本书分上、中、下三篇，主要包括三个方面的内容：原生高砷地下水形成与分布机理、高砷地下水修复技术研发与示范、高砷地下水研究方法。系统总结全球尺度原生高砷地下水分布规律及内在机制，提出高砷地下水成因的新模型；详细阐述原生高砷地下水修复与改良的主要方法与技术，丰富和完善地下水污染修复理论与技术方法体系；开展详细的同位素地球化学与生物地球化学研究，发展水文地球化学方法体系，推动学科的创新发展。
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中篇 高砷地下水修复技术研发与示范
第11章 方法综述 469
11.1 地下水除砷方法 469
11.2 三价砷氧化 469
11.2.1 活化氧气氧化 470
11.2.2 外加药剂氧化 472
11.2.3 其他途径氧化 474
11.3 抽出处理 475
11.3.1 吸附处理 475
11.3.2 沉淀处理 480
11.3.3 其他抽出处理方法 482
11.4 原位固定处理 483
11.4.1 原位氧化固定 484
11.4.2 原位形成硫铁矿固定 485
11.5 地下水除砷方法比较分析 485
参考文献 486
第12章 利用矿物材料除砷技术 489
12.1 除砷原理 489
12.1.1 表面羟基作用 490
12.1.2 表面络合作用 491
12.1.3 离子交换作用 492
12.1.4 化学沉淀作用 493
12.1.5 氧化作用 494
12.2 典型矿物材料除砷技术 495
12.2.1 含铁矿物除砷技术 495
12.2.2 水滑石类矿物除砷技术 516
12.2.3 海泡石复合矿物除砷技术 532
12.2.4 多孔沸石复合矿物除砷技术 546
参考文献 558
第13章 电化学除砷技术 566
13.1 除砷机理 566
13.2 铁阳极强化砂滤除砷 566
13.2.1 野外试验 567
13.2.2 传统砂滤除砷效果 570
13.2.3 铁阳极强化砂滤除砷 571
13.2.4 连续运行效果 574
13.2.5 运行成本及维护比较 576
13.3 电化学诱导二价铁氧化沉淀除砷机理 577
13.3.1 试验过程 578
13.3.2 双阳极静态体系除砷效果 579
13.3.3 双阳极电流分配比对Fe和As去除的影响规律 581
13.3.4 双阳极柱试验除砷 584
13.3.5 动态柱试验连续运行效果 587
13.4 电化学原位除砷试验 589
13.4.1 野外试验过程 590
13.4.2 单井循环注入含氧水原位除砷 593
13.4.3 原位电解供氧含水层除砷 595
参考文献 600
第14章 原位镀铁固砷技术 604
14.1 高砷地下水传统处理技术 604
14.1.1 异位处理技术 604
14.1.2 原位处理技术 604
14.2 区域含水层原位固砷新方法 605
14.2.1 地下水系统中砷迁移转化规律对开发固砷新方法的启示 605
14.2.2 基于亚铁氧化沉淀的原位固砷技术 606
14.2.3 基于硫化亚铁的原位固砷技术 618
14.3 场地尺度试验 630
参考文献 640
第15章 高砷地下水原位水质改良技术系统与示范工程 646
15.1 原位改良技术示范工程设计 646
15.2 原位改良示范工程场地调查 647
15.2.1 场地地球物理调查 647
15.2.2 场地水文地质调查 653
15.2.3 场地水文地球化学调查与模拟 654
15.3 高砷地下水水质原位改良技术系统 671
15.3.1 场地水化学分区 671
15.3.2 亚铁氧化沉淀原位固砷技术场地示范 674
15.3.3 生成硫化亚铁原位固砷技术场地示范 684
15.4 含水层原位固砷示范工程效果及应用前景 693
15.4.1 含水层原位镀铁技术效果 693
15.4.2 应用前景分析 695
参考文献 697
下篇 高砷地下水研究方法
第16章 水文地质调查与监测 705
16.1 区域水文地质调查 705
16.1.1 目标任务 705
16.1.2 精度要求 705
16.1.3 一般工作程序 707
16.1.4 区域水文地质条件综合分析 712
