地下水化學(xué)成分的組成

地下水化學(xué)成分的組成第1頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)地下水的化學(xué)組分K+、Na+、Ca2+、Mg2+烴類(lèi)，醇類(lèi)

O2、N2、CO2細(xì)菌、真菌、藻類(lèi)

（1）無(wú)機(jī)物組分

（2）有機(jī)物組分（3）氣體組分

（4）微生物組分地下水的化學(xué)成分復(fù)雜，存在形式多樣第2頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（一）無(wú)機(jī)物組分

地下水中的無(wú)機(jī)化學(xué)成分，按其在地下水中的分布和含量可分為三組：

(1)主要組分Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+等。含量一般大于5mg/L，占天然水中離子總量的95%～99%，常用來(lái)作為表征水體主要化學(xué)特征的指標(biāo)，決定地下水的化學(xué)類(lèi)型。第3頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二章地下水中的無(wú)機(jī)化學(xué)成分(2)微量組分含量0.01~10.0mg/L;常見(jiàn)的是NO3-、CO32-、F、B、Fe、Sr等。不決定水化學(xué)類(lèi)型，但賦予特殊性質(zhì)和功能，

例如：含鍶礦泉水，氟斑牙，氟骨病第4頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二章地下水中的無(wú)機(jī)化學(xué)成分(3)痕量組分含量一般低于0.1mg/L。

包括Al、Sb、As、Ba等。注意：主要組分、微量組分、痕量組分的含量界限不是絕對(duì)的。

第5頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）有機(jī)物組分地下水水中的有機(jī)物主要是由C、H、O所組成，同時(shí)含有少量的N、P、S、K、Ca等其它元素。水體中有機(jī)物的主要來(lái)源：a.水從土壤、泥炭和其它包含有植物遺體的各種形成物中淋溶出來(lái)的物質(zhì)（腐殖質(zhì)）；b.隨污水下滲到地下水中的有機(jī)物（生活污水、醫(yī)院污水、農(nóng)牧業(yè)污水）。有機(jī)污染第6頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（三）氣體組分地下水中常見(jiàn)的溶解氣體有：O2，CO2，CH4，N2，H2以及Ar、Kr、He等。主要來(lái)源：大氣；其他來(lái)源：巖層中的生物化學(xué)作用。（四）微生物組分主要有細(xì)菌、真菌、藻類(lèi)等。第7頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)地下水化學(xué)成分的形成第8頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、地下水化學(xué)成分形成過(guò)程中的主要作用

1.溶濾作用巖石中某些組分進(jìn)入水的過(guò)程，它不破壞巖石的結(jié)晶格架，而只有一部分元素進(jìn)入水中。溶濾作用的方式：滲透過(guò)程中的直接溶濾；靜止水中的擴(kuò)散轉(zhuǎn)移。第9頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四影響溶濾作用的因素

a.水溶液的性質(zhì)及其中氣體的含量。例如CO2的大量存在會(huì)提高方解石、白云石的溶解度，從而增強(qiáng)水對(duì)陸源碎屑巖石的溶濾作用。

b.巖性不同的巖石所含的礦物（氯化物、硫酸鹽、碳酸鹽等）不同，因而它們?cè)獾饺転V作用的程度也會(huì)產(chǎn)生差異。第10頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

c.水動(dòng)力條件地下水的水動(dòng)力條件取決于地形與構(gòu)造。在山區(qū)，地形切割強(qiáng)烈，地下水徑流條件良好，巖石沖刷徹底（易溶鹽大量淋失），易形成低礦化度的淡水。在平原區(qū)，地形平坦，地下水徑流條件差，流動(dòng)緩慢加上蒸發(fā)作用的影響，易造成高礦化度地下水的形成（溶濾不充分，易溶鹽積累）。第11頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.陽(yáng)離子交換吸附作用在一定條件下，巖石顆粒吸附地下水中的某些陽(yáng)離子，而將原來(lái)吸附的陽(yáng)離子轉(zhuǎn)入水中，從而改變了地下水的化學(xué)成分。自然界中陽(yáng)離子交換吸附占優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樽匀唤鐜r石中的吸附體主要是膠體，而膠體主要帶負(fù)電荷。第12頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四陽(yáng)離子交換吸附作用的影響因素

a.巖石的粒度粒度愈細(xì)，交換性能越強(qiáng)。如在粘土類(lèi)巖石中，陽(yáng)離子交換對(duì)水化學(xué)成分的影響更明顯。

b.交換陽(yáng)離子的性質(zhì)

