雷州半岛地下水水质空间分布特征及铁、锰、pH超标的水文地球化学成因探析

王 亚,曹小芳,叶 珊,周永章,张 珂,陈炳辉,沈文杰,梁 浩,曹英杰,李增权

1.中山大学a.地球科学与工程学院;b.环境科学与工程学院,广东 广州 510275

2.南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海),广东 珠海 519082

3.广东省地质过程与矿产资源探查重点实验室,广东 广州 510275

4.广东省生态环境监测中心,广东 广州 510380

5.广东省湛江生态环境监测中心站,广东 湛江 524000

地下水总量约占地球总水量的0.61%,是河流、湖泊等地表水总量的将近70倍[1],因此,地下水是地球淡水资源的重要组成部分。地下水在我国供水体系中发挥着非常重要的作用。据统计,2021年,地下水供水量约占我国总供水量的14.5%[2]。我国北方城市生活和工业用水供水水源中,地下水占90%左右[3]。尽管南方地区降雨量大,地表水资源更为丰富,但是仍有一些城市,如粤西滨海城市湛江,因地表水资源有限,将地下水作为重要的饮用水源或后备饮用水源。

与地表水相比,地下水在含水层与隔水层等的调节作用下,时空分布相对更加均匀,这为人类获取和利用水资源提供了诸多方便。此外,由于地层的过滤作用,地下水水质相对不容易受到地表污染物的影响,常常能保持良好的状态,从而使地下水被作为重要的饮用水源[4-6]。尽管具有相对优势,我国地下水资源利用与保护仍充满复杂性和挑战性。以湛江为例,研究人员在多年调查监测过程中发现,该区域地下水存在较突出的pH、铁(Fe)和锰(Mn)等指标超标的情况。据文献记载,该区域地下水pH有时可低至4以下[7],酸化显著,而Fe和Mn含量相对于国家饮用水标准限值而言,可高至几十倍甚至数百倍[8]。雷州半岛地区在中、晚更新世经历了多次间歇性的火山喷发,形成了较为复杂的水文地质条件,使得对该地区地下水水质超标问题的科学认识和有效管控成为难题。

当前所处的“十四五”时期是我国社会主义生态文明建设的关键时期。地下水污染管控与治理是我国国家战略规划与行动方案的重要内容,也是各省级及地市级生态环境部门重点关注的核心工作[9-10]。为初步评估湛江地下水pH、Fe和Mn显著超标的原因,本研究以2009—2017年在湛江市主城区及其周边地区开展的地下水基础环境状况调查项目获得的数据资料为基础,分析该区域地下水环境质量时空特征,并结合该区域地质地层与水文地质条件,揭示出可能诱发水质超标的地球化学因素,以期为明晰湛江市区多年来一直面临的地下水Fe、Mn和pH超标问题指明方向,并为对该问题的有效管控提供科学指导与依据。湛江作为以地下水为重要饮用水源或后备饮用水源的滨海城市,长期存在地下水Fe、Mn超标问题,因此,在该区域开展相关研究不仅对于解决该地区地下水水质问题具有重要意义,也可为我国其他存在类似地下水水质问题的城市和地区提供借鉴。

1 研究区域与研究方法

1.1 研究区地质与水文地质概况

雷州半岛地处我国大陆最南端,介于南海和北部湾之间,是我国三大半岛之一。该地区属于典型的亚热带、热带季风气候,多年平均气温在23 ℃左右,年平均降雨量为1 300～1 700 mm,降水时空分布表现为由东向西渐减且多集中在5—9月[11]。由于蒸发量较大,当地容易发生干旱,导致区内地表水资源相对短缺。当地地表径流大多是源近流短的小溪流,呈树枝状,由中部向东、南、西三面分流入海。该区域地形地貌较复杂,总体地势呈南北高、中间低,囊括了火山地形、侵蚀堆积地形、侵蚀剥蚀地形和海成地形等[12]。

