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重金属具有强毒性、高稳定、易积累、难降解的特点，一直是环境污染控制领域的研究热点之一，近些年，地下水中重金属污染引起人们的高度重视。 华北平原是我国北方严重缺水的地区，地下水是其主要供水水源，近年来，随着工农业的迅速发展，华北平原地下水水量和水质都面临着严峻问题，各种污染造成地下水中有害物质逐年增加，地下水水质逐渐下降，严重危及了饮用水安全。华北平原地下水水质问题已引起了社会各方面的关注，许多专家学者开展了大量调查研究工作，但迄今为止，华北平原尚未系统开展针对地下水中重金属污染调查评价工作，对地下水重金属含量及空间分布状况缺乏了解，对地下水重金属污染的潜在危害认识不足。 本次研究以国家973项目“华北平原地下水演变机制与调控”为依托，在充分收集和分析以往该区域相关研究成果的基础上，从山前至滨海选取了“保定-沧州”、“石家庄-衡水-德州”两个剖面，在一个水文年内进行了两次野外地下水采样，测定了Fe、Mn、Cu、Zn、Pb、Cd、As、Cr、Se等9种重金属元素含量及其他相关指标。对研究区地下水中重金属进行了质量评价，通过数理统计、GIS空间分析等方法，对地下水重金属的空间分布特征(横向和垂向)进行了定性和定量分析。最后选取保定Cr污染为典型，通过VisualMODFLOW对地下水重金属垂向迁移进行了数值模拟，分析了天窗对重金属垂向迁移的影响以及重金属垂向迁移的主控因素。 研究共得到以下结论： (1)季节对地下水中重金属含量及空间分布影响不大；研究剖面地下水出现Fe、Mn、Se、Cr超标，其中Fe超标严重，平均值高于标准值。Fe、Mn、As主要来源于天然地质矿石和沉积物风化溶解，Se主要来源于土壤中可溶态、可交换态硒长期溶滤的结果，Cr和Zn高含量区为人类生产活动导致； (2)横向上，Fe、Se和Cr主要集中在山前地区，中部和滨海地区含量相近且均低于山前，Zn、Mn和As在“保定-沧州”剖面从山前到滨海含量平缓下降，在“石家庄-衡水-德州”剖面则中部高于山前，Cd含量沿山前至滨海方向逐渐上升，Cu和Pb横向分布均匀。垂向上，Fe、As、Mn和Se含量随深度降低，Cr和Zn中层出现高浓度，Cu、Cd、Pb含量垂向变化不显著。 (3)两个剖面地下水中Cd含量与采样点至山前的距离(X)和深度(Depth)均表现出显著相关性，As含量与X呈现良好正相关性。“保定-沧州”剖面Se与X呈负相关，“石家庄-衡水-德州”剖面Zn和Mn与X正相关。 (4)地表的重金属污染源对其下部地下水潜在危害依据水文地质条件与开采条件而变。弱透水层的存在对Cr垂向迁移有较大减缓作用，弱透水层中“天窗”的存在会促进Cr的垂向迁移；重金属垂向迁移受土壤对重金属吸附系数的影响较大；浅层水开采一定程度上会促进重金属垂向迁移，而深层水开采对重金属垂向迁移影响较小。当含水层之间存在水位差时，Cr垂向迁移增强，弥散度对Cr垂向迁移的影响作用变得显著。