长春市地下水钾离子含量分布调查
[摘要]2007年8月6日至2007年9月23日。

期间对长春市地下潜水以及深层基岩水进行了水中钾离子含量的调查。

共检测工作区域内36口基岩井和41口潜层水井，引用原子分光光度法，对所有水样进行了钾离子含量的检测，本文以长春市地下水常量元素K的分析数据为依据，分析了分布原因和规律，提出了可行的治理措施。

[关键字]潜水；基岩水；钾离子
1.地下水中的钾离子的检测及其来源
钾离子在地壳中的含量不高，由水化学背景值可知。

钾的化学性质和在地壳中的含量与钠相似。

在岩石圈中钾大部分在硅酸岩中(正长石，微斜长石，白云母及较少的白石榴石等等)。

钾在地下水中的含量较少。

一般只有钠含量的4—10％，其最大的含量见于低矿化度的水中。

这种现象是钾的生物活性所决定的弱迁移性能引起的，因为动植物有机质可以从水中吸收钾。

此外，钾还可以进入次生矿物(如水云母等)的结晶格架。

采用原子分光光度{去。

钾最佳浓度范围0.0-20.0mg／L，检测限0.01mg／L。

2地下水中的钾离子含量分布规律
所有监测基岩水和潜水共77个，钾的检出率100％，检测最低浓度为0.04mg ／L，高于最低检测限0.01mg／L。

由于国家地下水标准中没有对钾浓度标准的规定，因此根据钾离子的检测数据，参考实际生活，工业、生产的情况，划分为五类。

按照制定标准，Ⅰ类水质(18个点)占51％。

Ⅱ类水有13个，占38％，Ⅲ类水有2个点，Ⅳ类V类水各1个点；潜水中1类水点20个占48％，Ⅱ类水有19个点，占47％，Ⅲ类水有1个点，Ⅳ类水V类水也各有1个点。

2.1基岩水中钾离子含量分布规律
工作区域的西北部属于水质Ⅰ类区，伊通河沿岸Ⅱ类水域面积较大，其中铁北东荣大路伊通河段的市毛线厂院内的A0741a检处浓度为10.04mg／L，此处局部浓度较高呈现环状分布。

另外杨家屯处，点位B0163a检出浓度最高，达到21.35mg／L，是全域唯一一个V类水，其周围浓度呈环状下降。

B0421a点位，为百事可乐院内一号井。

此处出现又一高浓度值，达到9.82mg／L,由于此点周围分布的点不多。

较之以往数据，2007年钾离子浓度是高值比2005上涨超过50％，比2006年上涨将近150％，年的最低检测值和2006基本持平。

平均浓度与2005年相差不大，比06年高近1mg／L。

说明2007工作区基岩水受钾离子污染的程度比前4年严重。

在平均浓度相差不大的05、06、07三年，最高浓度的相差较大。

2.2潜水中钾离子含量分布规律
钾离子含量的最大值31.25mg／L，点位B0542c,在吉林大路伊通河路段长春大桥南350米处的局部突高的面状分布带中，属于V类。

浓度大于20.0mg／L。

另外B0882c，浓度19.81mg／L。

四间村民井的小型面状分布区域表示为V类，浓度为10.0-20.0 mg／L。

周围区域依次为Ⅳ、Ⅲ类。

在检测区域的北方、西方、东南方各有大块呈片状分布的区域，即为Ⅰ类区。

长春市市区处在Ⅱ类水区，浓度范围1.05.0mg／L最高浓度值比2005、2006年有大幅提高，最低值又比06年下降很大，综合5年的平均值来看，05年出现了近5年来的最高峰，但从05至07年出现下降趋势。

2.3影响地下水钠离子浓度分布的因素
2.3.1影响基岩水钠离子浓度分布的因素
首先市毛线厂院内的A0741a检处浓度为10.04mg／L，调查知该点位取水时间较长，形成降落漏斗的可能性很大，伊通河近年来受污染的情况严重，该基岩井很可能受地表或潜水的污染。

此点位于伊通河一级阶地，河流沿岸地表渗流通畅，
其次杨家屯处。

点位B0163a检出浓度最高，达到21.35mg／L,是全域唯一一个V类水，该环状分布带位于南湖——兴隆沟断裂带富水区范围内，富水区由于水位埋深很深，水循环的时间很长，造成该位置的钾离子的富集。

由于该处的地质构造复杂，该井深196米，吉海水上移的可能性也存在，因此造成了该位置钾离子浓度较高。

再次B0421a点位，为百事可乐院内一号井，由于周围无垃圾场和水源，分析是人为造成此处钾离子浓度过高。

2.3.2影响潜水钠离子浓度分市的因素
长春大桥南350米处点位B0542c，浓度31.25mg／L。

由于该井位于伊通河岸边，是动物园中景观水流入伊通河的入口处，又是潜水井，但沿河的钾离子浓度含量来看(参考BOM2d点位)，判断是：一是汇入河流的影响；二是人为因素引起。

