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阿根廷西北的萨利流域的地表水质量J.L. Fernandez-Turiel ? C. Perez-Miranda ? G. H. Almada ? M.E. MedinaC.A. Riviere ? M.A. Gordillo 摘要 在萨利流域（ Tucuman省，阿根廷西北部）钠、镁、硅、钾、钙、硫酸根离子、氯离子、碳酸氢根离子、银、铝、砷、金、硼、钡、铍、铋、溴、铈、镉、钴、铬、锶、铜、镝、铒、铕、氟、铁、镓、锗、钆、铪、汞、钬、碘、镧、锂、锰、钼、铌、钕、镍、磷、铅、镨、铷、锑、锶、钽、铽、碲、钍、钛、铊、铀、钇、钨、钒、镱、锌和锆的抽象空间和时间变化是通过37监测取样站确定的主要影响地表水质量。该区域地质背景对水化学允许区分三个子流域与沉积岩的相互作用的影响发现是占主导地位的。在北部和中欧子流域以及南部海盆发现沉积岩的相互作用占主导地位，然而南美大草原范围的变质花岗岩基底在中央海盆被注意到。此外，人类活动影响钾、磷、锰、铷和铅的空间变化以及溶解氧浓度和Eh 。水的质量变化与当地主要产业（甘蔗，酒精，柑橘）在空间降水量和季节性分布，在冬季增加磷、钾含量并降低溶解氧的浓度和Eh。在几个采样站氯离子、钠、硫酸根离子、铝、砷、硼、铁、锰、硒和铀含量超过规定饮用水中阈值。 引言 土地使用是当地自然地理特征界定的关键。Tucuman的省位于阿根廷西北部，显示显著的特征作为有当地居民赞成的自然资源多样性。尽管如此，短期发展规划进行了几个世纪介绍了环境失衡导致各种不良影响 (水质退化、 生物多样性的丧失、 水土流失和荒漠化方面，农业和农业等收益递减的进展等等)。Tucuman的主要经济活动是以涵盖了整个省份72的萨尔河流域为中心。此外，在萨尔河流域自然保护区，盆地是受严格保护的。在这一背景下，水的管理在可持续发展规划的领域具有关键作用（美国环保局 1991 年;尼尔和其他 1997 年，2000 年 ；欧盟 2000年）。尽管其重要性，萨利流域稀少的可用数据，(Tineo 和其他 1998）主要集中在地下水 （Tineo 和其他 1994 年，1999年），和特定地区的盆地 (Nicolli 和其他 2000 年 ； 加林多 G.和其他 2001 年 ；加西亚和其他 2001 年）的主要的水化学参数（加林多 M.C.和其他 2001 年）。一项国际倡议阐明影响萨利河流域地表水水质的主要方面，有助于保护地表水质量和 Tucuman 水资源可持续利用的主要方面取得的成果。 研究区Tucuman 省 (22,524 km2) 位于 26 和28S和 64.30 和66.30W.之间。大平原占主导地位但东北的 （分安第斯范围） 东部领土的一部分 (Tucuman 平原) 和西部 (Pampean 范围） 地区是山区，一些分别达到超过 2,000 和 5000 米海拔的山峰。萨利河向偏南方向流动，从萨尔塔开始一直到Tucuman下降到San Miguel de Tucuman City，在它的东南方向进入Rio Hondo Dam（250m）直到她最终到达Santiago del Estero和Cordoba provinces和Mar Chiquita 湖。Hondo River大坝的下游叫Dulce River。Sal-Dulce River流域是美国南部(57,320 km2)最大的内陆河流域之一。Sal River将近240 km长，流域面积19,970 km2。主要的地质和地貌单位是基本一致(IPDU 1994 年;Alderete 1998）。