Características geoquímicas de los sedimentos en el lago Chaohu, Anhui

(Instituto de Estudios Geológicos de Anhui, Hefei 230001)

Resumen: Los sedimentos del lago Chaohu tienen bajos contenidos de nutrientes y metales pesados ​​y son ricos en cerio, estroncio y Na2O . La distribución de elementos forma tres zonas geoquímicas, que están controladas principalmente por el fondo geológico del lago y el ambiente sedimentario. La secuencia de deposición de elementos transportados por los ríos es: Cd, P, Pb, Zn, As y S se depositaron cerca de la desembocadura del lago. Ni, Cr, Cu y N se depositaron en ambos lados del agua entrante y de 3 a 8; km al frente; Zr se depositó en el lago. En el borde del lago, Ti se depositó en el centro del lago. El levantamiento de Zhongmiao-Laoshan limita la propagación de aguas residuales a la mitad oriental del lago.

Palabras clave: Lago Chao; sedimentos; características geoquímicas

1 Introducción

El estudio geoquímico ecológico de la cuenca del río Jianghuai en la provincia de Anhui abarca el río Yangtze y el Río Huaihe Hay muchos lagos, incluidos el lago Wabu, el lago Heyao, el lago Jiaogang y el lago Anfengtang en la cuenca del río Huaihe Chaohu, el lago Longgan, el lago Daguan, el lago Bo, el lago Wuchang, el lago Pogang, el lago Caizi y el lago Baizi; en la cuenca del río Yangtze, el lago Dang, el lago Fengsha, el lago Huangpi, el lago Jinsheng, el lago Shijiu, etc. Debido al impacto de la contaminación industrial y agrícola, el lago Chaohu está gravemente contaminado y se ha convertido en uno de los "Tres lagos y tres ríos" controlados por el estado. Este sistema de estudio recopiló 633 muestras de sedimentos del fondo del lago de 0 a 20 cm y 168 muestras de sedimentos profundos (por debajo de 1,5 mo 20 cm por encima de la base) de los 16 lagos mencionados, midió 54 indicadores y obtuvo muestras de sedimentos del fondo del lago Chaohu que proporcionan datos básicos del estudio geoquímico. datos básicos para estudios comparativos sobre las características geoquímicas elementales de los sedimentos lacustres en diferentes contextos geológicos.

2 Características del entorno hidrológico y antecedentes geológicos del lago Chaohu

El lago Chaohu tiene múltiples funciones, como suministro de agua urbana, acuicultura, riego de tierras agrícolas, turismo y transporte marítimo. del proyecto planificado de desvío del río hacia el río Huaihe. Importante fuente de agua. Según la profundidad del agua y el espesor de los sedimentos del lago, todo el lago se puede dividir en tres centros de sedimentación (hundimiento) en el oeste, el medio y el este. El oeste limita con la ciudad de Zhongmiao-Beizha y el este con la ciudad de Zhongmiao-Beizha. Ciudad de Huatang-Ciudad de Gaolinqiao (Figura 1). El lago Chaohu es alimentado por ocho ríos principales, incluido el río Nanfei. Los principales ríos contaminados son el río Nanfei y el río Shiwuli que fluyen a través de la ciudad de Hefei, con una calidad de agua peor que la Clase V. El río Pai que fluye a través del condado de Feixi es de Clase II. la calidad del agua varía de Clase IV a Clase V. La categoría V otros ríos generalmente tienen una calidad de agua de Categoría III a IV; Las áreas de contaminación del agua del lago Chaohu se distribuyen principalmente en el oeste. La calidad del agua es en su mayoría de V a peor que V. Los principales indicadores de superación son TN, TP y CODMn. La calidad del agua en el este es significativamente mejor que la del oeste.

