地下水的化学组分及其演变[教师助手].ppt
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,2,学校课堂,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。 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,3,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,4,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,第二节. 地下水化学特征,5,学校课堂,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,6,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,2）H2S 、甲烷（CH4） 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）CO2 CO2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,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,溶解性总固体(total dissolved solids)：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： 一般以105 110C时将水蒸干所得的干涸残余物总量来表示溶解性总固体（TDS） 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,8,学校课堂,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50,9,学校课堂,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（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：,10,学校课堂,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： 来自沉积岩氯化物的溶解； 来自岩浆岩中含氯矿物的风化溶解； 来自海水； 来自火山喷发物的溶滤； 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。,）Cl,11,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,特点： Cl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； Cl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。,12,学校课堂,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： 含石膏（CaSO42H2O）或其它硫酸盐的沉积岩的溶解； 硫化物的氧化： 2FeS2+7O2+2H2O2FeSO4+4H+2SO42 （黄铁矿）,2）SO42,13,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,注意： 由于煤系地层（CP）常含有很多黄铁矿（硫铁矿），因此流经这类地层的地下水往往以SO42为主； 金属硫化物矿床附近的地下水中常含有大量的SO42； 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； 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1800104t之多，因此，地下水中SO42的这一来源不容忽视。,14,学校课堂,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： 含碳酸盐的沉积盐（石灰岩、白云岩）与变质岩（大理盐）： CaCO3+H2O+CO22HCO3+Ca2+ MgCO3+H2O+CO22HCO3+Mg2+ 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。,）HCO3,15,学校课堂,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： 沉积岩中岩盐及其它钠盐的溶解； 海水； 岩浆岩和变质岩地区含钠矿物的风化溶解； 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。,）Na+,16,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,高矿化水中含量较多。 来源与分布特点与Na+相近： 含钾盐类沉积岩的溶解； 岩浆岩、变质岩中含钾矿物的风化溶解。 在地壳中K与Na的含量相近，但在地下水中K+的含量比Na+少得多，这是因为 K+大量地参与形成不溶于水的次生矿物（水云母、蒙脱石、绢云母）； 易为植物所摄取。 由于K+含量少，分析比较费事，所以一般将K+归并到Na+中，不另区分。,）K+,17,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,是低矿化水中的主要阳离子。 高矿化水中，因阴离子主要为Cl- , 而CaCl2的溶解度相当大，故Ca2+的绝对含量显著增大,但仍远低于Na+。矿化度格外高的水，钙也可成为主要离子。 来源： 碳酸盐类沉积物及含石膏沉积物的溶解； 岩浆岩、变质岩中含钙矿物的风化溶解。,）Ca2+,18,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,来源及分布与Ca2+相近： 含镁的碳酸盐类沉积岩（白云盐、泥灰盐）； 岩浆岩、变质岩中含镁矿物的风化溶解。 