陽(yáng)離子的電價(jià)越高，越易被吸附。電價(jià)相同的陽(yáng)離子，原子量越大，越易被吸附。

H+＞Fe3+＞Al3+＞Ba2+＞Ca2+＞Mg2+＞K+＞Na+第13頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四c.離子濃度濃度大的離子比濃度小的離子更易被吸附。

d.pH值

pH值上升有利于交換吸附。pH值低時(shí)，由于H+很強(qiáng)的吸附能力會(huì)阻礙陽(yáng)離子進(jìn)入吸附體。第14頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.氧化還原作用含氧地下水氧化富含金屬硫化物或硫的巖石，形成硫酸和硫酸鹽，繼而大大增強(qiáng)水對(duì)硅酸鹽類(lèi)、碳酸鹽類(lèi)的溶濾。

2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO42S+2H2O+3O2=2H2SO4RSiO3+H2SO4=RSO4+SiO2+H2OCaCO3+H2SO4=CaSO4+H2O+CO2第15頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4.生物還原作用一般在有機(jī)物與細(xì)菌參與下的一種還原作用，影響地下水化學(xué)成分；

脫硫酸作用深埋、循環(huán)交替微弱、缺氧的地下水中

MSO42-+C+2H2O→RS+CO2+2H2OMS+CO2+H2O→RCO3+H2S↑M代表Ca、Mg、Na等，C代表脫硫細(xì)菌。第16頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四反硝化作用在缺氧條件下，異養(yǎng)型去氮菌把NO3-、NO2-還原分解為氣態(tài)氮（N2O和N2）。

4NO3-+5C→2CO32-+2N2+3CO2作用結(jié)果水中富含N2和CO2第17頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四5.脫碳酸作用碳酸鹽類(lèi)在水中的溶解度決定于水中CO2的濃度，當(dāng)溫度升高或壓力降低時(shí)，水中CO2的含量就減少，這時(shí)水中HCO3-便會(huì)與Ca2+、Mg2+、Fe2+結(jié)合形成沉淀。這種由于CO2逸出，使水中碳酸含量減少的作用稱(chēng)為脫碳酸作用。脫碳酸作用通常發(fā)生在溫壓條件下突變的地方，如鈣華。第18頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四6.濃縮作用當(dāng)水蒸發(fā)時(shí)，水中鹽分含量不減，其濃度（礦化度）相對(duì)增大。在干旱或半干旱地區(qū)，蒸發(fā)量大大超過(guò)降雨量，地下和地表徑流條件差，水的主要排泄方式是蒸發(fā)。在水的蒸發(fā)濃縮過(guò)程中，首先從水中沉淀出難溶于水的CaCO3、MgCO3，以后沉淀CaSO4。因此，地下水在高度濃縮地區(qū)，多形成氯化物水。第19頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四7.水的混合作用兩種不同化學(xué)成分或礦化度的地下水混合的結(jié)果是產(chǎn)生新的水化學(xué)類(lèi)型，改變水溫、礦化度、硬度等。自然界中單一成因的地下水難以找到，它們往往在循環(huán)過(guò)程中發(fā)生一系列的混合，從面導(dǎo)致其成分的變化。

Ca(HCO3)2+Na2SO4→CaSO4↓+2NaHCO3第20頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)水質(zhì)綜合評(píng)價(jià)第21頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)

水樣分析中，除了測(cè)定單個(gè)組分的含量外，得還要測(cè)定一些綜合指標(biāo)，或者根據(jù)單項(xiàng)的水分析結(jié)果求得某些綜合指示的計(jì)算值。(一)、第一組指標(biāo)主要體現(xiàn)水的質(zhì)量：包括總?cè)芙夤腆w、含鹽量(度)、硬度等。第22頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)(二)、第二組指標(biāo)主要表征水體環(huán)境狀態(tài)：包括溶解氧、化學(xué)需氧量、生化需氧量、總有機(jī)碳及氧化還原電位。(三)、第三組指標(biāo)主要表征水環(huán)境的酸堿平衡特征：包括堿度、酸度和pH值。第23頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四(一）第一組指標(biāo)1、總?cè)芙夤腆w(TDS－Total

dissolved

Solid)水中各溶解組分的總量，包括溶于水中的離子、分子及絡(luò)合物，不包括懸浮物和溶解氣體。單位為mg/L或g/L。礦化度的術(shù)語(yǔ)，其含義與TDS相同，這是從前蘇聯(lián)引入的，在國(guó)際文獻(xiàn)中一般只用TDS，而沒(méi)有使用礦化度術(shù)語(yǔ)，目前我國(guó)也開(kāi)始使用“TDS“代替礦化度。第24頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四TDS

