当前世界环境

介绍

在所有的溶液环境中，裸金属离子都在不断地寻找伴侣。感兴趣的环境是水，在那里所有的金属;阳离子被水合形成水化合物(Cohen Shanes,2001)。由于元素浓度低，水分析非常具有挑战性，因此它们很容易进入元素干扰和基质效应(N. Kahraman和Fahrunisia, 1976)。

有一些1.5 × 109公里^3.地球表面的水其中98.3%在海洋中，1.6%以冰的形式存在。剩下的0.1%作为地下水存在于湖泊和河流中。所有这些水，以及所使用的水，在某些时候都是自然水循环或全球水文循环的一部分。这个循环是基于水在地球表面和大气之间的持续运动。水循环涉及到蒸发和降水两个过程之间的动态平衡。然而，一些水可能会在重力的影响下向下移动(称为过滤)，穿过多孔的岩层，直到到达一个无法穿透的层。它在这里聚集并成为地下水，是水井和泉水的来源，为溪流、河流和湖泊提供水源。这种地下水的表面称为地下水位。在自然条件下，地下水位会根据当时的天气情况下降或上升，以及它是否被用作泉水的供水或作为人类使用的蓄水池。由于地下水与地下岩石接触的时间很长，它所包含的溶解物质将反映这些岩石的地质情况，以及它所经过的地表物质。 (Wright, 2003). In areas where the natural rock is rich in fluoride or where there is geothermal or volcanic activity, veryhigh fluoride levels, up to 50 mg/L, may be found in groundwater or hot springs. (Zhang, 2007).

Jebel Mara Mountains的位置和地质

杰贝尔马拉火山群位于苏丹西部达尔富尔州的西部和南部，最高的部分位于El Fashir镇(北达尔富尔州的首府)约80英里。该杂岩似乎形成于第三纪，但爆炸和侵入活动可能延伸至更新世，直到最近才出现。主要岩石为玄武岩，但粗面岩和榴辉岩在当地也很常见。火山碎屑岩在火山口附近被发现，而杰贝尔马拉本身被描述为5公里处的巨大火山口。浮石直径有两个火山口湖，一个是盐水湖，另一个是相当新鲜的湖，被火山灰和凝灰岩包围，浮石出现在局部。(参考文献1)在整个地区，特别是在火山口附近，观察到大量的温泉。

与干旱气候明显造成鲜明对比，在杰布尔玛拉山脉的Dariba Crater的西部有许多排放弹簧。这些弹簧含有异常高浓度的硫蒸气，高放电和高溶解材料，导致阴离子和阳离子的高含量，钻孔研究表明，在十个泉水流域中，弹簧也有助于对水文预算有所贡献系统（未发表的数据）。从灰玄武岩中的热弹簧发出的地下水，相信由Dariba Crater（Cater Lake）的当地充值组成。超过2公里。来自Dariba Crater的东南水，认为进入盆地流动，通过围绕裂缝和裂缝到达热弹簧。在天然热水中沐浴在杰贝尔玛拉地区非常受欢迎。热水也已用于医疗疗法。

研究区域的描述

所考虑的地区位于干旱到半干旱气候，介于24°25ʹ-24°35ʹE和纬度13°10ʹ-13°20ʹn之间，有10个温泉，有两个主要季节;(a)旱季大约从11月至5月开始;(b)雨季大约从6月至10月开始。在曼森期间，平均降雨量从西部地区的约900毫米到上部地区(丘陵地区)的1100毫米不等。平均温度在15°C(一月)到40°C(五月)之间变化。天然湖泊(达里巴火山口)位于1.5至2公里处。温泉的西南方向(图1)。在杰贝尔伊德瓦(Jebel Idwa)上记录了大约10个温泉，杰贝尔伊德瓦是离达里巴火山口约2公里远的一个附属锥。一些温泉和火山喷气孔沿内达里巴火山口湖的西北边缘被记录下来，其他温泉位于科隆加村附近。温泉的温度在55°c到60°c之间。马拉山‎是由高达3000米的山体形成的一系列火山山峰。它位于苏丹达尔富尔地区的中心。 The highest point is Deriba Crater (two lakes are there the largest and the smallest). The upper reaches of the massif is a small area of temperate climate with high rainfall and permanent springs of water. The last eruption occurred around 2000 BC.