Mg2+在低矿化水中通常含量较Ca2+少。 地下水中各种离子的测定方法，参阅水质分析的有关书籍。,）Mg2+,19,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,地下水中存在多种同位素，最有意义的是氢、氧、碳的同位素。 高度效应：指2H、18O等重同位素丰度随降水高程增高而降低的规律。 大陆效应：指重同位素丰度有随远离水汽来源的海洋而降低的趋势。 利用地下水中氚及碳-14的含量，可以测定地下水平均贮留时间（年龄）。 同位素方法在水文地质学研究中已经成为不可缺少的技术手段。,3地下水中的同位素组分,20,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,除主要离子（七大离子）外，地下水中还有其他成分： 1）次要离子：H+、Fe2+、Fe3+、Mn2+、NH4+、OH、NO2、NO3、CO32、SiO32、PO43等； 2）微量组分（元素）：Br、I、F、B、Sr等； 3）胶体成分：Fe(OH)3、Al(OH)3、H2SiO3等； 4）有机体； 5）微生物：如氧化环境中存在：硫细菌、铁细菌； 还原环境中存在：脱硫酸细菌； 在污水中：各种致病细菌。,4. 地下水中的其他成分,21,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,第三节. 地下水中的微生物,22,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,地下水中的微生物，主要有以下作用：参与地下水化学形成作用，改变地下水组分；生物修复地下水污染；改变含水介质特性；参与成岩作用；参与成矿作用(陈骏等，2004；李政红等，2007)。 微生物是氧化还原作用的触媒。许多地下水化学形成作用是生物地球化学过程，都有微生物的参与。 例如，脱硫酸作用： SO42+2C+2H2OH2S+ 2HCO3,23,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,污染地下水的生物修复，是最有潜力的污染修复方式。 1、作为触媒使有机污染物氧化为二氧化碳而降解。2、能够吸附重金属离子，通过触媒作用还原或氧化金属和准金属而改变其活动性。 可溶岩喀斯特化一直被认为是化学作用的结果，现在发现，存在多种微生物的生物化学作用，影响碳酸盐的溶解与沉淀。,24,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,微生物在成矿中发挥重要作用。 1、带负电荷的微生物细胞表面能键和金属离子，被键合的金属离子与阴离子反应，形成盐类沉淀。2、微生物代谢有机物形成有利于矿床堆积的物理化学环境。 微生物几乎参与了所有的地质过程，原先认为是无机的地质作用，其实都是有机的(陈骏等，2006；汪晶先，2003)，地质微生物学作为一门交叉学科正存蓬勃兴起，对于解决水文地质学面对的理论及实际问题，有着难以估量的意义，水文地质工作者需要扩展视野，参与地质微生物的探索与发展。,25,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,第四节. 地下水的温度,26,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,地壳表层可分为3个带： 1）变温带：受太阳辐射影响，地温随昼夜与季节变化；15-30m 2）常温带：地温接近常数，一般比当地年平均气温高2； 3）增温带：受地球内部热流的影响，随深度加大地温升高。 地温梯度（）是指每增加单位深度时，地温的增值。 单位：/100m。 地温梯度的平均值为3/100m，一般1.5 4/100m。,27,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,地下水的温度受地温控制： 1）变温带地下水：水温有较小的季节性变化； 2）常温带地下水：水温与当地平均气温接近； 3）增温带地下水：随地温梯度的增加而增加，甚至成为热水。,28,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,两个公式： 利用地温梯度（），概略计算某一深度的地下水水温（T）： T=t+(h) 式中：t年平均气温；H地下水埋深；h常温带深度。 利用地下水温（T），推算其大致循环深度（H）：,29,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,第五节. 地下水化学成分形成作用,30,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,地下水主要来源于大气降水，大气降水的矿化度一般为0.020.05g/L，进入含水层后，水与岩土作用，矿化度升高，化学成分发生变化。 地下水化学成分形成作用主要分为6种作用1种影响。 1、溶滤作用 2、浓缩作用 3、脱碳酸作用 4、脱硫酸作用 5、阳离子交替吸附作用 6、混合作用 7、人类活动对地下水化学成分的影响,31,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,溶滤作用在水与岩土相互作用下，岩土中一部分物质转入地下水中。,1溶滤作用,32,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,盐类溶解与温度有关,1溶滤作用,33,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,溶滤作用的结果：岩土失去一部分可溶物质； 地下水则补充了新的组分。 PS：狭义的溶滤作用与溶解作用在内涵上的区别 溶滤作用：在不破坏晶体结晶格架情况下，部分组分进入地下水中的作用。如难溶的硅铝酸盐中的某些成分。 溶解作用：破坏了矿物的结晶格架，使矿物的全部成分进入地下水中。如氯化钠。