雷州半岛属雷琼东西向喜马拉雅沉降带的中段和北段,经历了加里东期、海西-印支期、燕山期和喜马拉雅期4个构造阶段[12]。当地堆积的新生代地层自下而上依次为古近系、新近系、第四系,基底为白垩系、元古系[13]。在岩性上,由于地壳运动速度不均匀,北部沉降幅度较南部大,北部沉积了较厚的粗碎屑,富水性强,而南部则以厚度较薄的黏土沉积物为主,富水性弱[14]。在中、晚更新世,区内经历多次间歇性火山喷发,使得沉积的松散砂和泥质岩互层中常常可见覆盖于其上或夹于其间的基性火山岩[14]。由此,松散岩类和火山岩类的孔隙发育形成了含水层。区内中南部地下水以火山岩孔洞溶隙水和松散岩类孔隙水为主,北部则以呈条状或零星状分布的基岩裂隙溶隙水和碳酸盐岩类溶隙溶洞水为主。依据陈红宏[15]对雷州半岛水文地质条件的分析结果,根据含水层埋藏深度与隔水层分布,雷州半岛地区松散岩类孔隙水自上而下大体可分为4个含水层组,包括第一含水层(即潜水含水层,为浅层水)、第二含水层(即第一承压含水层,为中层水)、第三含水层(即第二承压含水层,为深层水)和第四含水层(即第三承压含水层,为超深层水)。第一含水层的埋深小于30 m,在研究区的西北部主要为北海组砂砾石层,在东北部、中部和南部部分地区为湛江组砂层,在部分海岸带和岛屿地区的砂堤砂地中还分布有细中砂层。第二含水层广泛分布于整个雷州半岛地区,与上部潜水含水层之间往往有2～25 m厚的黏性土相隔,与下部深层承压水之间往往有3～70 m厚的粉砂质黏土相隔,埋深在30～200 m之间。第二含水层在研究区北部主要由湛江组组成,在南部由湛江组下部和下洋组上段组成。含水层岩性自北向南由粗变细,北部以粗砂、砾石为主,南部由含砾粗砂、中砂、细砂组成。该层含水丰富,是本区主要的含水层,也是进行地下水开采的主要层位。第三含水层的埋深在200～500 m之间,几乎分布于全区,其厚度在西北角由于基岩隆起而变薄。第三含水层在研究区北部主要由下洋组上段组成,在南部由下洋组下段组成,含水层岩性主要为粗、中、细砂岩。由于第三含水层埋深大、压密性较好,其富水性和补给条件均比中层略差。第四含水层的埋藏深度超过500 m,主要为中新世涠洲组松散至半固结孔隙承压水。

1.2 研究区地下水开发利用概况

雷州半岛地区的地下水开发利用程度在广东省三大平原区最高[16]。当地浅层地下水开采条件较好,但单井水量不大,因而一直未作为集中供水水源,主要用作小型分散式农业灌溉水源。中、深层承压含水层是雷州半岛的主要含水层,也是目前进行地下水开采的主要层位。湛江市区是雷州半岛地下水开采量最大的地区,重点水源地为赤坎、霞山、坡头、东海岛、太平、铺仔、南山岛、硇洲岛等8处[16]。在1995年以前,该区域的地下水开采量逐年增大,中心区地下水水位不断下降;1996年后,随着湛江市加强地下水开采管理,地下水开采量有所降低,局部中、深层承压水降落漏斗中心区水位也开始出现回升;自2000年起,漏斗中心区水位再次逐年下降,同时出现了地面沉降现象,主要发生在位于区域地下水降落漏斗中心的霞山和赤坎两地[15]。雷州半岛地下水监测站网始建于20世纪60年代,井位多集中于湛江市区。至“十三五”收官,湛江市共设置了15个国家级地下水环境质量监测点,用于开展地下水环境质量长期监测。

1.3 数据来源与分析方法

本研究使用的数据主要来源于湛江市原环境保护局在2013—2017年间开展的湛江市地下水基础环境状况调查项目。相关资料及图集[17-19]所含数据对应的年份为2009—2017年,共计9年。该调查项目在湛江市范围内开展了水文地质钻探、水文地质试验和地下水采样测试等工作,钻探井位数为104口,含水层取样深度为3～92 m,共计取得地下水样品102组,井点分布如图1所示。

图1 雷州半岛地下水监测点位分布

各井点的取样层位如表1所示。地下水样品的采集、保存及运输过程严格按照《地下水环境监测技术规范》(HJ/T 164—2004)[20]的要求执行。该项目共分析测试了包括主要阴阳离子、多种重金属、硬度等在内的40余项水质物理与化学指标,测试方法和质量控制措施均按照国家和行业相关标准的要求执行。其中,铁离子(Fe3+)和总Fe采用硫氰酸盐分光光度法(DZ/T 0064.24—1993)进行测定,亚铁离子(Fe2+)采用二氮杂菲分光光度法(DZ/T 0064.23—1993)进行测定,Mn采用电感耦合等离子体发射光谱法(DZ/T 0064.22—1993)进行测定,pH利用数据型笔式测量仪(意大利哈纳,HI9125)进行测定。