El lago Chaohu es un lago de rift. La zona de falla de Tanlu atraviesa el lago Chaohu a lo largo de las puertas Zhongmiao-Norte y Sur en la orilla norte, y el basamento sedimentario del lago es principalmente estratos del Terciario al Cuaternario. Características del fondo geológico alrededor del lago Chaohu: la zona costera del lago entre la ciudad de Chaohu y la ciudad de Sanbing en el sureste está compuesta principalmente por rocas carbonatadas del Cámbrico-Pérmico; la zona costera del lago entre Hechanglin y Zhongmiao en el norte está distribuida con detritos del Jurásico y Cretácico; rocas, rocas epimetamórficas proterozoicas y rocas ígneas metamórficas; la zona costera junto al lago Hechanglin-Luodaying en el norte y el oeste está compuesta principalmente por depósitos aluviales de ríos del Cuaternario, y otras áreas son en su mayoría loess del Pleistoceno tardío (Figura 2). Las características geológicas de fondo de las áreas de origen de los ríos que ingresan al lago Chaohu: el río Nanfei y el río Shiwuli en el noroeste son loess del Pleistoceno tardío; las fuentes distantes del río Paihe y el río Fengle en el oeste son rocas metamórficas del Grupo Dabie, y las fuentes cercanas; Son rocas volcánicas, rocas clásticas y loess del Pleistoceno tardío. Los ríos Baishishan y Zhaohe en el sur están compuestos principalmente por rocas volcánicas del Jurásico y loess del Pleistoceno tardío. El río Gaozhe en el noreste está dominado por loess del Pleistoceno tardío, con rocas carbonatadas del Sinio-Cámbrico parcialmente expuestas. En general, el fondo geológico de la fuente es principalmente loess del Pleistoceno tardío.

Figura 1 Isóbatas de sedimentos del lago Chaohu

Figura 2 Mapa de distribución del material parental del suelo alrededor del lago Chaohu

3 Características geoquímicas de los elementos en los sedimentos del lago Chaohu

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3.1 Características del contenido de elementos

Los parámetros geoquímicos de los sedimentos superficiales y profundos en el lago Chaohu se muestran en la Tabla 1. Los coeficientes de variación de As, Hg y CaO en los sedimentos superficiales oscilan entre 0,5 y 0,76, lo que refleja la distribución desigual de estos elementos en los sedimentos superficiales. Los coeficientes de variación de Cd, Cu, Mo, Ni, P, S, Sb, Zn, MgO y materia orgánica están entre 0,25 y 0,50, y estos elementos se encuentran distribuidos uniformemente, mientras que los coeficientes de variación de otros elementos son inferiores a 0,25. , mostrando una distribución uniforme.

Tabla 1 Tabla estadística de parámetros geoquímicos de sedimentos superficiales y profundos en el lago Chaohu

Nota: Los óxidos, N y P son %, el pH no tiene dimensiones y los demás elementos son mg/ kg Superficie/profundidad (sedimento superficial promedio/sedimento profundo promedio superficie/suelo (sedimento superficial/suelo superficial promedio en el área de distribución del material parental del loess);

El contenido medio de elementos de los sedimentos superficiales del lago Chao es superior al de los sedimentos profundos (coeficiente de relación ≥ 1,5), y As, Mo, S, Sr son superiores a los de los sedimentos profundos (coeficiente de relación ≥ 1,1). ~ 1,5), Ni y TFe2O3 Significativamente más bajos (coeficiente de relación 0,8 ~ 0)

En comparación con el suelo superficial promedio en el área de distribución del material parental de loess aguas arriba, es rico en Cd, Sr, Na2O y CaO ( coeficiente de relación 1,2 ~ 1,5), Cr, los contenidos de Cu, Mo, N, Ni, P, Pb, S, Sb, TFe2O3 y Al2O3 son menores que los de la superficie del suelo (coeficiente de relación es 0,6 ~ 0,9)

En comparación con los sedimentos superficiales de los lagos a lo largo del río (Tabla 2), Na2O, Zr, ce y Sr son significativamente más altos que los de los lagos a lo largo del río (coeficiente de relación ≥ 1,2), Ti, B, U, y SiO2 _ 2 son similares a los de los lagos a lo largo del río (coeficiente de relación 0,9 ~ 1,2), y otros elementos son más bajos que los de los lagos a lo largo del río (coeficiente de relación < 0,9).

Tabla 2 Coeficientes de relación promedio de sedimentos superficiales en el lago Chaohu y lagos a lo largo del río Yangtze

Características de la distribución geoquímica de 3,2 elementos

Según Cu, Cd , Las características de distribución de campos geoquímicos de elementos múltiples como Zr, ti y N dividen el lago Chaohu en tres zonas geoquímicas (Figuras 3 y 5), que están estrechamente relacionadas con los tres centros de sedimentación (sedimentación) del lago Chaohu (Figura 1 ). Muestra que el ambiente de depósito del lago afecta directamente la deposición y distribución de elementos en el lago.

Figura 3 Mapa de zonificación geoquímica de sedimentos del lago Chaohu

Nota: La siguiente figura es el mapa geoquímico del elemento Cu.

Figura 4 Diagrama del valor de pH del sedimento y el agua del lago Chaohu.

