل‌نشده فاضلاب خانگی نیز به طور قابل‌توجهی به هیدروژئوشیمی آب زیرزمینی در امتداد بخش نشت رودخانه کمک می‌کند، که با مقادیر کم‌تر δ۳۴S (۱.۸ - ۴.۷ % %)، ترکیبات δ۱۳C تهی شده (-۱۲.۲ % تا - ۱۰.۴ %)و مقادیر غنی‌تر δ۱۸O و δ۲H تایید می‌شود. آب‌های زیرزمینی کرست در شهرستان هکو بیش‌ترین سهم زه‌کشی معدن زغال‌سنگ (۳۶.۴ %)و سهم متوسط فاضلاب خانگی (۸.۶ %)را نشان می‌دهد.
ترجمه شده با


پر ارجاع‌ترین مقالات مرتبط:

  • مقاله Water Science and Technology
  • ترجمه مقاله Water Science and Technology
  • مقاله علوم و فن‌آوری آب
  • ترجمه مقاله علوم و فن‌آوری آب
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.