观察到的分安第斯和 Pampean 范围流域岩性包括前寒武纪古生代 metasediments (石板、 表土和片麻岩) 和火成岩 (花岗岩) 和白垩纪-新生代沉积物 （企业集团、 砂岩和片言）分别在地下室和封面。此外，火山岩露头也已经注意到了。过渡带组成的第三纪-第四纪碎屑沉积物连接子安第斯和南美大草原的范围与Tucuman平原。萨利河的冲积扇及其支流形成的至少一部分这山前无疑发挥了作用。卫星图像清楚地显示大、个别冲积扇的萨利和 Lules 河流以及结合沉积冲积扇的 Sal 支流排水的中部和南部地区。Tucuman 平原包括 Plio-第四纪碎屑沉积物与一些火山碎屑岩夹层。由于 Sal 流域 (Pampean 范围和 Tucuman 平原) 西部和东部地区的重要地形差异观察气候的显著差异。随着东西分布，根据Koppen 的分类 （Sesma 和其他 1998 年）流域气候变化从 BWkaw 到 BSkbw、Cwa，BShaw。在西部盆地(Taf del Valle)平均温度变化从冬天的9到夏天的17，在平原 (圣米格尔 德 Tucuman）从冬天的的11到夏天的25。大部分的降水发生在夏天和秋天。在冬季期间没有明显降水。西部盆地降水是雨和雪，在东部是雨。年降雨量超过 1000 毫米（本地2000 mm)在Pampean范围，而它是低于东部平原 600 毫米。尽管没有规律，Sal 河的水文系统遵循季节性模式。观察到从11月到4月有较高的流量。然而，突然发生在十二月和四月的频繁的风暴产生大量的径流。较低的流动记录从8月到9月。农业 (蔬菜、 柑橘、 烟草、 甘蔗)、 牛和工业 （主要是小型和中型) 集中于 Sal 沿河地段。许多这些活动在流域低流量期达到高峰，污水排放的增加，因此，造成重大水质退化。Sal 河的主要用途是为超过 100 万居民、牛、工业、农业、灌溉饮水供应水力发电和娱乐。Sal 流域的自然地理和气候特征与在该地区发现的非凡的生物多样性有关。已注意到三个生物地理分区： 亚马逊分区域 （永加斯省）、 Chacoan 分区域 (查科和蒙特省份) 和高寒-浦南分区域 （普纳和 Prepuna 省 ；卡夫雷拉和林克 1980 年;Morrone 2001)。法规保护生物多样性的九个领域覆盖总面积为 71,459 公顷。 方法在 Sal 流域建立了37个水质采样地点。这些站点定义未来地表水水质的分水岭监控网络。在不同的日期 (1995 年 12 月，1997 年 8 月，1998 年 5 月和 2000 年 4 月) 为监测水质的季节性变化在水文活性三角点采集的样品。温度、 ph 值、 电导率、 溶解的氧和 Eh 在实地中被确定。在使用前仔细漂洗三次的酸洗、 高密度聚乙烯 (HDPE) 瓶 （100 毫升） 收集了过滤的河水样品。高密度聚乙烯饮料瓶的使用将容器污染降至最低，并促进保存样品 （厅 1998 年）。水样本 （100 毫升） 被保留与 1 %硝酸(v/v) 的化学分析。样本存储的凉爽(4 C) 的黑暗中，以尽量减少样品恶化。此采样协议提供代表性的样本为痕量元素分析 （Hesske 和其他人 1997 年 ；Reimann 和其他人 1999 年 ；Fernandez-Turiel 和其他 2000a）。然后将样品用电感耦合等离子体发射光谱法分析 (ICP OES： 钙、镁、钠、钾、硅、硫、硼、磷、铁和锶） 以及根据电感耦合的等离子体质谱法(ICP-MS: 氯,银,铝,砷,金,钡,铍,铋,溴,镉,铈,钴,铬,铯,铜,镝,铒,铕,镓,钆,锗,铪,汞,钬,碘,镧,锂,镥,锰, 钼,铌,钕,镍,铅,镨, 铂,铷,锑,硒,钐,锡,铊,铽,碲,钍,钛,铊,铥,铀,钒,钨,钇,镱,锌和锆）。