1 引言

高砷地下水在我国是一个严重的环境问题，是引起饮水型地方性砷中毒的主要原因。根据《全国地方病防治“十二五”规划》，内蒙古自治区13个饮水型地方性砷中毒旗县中，土默特左旗和托克托县等两个旗县位于呼和浩特盆地内。世界卫生组织制定《饮用水水质准则(第四版)》以及我国最新修订的《生活饮用水卫生标准》(GB5479—2006)都将10μg/L定为饮用水的标准限值(以下所指的高砷水均为砷含量超过10 μg/L的地下水)。目前，呼和浩特盆地地下水中砷含量的分布，尤其是较易开发利用的浅层地下水中砷含量分布的认识程度较低，仍有待于进一步研究[1，2]。

本文主要以呼和浩特盆地浅层地下水砷含量为研究对象，探究呼和浩特盆地浅层地下水砷含量的分布规律，并利用指示克里格法预测研究区浅层地下水砷含量超过10 μg/L饮用水标准限值的分布概率，旨在为本区地下水资源的合理开发利用提供科学依据。

2 研究区概况

研究区全部位于呼和浩特市境内。地貌上，研究区北部为大青山山前冲洪积倾斜平原，中部为大黑河冲湖积平原，东南部、南部为林格尔台地和托克托台地(图1)。根据含水系统成因及水力联系特征，将研究区第四

  

图1 呼和浩特盆地浅层地下水砷含量分布

系孔隙含水系统划分为单一结构潜水区和双层结构区[3，4]。双层结构区含水层由上部浅层含水层、中部湖相淤泥质隔水层和下部承压含水层构成。其中上部浅层地下水包括了潜水和浅层微承压水，两者水力联系密切，形成了统一的地下水位[5]。本文所指的浅层地下水包括了单一结构区潜水和双层结构区的浅层地下水。

3 材料与方法

3.1 样品采集与测试

2012～2017年间分三批在研究区共采集380个浅层地下水砷样品，样品分布较均匀。砷样品采集时，添加1∶1HCl酸化至pH值小于2，并装入40 mL避光的棕瓶内4 ℃下保存。所有样品5 d内送至国土资源部地下水矿泉水及环境监测中心，砷含量测定采用美国瓦里安公司产的Varian820-ms型ICP-MS测试。

3.2 研究方法

2.锅置火上，入油烧热，注入适量高汤烧开，放入泡椒碎，调入盐、胡椒粉、料酒、泡椒汁、陈醋、生抽、辣椒油拌匀，倒入肥牛片烫熟后，起锅盛入有金针菇的碗中，撒上葱花即可。

根据指示克里格法，选择砷含量10 μg/L的饮用水标准限值作为阈值，将地下水砷含量转为值为0或1的二进制变量，即地下水砷含量大于10 μg/L时，转换后的变量为1，小于或等于10 μg/L时，转换后的变量则为0。因为指示变量值是0或1，所以未知点的差值结果为0～1，因此由指示克里格法获得的预测结果可以解释成变量预测值为1的概率[6]。采用GS+软件计算拟合最优的指示半变异函数，最后利用ArcGIS10.1软件绘制地下水砷含量超过10 μg/L的概率分布图。

4 结果与分析

4.1 浅层地下水砷含量的空间分布特征

地东部为大黑河和什拉乌苏河冲积平原及山前冲洪积扇。而盆地中西部则为湖洼—池沼沉积环境。湖沼沉积环境向南直抵林格尔台地和托克托台地，东北边界可达白庙子乡，湖沼沉积环境中心恰好位于铁帽村一带，该区域也是浅层地下水砷含量最高、高砷水分布概率最高的地区。这种古环境格局决定了研究区浅层地下水砷含量分布。在冲积和冲洪积地区，有机质含量较低，沉积物颗粒较粗，地下水水化学环境多为氧化环境，地下水径流速度也较快，不利于地层中砷的释放和累积。而在湖沼沉积环境中，有机质含量较高，沉积物颗粒较细，地下水还原性较强且径流缓慢，十分有利于高砷水的形成。