表1 各监测点采样层位统计结果

为对超标指标进行评估,本研究按照我国《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017),对超标显著的Fe、Mn和pH开展了单指标评价和综合评价。具体的评价方法在相关文献[21]中已有详细描述,此处不再赘述。在进行多参数统计分析时,主要用SPSS统计软件[22]分析了地下水物理、化学参数之间的皮尔逊相关系数,为解析超标成因奠定基础。

2 结果与讨论

2.1 区域地下水水质评价结果及水质时空分布特征

在所有开展测试分析的地下水指标中,以pH、Fe(本研究分为Fe2+和Fe3+)和Mn的超标问题最为突出。这些指标超标的问题由来已久。从湛江地下水相关文献可知,早在1993年就已有针对这方面问题的记载[23]。为清晰认识研究区地下水超标问题,本研究参照GB/T 14848—2017,对具有地下水质量分类(Ⅰ～Ⅴ类)赋值的3个水质指标(pH、Fe、Mn)进行水质评价。水质评价方法包括单指标评价法和综合评价法。在单指标评价中,按指标值所在的限值范围确定地下水质量类别,当与指标限值相同时,从优不从劣,评价结果见表2。在综合评价中,按单指标评价结果最差的类别确定地下水质量类别。所有水质监测点的评价结果如下：Ⅰ类点1个,Ⅱ类点0个,Ⅲ类点1个,Ⅳ类点53个,Ⅴ类点47个。当监测结果劣于地下水Ⅲ类限值(该限值与最新的国家饮用水标准限值[24]一致)时,评价为超标。从以上结果可知,研究区地下水水质以Ⅳ～Ⅴ类为主,总体较差,具体见表2。

表2 雷州半岛地下水水质单指标评价结果

为分析Fe、Mn、pH单指标评价结果及综合评价结果在空间上的分布特征,本研究按指标分类结果,把不同类型的点在空间上做投影,结果如图2所示。从空间分布来看,Fe浓度Ⅳ类水井点广泛分布在研究区的各个部分,表明地下水Fe超标在空间上对于整个研究区来说是一个很普遍的现象;Ⅴ类水井点主要分布在湛江市主城区(霞山区和赤坎区)和吴川市;不超标井点绝大部分位于雷州市[图2(a)]。Mn浓度Ⅳ类水和不超标井点在整个区域内的分布都比较均匀,且没有明显的侧重区域;Ⅴ类水井点极少,集中分布于霞山区和雷州市[图2(b)]。pH超标和未超标井点表现为各自集群分布,湛江市区(霞山区和麻章区)和雷州市都出现了pH显著超标的情况[图2(c)]。总体而言,研究区Ⅳ～Ⅴ类地下水的存在非常普遍,整体水质较差,Ⅴ类水主要分布在雷州半岛的中部、东部和北部[图2(d)]。

图2 地下水样品Fe、Mn、pH单指标评价结果及综合评价结果的分级空间分布

依据本研究所掌握的地下水资料,监测井的建设年份集中在2013年、2015年、2017年,数量分别为13、57、27口。针对这部分监测井,初步开展了时间序列对比分析,结果见图3。初步对比结果显示,无论是Fe3+、Fe2+、Mn还是pH,2015年和2017年平均值都较2013年有显著改善。考虑到不同年份的监测井的空间位置不同,所采集样品的含水层性质也不尽相同,无法直接推导得出研究区地下水水质随时间的推移有所改善的结论。本研究后续将结合含水层性质分析结果,对水质在时间上呈现上述变化趋势的原因作进一步讨论。

图3 研究区典型年份地下水Fe、Mn浓度和pH对比

2.2 区域地下水水质超标概况

该区域地下水样品pH及Fe3+、Fe2+、Mn浓度与国家饮用水标准限值[24]的对比如图4所示。从图4可见,研究区绝大部分地下水样品都存在较显著的Fe、Mn和pH超标问题。在调查所涵盖的102组地下水样品中,Fe3+、Fe2+、Mn、pH的超标率分别为75%、43%、65%、54%。与Fe、Mn浓度显著高于饮用水标准限值不同,研究区样品pH超标主要表现为低于饮用水标准最低限值(6.5),而高于饮用水标准上限(8.5)的情况则几乎没有。