,1溶滤作用,34,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,影响溶滤作用的因素： 1）岩土中矿物盐类的溶解度： 首先：NaCl迅速转入水中，SiO2很难溶于水中。 2）岩土的空隙： 空隙发育，溶滤作用强，否则弱。 3）水的溶解性总固体含量： 低矿化水溶解能力强，而高矿化水溶解能力弱。,1溶滤作用,35,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,4）水中CO2、O2等气体成分： 水中CO2含量愈高，溶解碳酸盐及硅酸盐的能力愈强。 水中O2含量愈高，溶解硫化物的能力愈强。 5）水的流动状况： 停滞的地下水，最终将失去溶解能力； 流动的地下水，经常保持强的溶解能力。 地下水的径流与交替强度是决定溶滤作用强度的最活跃、最关键的因素。,36,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,溶滤作用具有时间上的阶段性和空间上的差异性。 在时间上： 一个地区经受溶滤作用愈强烈，时间愈长，地下水的矿化度愈低，愈是以难溶离子为其主要成分。,37,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,在空间上： 气候愈是潮湿多雨，地质构造的开启性愈好，岩层的导水能力愈强，地形切割愈强烈，地下水的径流与交替愈迅速，地下水的矿化度愈低，难溶离子的相对含量也就愈高。,38,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,主要发生在干旱半干旱地区的平原与盆地的低洼处。 当地下水位埋藏较浅时，蒸发强烈，蒸发成为地下水的主要排泄去路。 随着时间的增加，地下水溶液逐渐浓缩，M增大。随着矿化度的上升，溶解度较小的盐类在水中相继达到饱和而沉淀析出，易溶盐类（如NaCl）的离子逐渐成为水中主要成分。,浓缩作用,39,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,产生浓缩作用的条件： 气候：干旱半干旱； 岩土：颗粒细小的松散岩土； 地势：低平； 地下水位：埋藏浅； 排泄区（从别处带来的盐分在排泄区集聚）,地下水化学成分形成作用受区域自然地理与地质条件的影响，地下水的化学特征往往具有一定的分带性（空间上）,40,学校课堂,丘陵,倾斜平原区,低平原,颗粒粗 水位埋深大 溶滤作用 水交替迅速 矿化度低 HCO3Ca,过渡区 矿化度中 SO4MgCa,颗粒细 水位埋深小 浓缩作用 水流迟缓 矿化度高 ClNa,41,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,CO2的溶解度随温度升高或压力降低而减小，一部分CO2便成为游离CO2从水中逸出，这便是脱碳酸作用。 Ca2+2HCO3CO2+H2O+CaCO3 Mg2+2HCO3CO2+H2O+MgCO3 结果： 地下水中HCO3、Ca2、Mg2减少； 矿化度降低。,脱碳酸作用,42,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,43,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,44,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,45,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,在还原环境中，当有有机质存在时，脱硫酸细菌使SO42还原为H2S脱硫酸作用。 SO42+2C+2H2OH2S+2HCO3 结果： 水中SO42减少以至消失； HCO3增加，pH值变大。 如：封闭的地质构造是产生脱硫酸作用的有利环境。,脱硫酸作用,46,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,岩土颗粒表面带有负电荷，能够吸附阳离子。一定条件下，颗粒将吸附地下水中某些阳离子，而将其原来吸附的部分阳离子转为地下水中的组分，这便是阳离子交替吸附作用。（离子在岩土与水之间交替） 不同阳离子吸附能力的大小： H Fe3 Al3+ Ca2 Mg2 K Na 离子价愈高，离子半径愈大，则吸附能力也愈大，H例外； 地下水中某种离子的相对浓度愈大，交替吸附作用也就愈强； 颗粒愈细，比表面积愈大，交替吸附作用也就愈强； 粘土及粘土岩类最容易发生交替吸附作用。,阳离子交替吸附作用,47,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,混合作用成分不同的两种水汇合在一起，形成化学成分与原来两者都不相同的地下水这便是混合作用。 混合作用： 可能发生化学反应形成化学类型完全不同的地下水； 不发生明显的化学反应取决于参与混合的两种水的化学成分。,混合作用,48,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,污染地下水： 工业三废：废气、废水、废渣，以及农业上大量使用的化肥、农药等，使地下水中含有原来含量很低的有害元素。 改变地下水的形成条件，水质发生变化： 过量开采地下水引起海水入侵，不合理灌溉引起次生盐渍化，使浅层水变咸等；引淡补咸使地下水淡化。,人类活动在地下水化学成分形成中的作用,49,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,第六节. 地下水基本成因类型及其化学特征,50,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,不同领域的学者，目前得出一致的结论：地球上的水圈是原始地壳生成后，氢与氧从地球内部层圈逸出而形成的。 因此，地下水起源于地球深部层圈。 从形成地下水化学成分的基本成因出发，将地下水分为三个主要成因类型：溶滤水、沉积水和内生水。