Nota: La siguiente imagen muestra el valor de pH del sedimento, y el número marcado es el valor de pH del agua.

Figura 5 Mapa geoquímico de circonio, cadmio, nitrógeno y titanio en sedimentos superficiales del lago Chaohu.

El valor del pH de los sedimentos del lago Chaohu aumenta gradualmente de oeste a este (Figura 4), siendo neutral en las partes central y occidental y alcalino en el este. El valor del pH del agua del lago en el oeste es inferior a 8 y en las partes central y oriental es superior a 8. Las tendencias de distribución espacial de los valores de pH del agua y los sedimentos son básicamente consistentes.

Zr, Ti, Hg, SiO2_2 y Pb en el este son áreas de fondo bajo (Figura 5), ​​N es el área de fondo y otros elementos se distribuyen en fondo alto. En el oeste, Ti, Pb, N, Hg, Cd, K, Zn, As, Cu, P y la materia orgánica tienen principalmente un fondo alto, mientras que CaO, Zr y SiO2_2 tienen principalmente un fondo bajo. El contenido de la mayoría de los elementos en la parte central es menor que en el este y el oeste. A excepción del SiO2 y el Zr con un fondo alto, otros elementos se distribuyen principalmente en un fondo bajo.

Patrón de deposición del elemento 4 en lagos.

Debido a que la orilla del lago es recta, después de que el agua del río ingresa al lago Chao, debido a los cambios en las condiciones hidrodinámicas y químicas del agua, los elementos tienen una secuencia de deposición obvia. El Zr generalmente se deposita en las desembocaduras de los ríos y a lo largo de la costa (Figura 5), ​​mientras que elementos como Cd, P, Pb, Zn, as y S solo se depositan cerca de las desembocaduras de los ríos. Después del intercambio con el agua del lago, elementos como Cu, Ni, Cr y N generalmente se depositan en ambos lados y en el borde frontal del agua del lago, mientras que elementos como el Ti migran hacia el centro del lago. Las características de deposición elemental de los estuarios de los ríos que ingresan al lago Chaohu se muestran en la Tabla 3.

Tabla 3 Tabla estadística de características de sedimentación de elementos fluviales en la desembocadura del lago Chaohu

Nota: + se deposita cerca de la desembocadura del río, - generalmente no se deposita en la desembocadura del río.

Debido a que diferentes ríos transportan diferentes formas de elementos, las propiedades químicas del agua del río son diferentes y el orden de deposición de los elementos también es diferente. Los contaminantes en los ríos Nanfei y Shiwuli son relativamente altos y el contenido de elementos en el agua del río (alrededor de pH 7,7) es bastante diferente al del agua normal del lago (alrededor de pH 8,0). Cd, Hg, As, S, Pb, P y materia orgánica se depositan cerca de la desembocadura del río, generalmente dentro de 4 a 6 km de la desembocadura del río, mientras que MgO, K2O, Al2O3 y Mn generalmente se depositan más lejos de la desembocadura del río. .

5 El impacto de los ríos contaminados en la calidad del agua del lago Chao

Los ríos gravemente contaminados que desembocan en el lago Chao incluyen el río Nanfei y el río Shiwuli, seguidos por el río Pai, ambos Se distribuyen en la mitad occidental del lago. Los indicadores de contaminación incluyen elementos de metales pesados, nutrientes y materia orgánica.

Las principales fuentes de contaminantes son las aguas residuales industriales y las aguas residuales domésticas. El río Fengle es una fuente importante de elementos P y K que causan eutrofización en la mitad occidental del lago. Se ha traído una gran cantidad de contaminantes de los ríos mencionados anteriormente, lo que hace que la calidad del agua de la mitad occidental del lago sea mayormente de V a peor que V, lo que hace que la calidad del agua de la mitad occidental del lago sea significativamente peor que el de la mitad oriental del lago.

En comparación con los lagos a lo largo del río, los contenidos de Cd, Cr6+, Be, Mn, F, Se, Mo y cianuro en el lago Chaohu son significativamente mayores (Figura 6). La concentración más alta de Cd es 0,024 mg. /L, que supera seriamente el estándar.

Figura 6 Comparación del contenido de elementos en el agua del lago Chaohu y los lagos a lo largo del río. Unidad de contenido: mg/L.