图4 地下水样品Fe、Mn浓度及pH与国家饮用水标准限值的对比

2.3 水质超标与周边污染源的关联性分析

地下水水质超标与周边污染源之间的联系值得重视。根据湛江市“双源”(集中式地下水型饮用水源和地下水污染源)调查结果,湛江市区及周边城镇的典型污染源包括3个垃圾填埋场、5个工业园和4个加油站,其空间分布如图2所示。从图2可以看出,研究区地下水水质普遍较差,远离污染源的很多水井仍会出现较为显著的水质超标现象[图2(d)];在部分污染源附近,水质较好与较差水井并存[图2(a)和图2(b)];部分垃圾填埋场、加油站、工业园所在区域的地下水pH并未超标[图2(c)];为数不多的几个Fe含量未超标的水井甚至与加油站相邻[图2(a)];4个工业园和1个垃圾填埋场附近的地下水的Mn含量均未超标[图2(a)]。因此,主要污染源与地下水Fe、Mn、pH超标问题不存在必然的联系。

2.4 水质超标与含水层性质的关联性分析

氧化还原条件是决定含水层中的地球化学过程的关键因素[25],而含水层氧化还原条件又与其埋深密切相关[26]。结合本研究获得的含水层资料与研究区水文地质特点,按埋深将含水层分为3类,分别为深度小于等于30 m的浅层含水层、深度介于30～200 m之间的中层含水层、同一口井中同时混入了浅层地下水和中层地下水的混合含水层。分析3类含水层中Fe3+、Fe2+、Mn以及pH的分布特征,以解析地下水超标问题与含水层性质之间的关联性,分析结果如图5所示。

图5 浅层含水层、中层含水层和混合含水层的Fe2+、Fe3+、Mn浓度及pH

在所有开展检测的地下水样品中,Fe2+的浓度范围为0.01～149.39 mg/L,平均浓度为3.80 mg/L;Fe3+的浓度范围为0.00～24.35 mg/L,平均浓度为1.64 mg/L。分层来看,Fe2+浓度在浅层为0.03～5.90 mg/L,平均浓度为0.84 mg/L;在中层为0.01～149.39 mg/L,平均浓度为9.28 mg/L;在混合层为0.02～17.86 mg/L,平均浓度为1.62 mg/L。上述结果表明,Fe2+超标问题在中层最突出,其次是在混合层,在浅层则相对弱很多。其中,Fe2+最高浓度出现在中层,见图5(b)。Fe3+的浓度分布情况与Fe2+有所不同,其在浅层为0.11～5.23 mg/L,平均浓度为1.18 mg/L;在中层为0.26～24.35 mg/L,平均浓度为2.76 mg/L;在混合层为0.00～8.14 mg/L,平均浓度为0.95 mg/L。这表明Fe3+超标问题在各个深度的含水层中均比较显著。此外,Fe3+最高浓度同样出现在中层,见图5(e)。总体而言,Fe超标问题在中层和混合层地下水中比在浅层地下水中更为显著,Fe2+超标问题相对于Fe3+更为突出。

Mn的浓度分布如图5(g)～图5(i)所示。Mn的浓度范围在浅层为0.03～3.29 mg/L,平均浓度为0.42 mg/L;在中层为0.01～5.06 mg/L,平均浓度为0.48 mg/L;在混合层为0.01～2.26 mg/L,平均浓度为0.26 mg/L。其中,检测到的最高浓度出现在中层,见图5(h)。总体而言,Mn超标问题在各含水层中均存在,但超标倍数相对于Fe较低。

各含水层地下水pH的分布情况如图5(j)～图5(l)所示。浅层地下水的pH范围为5.21～8.04,平均值为6.55;中层地下水的pH范围为3.60～8.14,平均值为6.60;混合层地下水的pH范围为3.85～8.19,平均值为6.19。这表明混合层地下水的pH过低问题最为显著,见图5(l)。需要进一步说明的是,在浅层地下水中,仅有一个样品的pH低于5.5,其余样品的pH均在6.5附近,因而对于浅层地下水来说,pH过低可能是偶发性的;在混合层和中层地下水中,pH过低的现象普遍存在,尤其是在混合层,有约10个点位的pH低于4,见图5(l)。