,51,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,富含CO2与O2的渗入成因的地下水，溶滤它所流经的岩土而获得其主要化学成分，这种水称之为溶滤水。（地下水的化学成分主要由溶滤作用形成） 1） 影响因素：岩性、气候、地形地貌： 岩性： 石灰岩、白云岩：HCO3Ca、HCO3CaMg型水； 含石膏的沉积岩区：SO4Ca型水； 酸性岩浆岩区：HCO3Na型水； 煤系地层、金属硫化物矿床分布区：SO4型水。,1溶滤水,52,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,气候： 潮湿气候区：易溶组分溶滤带走，最终以难溶组分为主，形成低矿化的重碳酸型水； 干旱气候下平原、盆地排泄区：由于盐分不断带来，水分蒸发，盐分积累，最终形成高矿化的氯化物水。 地形地貌： 切割强烈的山区：径流强，水交替快，形成低矿化的以难溶离子为主的水； 地势低平的平原、盆地：径流微弱，水交替缓慢，形成高矿化的，以易溶离子为主的水。,53,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,2）地下水的水平与垂直分带：,54,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,55,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,开启性好：低M，HCO3型水； 封闭：高M，Cl型水。 绝大部分地下水属于溶滤水（不论承压水、潜水）。,3）构造,56,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,沉积水是指与沉积物大体同时生成的古地下水。,2沉积水,例子：海相淤泥沉积水 海水： 化学成分：平均矿化度M：35g/L。,海相淤泥沉积水： a.矿化度很高，最高可达300g/L（浓缩作用）； b.SO42-减少（脱硫酸作用）； c.Ca2+相对含量增大，Na+相对含量减少， （阳离子交替吸附）； d.富集Br、I， 变小； e.出现H2S、CH4等； f.pH值增高。,57,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,内生水指来自地球深部层圈的水。 内生水的研究至今还很不成熟。,3内生水,58,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,第七节. 地下水化学成分分析及其图示,59,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,地下水化学成分的分析是研究地下水化学成分及其形成作用的基础。工作目的与要求不同，分析项目与精度也不同。 分析内容 在水文地质中分为：简分析、全分析、专门分析。 1）简分析 目的：了解区域地下水化学成分的概貌。 特点；分析项目少，精度要求低，简便快速，成本不高，技术上容易掌握。,60,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,简分析分析项目： 物理性质：温度、颜色、透明度、嗅味、味道等； 定量分析：HCO3、SO42、Cl、Ca2、Mg2，总硬度、p值； 通过计算求得：其它主要离子：K+Na、总矿化度； 定性分析：NO3、NO2、NH4+、Fe2+、Fe3+、H2S、耗氧量等。 方法： 可在野外利用专门水质分析箱进行； 取水样送实验室分析。,61,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,2）全分析 目的：全面地了解地下水的化学成分。通常在简分析的基础上选择有代表性的水样进行全分析。 特点：分析项目较多，要求精度高。 定量分析：HCO3、SO42、Cl、CO32、NO2、NO3、Ca2、Mg2、K、Na、NH4+、Fe2+、Fe3+、H2S、CO2、耗氧量、pH值、干涸残余物TDS。 同时分析地表水。因为：,62,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,大气降水：为地下水主要补给来源，分析可以阐明地下水化学成分的形成。,63,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,地下水水化学成分表示库尔洛夫式： 将阴阳离子分别标示在横线上。按毫克当量百分数自大到小顺序排列。小于10%的离子不予表示：,2. 地下水化学成分的库尔洛夫表示式,离子的毫克当量=离子的毫摩尔*离子价,离子的毫摩尔=离子的毫克数/离子量（原子量）,毫克当量百分数=某离子的毫克当量/阴（阳）离子的毫克当量总数,64,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,横线前：表示特殊成分、气体成分及矿化度（以M表示），单位都是g/L； 横线上下方：将阴/阳离子毫克当量百分数10%的离子按自大到小顺序分别标示；,横线后： 水温t（oC) 。,65,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,1）舒卡列夫分类 前苏联学者舒卡列夫，根据地下水中六种主要离子（K合并于Na中）及矿化度划分。 根据离子含量 对含量大于25%毫克当量的阴离子、阳离子进行组合，共分成49型水，每型以一个阿拉伯数字为代表（P67，表7.3）。,3. 地下水化学分类与图示方法（按地下水化学成分分类）,66,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,3. 地下水化学分类与图示方法（按地下水化学成分分类）,67,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变, 按矿化度又分为组： A组：M40g/L。 由表P67，7.3，从左上角右下角，矿化度由小大。,68,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,如：1A型水，即矿化度49g/L），为高矿化的ClNa型水。 