鉴于研究的样本的理化特性，氯和硫的浓度是作为氯离子和硫酸根离子分别表示。采用的方法被描述由 Fernandez Turiel et al.（1995 年，2000a，2000b）。氟化物的电化学研究确定。水化学信息被记录在 MS Excel 数据库和使用统计软件 (兵团 StatSoft Inc.、 塔尔萨、 美国) 和地理信息系统 (TNTmips，缩微影像 Inc.，美国) 处理。 结果与讨论 Sal 排水网络水流经的主要流域地质设置： 变质岩和火成岩地下室和的碎屑沉积覆盖层的分安第斯和 Pampean 的范围和最近碎屑沉积物的过渡山前和 Tucuman 平原。水组成的空间变化取决于主要影响的设置之一。因此，可分为三个分流域： 北部和中部东部分流域，其中包括西方的 Sal 到科罗拉多河，河边和东部的 Sal Ro 皇都唯客乐坝河边的排水网络包括中西部的 Sal 河滨梅迪纳河科罗拉多河的中央分流域从河畔的西南 Sal Ro 皇都唯客乐坝的 Barriento 河流域分盆地南部沉积岩覆盖的塔皮亚 Trancas 盆 （位于 Pampean 和分安第斯范围之间） 的沉积充填分安第斯范围和 Tucuman 平原沉积物的影响在北部和中部东部分流域 （图 1 和 2） 占主导地位。本部分的 Sal 流域地表水显示低浓度的许多研究水化学参数。尽管如此，这个总的趋势是不存在的(与浓度较高的 Na、 Cl、SO42-,和Sr)，在塔皮亚河(与浓度较高的钙, 镁,钠,氯,硫酸根离子,锶,硼,锂,镍和铀)，和在 Loro 河，除了在塔皮亚河中提到的元素提出了更高的浓度铝、铯、铜、铁、铷、钛、钒和锌等。塔皮亚盆特蓝卡斯盆地的 石膏蒸发夹层中沉积层序，如那些露在塔皮亚的河谷，通常影响钙、镁、钠、硫酸根离子。氯离子和锶的参数研究。当时发现的普遍影响在是 Pampean 范围的中央次盆地中部的变质花岗岩基底。水特点是由低程度的成矿作用，与低电导率和低钙、镁、钠、碳酸氢根离子、硫酸根离子、氯离子、硼、钡、溴、氟离子、碘、锂、钼、锶、铀和钒的浓度。相反，铁和 钙的浓度，比那些在其它子流域分析观察到高.最后，该TucumaN平原沉积材料覆盖的Pampean范围的变质花岗岩基底在南子流域的影响。子流域的水化学指纹是相当接近盆地北部和中东部小组观察到的特征。然而，这种指纹显示与蒸发沉积物等发生在塔皮亚 Trancas 盆地的那些毫无关联。另一方面，高氟离子、砷、硼、铀、钒、钼浓度 （数百至数千个 g/l 的最大值)位于在沿 Tucuman 平原地下水源泉中发现，主要在西部的圣米格尔 德 Tucuman 和在子流域的南部 （Nicolli 和其他 2000 年） 的几个地方。这些元素的来源是TucumaN平原夹火山碎屑岩在沉积有关的序列。此外，水的温度可能在上文所述的元素的迁移中发挥重要作用。Tucuman 平原是一个知名的地热区 (Stappenbeck 1921 ；Pomposiello 和其他 1994 年)。在该地区的地表水地下水浓度不高。但是，中东部、北部和南部子流域地表水在与中央子流域 (表 1) 的浓度记录的此类元素的比较中表现出更高的浓度。钡、溴、碘、锂、硒 和锶提出类似的反应。 关于空间变异，判别分析证实发现的差异沿 Sal 流域。图 3 显示了作为一个例子与 2000 年 4 月的水化学数据取得的成果。用于区分的标准根结构反映了各子流域主要水化学特征。标准根 1 从中部和南部的子流域中区分北部凹陷，也就是说，它指示了中北部凹陷 (钙、锶、钡。