16.2 场地水文地质调查 716
16.2.1 目的与意义 716
16.2.2 工作程序 716
16.2.3 地下水动态监测方法与技术 718
16.2.4 场地水文地质条件综合分析 722
参考文献 723
第17章 水文地球化学研究 724
17.1 水质分析 724
17.1.1 水样采集和处理 724
17.1.2 水质检测 725
17.1.3 常用检测技术 727
17.2 地球化学图解与元素比值 731
17.2.1 地下水化学成分图示法 731
17.2.2 离子比例系数分析法 735
17.2.3 相图分析法 736
17.3 砷的形态分析 738
17.3.1 砷的形态 738
17.3.2 样品采集与制备 738
17.3.3 砷的形态分析方法 740
17.4 批实验与柱实验 746
17.4.1 批实验 747
17.4.2 柱实验 758
17.5 水文地球化学模拟 759
17.5.1 水文地球化学模拟程序 760
17.5.2 热力学数据库 764
17.5.3 模拟误差来源 766
17.5.4 地球化学模拟 768
17.5.5 反应性溶质运移模拟 777
参考文献 783
第18章 高砷含水介质研究 796
18.1 水力学特征 796
18.2 物理特性与矿物组成 803
18.2.1 物理特性 803
18.2.2 矿物组成 806
18.3 化学组成 812
18.4 有机地球化学研究 819
18.4.1 生物标志物提取与分析方法 820
18.4.2 溶解性有机质提取与三维荧光分析 821
18.5 生物遗存 823
18.5.1 植物大化石 823
18.5.2 孢粉 824
18.5.3 植硅体 826
18.5.4 硅藻 827
18.5.5 脊椎动物化石 828
18.5.6 淡水软体动物 829
18.5.7 昆虫化石 829
18.5.8 介形类 830
18.5.9 有壳变形虫 831
参考文献 832
第19章 同位素水文地球化学研究 841
19.1 同位素基本概念及测试分析 841
19.1.1 同位素基本概念 841
19.1.2 同位素测试分析 844
19.2 氢、氧同位素 846
19.2.1 同位素分馏机理 847
19.2.2 分析测试技术 848
19.2.3 研究案例 849
19.3 硫酸盐硫氧同位素 851
19.3.1 同位素分馏机理 852
19.3.2 样品制备与测试分析 853
19.3.3 研究案例 854
19.4 碳同位素 856
19.4.1 同位素分馏机理 856
19.4.2 样品制备与测试分析 857
19.4.3 研究案例 858
19.5 铁同位素 861
19.5.1 同位素分馏机理 861
19.5.2 样品制备与测试分析 862
19.5.3 研究案例 863
19.6 钼同位素 867
19.6.1 同位素分馏机理 867
19.6.2 样品制备与测试分析 868
19.6.3 研究案例 869
19.7 锶同位素 871
19.7.1 同位素分馏机理 871
19.7.2 样品制备与测试分析 872
19.7.3 研究案例 872
参考文献 875
第20章 地质微生物学研究方法 885
20.1 概述 885
20.2 非分子生物学方法 885
20.2.1 现场观察与监测及原位样品的采集和保存 886
20.2.2 微生物的分离富集与培养 887
20.2.3 微生物非分子生物学的鉴定方法 890
20.2.4 微生物形态结构转化产物的观察及其生物活性的检测 890
20.2.5 微生物学过程实验室模拟 892
20.3 分子生物学方法 892
20.3.1 微生物分子分类鉴定及群落多样性分析技术 893
20.3.2 微生物功能基因多样性及定量分析技术 896
20.3.3 （宏）基因/转录组学技术 901
20.3.4 蛋白质（酶）分子及组学分析技术 904
20.3.5 基于代谢水平的稳定同位素探测技术和代谢组学技术 907
参考文献 909
索引 913
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