(mg/L)

=(W2-W1)1000

V

/1000（一）第一組指標(biāo)測(cè)定方法：

①將水樣用0.45μm濾膜過(guò)濾。

②取100ml濾液（體積V），置于已恒重的蒸發(fā)皿中

（重量W1g，預(yù)先在105℃烘箱中烘干1h，冷卻、稱(chēng)重，至恒重），放在蒸汽浴或水浴上蒸干。

③將已蒸干的水樣殘?jiān)?05℃下至少烘干1h，取出放在干燥器內(nèi)，待冷卻后稱(chēng)重至恒重(W2g)

。第25頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（一）第一組指標(biāo)計(jì)算方法：溶解組分（溶解氣體）濃度總和減去1/2HCO3-濃度。因?yàn)樗畼诱舾蛇^(guò)程中，約有一半(0.49)HCO3-變成氣體揮發(fā)：2HCO3-

=

CO32-+

H2O↑+

CO2↑水中常見(jiàn)的主要離子總量可以近似地用于計(jì)算TDS

(mg/L):TDS≈[Ca2+]+

[Mg2+]+

[Na+]+

[K+]

+

[SO42-]

+0.5[HCO3-]

+

[Cl-]第26頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（一）第一組指標(biāo)2.含鹽量水中含有可溶性的以無(wú)機(jī)鹽為主的物質(zhì)的總量，以符號(hào)∑S表示,單位為mg/L或g/L。

計(jì)算方法：溶解組分的濃度總和。與TDS的區(qū)別：1/2的HCO3-海水中常用含鹽度表示，即海水中所有組分質(zhì)量占水質(zhì)量的千分?jǐn)?shù)，用‰表示。第27頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（一）第一組指標(biāo)3、水的硬度(1)有關(guān)概念水的硬度與水中某些陽(yáng)離子，如Ca2+、Mg2+、Sr2+、Mn2+、Fe2+、Fe3+，易生成難溶鹽類(lèi)有關(guān)。由于天然水中最主要的陽(yáng)離子是Ca2+和Mg2+，其它離子在水中含量很少，因此，把天然水中含有的Ca2+和Mg2+的總量稱(chēng)為水的總硬度。第28頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（一）第一組指標(biāo)（2）硬度的組成由Ca2+和Mg2+的碳酸鹽和重碳酸鹽形成的硬度，稱(chēng)為碳酸鹽硬度。它們?cè)诩訜釙r(shí)會(huì)形成CaCO3和Mg(OH)2沉淀而被除去，故又被稱(chēng)為暫時(shí)硬度。硫酸鹽和氯化物形成的硬度，不能通過(guò)煮沸的方法完全除去，稱(chēng)為非碳酸鹽硬度，又稱(chēng)為永久硬度?？傆捕扰c碳酸鹽硬度之差稱(chēng)為非碳酸鹽硬度。第29頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（一）第一組指標(biāo)當(dāng)CO32-

