地下水化学成分的组成

1、地下水化学成分的组成第二章第二章 地下水化学成分的组成地下水化学成分的组成 地下水中的大量组分、微量组分及主要气地下水中的大量组分、微量组分及主要气体组分的特征，地下水中的同位素成分；体组分的特征，地下水中的同位素成分； 地下水化学成分的综合指标；地下水化学成分的综合指标； 地下水水质资料的分析及处理。地下水水质资料的分析及处理。 地下水化学成分的组成第一节第一节 地下水化学成分的组成地下水化学成分的组成 在地下水中在地下水中, 元素多以离子、原子、分子、元素多以离子、原子、分子、络合物和化合物等形式存在；有些元素也络合物和化合物等形式存在；有些元素也以气体、同位素的形式存在。以气体、同位素的

2、形式存在。地下水化学成分的组成1 天然水组成分类天然水组成分类按水中所含成分的颗粒大小：按水中所含成分的颗粒大小： 分类分类颗粒直径颗粒直径主要物质及形式主要物质及形式真溶液（分子真溶液（分子离子分散系离子分散系 ）2000 悬浊液和乳浊液悬浊液和乳浊液;大多数微生大多数微生物物 地下水化学成分的组成按水中所含成分的相对浓度：按水中所含成分的相对浓度：分类分类 含量含量主要成分主要成分宏量元素宏量元素10 mg/ LCl-、SO42-、 HCO3-、 Na+、K+、Ca2+、Mg2+中量元素中量元素10n*10 mg/ LFe3+ 、Fe2+ 、NO3-、CO32-、SiO2微量元素微量元素0

3、.0110.0 mg/L；一般0，表明实际样品较标准样品富含重，表明实际样品较标准样品富含重同位素；若同位素；若0，实际样品较标准样品贫化重同位素；，实际样品较标准样品贫化重同位素；=0则实际样品的重同位素含量与标准样品相同。则实际样品的重同位素含量与标准样品相同。 例如：例如： 18O =+10 ，表示实际样品中的，表示实际样品中的18O 比标准比标准样品多样品多10 。 ()=1000标标样RRR地下水化学成分的组成 氢、氧稳定同位素标准：氢、氧稳定同位素标准： 氢、氧稳定同位素国际标准样品是氢、氧稳定同位素国际标准样品是“标准平均海水标准平均海水” （SMOW，standard mean

4、 ocean water），）， 实际上并不存在供实验室使用的实际上并不存在供实验室使用的SMOW标准，而是使用美标准，而是使用美国标准局配置的国标准局配置的1号蒸馏水（号蒸馏水（NBS1），它与），它与SMOW标标准之间的关系为：准之间的关系为： 610)2158(SMOWHD6161810)5 .21993(SMOWOO1050. 1NSBSMOWHDHD116181618008. 1NSBSMOWOOOO地下水化学成分的组成国际原子能机构（国际原子能机构（IAEA）推荐的氢氧同位素标准，采用）推荐的氢氧同位素标准，采用海洋蒸馏水，称为海洋蒸馏水，称为”维也纳标准平均海水维也纳标准平均海水

5、”（VSMOW）。）。610)05. 076.155(VSMOWHD610)45.02 .2005(1618VSMOWOO地下水化学成分的组成(4) 同位素分馏：同位素分馏： 同位素以不同比例分配于两种物质或物相中的现同位素以不同比例分配于两种物质或物相中的现象称为同位素的分馏。象称为同位素的分馏。 H2O水水 H2O汽汽 同位素分馏的结果使得重同位素相对富集于一种同位素分馏的结果使得重同位素相对富集于一种物质或物相中，而轻同位素则在另一种物质或物物质或物相中，而轻同位素则在另一种物质或物相中富集。相中富集。 地下水化学成分的组成OO182162HHOO1816液相中富含蒸发相中富含018汽O

6、16液OO1618/H2O/1，说明，说明A物质比物质比B物质富含重同位素；物质富含重同位素；AB1，则说，则说明明B物质比物质比A物质富含重同位素；物质富含重同位素；AB=1，说明，说明A、B物质物质中的重同位素含量相同。中的重同位素含量相同。 BABARR汽）（水）（汽水OOOOO16/1816/1818地下水化学成分的组成同位素分馏系数的通常表示方法：同位素分馏系数的通常表示方法： 100010001100011000BABABA 1000AA标标RRR1000BB标标RRR标RR) 11000(AA标RR) 11000(BBBABARR水中蒸汽中地下水化学成分的组成氢氧稳定同位素分馏：