La forma y el alcance del impacto del agua contaminada del río en la calidad del agua del lago Chaohu. Después de que el río Nanfei y otros cuerpos de agua contaminados desembocaran en el lago Chao, elementos como Cd, Hg, Fe, Mn, Cr6++, Pb y Zn se extendieron hacia el sur a lo largo del lado este de la mitad occidental de la provincia de Hubei, formando una zona continuamente distribuida y cinturón de contaminación que disminuye gradualmente (Figura 7) . El alcance de la contaminación se limita principalmente a la parte occidental del levantamiento Zhongmiao-Laoshan, que también es un área propensa a desastres por cianobacterias.

El valor del pH del lago Chaohu también tiene características de distribución similares (Figura 4). Tomando como límite el levantamiento de Zhongmiao-Laoshan, el valor de pH de la mayoría de los lagos del oeste es inferior a 8,0 y el valor de pH de los sedimentos es inferior a 6,7. El valor de pH del lago oriental está por encima de 8,0 y el valor de pH del sedimento está por encima de 6,7. El valor de pH del sedimento superficial en el fondo del lago del este está por encima de 8,0.

6 Conclusión

Los sedimentos del lago Chaohu son ricos en Na2O, Zr, Ce y Sr, pero el contenido de la mayoría de los nutrientes y metales pesados ​​es menor que el del suelo circundante y sedimentos de ribera El contenido de elementos químicamente estables W, Ti y Zr es básicamente similar.

La zonificación geoquímica de los sedimentos del lago Chaohu es obvia, y las regiones oriental, central y occidental son consistentes con los tres centros de depósito del lago. Dado que hay cuerpos geológicos de alto fondo distribuidos en el área de origen, el contenido de metales pesados ​​es alto y el rango de distribución es amplio en el este, lo que indica que el contenido y las características de distribución de los elementos en los sedimentos del lago están controlados principalmente por el fondo geológico del área de origen, seguida de la influencia del ambiente de depósito, ríos Impacto limitado en los campos geoquímicos.

La secuencia de deposición de los elementos de entrada al lago Chaohu es: Zr - estuario y zonas costeras - Cd, P, Pb, Zn, As, S cerca del estuario - Ni, Cr, Cu, N en el centro del lago -Ti.

Figura 7 Mapa geoquímico de cadmio de Chaohu. La unidad del cadmio es mg/L.

Los contaminantes de los ríos tienen un mayor impacto en la calidad del agua del lago Chaohu que los sedimentos. La propagación de masas de agua contaminadas está controlada por la topografía del fondo del lago, y el alcance de su impacto contaminante a menudo se limita a la mitad occidental del lago, que también es un área propensa a desastres por algas verdiazules.

Referencia

[1] Oficina Provincial de Geología y Recursos Minerales de Anhui. Geología regional de la provincia de Anhui. Beijing: Geology Press, 1987.

[2]Oficina Provincial del Censo de Suelos de Anhui. Suelo de Anhui. Beijing: Science Press, 1996.

[3]Oficina Provincial de Estadísticas de Anhui. Anuario estadístico de Anhui (2002). Beijing: Prensa de Estadísticas de China, 2003.

[4] Comité editorial del "Anuario de reducción de desastres de Anhui". Anuario de reducción de desastres de Anhui. Hefei Anhui University Press 2003

[5] Departamento Provincial de Recursos Hídricos de Anhui, Oficina Provincial de Protección Ambiental de Anhui. Zonificación de la función hídrica de la provincia de Anhui. Beijing: China Water Conservancy and Hydropower Press, 2004

[6] Oficina Municipal de Protección Ambiental de Hefei. Informe de calidad ambiental de la ciudad de Hefei, provincia de Anhui (2001 ~ 2005)

Características geoquímicas de los sedimentos del lago Chaohu

, alto,

(Instituto de Estudios Geológicos Provinciales de Anhui , Hefei 230001)

Resumen: Los sedimentos del lago Chaohu tienen bajos contenidos de nutrientes y elementos de metales pesados, pero son ricos en cerio, estroncio y Na2O. La distribución de elementos conduce a la formación de tres zonas geoquímicas, que están esencialmente controladas por el entorno geológico del lago y el entorno de depósito. La secuencia de deposición de los elementos transportados por los ríos es: Cd, P, Pb, Zn, As y S en la entrada del río al lago, Ni, Cr, Cu y N a ambos lados y de 3 a 8 km al frente del río. en el lago, Zr en el borde del lago, T está en el centro del lago. El levantamiento Middle Temple-Sam juega un papel en limitar la extensión de las aguas residuales hacia la mitad oriental del lago.

Palabras clave: Chaohu; características geoquímicas