5-地下水的化学成分

1、5 5 地下水的物理性质和化学成分地下水的物理性质和化学成分v5.1 5.1 地下水的物理性质地下水的物理性质v5.2 5.2 地下水的化学成分和化学性质地下水的化学成分和化学性质v5.3 5.3 地下水按化学成分的分类地下水按化学成分的分类5 地下水的物理性质和化学成分地下水的物理性质和化学成分v地下水不是纯的地下水不是纯的H2O，而是，而是天然溶液天然溶液，含有各种组分，含有各种组分具有一定的物理性质和化学组分。具有一定的物理性质和化学组分。v水是良好的溶剂，在空隙中运移时，可溶解岩石中的水是良好的溶剂，在空隙中运移时，可溶解岩石中的成分。在自然界成分。在自然界水循环过程水循环过程中，地下

2、水与大气圈、水中，地下水与大气圈、水圈与生物圈同时发生着水量和圈与生物圈同时发生着水量和化学成分的交换化学成分的交换。v意义：水质评价，水文地球化学找矿；地震预报等意义：水质评价，水文地球化学找矿；地震预报等v研究地下水的研究地下水的化学成分与作用化学成分与作用必须与地下水的必须与地下水的流动条流动条件件结合结合 5.1 5.1 地下水的物理性质地下水的物理性质v温度温度v颜色颜色v味（味道）味（味道）v嗅（气味）嗅（气味）v透明度透明度v相对密度、导电性及放射性相对密度、导电性及放射性温度温度v地温地温影响地温的热源：太阳辐射和地热影响地温的热源：太阳辐射和地热 具有周期性的昼夜变化和年变化

3、具有周期性的昼夜变化和年变化v地温可分三个带：地温可分三个带： 变温带：变温带：位于地壳的最表层，其温度变化受太阳辐射热位于地壳的最表层，其温度变化受太阳辐射热的控制。其温度的变化幅度随深度的增加而递减。此带的控制。其温度的变化幅度随深度的增加而递减。此带由于受太阳辐射的控制，地下水的温度具有周期性的日由于受太阳辐射的控制，地下水的温度具有周期性的日变化和季节变化的特点。变化和季节变化的特点。 常温带：常温带：指地温的年变化幅度指地温的年变化幅度1的地带。一般年常温的地带。一般年常温带的温度略高于当地年平均气温，在相当于海平面的地带的温度略高于当地年平均气温，在相当于海平面的地区约高区约高0.

4、8，在海拔，在海拔200500m的地区约高的地区约高12。年。年常温带实质上是太阳辐射热与地球内热共同影响的热平常温带实质上是太阳辐射热与地球内热共同影响的热平均带。此带地下水的温度表现为周期性年变化的特点。均带。此带地下水的温度表现为周期性年变化的特点。 增温带：增温带： 在年常温带以下，温度主要受地球内在年常温带以下，温度主要受地球内热的影响，随深度的增加而有规律的升高。热的影响，随深度的增加而有规律的升高。v地热增温级：温度每升高地热增温级：温度每升高1所需增加的深度所需增加的深度 33m/vTHH深度处地下水的温度，深度处地下水的温度，vTB年常温带温度，年常温带温度， vH地下水循环

5、深度，地下水循环深度，mvh年常温带深度，年常温带深度，mvG地热增温级，地热增温级，m/ GhHTTBHv地下水的温度对地下水的化学成分有很大影响。地下水的温度对地下水的化学成分有很大影响。 地下水按温度的分类地下水按温度的分类水温水温/地下水类型地下水类型0过冷水过冷水020冷水冷水2042温水温水42100热水热水80100高温热水高温热水100过热水过热水颜色颜色v 水中存在物质与水的颜色关系水中存在物质与水的颜色关系v颜色一般用标准颜色的溶液或有色玻璃片来对比颜色一般用标准颜色的溶液或有色玻璃片来对比水中存在水中存在的物质的物质硬水硬水低价铁低价铁高价铁高价铁硫化氢硫化氢水的颜色水的