7、氢氧稳定同位素分馏： 对于氢氧稳定同位素来说，蒸发和凝结是引起同对于氢氧稳定同位素来说，蒸发和凝结是引起同位素分馏的重要作用。一般来说，位素分馏的重要作用。一般来说，由于蒸发和凝由于蒸发和凝结所造成的同位素分馏，结果往往是，气相富集结所造成的同位素分馏，结果往往是，气相富集较轻的同位素，而液相和固相富集较重的同位素。较轻的同位素，而液相和固相富集较重的同位素。地下水化学成分的组成地下水化学成分的组成水与岩石同位素交换反应造成的分馏：水与岩石同位素交换反应造成的分馏： 岩石的岩石的18O值比水大，因此岩石与水发生同位素值比水大，因此岩石与水发生同位素交换的结果往往是，水富含交换的结果往往是，水富

8、含18O，即水中，即水中18O增大。增大。 这一现象常称为这一现象常称为“氧氧-18漂移漂移”。地下水化学成分的组成Why D not?岩石中含氢矿物很少,且D值较低.同位素交换反应对水的D值几乎不产生影响. Water-Rock InteractionOxygen shift Si18O2+H216O Si16O18O+H2 18O CaC18O3+H216O Ca16O18O2+H2 18O 地下水化学成分的组成4.2 大气降水的氢氧稳定同位素组成大气降水的氢氧稳定同位素组成 大气降水线：大气降水线： 1961年年Craig通过对全球降水样品同位素资料通过对全球降水样品同位素资料的分析指出

9、，雨水的的分析指出，雨水的D和和18O值之间存在着线性值之间存在着线性关系，并得出了如下的相关关系式：关系，并得出了如下的相关关系式： 被称为被称为Craig公式公式 . 10O188D地下水化学成分的组成 在以在以18O为横坐标、以为横坐标、以D为纵坐标的图上，世界为纵坐标的图上，世界各地降水的同位素组成都沿着上式反映的直线分布，各地降水的同位素组成都沿着上式反映的直线分布，被称为全球雨水线（被称为全球雨水线（GMWL）。 地下水化学成分的组成不同的地区，降水的不同的地区，降水的2H与与18O值之间的关系往往偏离上述值之间的关系往往偏离上述的全球降水线方程。例如，的全球降水线方程。例如，Yu

10、rtsever（1975）根据北美大）根据北美大陆陆8个台站的资料得到雨水线为：个台站的资料得到雨水线为： 郑淑慧等（郑淑慧等（1982）根据我国）根据我国8个城市的资料得到的我国的降个城市的资料得到的我国的降水线为：水线为： 与上述的全球降水线相对应，我们把各地区的降水线称为与上述的全球降水线相对应，我们把各地区的降水线称为地地区降水线（区降水线（LMWL）。03. 6O1895. 7D2 . 8O189 . 7D地下水化学成分的组成影响大气降水同位素组成变化的主要因素：影响大气降水同位素组成变化的主要因素： 温度效应温度效应 高度效应高度效应 纬度效应纬度效应 大陆效应大陆效应 雨量效应雨

11、量效应 季风效应季风效应 地下水化学成分的组成温度效应温度效应大气降水的大气降水的D和和18O值与地面年平均气温往往呈线值与地面年平均气温往往呈线性关系，温度升高，性关系，温度升高，值增大，温度降低，值增大，温度降低，值减值减小，称这种效应为温度效应。小，称这种效应为温度效应。大西洋沿岸滨海地区（大西洋沿岸滨海地区（ Dansgaard，1964） 在这一地区，温度每升高在这一地区，温度每升高1，大气降水的，大气降水的18O值大值大约增加约增加0.695，D值则增加约值则增加约5.6。 可应用于研究可应用于研究“古代古代”降水对地下水的补给降水对地下水的补给6 .13695. 0O18t100