氯离子) 的蒸发特性的影响。标准根 2 在模型中分开考虑其他元素和Fe ，这方面反映在北部凹陷和南部凹陷之间相同的地方存在着脱节；在中间位置的是中部子流域组。这些功能是与中部盆地样本中高浓度的 Fe以及在其他元素浓度枯竭中观察到的是一致的。这两种典型的根的组合的辨析清楚的三个子流域。人类活动由钾、 磷、 锰、 铷、 铅、 Eh和溶解氧的变化反映。样品从下游城市地区收集通常呈现在 钾、磷、锰、铷、铅的浓度的增加和Eh 和溶解氧浓度的减少。这种变化与城市污水排放相关，如以下取样地点观察到： 10 （Eh 负值） 和 24 Sal 河 （downstreamSan 米格尔 德 Tucuman） ；27 Gastona 河 (下游 Concepcion） ；和 31 奇科河 (下游 Aguilares)。 Sal 河的Autodepuration 过程和重要水流贡献从中央分流域支流的减少 钾、磷、铷，和水中铅的浓度，但它们并不足以减少在流域的主要渠道锰的负载。温度和 ph 值受季节变化，在夏季 （12 月 3 月） 显示较高的值。另一方面，电导率和 钠、钾、氯和硫酸的浓度较高在冬季（6 月 9 月）低河流流量期间。后者扭转在夏季，是多雨期。图 4 说明了这种情况。此外，在某些采样地点观察到的浓度可能非常易变在降雨空间分布非常不规则的背景下通过水-岩相互作用的，能够迅速频繁产生、 高容量的径流与流域面积范围内的时间。例如的塔皮亚，Barriento 和 Marapa 河流 (分别取样站 6、29和 36，） 产生的许多元素的浓度范围广泛。人类活动相关的参数也显示时间的波动 在冬季 钾、磷、锰、铷和铅的浓度的增加或Eh 溶解氧浓度的降低 。相同级别的污水外溢和工业废水量的增加（甘蔗、 酒精和柑橘） 在整个低降水和低河流量期间维护有助于增加由 Sal 流域地表水运输的总污染物负荷。这一事实尤其是修改有机物质、 溶解的氧、 Eh、磷和钾的值.Sal 流域的一些地表水氯离子、钠值和硫酸根离子的浓度超过的饮用水水质规定 (表 3) 允许的浓度。同样，一些铝、砷、硼、铁、 锰、硒和铀浓度超过其各自的规定的阈值，而一些镍和铅的浓度非常接近规定值。取样站 9（ Sal 河、 La Aguadita December1995） 和 37（Calimayo 流，所有抽样） 250 毫克/升Cl-超过的阀值。坐落在位于前取样点附近盐业和造纸厂后者账户中这种反常情况(加林多 G.and 其他 2001 年）。正如预期那样，在相同情况下钠的浓度超过 200 毫克/升的阀值。此外，在圣米格尔 德 Tucuman 受到污水影响取样站 10的观察 Na 浓度超过阈值级别。因此，人类活动所涉及的所有提到的情况。250 mg/l 的硫酸根离子阈值在冬季 (表 2）超过了几个采样站 （6、 7、 10、 12） 。在塔皮亚河站 （6） 总是登记了高浓度硫酸根离子。这种情况已经与塔皮亚 Trancas 盆地沉积序列石膏的溶解相关联。在检查站 29 （Barriento 河，1995 年 12 月） 及 36 （Marapa 河，2000 年 4 月）有时会记录到浓度超过临界值。这些硫酸根离子较高值的在发生分盆地南部的主要由于表面蒸发岩的沉淀和溶解的与真正气候的季节性波动。始终未过滤的水样品中测量的铝浓度超过 200g/l的阈值。这种集中的一小部分无疑是由于悬浮颗粒物。因此，研究基地的交通工具应该是流域的一个优先事项。同样，在许多情况下铁的浓度比饮用水 (200 lg l) 的严格的临界值要高。至少一部分锰可能存在类似的问题。在