材料和方法

2002年5月，在距离达里巴陨石坑2公里的Koronga村附近，用聚乙烯瓶采集了10个温泉的水样。在每个站，在过滤前分别用温度计、pH计和电导率计测定水的温度、pH值和比电导率。所有样本都在Al Neelain大学的实验室、应用地球科学与技术学院和兽医学院进行了分析。美国公共卫生协会(APHA,1984年)、美国水工程协会(AWWA,1984年)和水控制联合会(WCF,1985年)的主要离子化学研究实验室。标准的经典方法Jackson (1958)， Trivedy和Goel(1984)也被使用。总溶解固体(T.D.S)是由sec乘以因子(0.65)，碳酸氢盐(HCO_3.^-通过用HCl，总硬度（Th）作为Caco来估算样品来估计_3.用标准的E.D.T.A溶液进行四度分析。氯化(Cl^-）通过标准Agno滴定估计_3.解决方案。硫酸(所以₄^2－）通过使用氯化钡来测量的重量法沉淀盐。镁（Mg^２＋）从总硬度计算。钙（CA.^２＋)、钠(Na⁺)和钾(K⁺)，用火焰光度计测定。除E.C (Ms/ cm.)外，所有参数均以毫克/升(mg/l)表示。分析了测量阳离子(Ca^２＋、镁^２＋, Na⁺和K⁺），阴离子（HCO_3.^-，cl.^-所以₄^2－）由离子平衡误差表示，观察到在规定的限度范围内为±5％。

结果和讨论

表(1)列出了10个温泉样品的化学和物理分析，结果显示所有温泉的温度都很高(范围在50 - 60)。pH值最高，平均为9.46，表明水是碱性的。世界卫生组织(W.H.O, 1984)给出的饮用水pH值的理想限值为7.00至8.50，而最大允许限值为9.2。温泉水体的电导率(E.C)在240µ/cm(3号泉)到746µ/cm(1号泉)之间变化。温泉中tds的浓度在365 ~ 1150 mg/l之间。总的来说，所有样品的T.D.S值都较高。tds值均大于500 mg/l)，世界卫生组织1984年给出的上限为1000 mg/l。对比TDS和E.C值，如图(2)所示，当TDS值增大时，E.C值同时增大。地下水1号和4号泉水的TDS和EC变化表明，地下水1号和4号泉水的TDS值较高，均在800 mg/l以上。除7号样品为硬水外，总硬度(TH)分析样品均为中硬水，饮用水的硬度标准各不相同;世界卫生组织(1984年)建议的上限是500毫克/升碳酸钙_3.．美国水资源协会规定了800mg / L的CACO3的上限，适用于理想的水下摆，（1989），BBS SINBAL和R.P.Gupta，1999）。钙的浓度从24-95mg / L不同。并且没有有害影响。从表1中，弹簧No.1,4和9显示出较高浓度的钙（高于68mg / L）。热弹簧中钙的所有值正常，落在W.H.O（1984）给出的允许极限内。根据E.E.C.（欧洲经济共同体）建议的价值高达50毫克/升，在那里是I.S.I.（印度标准机构）推荐值为30毫克/升。W.H.O没有推荐值。关于这种离子。 The high values of magnesium from all hot springs waters have been examined. This is mainly due to presence of olivine, pyroxene and rocks covering the whole study area. About 60% of the samples were taken from springs has higher concentration of Sodium (more than 60 mg/l) where as 40% of the samples showed concentration less than 50 mg/l. Sodium considered harmful to persons suffering from Cardiac disease and high blood pressure. Therefore, the concentration of sodium should be within the limit recommended by W.H.O., (1984) as 200 mg/l for drinking water. Regarding the samples analysis for Potassium (K⁺) 1、4、5、8、9号弹簧值较大。在阳离子中，Ca^２＋、镁^２＋, Na⁺和K⁺离子范围从24到95,15到80,10到75,5到35毫克/升。比较温泉中Ca>Mg> Na >K等阳离子的存在。

表1:水的理化分析结果来自十个温泉的样品

对于溶解的阴离子，氯离子浓度从30到46不等。温泉中的氯化物浓度限制在一定范围内(低于55毫克/升)。硫酸盐浓度从10毫克/升到40毫克/升不等，小于75毫克/升。所有硫酸盐分析样品均在允许限度内。碳酸氢盐的浓度在215到300之间。阴离子的平均含量分别为428.5、37.5和26.2 mg/l。它们的丰度(epm %)的顺序是HCO_3.^-> CL.^->所以₄^2－．图中显示了温泉的化学参数随pH的变化。(3)、(4)、(5)、(6)，pH值与化学参数呈Cl阶相关^->南> K > HCO_3.^-> Mg> Ca> SO₄^2－．