6、颜色浅蓝浅蓝灰蓝灰蓝（浅绿灰色）（浅绿灰色）黄褐黄褐暗绿暗绿水中存在水中存在的物质的物质硫细菌硫细菌锰的化合物锰的化合物腐植酸盐腐植酸盐水的颜色水的颜色红色红色暗红暗红暗黄或灰黑暗黄或灰黑味（味道）味（味道）v取决于水中溶解的盐类和有机质取决于水中溶解的盐类和有机质 水中物质与味的关系水中物质与味的关系水中物质水中物质二氧化碳二氧化碳重碳酸钙重碳酸钙氯化钠氯化钠硫酸钠硫酸钠味味清凉清凉味美味美咸咸涩涩水中物质水中物质氯化镁氯化镁（硫酸镁）（硫酸镁）氧化亚铁氧化亚铁氧化铁氧化铁有机质有机质（腐殖质）（腐殖质）味味苦苦墨水味墨水味铁锈味铁锈味甜味甜味嗅（气味）嗅（气味）v取决于水中所含的气体成分和

7、有机质的含量取决于水中所含的气体成分和有机质的含量 气味强度等级分类气味强度等级分类v 0 无无 没有任何气味没有任何气味v I 极微弱极微弱 有经验分析者能察觉有经验分析者能察觉v II 弱弱 注意辨别时，一般人能察觉注意辨别时，一般人能察觉v III 显著显著 易察觉，不处理不能饮用易察觉，不处理不能饮用v IV 强强 气味引人注意，不能饮用气味引人注意，不能饮用v V 极强极强 气味强烈扑鼻，不能饮用气味强烈扑鼻，不能饮用透明度透明度v地下水通常透明、无色，当水中含有某种离子、胶地下水通常透明、无色，当水中含有某种离子、胶体、有机质或悬浮物质时，透明度将降低。体、有机质或悬浮物质时，透明

8、度将降低。v 地下水透明度的野外鉴定特征地下水透明度的野外鉴定特征分级分级野外鉴定特征野外鉴定特征透明透明无悬浮物及胶体，无悬浮物及胶体，60cm水深可见水深可见3mm粗黑线粗黑线微混浊微混浊 有少量悬浮物，大于有少量悬浮物，大于30cm水深可见水深可见3mm粗黑粗黑线线混浊混浊有较多悬浮物，半透明状，小于有较多悬浮物，半透明状，小于30m水深可水深可见见3mm粗黑线粗黑线极混浊极混浊 有大量悬浮物或胶体，似乳状，水很浅也不有大量悬浮物或胶体，似乳状，水很浅也不能见能见3mm粗黑线粗黑线地下水的相对密度、导电性及放射性地下水的相对密度、导电性及放射性 v相对密度：相对密度：取决于水中所含盐分的

9、多少。当地下水取决于水中所含盐分的多少。当地下水中溶解的盐分较少时，比重近于中溶解的盐分较少时，比重近于1。当水中溶解了。当水中溶解了较多的盐分时，比重可达较多的盐分时，比重可达1.21.3。v导电性导电性：地下水的导电性取决于其中所含电解质的：地下水的导电性取决于其中所含电解质的数量与性质（即各种离子的含量与离子价），离子数量与性质（即各种离子的含量与离子价），离子含量越多，离子价越高，则水的导电性就越强。含量越多，离子价越高，则水的导电性就越强。v放射性：放射性：取决于其中放射性物质的含量，地下水不取决于其中放射性物质的含量，地下水不同程度上或多或少地都具有放射性，但其含量一般同程度上或多

10、或少地都具有放射性，但其含量一般极微，循环于放射性矿床的地下水其放射性相应增极微，循环于放射性矿床的地下水其放射性相应增强。强。5.2 地下水的化学成分和化学性质地下水的化学成分和化学性质v地下水的化学成分是很复杂的。不同成因的地下水的化学成分是很复杂的。不同成因的地下水，它的原始成分不相同，另外同一种地下水，它的原始成分不相同，另外同一种成因的地下水，也由于后期循环过程中与周成因的地下水，也由于后期循环过程中与周围介质相互作用，导致它的化学成分发生很围介质相互作用，导致它的化学成分发生很多变化。多变化。v化学成分：气体、离子、微量元素、其他化学成分：气体、离子、微量元素、其他（胶体、有机质、