和HCO3-充足時(shí)，碳酸鹽等于總硬度；當(dāng)CO32-

和HCO3-不充足時(shí)，碳酸鹽硬度等于CO32-

和HCO3-的毫克當(dāng)量數(shù)之和乘以50。非碳酸鹽硬度為總硬度與碳酸鹽硬度之差。第30頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四最常用（一）第一組指標(biāo)（3）硬度的表示方法mmol/L：以形成硬度離子的單位電荷粒子為基本單元的物質(zhì)的量濃度，如mmol(0.5Ca2+，0.5Mg2+)/L。mg/LCaCO3：以1L水中所含有的形成硬度離子的質(zhì)量所相當(dāng)?shù)腃aCO3的質(zhì)量表示?！悖?7.8mg/LCaCO3為1德國(guó)度，10mg/LCaCO3為1法國(guó)度，以度表示而未指國(guó)名時(shí)通常指德國(guó)度三種硬度單位的換算關(guān)系為：1mmol/L=50.05mg/LCaCO3=2.804°第31頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四總硬度水質(zhì)0~60mg/L軟水60~120微硬水120~180硬水>180極硬水一般地表水為軟水，地下水硬度往往較高，生活飲用水要求硬度不能超過(guò)450mg/L（以CaCO3計(jì)）（一）第一組指標(biāo)（4）水的硬度分級(jí)第32頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）第二組指標(biāo)（1）溶解氧溶解氧(DO，dissolvedoxygen)：主要來(lái)源于空氣中的氧氣，與空氣中氧的分壓，水溫有密切關(guān)系。其中，水溫是影響溶解氧含量的主要因素，水溫越低，溶解氧含量越高。溶解氧含量是判斷水體是否受到有機(jī)污染的間接指標(biāo)溶解氧含量與水體中魚(yú)類(lèi)生成密不可分。地下水中的溶解氧含量一般較低。第33頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第34頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）第二組指標(biāo)（2）生化需氧量生化需氧量(BOD)：水體中微生物分解有機(jī)物的過(guò)程中消耗水中的溶解氧的量。

BOD越高，表示水中需氧有機(jī)污染物質(zhì)越多，BOD是反映水體中有機(jī)污染程度的綜合指標(biāo)之一。通常采用25℃條件下，培養(yǎng)5天所測(cè)得的BOD，記為BOD5，單位：mg/L。第35頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）第二組指標(biāo)（3）化學(xué)需氧量化學(xué)需氧量(COD)：用化學(xué)氧化劑氧化水中有機(jī)物（芳香族化合物在反應(yīng)中不能被完全氧化）及某些還原性離子所消耗的氧量。

COD越高，表示有機(jī)污染物質(zhì)越多，是反映水體中有機(jī)污染程度的綜合指標(biāo)之一。目前常用KMnO4

(CODMn)、K2Cr2O7(CODCr)

測(cè)定水中的COD，單位：mg/L。第36頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）第二組指標(biāo)（4）總有機(jī)碳總有機(jī)碳(TOC)：水中各種形式有機(jī)碳的總量。可以通過(guò)測(cè)定高溫燃燒所產(chǎn)生的CO2測(cè)定，也可以使用儀器迅速測(cè)定，單位：mg/L。實(shí)際分析中，應(yīng)用較少。主要反映水體中有機(jī)物含量的水質(zhì)參數(shù)：BOD，COD，TOC第37頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四ThOD

>

TOD

>

CODCr>

BOD20>

BOD5（二）第二組指標(biāo)總需氧量(TOD)：水中全部可被氧化的物質(zhì)（基本上是有機(jī)物）變成穩(wěn)定氧化物時(shí)所需的氧量。理論需氧量(ThOD)：根據(jù)化學(xué)方程式計(jì)算的有機(jī)物完全氧化時(shí)所需要氧的量。這是一個(gè)對(duì)廢水作全化學(xué)分析以后的理論計(jì)算值。第38頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（二）第二組指標(biāo)（5）氧化還原電位氧化還原電位是表征水體氧化還原狀態(tài)的一個(gè)綜合性物理化學(xué)指標(biāo)，以Eh表示，單位為V或mV。Eh為正值，水環(huán)境處于氧化狀態(tài)；Eh為負(fù)值，水環(huán)境處于還原狀態(tài)。野外采用鉑電極測(cè)定。第39頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（三）第三組指標(biāo)1、堿度（Alkalinity）水接受質(zhì)子能力的量度，指水中能與強(qiáng)酸發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)，亦即能接受質(zhì)子H+的物質(zhì)總量。20℃，1L天然水中全部堿性物質(zhì)被H+中和時(shí)所需要的H+的物質(zhì)的量。單位：mol/L；mmol/L。表征水中和酸的能力的綜合性指標(biāo)。第40頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（1）組成水中堿度的物質(zhì)強(qiáng)堿：如NaOH、Ca(OH)2等，在溶液中全部電離生成OH-離子；弱堿：如NH3、C6H5NH2等，在水中一部分發(fā)生反應(yīng)生成OH-離子；強(qiáng)堿弱酸鹽：如各種碳酸鹽、重碳酸鹽、硅酸鹽、磷酸鹽、硫化物和腐殖酸鹽等，它們水解時(shí)生成OH-或者直接接受質(zhì)子H+。水堿度的主要形態(tài)：OH-、CO32-和HCO3-第41頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四總堿度是水中各種堿度成分的總和?？倝A度=[HCO3-]+2[CO32-]+[OH-]-[H+]碳酸鹽堿度：由碳酸鹽和重碳酸鹽所引起的堿度；計(jì)算方法：[HCO3-]和[CO32-]的毫克當(dāng)量濃度之和乘以50.以CaCO3的mg/L表示。