还有B0882c，浓度19.81mg／L，四间村民井。

该井位于雁鸣湖西北角，雁鸣湖两处地表水采样点的钾离子浓度分别为(B0971W)20.36mg／L和(B0972W)21.07mg／l，三个值较为接近，而且该井不深，所以判断钾离子浓度高是受地表水影响的所致。

2.4总结影响浓度分布的因素
影响地下水钾离子分布规律的因素主要有以下两方面：自然因素和人为因素。

自然因素主要表现为地形地貌的影响。

由于本监测区位于松辽平原凹陷地，围岩为石灰岩或含钠、钾的品质岩，钾、钠的化学性质活泼，因此与地下水交替强烈，岩石中的钾、钠元素进入到地下水体当中形成了相对高价态水质。

在伊通河沿岸的冲积河谷阶地，尤其是东岸宽阔的河谷平原，地势较低且平缓，地下水交换缓慢，并且由于今年雨水较多，对地下水的补给使得伊通河东岸钾离子浓度较西岸的低。

伊通河以西的波状黄土台地透水性弱，因淋溶作用极易造成元素的富集，所以钾离子浓度较高。

2.5地下水钾离子的迁移途径，物理化学作用的规律
①天然水的离子强度
在多数情况下，在天然水中由于离子的相互作用而产生电场，这就减弱了各种离子浓度在化学反应中实际上能起的作用，使之大大小于相血离子浓度的作用。

②天然水中元素浓度对矿物形成的作用
元素在地壳中的克拉克值对元素的迁移影响很大。

如si,AI,Fe,mg,等元素，它们构成多种多样的矿物，在各种地质作用中均很活跃，由浓度积的规则可以得出结论：在其他条件相同时，克拉克值高的元素能充分供应水以高浓度的离子，并有较大的可能形成矿物。

元素的低克拉克值便决定了该元素在天然水中的浓度。

因此钾离子在天然水中的含量较其它离子要小。

3结论及建议
3.1监测区内地下水中钾离子分布归纳
综合分析长春市(工作区范围内)的浅层水及深层水钾离子分布情况，可以看出长春市地下水钾离子浓度大多较低，属于低钾区。

这是由区内的地质地貌背景条件和人为条件所决定的。

但是还有个别采水点检出钾离子浓度过高，成为富钾区。

钾元素是人类生命不可缺少的元素之一。

所以应该建议这些低钾区的居民多摄取钾元素，保证体内钾元素的正常补给。

总体上看长春市郊的钾含量略高于市区。

地下水钾离子分布特征反映了长春市潜水和基岩水受地质地貌影响的规律，以及受人为因素影响的程度。

3.2综合治理规划建议
目前，对于地下水的开采存在以下问题：
1.私采，滥采井的现象仍然存在。

由十对本区地下水状况的不了解，开采技术和取水条件的不合理。

这样会造成水资源的浪费和污染。

2.开采过渡，是地下水位下降，形成降落漏斗。

如以贾家洼子，人民广场为中心的总面积达50平方公里的两大降落漏斗，其贫水区地下水埋深已达近100米。

为了控制污染，实现地下水的可持续发展，因此提出以下综合治理规划建议：
1、加强水价值研究。

水资源特征决定了水价值测度的复杂性。

由于产业政策的需要，水资源配置常有倾向性，使水价值发生了扭曲。

建议在评价水价值时，将水价值与配置问题分离开来。

2、完善水资淅市场。

这是缓解水危机的有力手段，其中经济手段又是不
可或缺的重要方式。

采取经济手段保护水资源既是必须的，也是必要的。

除支付工程营运费用及正常利润的部分水价外，常用的经济手段还有收费，资源费和排污收费、补贴、押金及执行鼓励金等。

3、有计划限量开采。

采取接工业产品用水单耗和生活用水人均定额对地下水进行有计划的开采，而且在对不同含水层(组、段)详细勘察基础上，进行合理布井，合理限定各井的最大开采量。

4、提高用水效率与效益循环利用。

各用水单位本身通过对各用水部门实行有效措施，提高水的循环利用率。

另外，在相邻单位之间，利用个用水单位水质要求的不同。

采用厂际间串联的办法，从而提高水的重复利用率。

5、污染治理。

填封一部分已造成严重污染的井，设置水源地卫生保护带。

在降落漏斗地带减少或禁止开采，有可能的话进行回灌。

在伊通河下游近河地段尽量不打井，尽量避免污水侧渗。