12、6 . 5H2t地下水化学成分的组成地下水化学成分的组成高度效应高度效应大气降水的大气降水的D和和18O值随着地形高程的增高而减小的现象被值随着地形高程的增高而减小的现象被称为高度效应。一般来说，地形高程与降水的称为高度效应。一般来说，地形高程与降水的值之间常值之间常呈线性关系，以呈线性关系，以18O为例，这种关系式可写为：为例，这种关系式可写为：h为地形高程，为地形高程，k为同位素高度梯度，为同位素高度梯度，b为地区常数。对一个为地区常数。对一个确定地区来说确定地区来说k、b通常为一定值。通常为一定值。这一地区这一地区2H和和18O的高度梯度分别为的高度梯度分别为-0.31/100m和和-2

13、.6/100m。 可用于判断地下水补给区位置可用于判断地下水补给区位置bkhO1819. 6)m(0031. 0O18h20.30)m(026. 0Dh地下水化学成分的组成大气降水的同位素高程效应大气降水的同位素高程效应地下水化学成分的组成4.3 氢氧稳定同位素在地下水研究中的应用氢氧稳定同位素在地下水研究中的应用判断地下水补给来源；判断地下水补给来源；确定地下水补给区；确定地下水补给区；分析地下水构成；分析地下水构成；蒸发、混合和水蒸发、混合和水-岩相互作用研究中的应用岩相互作用研究中的应用硝酸盐等污染研究硝酸盐等污染研究地下水化学成分的组成?地下热水地下水化学成分的组成Deuterium

14、and oxygen-18 content of ground water, river water, and rainfall fromthe Little River study area, Florida compared to the global meteoric water line地下水化学成分的组成The stable isotope ratios ofhydrogen and oxygen, D and 18O, were determined bymass spectrometer, MAT 251 EM, and reported relative toSMOW, wit

15、h precision 2 and 0.2 , respectively.地下水化学成分的组成第二节第二节 地下水化学成分的综合指标地下水化学成分的综合指标 1 第一组指标第一组指标 总溶解固体总溶解固体 含盐量含盐量 硬度硬度 钠吸附比钠吸附比 体现水的质量的指标。体现水的质量的指标。地下水化学成分的组成 总溶解固体（总溶解固体（total dissolved solids, TDS) 总溶解固体是指水中溶解组分的总量，它包括了总溶解固体是指水中溶解组分的总量，它包括了水中的离子、分子及络合物，但不包括悬浮物和水中的离子、分子及络合物，但不包括悬浮物和气体。其单位为气体。其单位为mg/L或或

16、g/L. 地下水化学成分的组成直接测定：直接测定：105110下把水蒸干，对所得到的干涸残余物下把水蒸干，对所得到的干涸残余物的总量进行称重而得到的总量进行称重而得到 ；根据水质分析结果计算：根据水质分析结果计算：把所有溶解组分（溶解气体除外）把所有溶解组分（溶解气体除外）的浓度加起来再减去的浓度加起来再减去HCO3- 浓度二分之一。浓度二分之一。 在水样蒸干的过程中，约有一半的HCO3-转化成了CO2气体而散失掉了： 122 60 18 44 （18+44）/122=0.508矿化度与总溶解固体含义相同。矿化度与总溶解固体含义相同。222332COOHCOHCO地下水化学成分的组成地下水按矿

17、化度分类地下水按矿化度分类 中国淡水 M50.0g/l饮用水标准：1000mg/L地下水化学成分的组成位置年份SO4ClNaTDS11975237.7608.0378.41.641999529.841585.591041.73.8721975180.1127.6220.80.971999632.0491.2396.12.09地下水化学成分的组成含盐量（含盐量（total dissolved salts, TDS) 含盐量是指水中各组分的总量，含盐量是指水中各组分的总量，即单位体积水即单位体积水中总阳离子的含量和总阴离子的含量之和。中总阳离子的含量和总阴离子的含量之和。其常其常用的单位是用的单位

18、是mg/L或或g/L。该指标是计算值，它与。该指标是计算值，它与总溶解固体的区别在于无需减去总溶解固体的区别在于无需减去HCO3-浓度的二浓度的二分之一。分之一。地下水化学成分的组成硬度硬度 水的硬度反映了水中水的硬度反映了水中Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+等离子含量等离子含量的总和。的总和。 天然水的硬度往往主要是由天然水的硬度往往主要是由Ca2+、Mg2+引起的。因此，硬引起的。因此，硬度一般以水中钙和镁的含量来量度。度一般以水中钙和镁的含量来量度。 计算和表示方法：计算和表示方法： 以以CaCO3的的mg/L数来表示：数来表示： 水中钙和镁离子毫克当量浓度的总和乘以水中钙和镁离子