第42頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四硬度與堿度的差別當(dāng)[Ca2++Mg2+]>[HCO3-]+[CO32-]，即水的總硬度大于總堿度時(shí)，暫時(shí)硬度等于總堿度；非碳酸鹽硬度為總硬度與總堿度之差。當(dāng)[Ca2++Mg2+]<[HCO3-]+[CO32-]，即水的總硬度小于總堿度時(shí)，總硬度全部為碳酸鹽硬度；非碳酸鹽硬度為0。水中非硬度的碳酸鹽（即總堿度比總硬度多出的部分）被稱(chēng)為負(fù)硬度。第43頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2、酸度（acidity）水中能與強(qiáng)堿發(fā)生中和作用的全部物質(zhì)，亦即能釋放出的H+或經(jīng)過(guò)水解能產(chǎn)生的H+的總量。（1）組成水中酸度的物質(zhì)強(qiáng)酸：如HCl、H2SO4、HNO3等；弱酸：如CO2及H2CO3、H2S、蛋白質(zhì)以及各種有機(jī)酸類(lèi)；強(qiáng)酸弱堿鹽：如FeCl3、Al2(SO4)3等。天然水酸度的主要形態(tài)：H+、H2CO3、HCO3-第44頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四總酸度：水中這些物質(zhì)對(duì)強(qiáng)堿的總中和能力；在中和前溶液中已經(jīng)電離生成的H+的數(shù)量稱(chēng)為離子酸度（或活性酸度），以pH值表示。強(qiáng)酸在溶液中全部電離，由它構(gòu)成的酸度都是離子酸度。弱酸的分子只有一部分電離，大部分在中和前呈分子狀態(tài)，在中和過(guò)程中陸續(xù)電離參加反應(yīng)。在中和前未電離的H+的數(shù)量稱(chēng)為分子酸度或后備酸度，或潛在酸度。第45頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3、pH值pH值為已電離的H+數(shù)量；評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；地下水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)第46頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四aZcMc

=ZaM

二、水分析數(shù)據(jù)可靠性檢查

1.陰陽(yáng)離子平衡的檢查（電中性檢查）水溶液的一個(gè)基本平衡條件是電中性條件，即溶液中的正離子電荷總數(shù)等于負(fù)離子電荷總數(shù)，其數(shù)學(xué)表達(dá)式：式中，Mc和Ma分別為陽(yáng)離子和陰離子的物質(zhì)的量濃度，Zc和Za分別為陽(yáng)離子和陰離子的電荷數(shù)，此式稱(chēng)為電中性方程。第47頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

第48頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2.分析結(jié)果中一些計(jì)算值的檢查總?cè)芙夤腆w(TDS)：如果TDS是計(jì)算值，應(yīng)檢查其數(shù)值是否減去1/2[HCO3-]。Na++K+值：在簡(jiǎn)分析中，Na++K+值是計(jì)算值。[陰離子毫克當(dāng)量數(shù)?

(Ca2++Mg2+)毫克當(dāng)量數(shù)]

=(Na++K+)毫克當(dāng)量數(shù)(Na++K+)（毫克當(dāng)量濃度）×25

=

(Na++K+)