图2为浅层地下水砷含量超过10 μg/L的不同概率区间的平面分布情况。地下水砷含量高于10μg/L的概率也从盆地边缘至盆地中西部逐渐增大。在大黑河冲湖积平原中部的土默特左旗的塔布赛乡、北什轴乡、白庙子乡和托克托县的五申镇、古城乡以及研究区西南邻近黄河的托克托县双河镇的部分区域，地下水砷含量高于10 μg/L的概率在0.75以上，这表明该区域浅层地下水面临砷含量超标的风险较大。在地下水砷含量最高的塔布赛乡铁帽村，砷含量超标的概率在0.75以上，而在古城乡北斗林盖村，砷含量超标的概率则在0.5～0.75之间。研究区东部四市区以及南部和林格尔县高砷水的分布概率几乎全部小于0.25。

  

图2 呼和浩特盆地浅层地下水砷含量超过10 μg/L的概率分布

4.2 地下水砷含量分布的成因分析

研究区浅层地下水主要赋存于晚更新统—全新统(Q3-4)地层中。在晚更新世—全新世时期，呼和浩特盆

呼和浩特盆地浅层地下水砷含量在0～428.38 μg/L，平均为23.71 μg/L，大于10 μg/L的103个，超标率为27.11%，变异系数2.44，砷含量在数值上具有极强的变异性。在地貌上，大黑河冲湖积平原和山前冲洪积倾斜平原的东部以及托克托台地—和林格尔台地几乎无高砷水分布(图1)。砷含量由盆地边缘向盆地中西部逐渐升高，大黑河冲湖积平原中心的大黑河两侧是研究区浅层地下水砷含量最高的地区。地下水砷含量超过10 μg/L的地区主要分布在盆地中西部，即大黑河冲湖积平原的中部。该地区地势低平，是区域地下水的弱径流区和排泄区。该区域塔布赛乡铁帽村(砷含量：428.38 μg/L，369.0 μg/L)以及古城乡北斗林盖村(砷含量：357.5 μg/L，340.5 μg/L)的地下水砷含量为全区最高。

贺兰山东麓植被稀疏，森林覆盖率低，降低风速，防治沙尘和水土流失功能较弱。对本地区进行综合治理改造，减少沙尘源，为降低本区沙尘暴的强度起到决定性作用。通过对本区营造生态经济林，提高地表植被覆盖度，才能有效扼制沙尘暴天气，改善生态环境。

3)当y1tan(45°+φ/2)>b，且y′1tan(45°+φ/2)

5 结论

呼和浩特盆地浅层地下水砷含量在0～428.38 μg/L，平均为23.71 μg/L，超标率为27.11%。在地貌上，砷含量由盆地边缘向盆地中西部逐渐升高，大黑河冲湖积平原中心的大黑河两侧是研究区浅层地下水砷含量最高的地区。地下水砷含量超过10 μg/L的地区主要分布在盆地中西部，即大黑河冲湖积平原的中部。在大黑河冲湖积平原中部的土默特左旗的塔布赛乡、北什轴乡、白庙子乡和托克托县的五申镇、古城乡以及研究区西南邻近黄河的托克托县双河镇部分区域，地下水砷含量高于10 μg/L的概率在0.75以上，该区域浅层地下水面临着较大的砷含量超标风险，因此在地下水开发利用时应予以重视。晚更新世—全新世时期冲积、冲洪积以及湖沼等古沉积环境格局是影响浅层地下水砷含量分布的重要原因。

参考文献：

[1]王 雷, 张美云, 罗振东. 呼和浩特盆地富砷地下水的分布、特征及防治对策[J]. 内蒙古民族大学学报(自然科学版), 2003, 18(5):402～404.

[2]刘晓波, 董少刚,刘白薇, 等. 内蒙古土默川平原地下水水文地球化学特征及其成因[J]. 地球学报, 2017, 38(6):919～929.

[3]张翼龙, 陈宗宇, 曹文庚,等. DRASTIC与同位素方法在内蒙古呼和浩特市地下水防污性评价中的应用[J]. 地球学报, 2012(5):819～825.

[4]张泽鹏, 朱玉晨, 郝奇琛,等. 呼和浩特盆地地下水流系统变异机制及其资源效应[J]. 水文地质工程地质, 2017(2):63～68.

[5]杨性恺, 席廷钰, 郭 玲, 等. 呼和浩特市南郊大气环境质量状况的研究[J]. 内蒙古农业大学学报(自然科学版), 1994(1):79～84

[6]王政权. 地统计学及在生态学中的应用[M]. 科学出版社, 1999.