中国环境科学

作者：马硕, 何宝南, 张学航, 何江涛, 龙翔云, 杨珊珊, 史芫芫

单位：1. 水利部地下水保护重点实验室(筹), 北京 100083;2. 中国地质大学(北京)水资源与环境学院, 北京 100083;3. 北京市生态环境保护科学研究院, 北京 100037

关键词：永定河,“23&#183,7”特大暴雨,地下水水质,反向模拟,微生物响应

基金：北京市地下水污染风险源分类分级管控项目(HCZB-2023-ZB0078)

为探究“23·7”特大暴雨对门头沟平原区地下水水质的影响及机制,以永定河出山口为研究对象,通过对比暴雨前后地表及地下水水质变化,结合水文地球化学模拟及微生物表征技术进行成因分析.结果显示:暴雨洪水后地下水中Ca2+和HCO3-浓度均值上升9.75%~14.68%,Cl-,SO42-,F-,总Fe,总Mn浓度均值下降26%~86.92%,与地表水变化趋势相同,表明地下水水化学变化主要由受影响的地表水入渗引起.然而,地下水中K+,溶解氧(DO),氧化还原电位(Eh),NO3--N指标变化趋势与地表水相反,表明地下水水化学变化不仅仅是与地表水简单的物理混合.PHREEQC反向模拟结果表明,暴雨影响下地下水水化学演化受物理混合与稀释,矿物溶解沉淀,反硝化以及硫酸盐还原作用共同调节.具体而言,物理混合与稀释贡献为15.82%,在此基础上,硅酸盐矿物溶解增加Ca2+浓度,硅酸盐和蒸发岩矿物溶解与阳离子交换作用共同维持了Na+平衡,降雨入渗与有机质分解增加了HCO3-浓度,反硝化与硫酸盐还原作用使得NO3-和SO42-浓度降低.值得关注的是,特大暴雨加剧了首钢工业园附近高浓度Fe污染的稀释扩散,尽管稀释作用使Fe的超标浓度峰值由89.5mg/L降低至25.4mg/L,但Fe超标的数量却由1个增加至4个,比例达66.67%.同时,这一过程显著促进了地下水中Fe (Ⅱ)自养反硝化菌属的富集,提高了反硝化速率,显著降低了地下水中NO3--N的浓度.

来源：2025年第4期

《中国环境科学》期刊编辑部

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