结论

关于EC，TDS，TH，NA浓度水平的基本信息⁺，K⁺，加利福尼亚州^２＋、镁^２＋，cl.^-,所以₄^2－和HCO_3.^-在Koronga Village附近的不同地点的温泉，在苏班西部朱贝尔马拉克斯，已经在这项研究中获得。以下结论性观察可以根据所提出的数据作出：

1. 有些泉一年到头都在流，而有些泉一年只流一部分

2. 所有温泉样品的温度范围为55°C ~ 60°C, pH值较高，为碱性范围(9.00 ~ 9.66)，T.D.S.高(365 ~ 1150 mg/l)，富含钠(10 ~ 75 mg/l)，富含碳酸氢盐(215 ~ 800 mg/l)，总硬度较高。1号、4号、8号泉水可归类为硬水。温泉氯离子浓度限制在55毫克/升以内。硫酸根离子浓度小于75 mg/l。

3. 所有硫酸盐分析样品均在允许限度内。

4. 碱性浓度范围从中等到高值(从215到800 mg/l。碱度似乎是朝某个方向递减的。从温泉中提取的水被分类为钙-钠-碳酸氢钠类型。在研究区，热水与第三纪岩石共生。地热水的热量来自火山活动、构造活动和断裂岩中的深水循环。所有来自温泉的样本被分类为C1S1*和c1s2 *。杰贝玛拉山的所有地热水都与第三纪玄武岩的节理和断裂密切相关。除7号温泉外，所有温泉都属于中等硬水。

5. 自然灾害如地震，干旱，火山喷发或山体滑坡会影响温泉的性质;有些可能移动位置，其他人可能会增加或减少产量。

根据数据分析和前面讨论的结果，以下建议和进一步的研究需要给予适当的考虑

1. 为了保护泉水不受污染和污染，泉水的区域应该被围起来，防止动物和人类进入。

2. 应进行进一步的地质调查和随后的化学分析(应研究微量元素)

3. 在整个地区(Jebel Mara)进行更多的研究，以提供详细的研究，定量和定性地评价温泉的潜力。

4. 我们建议斯普林斯水域可用于地热电供应大面积。

*美国农业部(U.S.D.A, 1954)根据总盐和钠对水进行分类时使用的缩写，(C1low salinity water, S1 Low sodium water, S2 medium sodium water)

参考

1. A.P.H.A（1975）。美国公共卫生协会，水 - 废水中的标准方法，14^th编辑。、a.p.h.a.、a.w.w.a.和w.c.f.。,华盛顿特区

2. A.P.H.A（1984）。美国公共卫生协会，水 - 废水的标准方法，¹⁷编辑。，a.p.h.a.，a.w.w.a.，And.p.c.f.，华盛顿D.C.

3. A.P.H.A,(1992)。水和废水检验的标准方法，美国公共卫生协会，华盛顿特区

4. (2001)，加州三处滨海湿地鱼类和无脊椎动物的微量金属含量，《海洋污染通报》(第42卷)，第2期。(3) p.224

5. 哼哼法学博士(1959)。自然水化学特征的研究与解释，第2版，美国地质调查局，供水，美国地质。调查andWaterSupply。

6. 哼哼法学博士(1971)。自然水化学特征的研究与解释，第2版，美国地质调查，供水，联合

7. N.， Kahraman和Fahrunisia I. Olmez，(溪流中无机污染物的鉴定):环境污染物的测量、检测和控制，原子能机构(1976)。

8. 世界卫生组织(1984)。《饮用水准则》，水质，第1、2、3卷，健康标准和其他辅助资料，日内瓦。

9. 世界卫生组织(1995)。饮用水指南，水质，2^nd编辑,卷。1, W.H.O., EasternMediterranean Regional office, Geneva. Health Criteria and other Supporting Information, Geneva.

10. 环境化学，劳特利奇，(2003)，纽约。p280

11. 张，C.，（2007），环境抽样和分析基础，John Wiley＆Sons，新泽西州，P 393