(mg/L)第49頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四總硬度：總硬度的計(jì)算值應(yīng)按下列方法檢查，(Ca2++Mg2+)毫克當(dāng)量濃度×50=總硬度(以CaCO3計(jì)，mg/L）第50頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四TDS實(shí)測(cè)值與TDS計(jì)算值之差：如果分析結(jié)果中有實(shí)測(cè)TDS值，應(yīng)求得TDS的計(jì)算值。以檢查T(mén)DS實(shí)測(cè)值的可靠性。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，兩者的差值應(yīng)符合下述要求：TDS<100mg/L，相對(duì)誤差<±10%100<TDS<1000mg/L，相對(duì)誤差<±7%TDS>1000mg/L，相對(duì)誤差<±5%第51頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3.碳酸平衡檢查根據(jù)碳酸平衡理論，當(dāng)pH<8.34時(shí)，分析結(jié)果中不應(yīng)出現(xiàn)CO32-，因?yàn)檫@樣的pH值條件下，常規(guī)方法不能檢出微量的CO32-；同理，當(dāng)pH>8.34時(shí)，水分析結(jié)果中不應(yīng)出現(xiàn)H2CO3。如果上述分析結(jié)果中不符合上述情況，說(shuō)明pH或CO32-和H2CO3的測(cè)定有問(wèn)題。第52頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四4.其它檢查方法一般的地下水中，Na＋總是大于K＋，如果出現(xiàn)反常的情況，分析結(jié)果值得懷疑。地下水中Na＋或Na＋＋K＋一般都不會(huì)出現(xiàn)零值，如果出現(xiàn)此情況，可以認(rèn)為是分析的錯(cuò)誤。第53頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、比例系數(shù)分析方法水的化學(xué)成分中，各種組分之間的含量比例系數(shù)常被用來(lái)研究某些水文地球化學(xué)問(wèn)題，因?yàn)椴煌梢蚧虿煌瑮l件下形成的地下水，某些比例系數(shù)在數(shù)值上有比較明顯的差異。因此，可以利用這類(lèi)比例系數(shù)判斷地下水的成因、水化學(xué)成分來(lái)源或者進(jìn)行水化學(xué)類(lèi)型劃分。例如：TDS與電導(dǎo)率的相關(guān)性。第54頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)水文地球化學(xué)分類(lèi)第55頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四一、地下水化學(xué)成分分析1．簡(jiǎn)分析項(xiàng)目物理性質(zhì)：溫度、顏色、透明度、嗅和味等定量分析項(xiàng)目：

HCO3-、SO42-、Cl-、Ca2+、總硬度，pH值定性分析項(xiàng)目：

NO3-、NO2-、NH4+、Fe2+、Fe3+、H2S、耗氧量等第56頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四2．全分析項(xiàng)目：物理性質(zhì)：溫度、顏色、透明度、味（氣味、味道）定量分析項(xiàng)目：HCO3-、SO42-、Cl-、CO32-、NO2-、NO3-、Ca2+、Mg2+、K+、Na+、NH4+、Fe2+、Fe3+、H2S、CO2

耗氧量，PH值及干涸殘余物.第57頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四3、專(zhuān)門(mén)分析對(duì)地下水中某種或多種元素進(jìn)行專(zhuān)門(mén)分析；煤礦區(qū)等第58頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四二、分析成果的表示方法常用的濃度單位物質(zhì)的量濃度：以1升溶液中所含溶質(zhì)的摩爾數(shù)表示（mol/L）；質(zhì)量濃度：以每升水中所含溶質(zhì)的毫克數(shù)(mg/L)或微克數(shù)(μg/L)來(lái)表示:mg/L

=溶質(zhì)的質(zhì)量(mg)

溶液的體積(L)第59頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四離子毫克當(dāng)量數(shù)：?jiǎn)挝惑w積水中所含離子的毫克當(dāng)量。毫克當(dāng)量濃度：每升溶液中所含溶質(zhì)的毫克當(dāng)量數(shù)（N），單位meq/L。毫克當(dāng)量數(shù)等于溶質(zhì)的毫摩爾數(shù)乘以溶質(zhì)的價(jià)態(tài)。第60頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

ppm

=溶質(zhì)的質(zhì)量(mg)

溶液的質(zhì)量(kg)以每千克溶液中含溶質(zhì)的毫克數(shù)(ppm)或微克數(shù)(ppb)表示：ppm

(parts

per

million)的含義是百萬(wàn)分之一，即每百萬(wàn)份溶液中所含溶質(zhì)的份數(shù)。ppb

(parts

per

billion)為十億分之一，即每十億份溶液中所含溶質(zhì)的份數(shù)。大部分天然水的密度都約等于1，因此mg/L和ppm一般可以互用。第61頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、地下水化學(xué)成分的圖示法