19、毫克当量浓度的总和乘以50（CaCO3的当的当量）：量）： （Ca2+Mg2+）50=？mg/L(以以CaCO3计计) 以德国度表示：以德国度表示： 1德国度定义为每升水中含德国度定义为每升水中含CaO 10mg/L 1德国度德国度=10 mg/L（ CaO）= 17.8 mg/L（CaCO3）地下水化学成分的组成 硬度可分为总硬度、碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。硬度可分为总硬度、碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度。 总硬度：总硬度：硬度的别称。硬度的别称。以以CaCO3的的mg/L数表示的水中钙和数表示的水中钙和镁离子的总和。镁离子的总和。 碳酸盐硬度：碳酸盐硬度：指指Ca2+和和Mg2+可与水中的可与水

20、中的CO32-和和HCO3-结合结合的硬度，等于的硬度，等于CO32-与与HCO3-的毫克当量数之和乘以的毫克当量数之和乘以50： （HCO3-+CO32-） 50=？mg/L(以以CaCO3计计) 碳酸盐硬度通常被称为碳酸盐硬度通常被称为暂时硬度暂时硬度。 非非碳酸盐硬度：碳酸盐硬度：总硬度与碳酸盐硬度的差值。指的是总硬度与碳酸盐硬度的差值。指的是与水与水中中Cl-、SO42-、NO3-等结合的等结合的Ca2+和和Mg2+的总量。的总量。 非碳酸盐硬度也被称为非碳酸盐硬度也被称为永久硬度。永久硬度。 负硬度：当暂硬负硬度：当暂硬总硬，无永久硬度总硬，无永久硬度 负硬度负硬度=暂时硬度暂时硬度

21、-总硬度总硬度地下水化学成分的组成硬度(总硬度)暂时硬度永久硬度暂时硬度负硬度地下水化学成分的组成 一水样分析结果如下（一水样分析结果如下（mg/Lmg/L）：）：NaNa+ +K K+ +=171, =171, CaCa2+2+=119, Mg=119, Mg2+2+=16, Cl=16, Cl- -=15=15， SOSO4 42-2-=42, HCO=42, HCO3 3- -=817=817。请计算。请计算TDSTDS及各种硬度。及各种硬度。 提示提示 ：（：（NaNa+ +K K+ +） 25, Ca25, Ca2+2+ 40, Mg 40, Mg2+2+ 24.3, 24.3, C

22、lCl- - 35.5 35.5， SOSO4 42-2- 96, HCO 96, HCO3 3- - 61 61。 地下水化学成分的组成在简分析中，常给出的是（在简分析中，常给出的是（NaNa+ +K K+ +）总量（）总量（meq/L)meq/L)，该值一般是计算值：该值一般是计算值：（NaNa+ +K K+ +）浓度单位之间的换算：）浓度单位之间的换算：系数系数 2525：一般的地下水中，：一般的地下水中， K K+ + 约（约（NaNa+ +K K+ +）的）的1/101/10。)(meq/L)Mg(Ca)(meq/L)K(Na22an)(meq/L)K(Na25)(mg/L)K(Na

23、地下水化学成分的组成 水按硬度的分类水按硬度的分类硬度范围硬度范围分类分类CaCO3的的mg/L数数德国度德国度7545025.2极硬水极硬水地下水化学成分的组成钠吸附比钠吸附比 评价灌溉水质的有用指标评价灌溉水质的有用指标.2/1222/ )/(SARMgCaNa地下水化学成分的组成2 第二组指标第二组指标 人类排放的生活污水和大部分工业废水中都含有大量有机人类排放的生活污水和大部分工业废水中都含有大量有机物质，其中主要是物质，其中主要是耗氧有机物耗氧有机物如碳水化合物、蛋白质、脂如碳水化合物、蛋白质、脂肪等。肪等。 耗氧有机物种类繁多，组成复杂，因而难以分别对其进行耗氧有机物种类繁多，组成

