三门峡盆地浅层地下水化学环境逐渐退化，尤其是近10余年来，城市区地下水化学环境迅速恶化。地下水宏量组分，Fe离子，NO－3，总硬度，TDS的迅速升高是地下水化学场退化的主要标志。地下水化学环境主要受水文地质条件和人类活动等因素的控制和影响。
4.2.3.水文地质条件对地下水化学系统演化的控制作用
由三门峡盆地浅层地下水化学特征的时空演化规律可知，地下水循环及包气带岩性、厚度控制着水化学系统的演化方向。
(1)地下水的补径排对地下水化学环境演化的控制作用
地下水的补给、径流、排泄条件对地下水化学系统演化具有明显的控制作用。补给条件好，水循环速度快的地区，水质硬化程度低;反之，补给条件差，径流缓慢区，地下水硬度高，且硬化发展快。硬化带的分布和发展与地下水流向相一致，从(图4.10)明显地看出地下水硬化带南北向延伸，与该区域的地下水径流方向基本一致，而且水硬化10年来的发展方向是顺地下水流向由南向北伸展。
(2)包气带岩性对地下水化学环境演化的控制和影响
水和污染物质只有通过包气带才能补给浅层地下水，因此包气带的性质直接控制了浅层地下水的污染化速度和程度。污染物随入渗水沿着包气带介质孔隙下渗直到含水层的整个运移过程中，介质层对入渗水的污染物质具有一定的吸附、积累、转化和降解的能力。天然介质层的吸附降解能力因性质不同而异。黏性土吸附降解能力大于砂性土的降解能力。黄土状亚粘土、亚粘土、中细砂的吸附降解能力依次降弱。
为研究区内包气带的净化作用，对青龙涧河岩性做了净化分析。青龙涧河河床岩性由砂砾石组成，其中夹有薄层黏性土和泥质粉细砂层，对防止地下水污染起着十分重要的作用。取靠近青龙涧河且埋深较大的地下水水质与河水水质对比分析可知(表4.4)，重金属在渗透过程中可完全被净化，对各种污染物的净化能力均达到90%以上，而总硬度，NO－3的含量反映净化率不明显。
4.2.3.2 人为活动对地下水化学系统演化的控制作用
(1)污水灌溉对地下水环境演化的影响
污水灌溉是三门峡市郊区农业发展的既成事实。污水灌溉可以利用和处理城市废水资源，但由于污灌管理混乱，污水灌区的盲目灌溉，已造成地下水污染，并有加剧的趋势。NH+4是常见的污染物离子，可用其含量来表征污水灌溉对地下水造成的污染。
表4.4 青龙涧河垂直净化分析成果表 单位:mg/L
NH+4随污水渗入土壤后，一般要经历挥发、植物吸收、离子交换及二级氧化等各种化学、生物反应，其中离子交换过程是首先发生的，而且是一个非常重要的环节。其反应式为
断陷盆地地下水环境演化与水文地球化学模拟——以三门峡盆地为例
这是一个瞬间就能达到平衡的离子交换反应，其结果是污水中的部分被土壤吸附，土壤表面的一部分Ca2+被置换到水溶液中，这些被置换到水溶液中的Ca2+将随着渗水进入地下水中，造成地下水硬度升高(庞良等，2004)。
(2)开采对地下水化学系统演化的影响
大量开采地下水，不仅引起地下水动力条件变化，也造成水文地球化学条件改变，某些新的水文地球化学作用的出现，是导致某些地区地下水水质恶化的重要原因。国内外许多水源地，在开采过程中出现的溶解性总固体、总硬度及铁、锰离子含量的增高和pH值降低等现象，这主要是由于含水层疏干，氧化作用加强所造成的。因为在开采过程中，随着地下水水面下降，氧气进入含水层被疏干的地带，促使岩层中硫、铁、锰，以及氮的化合物的氧化作用加强，特别是硫氧化细菌的出现，更加剧了金属硫化物的氧化过程。如分布较广泛的黄铁矿(FeS2)，在还原环境下很稳定，几乎不溶于水，但在氧化环境下则易于溶解，即
断陷盆地地下水环境演化与水文地球化学模拟——以三门峡盆地为例
此作用可形成一种强酸性环境(pH可达2～3)，溶解了岩层中原来不溶解或不易溶解的化合物(如土层中经常存在的钙、镁、铁、锰的化合物)，致使地下水中铁、锰、镁，以及硫酸根离子含量大大增加，地下水的溶解性总固体、总硬度亦随之升高。此外，地下水过量开采而呈疏干状态时，由于好氧菌降解有机物而释出SO2－4，Ca2+，Mg2+，渗入地下水，亦会引起硫酸盐硬度的增高。
此外，长期超量开采地下水导致地下水位持续下降，改变了地下水的补给、径流特征，激发增加了河流对地下水的补给量，污染河流补给地下水从而使地下水遭受污染，盆地内三门峡市区、陕县市区是地下水开采最集中的地区，也是地下水污染最严重的地区。
综合以上研究，盆地区地下水水化学场演化规律及主要影响因素如下:
1)盆地区地下水化学场已发生显著变化。地下水水化学场演化是水文地质条件和地下水位持续下降，地下水超量开采作用的结果。
2)盆地区地下水化学环境不断退化。研究区地下水化学场演化以地下水中NO－3，总Fe，总硬度，TDS，SO2－4等化学组分升高为特点。地下水化学场演化主要受水文地质条件、污染河流、污水灌溉、大规模开采地下水、环境污染等因素的控制和影响。
3)地下水水化学场的演化是人类活动的结果，表现为随人类活动强度变化而变化，近10余年来，随着区内工农业的发展，地下水水化学退化呈现不断增加的趋势。