由上述对比可知,Fe超标的显著程度排序为中层含水层>混合含水层>浅层含水层,Mn超标的显著程度排序为中层含水层>浅层含水层>混合含水层,pH超标的显著程度排序为混合含水层>浅层含水层>中层含水层。因此,Fe和Mn两个指标的超标问题在中层含水层最为突出,而pH过低的问题则在混合含水层最显著。根据含水层岩性,进一步分析了超标与不超标站点地下水的水化学类型,结果如图6所示。分析结果显示,Fe2+、Fe3+、Mn、pH超标和未超标地下水的水化学类型无明显区别,并且不同岩性含水层地下水的水化学类型也基本相似,多为Na-Ca-Mg-HCO3-Cl型,见图6。

图6 Fe2+、Fe3+、Mn、pH超标和不超标地下水样品的水化学类型对比

由雷州半岛地质与水文地质背景可知,该区域的地壳运动、构造活动以及多期次火山喷发活动使得其含水层的结构十分复杂,且含水层岩性具有较大的空间变异性[27]。含水层的岩性在很大程度上决定了水-岩交互作用的类型,对地下水水质具有重要影响[28]。因此,探讨含水层岩性与Fe、Mn、pH之间的关系,是解析这些指标超标机制的重要基础。根据收集到的地下水资料,可将含水层从岩性上粗分为3类,即松散岩类含水层、基岩裂隙溶隙含水层、松散岩类与基岩裂隙溶隙交互含水层。3种含水层地下水的Fe3+、Fe2+、Mn以及pH情况如图7所示。

图7 松散岩类含水层、基岩裂隙溶隙含水层和交互含水层Fe2+、Fe3+、Mn浓度以及pH

从结果可见,3类不同岩性的含水层均存在Fe、Mn和pH超标问题,但超标程度各异。松散岩类含水层的超标问题最为显著,其中：Fe2+含量最高值接近150 mg/L,约是国家饮用水标准限值(0.3 mg/L)的500倍,见图7(a);Fe3+超标问题也十分突出,最高浓度值为24 mg/L;大部分样品的pH都低于6.5,不少井点甚至低于4。基岩裂隙溶隙含水层Fe超标问题并不显著,但是Fe3+的超标情况要比Fe2+突出[图7(b)和图7(e)],说明该含水层可能受氧化环境影响较大。基岩裂隙溶隙含水层几乎不存在Mn超标问题,仅有一口井的Mn浓度达到了饮用水标准限值(0.1 mg/L),见图7(h)。此外,该含水层pH均在正常范围内(6.5～8.5),见图7(k)。交互含水层超标情况同样不如松散岩类含水层突出,其中Fe2+浓度均在1.5 mg/L以下,而Fe3+浓度在12 mg/L以下,见图7(c)和图7(f)。相对较高的Fe3+浓度表明交互含水层有较好的氧化条件。氧化条件的形成可能与交互含水层特殊的结构相关,即火山喷发形式的玄武岩贯穿松散沉积砂层,使岩石与砂层的接触界面成为近地表与下部含水层的直接沟通通道,有利于地表氧化性物质的进入。交互含水层存在pH低于6.5的现象,但此类井点的占比并不大,且最低pH仍高于6,见图7(l)。

从上述分析可见,Fe、Mn超标问题在松散岩类含水层中更为突出,pH显著酸化也出现在这一含水层。通过对比超标和不超标地下水样品所处的松散沉积含水层层位可看出,超标和不超标点位的钻孔深度都在40～60 m之间,但不超标点位的岩性包括细砂和中砂,而超标点位的岩性仅为中砂,初步表明超标问题与地质地层相关。湛江市松散岩类沉积地层由老至新主要包括涠洲组、湛江组和北海组等[29]。据文献描述,湛江组和北海组地层中均存在铁锰矿物[13,30]。湛江组岩性以黏土层、亚黏土层、杂色砂层、砂砾层及砾石层为主,其中夹铁质胶结层主要分布在湛江市平岭地表[31]。北海组平行不整合于湛江组之上,底部以风化铁质薄层为标志,下部为黄色至黄褐色含砾砂质黏土,中上部为黄色砂质黏土[32],主要分布于雷州半岛北部[31]。涠洲组是一层浅绿灰色砂质泥岩,局部夹细砂岩,部分地区含有黄铁矿[31]。因此,在今后的进一步研究中,应注重对这3个地层开展地球化学分析,以解析超标问题的地球化学形成机制。