24、复杂，因而难以分别对其进行定量、定性分析。因此，一般不对它们进行单项定量测定，定量、定性分析。因此，一般不对它们进行单项定量测定，而是利用其共性，如它们比较易于氧化，故可用某种指标而是利用其共性，如它们比较易于氧化，故可用某种指标间接地反映其总量或分类含量。氧化方式有化学氧化、生间接地反映其总量或分类含量。氧化方式有化学氧化、生物氧化和燃烧氧化等，物氧化和燃烧氧化等，都是以有机物在氧化过程中所消耗都是以有机物在氧化过程中所消耗的氧或氧化剂的数量来代表有机物的数量。的氧或氧化剂的数量来代表有机物的数量。 地下水化学成分的组成 化学需氧量化学需氧量 生化需氧量生化需氧量 总有机碳总有机碳 氧化还原

25、电位氧化还原电位 表征水体环境状态的指标。表征水体环境状态的指标。地下水化学成分的组成化学需氧量（化学需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD） 是指采用化学氧化剂氧化水中有机物和还原态无机物所需消是指采用化学氧化剂氧化水中有机物和还原态无机物所需消耗的氧的量，单位为耗的氧的量，单位为mg/L。 高锰酸钾（高锰酸钾（KMnO4）、重铬酸钾（）、重铬酸钾（KCr2O7）和碘酸钾）和碘酸钾（KIO3）是测定水中）是测定水中COD的三种常用的氧化剂。的三种常用的氧化剂。 重铬酸钾是这三种氧化剂中测定效果最好的一种（氧化率重铬酸钾是这三种氧化剂中测定效果最好的一种（氧化率约为约为9

26、0) ，它可以把大多数种类的有机物完全氧化为二氧化，它可以把大多数种类的有机物完全氧化为二氧化碳和水。碳和水。 实验过程中过量使用的重铬酸钾也比其它氧化剂相对容易实验过程中过量使用的重铬酸钾也比其它氧化剂相对容易测定一些测定一些 。地下水化学成分的组成 CODCr常用于测定工业废水和生活污水，废水排放标准是依据的CODCr结果。CODMn用于测定地表水，地表水质量评价是依据的CODMn结果。 地下水质量标准中也是依据的CODMn结果。 地下水化学成分的组成地下水化学成分的组成生化需氧量生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand，BOD） 是指水体中的微生物在降解水中有机物的

27、过程中所消耗的是指水体中的微生物在降解水中有机物的过程中所消耗的氧的量，以氧的量，以mg/L表示表示。 在人工控制的条件下，使水样中的有机物在微生物作用下在人工控制的条件下，使水样中的有机物在微生物作用下进行生物氧化，在一定时进行生物氧化，在一定时 间内所消耗的溶解氧的数量，间内所消耗的溶解氧的数量，可以间接地反映出有机物的含量。可以间接地反映出有机物的含量。 BOD的测定实质上是一个氧化过程（生物降解），在该的测定实质上是一个氧化过程（生物降解），在该过程中，微生物只起到了一种中间介质的作用。过程中，微生物只起到了一种中间介质的作用。 通常采用通常采用20下培养下培养5天的测定结果来表示天的

28、测定结果来表示BOD值，并将值，并将其记为其记为BOD5。 地下水化学成分的组成化学需氧量化学需氧量 （COD）生化需氧量（生化需氧量（BOD）化学氧化剂氧化水中有机物和化学氧化剂氧化水中有机物和还原态无机物所需消耗的氧的还原态无机物所需消耗的氧的量（硫化物，亚硝酸盐，氨，量（硫化物，亚硝酸盐，氨，低价铁盐等低价铁盐等 ）水体中的微生物在降解水水体中的微生物在降解水中有机物的过程中所消耗中有机物的过程中所消耗的氧的量的氧的量在在COD的测定过程中，无论的测定过程中，无论有机物能否被生物所降解，它有机物能否被生物所降解，它都被氧化剂氧化成了二氧化碳都被氧化剂氧化成了二氧化碳和水和水 不是降解全部

29、有机物；一不是降解全部有机物；一定程度反映了有机物在一定程度反映了有机物在一定定 条件下进行生物氧化的条件下进行生物氧化的难易程度和时间进程难易程度和时间进程 测定时间：一般测定时间：一般3小时小时一般一般5天天CODBOD; 在很多情况下都用在很多情况下都用COD来代替来代替BOD；在同时积累了很多COD和BOD资料，并且建立了它们之间相关关系的情况下，可用BOD值对COD资料进行解释。 地下水化学成分的组成总有机碳（总有机碳（Total Organic Carbon，TOC） 总有机碳是水中各种形式有机碳的总量，以总有机碳是水中各种形式有机碳的总量，以mg/L表示。表示。 测测 定方法是在