水化學(xué)分析結(jié)果的圖示法有助于對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)異同點(diǎn)，更好地顯示各種水的化學(xué)特性。第62頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四1.離子濃度圖示法（1）圓形圖示法（餅圖）

把圓形分為兩半，一半表示陽(yáng)離子，一半表示陰離子，其濃度單位為電荷濃度(meq/L)，其離子所占的扇形的大小，按該離子電荷數(shù)占陰或陽(yáng)離子電荷總數(shù)的比例而定。第63頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（2）柱形圖示法

柱形分兩半，一半為陰離子，一半為陽(yáng)離子，以電荷濃度或電荷百分含量表示。柱子的高度與陰離子或陽(yáng)離子電荷總數(shù)成比例。CaMgNa+KHCO3SO4Cl020406080100meq%堿性增強(qiáng)酸性增強(qiáng)第64頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（3）多邊圖示法圖中有一垂直軸，軸的左右兩側(cè)分別表示陽(yáng)離子和陰離子，其濃度為meq/L。與垂直軸垂直的有四條平行線，頂線有meq/L的比例刻度。圖中一般表示6種組分，如要表示更多組分，可增加平行線。第65頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（4）水化學(xué)玫瑰圖根據(jù)主要陰陽(yáng)離子的毫克當(dāng)量百分?jǐn)?shù)回執(zhí)成圓形圖，將圓分為6等分，6條半徑為地下水中常見(jiàn)的6種離子，將每條半徑分為100等分，然后在半徑上定點(diǎn)，連接各點(diǎn)即可。第66頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四

2.三線圖示法PiPer圖PiPer三線圖由兩個(gè)等邊三角形和一個(gè)等邊平行四邊形組成。濃度單位為電荷百分含量，左邊三角形表示陽(yáng)離子電荷百分含量，右邊三角形表示陰離子電荷百分含量。構(gòu)圖時(shí)，首先依據(jù)陰陽(yáng)離子各自的電荷百分含量確定水點(diǎn)在兩個(gè)三角形上的位置，然后通過(guò)該點(diǎn)作平行于刻度線的延伸線，兩條延伸線在平行四邊形的交點(diǎn)即為該水點(diǎn)在平行四邊形中的位置。第67頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四g+MCa4

+CSOl大的優(yōu)點(diǎn)是能把大量的水分析資料點(diǎn)繪在圖上，應(yīng)用三線圖能判斷某種水是否是另外兩種水簡(jiǎn)單混合的結(jié)果。

三線圖最CaMgNa

HCO3ClSO4第68頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四（3）庫(kù)爾洛夫式為了簡(jiǎn)明地反映水的化學(xué)特點(diǎn)，可采用化學(xué)成分表示式，即庫(kù)爾洛夫式表示。數(shù)學(xué)分式形式表示水的化學(xué)成分，但并無(wú)數(shù)學(xué)上的意義；一般只寫(xiě)出其含量超過(guò)區(qū)域背景值或國(guó)家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的微量元素和氣體組分；水中偏硅酸根、硝酸根含量有時(shí)較高，構(gòu)成了主要陰離子（>10%），這時(shí)，主體式中就須列出；氣體成分的單位一般為g/L，只有放射性氣體氡氣例外，1愛(ài)曼＝3.7Bq。第69頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四pH為6.8，M(g/l)為1.9。第70頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四三、水化學(xué)類(lèi)型的劃分1、舒卡列夫分類(lèi)法將含量大于25meq%的陰離子和陽(yáng)離子進(jìn)行組合，每型以阿拉伯?dāng)?shù)字為代號(hào)，共49型；按礦化度又分為4組：A組礦化度<1.5g/l，B組1.5-10g/l，C組10-40g/l，D組>40g/l。命名時(shí)在數(shù)字與字母間加連接號(hào)，如1-A：指的是M<1.5g/l,陰離子只有HCO3>meq25％，陽(yáng)離子只有Ca大于25meq%。注意：（1）陰、陽(yáng)離子分別計(jì)毫克當(dāng)量百分比；（2）礦化度的單位是g/L！第71頁(yè)，共79頁(yè)，2023年，2月20日，星期四>25%meq的離子HCO3HCO3＋SO4HCO3＋SO4＋ClHCO3＋ClSO4SO4＋ClClCa181522293643Ca+Mg291623303744Mg3101724313845Na+Ca4111825323946Na+C