综上,pH、Fe、Mn超标主要与雷州半岛的地层特性相关,与该区域主要污染源没有明显关联。此外,从时间上看,根据黄宇萍等[33]的研究,该区域地下水pH、Fe、Mn超标问题早在20世纪70年代就已有记载,说明当地地下水超标问题在该区域大规模城市化和工业化之前就已经存在。因此,该超标问题与自然地质背景存在较大关联,与人为排污无明显关系。加强对雷州半岛区域含水层自然背景条件的关注,进一步解析超标物质释放机制,是科学认识和管控该区域水质超标问题的关键。

2.5 不同含水层水质的多参数相关关系分析

由于污染源与超标因子之间的关系仍需进一步探讨,本节主要针对含水层的地球化学性质进行综合分析。Fe、Mn、pH在不同深度含水层的超标程度显著不同,表明这些指标与各含水层的氧化还原条件、地层岩性等水文地球化学特征密切相关。为进一步解析含水层内部的水文地球化学过程,本研究按浅层、中层、混合层3类含水层,对地下水样品的主要阴阳离子、各形态无机氮、多种重金属等24项物理和化学指标进行了多变量皮尔逊相关关系分析,分析结果见图8～图10。

图8 雷州半岛浅层地下水水质多参数皮尔逊相关关系分析结果

图9 雷州半岛中层地下水水质多参数皮尔逊相关关系分析结果

图10 雷州半岛混合层地下水水质多参数皮尔逊相关关系分析结果

2.6 地下水水质随时间变化分析

由以上分析可知,造成湛江地下水Fe、Mn和pH超标的关键层位是位于中层的松散沉积含水层。对2.1节中的2013年、2015年和2017年地下水样品进行层位统计分析,结果见表3。由表3可知,中层地下水样品在2013年样品中的占比近70%,而在2015年和2017年样品中的占比均不超过四分之一。如前文所述,中层含水层是Fe、Mn超标最为突出的含水层,其样品占比高必然导致平均浓度偏高。这也就说明,此3年分析结果的差异主要是由取样深度的差异引起的,其对比结果不能反映水质随时间的变化趋势。因此,如要获得雷州半岛地下水水质在时间上的变化信息,需要在固定含水层开展长期监测。

表3 湛江市2013年、2015年及2017年不同深度地下水样品的占比统计结果

3 主要结论与建议

通过对雷州半岛2009—2017年102个监测点位地下水环境测试数据与含水层取水深度、岩性、地质地层等多方面因素进行关联分析,初步获得了以下几点主要认知：

1)在雷州半岛地区地下水样品中,Fe3+、Fe2+、Mn、pH的超标率分别为75%、43%、65%、54%,超标率高。同时,各点位地下水质量评价结果显示,Ⅰ类点1个,Ⅱ类点0个,Ⅲ类点1个,Ⅳ类点53个,Ⅴ类点47个。总体而言,超标情况需引起重视,Ⅳ～Ⅴ类水的存在非常普遍,其中最差的Ⅴ类水主要分布在雷州半岛的中部、东部和北部。建议今后进一步健全雷州半岛地下水监测与综合评价分析体系,加强对降雨、地表水、土壤水、人工抽水等自然或人为因素与地下水超标问题的关联分析,以准确理解造成地下水水质超标的原因,从而为地下水型饮用水源水质超标问题管控提供科学依据。

2)从含水层埋深来看,Fe和Mn超标倍数较大的地下水样品集中来源于中层含水层,pH超标率较大的地下水样品集中来源于混合含水层。结合含水层岩性来看,松散沉积含水层的Fe、Mn和pH超标问题最为突出,而基岩裂隙溶隙含水层以及交互含水层的超标问题则相对较轻。在中层含水层,Fe和Mn具有同源性,且表现出非常一致的水文地球化学行为特征。这种特征在混合含水层出现弱化,推测可能是受到了浅层地下水的影响。建议今后在建设地下水取水井时,应避开造成水质超标的关键层位,同时做好隔水和止水工作,保护取水层不受超标层位地下水的影响。

3)位于中层的松散沉积含水层是研究雷州半岛地区Fe、Mn和pH超标机理的关键层位,应予以重点关注,进一步加强研究。湛江组和北海组两个相邻的地层均含有较为丰富的铁锰质矿物或结核,建议结合湛江地区松散沉积地层的特点,加强对这两个地层的地球化学分析,并有针对性地完善地下水水质监测网,以更好地解析造成水质超标的地球化学机制。