地下水的化学组分及其演变报告课件.ppt

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1、第七章地下水的化学组分及其演变1概述地下水化学特征地下水中的微生物地下水的温度地下水化学组分形成作用地下水基本成因类型及其化学特征地下水化学式成分分析及其图示§7地下水的化学组分及其演变第一节.概述§7地下水的化学组分及其演变地下水不是化学纯的H2O，而是一种复杂的溶液。天然：人为：人类活动对地下水化学成分产生影响。地下水的化学成分是地下水与环境、以及人类活动长期相互作用的产物。一个地区地下水的化学面貌，反映了该地区地下水的历史演变。水是最为常见的良好溶剂，可溶解、搬运岩土中的某些组分。水是地球中元素迁移富集的载体

2、。利用地下水，各种行业对水质都有一定的要求→进行水质评价。概述§7地下水的化学组分及其演变§7地下水的化学组分及其演变第二节.地下水化学特征§7地下水的化学组分及其演变地下水中含有各种气体、离子、胶体、有机质以及微生物。1．地下水中主要气体成分O2、N2、CO2、CH4、H2S等。1）O2、N2地下水中的O2、N2主要来源于大气。地下水中的O2含量多→说明地下水处于氧化环境。在较封闭的环境中O2耗尽，只留下N2，通常说明地下水起源于大气，并处于还原环境。地下水化学特征§7地下水的化学组分及其演变2）H2S、甲烷（C

3、H4）地下水中出现H2S、CH4，其意义恰好与出现O2相反，说明→处于还原的地球化学环境。3）CO2CO2主要来源于土壤。化石燃料（煤、石油、天然气）→CO2（温室气体）→温室效应→全球变暖。地下水中含CO2愈多，其溶解碳酸盐岩的能力便愈强。§7地下水的化学组分及其演变溶解性总固体(totaldissolvedsolids)：溶解性总固体是指溶解在水中的无机盐和有机物的总称(不包括悬浮物和溶解气体等非固体组分)，用缩略词TDS表示测定：①一般以105110C时将水蒸干所得的干涸残余物总量来表示溶解性总固体（TD

4、S）②将分析所得阴阳离子含量相加，相加时HCO3只取重量的一半，因为在蒸干时，有近一半的HCO3分解为CO2、H2O而逸失。总矿化度：溶于水中的离子、分子与化合物的总和。2．地下水中主要离子成分§7地下水的化学组分及其演变总硬度––––水中所含钙离子和镁离子的总量。按照溶解性总固体含量，将地下水分类如下：淡水<1微咸水13咸水310盐水1050卤水>50§7地下水的化学组分及其演变7大离子：Cl、SO42、HCO3、Na、K、Ca2、Mg2。低TDS水中：HCO3、Ca2+、Mg2+为主（

5、难溶物质为主）；中矿化水中：SO42、Na+、Ca2+为主；高矿化水中：Cl、Na+为主（易溶物质为主）。造成这种现象的主要原因是水中盐类溶解度的不同：§7地下水的化学组分及其演变主要出现在高矿化水中，可达几g/L100g/L以上。来源：①来自沉积岩氯化物的溶解；②来自岩浆岩中含氯矿物的风化溶解；③来自海水；④来自火山喷发物的溶滤；⑤人为污染：工业、生活污水及粪便中含有大量Cl，因此居民点附近矿化度不高的地下水中，如Cl含量超过寻常，则说明很可能已受到污染。１）Cl§7地下水的化学组分及其演变特点：①C

6、l不为植物及细菌所摄取，不被土粒表面所吸附，氯盐溶解度大，不易沉淀析出，是地下水中最稳定的离子；②Cl含量随着矿化度增长而不断增加，Cl的含量常可用来说明地下水的化学演变的历程。§7地下水的化学组分及其演变中等矿化的地下水中，SO42为主要阴离子。来源：①含石膏（CaSO4·2H2O）或其它硫酸盐的沉积岩的溶解；②硫化物的氧化：2FeS2+7O2+2H2O→2FeSO4+4H++2SO42（黄铁矿）2）SO42§7地下水的化学组分及其演变注意：①由于煤系地层（C–P）常含有很多黄铁矿（硫铁矿），因此流经

7、这类地层的地下水往往以SO42为主；②金属硫化物矿床附近的地下水中常含有大量的SO42；③煤的燃烧产生大量SO2，与大气中的水汽结合形成含硫酸的降雨→酸雨，从而使地下水中SO42增加；④在我国能源消耗中，煤占70%以上，我国每年向大气排放的SO2已达1800104t之多，因此，地下水中SO42的这一来源不容忽视。§7地下水的化学组分及其演变低矿化水的主要阴离子。来源：①含碳酸盐的沉积盐（石灰岩、白云岩）与变质岩（大理盐）：CaCO3+H2O+CO2→2HCO3+Ca2+MgCO3+H2O+CO2→2HC

8、O3+Mg2+②岩浆岩与变质岩地区，HCO3主要来源于铝硅酸盐矿物的风化溶解。３）HCO3§7地下水的化学组分及其演变高矿化水中的主要阳离子。来源：①沉积岩中岩盐及其它钠盐的溶解；②海水；③岩浆岩和变质岩地区含钠矿物的风化溶解；④酸性岩浆岩中大量含钠矿物，在CO2、H2O的参与下，将形成低矿化的以Na+、HCO3为主的地下水。４）Na+§7地下水的化