实际工作中用数字表示水型不方便，而是将阴离子放在前，阳离子放在后（离子含量25%毫克当量的参加命名，且书写时省略离子符号），中间用横线连接，阴、阳离子中有两个以上毫克当量百分数25时，则含量大的在前，小的在后，中间用横线连接。如：HCO3SO4CaMg型水。,69,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,一般书写时规则：1、阴离子放在前，阳离子放在后（离子含量25%毫克当量的参加命名，且书写时省略离子符号）。 2、中间用横线连接。 3、阴、阳离子中有两个以上毫克当量百分数25时，则含量大的在前，小的在后，中间用横线连接。如：HCO3SO4CaMg型水。 如：HCO3SO4Ca型水；HCO3CaMg型水等。,70,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,特点：简明易懂，在我国广泛应用。 缺点： 以离子含量25毫克当量作为划分水型的依据，有人为性； 反映水质变化不够细致（<25%不考虑）。,71,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,2）Piper三线图解 Piper三线图解由两个三角形和一个菱形组成（P62，图），左下角三角形的三条边分别代表阳离子K+Na+、Ca2、Mg2的毫克当量%；右下角三角形三条边分别表示阴离子HCO3、SO42、Cl的毫克当量%；菱形表示阴、阳离子组合的相对含量（毫克当量%）。,72,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,73,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,三角形刻度增加的方向：阳离子按顺时针方向增加（Ca2、Mg2、 K+Na+）；阴离子按逆时针方向增加（Cl 、SO42、HCO3） 矿化度的大小用圆圈大小表示：圆圈大，M大；圆圈小，M小。 一般情况下，在实际工作中仅使用菱形表示地下水化学成分中阴、阳离子组合的相对含量。其中一对平行边为阳离子的组合；另一对平行边为阴离子的组合。刻度增加的方向：向上（Ca2Mg2，SO42Cl）或向下（K+Na，HCO3CO32）。 优点： 不受人的影响； 可以分析地下水化学成分的演变规律。,74,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,75,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,1. 总溶解固体？ 2. 地温梯度? 3. 溶滤作用？ 4. 浓缩作用？ 5.脱碳酸作用？ 6.脱硫酸作用？ 7.阳离子交替吸附作用？ 8.混合作用？,思考题,溶滤水？ 沉积水？ 内生水？ 总硬度？,76,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,18.地下水中含有各种 、 、 、 以及微生物等。 19.地下水中常见的气体成分有 、 、 、 及 等。 20.地下水中分布最广、含量较高的阴离子有 、 及 等。 21.地下水中分布最广、含量较高的阳离子有 、 、 及 等。 22.一般情况下，低矿化水中的离子常以 及 、 为主；高矿化水则以 及 为主。 23.一般情况下，中等矿化的地下水中，阴离子常以 为主，主要阳离子 可以是 ，也可以是 。,77,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,24.地下水化学成分的形成作用有 、 、 、 脱硫酸作用、阳离子交替吸附作用和混合作用。 25.据地下水化学成分的成因类型，可将地下水分为 、 和 。 26.在低矿化水中，阴离子以重碳酸盐为主，阳离子以钙离子、镁离子为主。随着蒸发浓缩，溶解度小的钙、镁的碳酸盐部分析出， 及 逐渐成为主要成分，继续浓缩，水中硫酸盐达到饱和并开始析出，便将形成以 、 为主的高矿化水。 27.当含钙为主的地下水，进入主要吸附有钠离子的岩土时，水中的钙离子便置换岩土所吸附的一部分 ，使地下水中 增多而 减少。,78,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,28.地下水的物理性质主要包括： 、 、 、 和 。 29.根据受热源影响的情况，地壳表层可分为变温带 、 和 三个带。 30.研究地下水中气体成分的意义？ 31.地下水中二氧化碳气体来源？ 32.地下水中含有不同的气体成分时，各反映什么样的地球化学环境？ 33.地下水中氯离子的主要来源？ 34.地下水中氯离子的特点有哪些? 35.地下水中硫酸根离子和重碳酸根离子的来源? 36.地下水中钠离子和钾离子的来源? 37.为什么地下水中钾离子含量比钠离子含量少的多？,79,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,38.地下水中钙离子和镁离子的来源? 39.地下水中的总溶解固体与各离子含量有什么关系? 40.简述利用库尔洛夫式反映水的化学特点的方法? 41.影响溶滤作用强度的因素有哪些? 42.自然界地下水化学成分的形成作用有哪些? 43.为什么高矿化水中以易溶的氯离子和钠离子占优势? 44.产生浓缩作用必须具备哪些条件? 45.为什么粘土及粘土岩类最容易发生交替吸附作用? 46.地下水简分析的项目有哪些? 47.地下水全分析项目有哪些? 48.研究地下水化学成分的意义?,80,学校课堂,7 地下水的化学组分及其演变,49.氯化物最易溶解于水中，而为什么多数地下水中检出的是难溶的碳酸盐和硅酸盐成分? 50.溶滤水的化学成分受哪些因素影响？如何影响? 51.海相淤泥沉积水与海水有什么不同? 52.叙述地下水化学成分舒卡列夫分类的原则？命名方法及优缺点? 54.某地地面标高为100米，多年平均气温为10度，常温带距地面20米，增温带的地温梯度为4度/100米，试计算地面下2000米的地温。,81,学校课堂,