30、特殊的燃烧器中，以铂为催化剂，在定方法是在特殊的燃烧器中，以铂为催化剂，在900温度下，使水样气化燃烧，燃后测温度下，使水样气化燃烧，燃后测 定气体中定气体中CO2含量，从含量，从而确定水样中碳元素总量。在此总量中减去无机碳元素含而确定水样中碳元素总量。在此总量中减去无机碳元素含量，即可得总有机碳量。量，即可得总有机碳量。 TOC虽可以总有机碳元素量来反映有机物总量，虽可以总有机碳元素量来反映有机物总量，但因排除了其他元素，但因排除了其他元素， 仍不能直接反映有机物的仍不能直接反映有机物的真正浓度。真正浓度。 地下水化学成分的组成 COD、BOD和和TOC是表征水体环境有机污染的是表征水体环境

31、有机污染的水质指标；在河流污染控制的研究中，水质指标；在河流污染控制的研究中，BOD的测试的测试非常重要。非常重要。 地下水化学成分的组成氧化还原电位氧化还原电位 氧化还原电位是表征水体氧化还原状态的一个综氧化还原电位是表征水体氧化还原状态的一个综合性指标，其单位为合性指标，其单位为V或或mV。天然水体中的气体、。天然水体中的气体、无机物、有机物和微生物共同组成了一个复杂的无机物、有机物和微生物共同组成了一个复杂的氧化还原动平衡体系，氧化还原电位即是这种作氧化还原动平衡体系，氧化还原电位即是这种作用的综合表现和结果。用的综合表现和结果。 Eh值为正，说明水系统处于比较氧化状态；值为正，说明水系

32、统处于比较氧化状态； Eh值为负，说明水系统处于比较还原状态。值为负，说明水系统处于比较还原状态。地下水化学成分的组成3 第三组指标第三组指标 碱度碱度 酸度酸度表征水系统酸碱平衡特征的指标。表征水系统酸碱平衡特征的指标。地下水化学成分的组成碱度（碱度（Alkalinity） 表征水中和酸的能力的指标；表征水中和酸的能力的指标； 碱度是指水中所含能与强酸发生中和作用的全部物质。碱度是指水中所含能与强酸发生中和作用的全部物质。 碱度主要取决于水中碱度主要取决于水中HCO3、CO32的含量。的含量。 碱度一般使用当量浓度为碱度一般使用当量浓度为50（meq/L）的硫酸）的硫酸H2SO4通过通过滴定

33、法来测定；滴定法来测定； 由碳酸盐和重碳酸盐所引起的碱度通常被称为由碳酸盐和重碳酸盐所引起的碱度通常被称为碳酸盐碱度碳酸盐碱度，碳酸盐碱度可根据水质分析结果来进行计算，其方法是用碳酸盐碱度可根据水质分析结果来进行计算，其方法是用50乘以乘以CO32-和和HCO3-的毫克当量浓度之和。的毫克当量浓度之和。地下水化学成分的组成酸度（酸度（Acidity） 酸度是酸度是表征水中和碱的能力的指标表征水中和碱的能力的指标。 组成水中酸度的物质可归纳为三类：组成水中酸度的物质可归纳为三类： （1）强酸，如）强酸，如HCl、HNO3、H2SO4等；等； （2）弱酸，如）弱酸，如CO2、H2CO3、HCO3-

34、及各种有机酸等；及各种有机酸等； （3）强酸弱碱盐，如）强酸弱碱盐，如FeCl3、Al（SO4）3等。等。水中这些物质对强碱的总中和能力称为总酸度。水中这些物质对强碱的总中和能力称为总酸度。 氢离子浓度是水中呈自由离子状态的氢离子浓度是水中呈自由离子状态的H+数量，而总酸度数量，而总酸度则表示了中和过程中可与强碱反应的全部则表示了中和过程中可与强碱反应的全部H+数量数量,包括了包括了已电离的和将要电离的两部分。已电离的和将要电离的两部分。 地下水化学成分的组成试述一般情况下，地下水中总硬度与总碱度的关系。试述一般情况下，地下水中总硬度与总碱度的关系。地下水化学成分的组成第三节第三节 地下水水质

