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碘是合成甲状腺素的重要组分,是人体必需的微量营养元素,机体长期碘摄入不足或过量,均会引起甲状腺疾病。我国高碘地下水主要分布于黄淮海平原、干旱内陆盆地、沿海地区等。大同盆地是我国典型的干旱内陆盆地,是典型的原生高碘地下水赋存区。人为活动,尤其是周期性灌溉会造成浅层地下水氧化还原环境发生周期性变化,还会引入外源碳、氮等物质为浅层地下水系统中微生物提供额外碳源,造成浅含水层中富碘沉积物的降解。本研究选取我国山西大同盆地为研究区,以典型高碘地下水系统为研究对象,综合运用水文地质调查、野外采样、室内测试及微观拟合实验方法,在识别天然高碘地下水中碘的赋存形态及其碘富集的主控因素的基础上,通过室内实验研究了不同氧化还原条件下外源有机碳输入对浅含水层中碘迁移释放的影响。研究结果为合理利用和保护地下水资源,保障居民饮用水安全提供了科学依据。研究表明:1.大同盆地地下水中碘含量变化范围在8.1701067μg/L之间,平均值为175.0μg/L,从边山缘至盆地中心呈逐渐升高的趋势。垂向上,浅层(<60m)地下水样品碘含量明显高于中深层地下水样品。2.大同盆地高碘地下水类型以Na-HCO3或Na-Cl?(SO4)为主,低碘地下水类型以Ca-HCO3为主。地下水中碘的赋存形态以I-为主,弱碱条件(pH 7.248.99)有利于地下水中碘的富集。高碘地下水主要赋存于还原性地下水环境。地下水中碘与TDS、EC及Cl含量的正相关关系表明,蒸发作用是控制浅层地下水中碘富集的主控因素。3.钻孔(DXZ-II)沉积物中碘含量的变化范围在<0.011.78μg/g之间,平均值为0.29μg/g。垂向上富碘沉积物主要发生在6.122.9m、86.2102.0m、156.0200.4m、224.2252.0m和272.0300.0m 5个深度,均以富含有机质的粘土沉积物为主,其浅层和中深层中碘含量与地下水中碘的垂向分布基本一致。积物中富含有机质的粘土是地下水中碘的主要来源。4.灌溉活动可使浅层地下水系统的氧化还原环境发生周期性变化。在还原条件下,外源输入的有机碳在微生物作用下还原沉积物固相铁矿物相,进而造成搭载在铁矿物相的碘得以释放,形成高碘地下水。