35、资料的分析及处理地下水水质资料的分析及处理 地下水科学是一门数据地下水科学是一门数据“密集型密集型”科学；水文地科学；水文地球化学研究往往需要大量的数据来正确地解释水球化学研究往往需要大量的数据来正确地解释水文地球化学问题。数据分析和处理在水文地球化文地球化学问题。数据分析和处理在水文地球化学研究中十分重要。学研究中十分重要。 水质分析结果的可靠性检验水质分析结果的可靠性检验 比例系数分析法的应用比例系数分析法的应用 地下水化学成分的图示法地下水化学成分的图示法地下水化学成分的组成1 水质分析结果的可靠性检验水质分析结果的可靠性检验 为了使用水质分析资料对水文地球化学问题进行正为了使用水质分析

36、资料对水文地球化学问题进行正确解释，首先应对水质分析结果的可靠性进行检验，确解释，首先应对水质分析结果的可靠性进行检验，只有正确的分析结果才能得出可靠的结论。只有正确的分析结果才能得出可靠的结论。 主要的检验方法：主要的检验方法： 阴阳离子平衡的检验阴阳离子平衡的检验 分析结果中一些计算值的检验分析结果中一些计算值的检验 根据碳酸平衡关系的检验根据碳酸平衡关系的检验 地下水化学成分的组成1.1 阴阳离子平衡的检验阴阳离子平衡的检验水中阴阳离子的平衡误差可用下式来计算：水中阴阳离子的平衡误差可用下式来计算：式中式中: E为相对误差，为相对误差，nc、na分别为阳离子和阴离子的分别为阳离子和阴离子

37、的毫克当毫克当量浓度（量浓度（meq/L）。如。如Na+、K+为实测值，为实测值，E应小于应小于5; 如如Na+K+为计算值，为计算值，E应等于零或接近于零。应等于零或接近于零。 电中性条件：电中性条件： Zmc= Zma100nnnn(%)acacE100(%)acacZmZmZmZmE地下水化学成分的组成1.2 分析结果中一些计算值的检验分析结果中一些计算值的检验总溶解固体：总溶解固体：如果总溶解固体是计算值，应检验其如果总溶解固体是计算值，应检验其数值是否减去了数值是否减去了1/2的的HCO3-含量含量Na+K+：在简分析中，在简分析中，Na+K+是计算值，其计算是计算值，其计算方法是：

38、方法是：)(meq/L)Mg(Ca)(meq/L)K(Na22an)(meq/L)K(Na25)(mg/L)K(Na地下水化学成分的组成硬度：硬度：总硬度也是计算值，可按下述方法检验：总硬度也是计算值，可按下述方法检验：TDS：如果水质分析结果中有实测的如果水质分析结果中有实测的TDS值，应求值，应求得得TDS的计算值，以检验的计算值，以检验TDS实测值的可靠性。实测值的可靠性。50)MgCa()mg/LCaCO(223数的总硬度地下水化学成分的组成1.3 根据碳酸平衡关系的检验根据碳酸平衡关系的检验方法方法1： 当当pH8.34时，水质分析结果中不应出现时，水质分析结果中不应出现H2CO3。

39、如果分析结果不符合上述的情况，则说明。如果分析结果不符合上述的情况，则说明pH或或CO32-和和H2CO3的测定有问题。的测定有问题。地下水化学成分的组成方法方法2： 用计算的方法，也可以检查用计算的方法，也可以检查pH和和HCO3- 、CO32-测试结果测试结果的可靠性：的可靠性：可以推出：可以推出： 如果分析结果中，有如果分析结果中，有CO32-检出，则可以通过计算求出检出，则可以通过计算求出pH，判断其与实测判断其与实测pH是否相差过大。是否相差过大。233COHHCO3232HCOCOHK2323lglgKHCOCOpH地下水化学成分的组成1.4 其它检验方法其它检验方法 在一般的地下水中，在一般的地下水中，Na+的含量总是大于的含量总是大于K+的含量，如果的含量，如果出现反常情况，则分析结果就值得怀疑。出现反常情况，则分析结果就值得怀疑。 地下水中的地下水中的Na+或或Na+ K+一般不会等于零，如果出现这种一般不会等于零，如果出现这种情况，可认为分析结果有错误。情况，可认为分析结果有错误。 电导与总溶解固体（电导与总溶解固体（TDS）有较好的相关性：）有较好的相关性： TDS（mg/L）=K电导（电导（mS） K为系数（为系数（0.550.75） 电导（电导（mS）=100 （阴离子或