11、细菌）（胶体、有机质、细菌）5.2.11、氧、氮、氧、氮v起源起源：大气圈随降水入渗进入含水层中，如富含：大气圈随降水入渗进入含水层中，如富含O2与与N2 说明地下水是大气起源的，说明地下水是大气起源的，氮氮还有生物起源还有生物起源与变质起源与变质起源v环境环境：在封闭环境下，氧被耗尽只剩下：在封闭环境下，氧被耗尽只剩下N2，指示水是，指示水是大气起源且处于封闭环境大气起源且处于封闭环境2、硫化氢（硫化氢（H2S）、甲烷（）、甲烷（CH4） 这两种气体都是在较封闭环境中，在有机质与微生物这两种气体都是在较封闭环境中，在有机质与微生物参与的参与的生物化学过程生物化学过程中形成。还原环境下：中形成

12、。还原环境下：vSO2-4 H2S，成煤过程，煤田水，成煤过程，煤田水 成油过程，油田水成油过程，油田水5.2.1 气体成分气体成分3、二氧化碳（二氧化碳（CO2） 大气降水中的大气降水中的CO2含量较低，地下水中含量较低，地下水中CO2主要源于主要源于v土壤层（入渗过程溶于水中）：有机质残骸发酵产生、植物呼吸土壤层（入渗过程溶于水中）：有机质残骸发酵产生、植物呼吸作用产生作用产生v碳酸盐岩地层：在深部高温下，也可变质生成碳酸盐岩地层：在深部高温下，也可变质生成CO2 ；与酸性矿水；与酸性矿水反应生成反应生成CO2v人类活动：在化石燃料（煤、石油、天然气），导致大气中的人类活动：在化石燃料（煤

13、、石油、天然气），导致大气中的CO2增加，（增长增加，（增长20%） 地下水中地下水中CO2增加，水对碳酸盐岩的溶解、结晶岩风化溶增加，水对碳酸盐岩的溶解、结晶岩风化溶解能力愈强！解能力愈强！地下水中气体成分的地下水中气体成分的意义意义：v 气体成分气体成分指示地下水所处的地球化学环境指示地下水所处的地球化学环境 氧化环境氧化环境 还原环境还原环境 气体成分气体成分可以增加水对盐类的溶解能力可以增加水对盐类的溶解能力 促进水促进水岩的化学反应，相互作用岩的化学反应，相互作用5.2.15.2.2v地下水中地下水中主要离子主要离子有：有：阴离子：阴离子： Cl- 、 SO2-4、HCO-3阳离子：

14、阳离子： Na+ 、K+、 Ca2+、Mg2+阴离子阴离子分布分布来源来源很广很广变化大变化大岩盐或其它含氯沉积岩溶解；岩岩盐或其它含氯沉积岩溶解；岩浆岩中含氯矿物，如氯磷灰石、浆岩中含氯矿物，如氯磷灰石、方纳石等的风化溶虑；海水入渗方纳石等的风化溶虑；海水入渗或风将海水细沫带到陆地后溶解或风将海水细沫带到陆地后溶解深入；深部水或火山喷发物；人深入；深部水或火山喷发物；人工污染、工业和生活污水的渗入工污染、工业和生活污水的渗入污染；动植物的排泄物和动物尸污染；动植物的排泄物和动物尸体腐烂。体腐烂。含盐量高含盐量高咸水咸水较广较广变化大变化大含石膏或其它硫酸盐岩石的溶解含石膏或其它硫酸盐岩石的溶

15、解天然硫及含硫物（黄铁矿）氧化天然硫及含硫物（黄铁矿）氧化大量煤炭燃烧产生，大量煤炭燃烧产生， ，酸雨入渗，酸雨入渗有机物分解、污染有机物分解、污染广泛广泛含量不含量不高高碳酸盐类（石灰岩、白云岩）溶碳酸盐类（石灰岩、白云岩）溶解解含盐量低含盐量低淡水淡水Cl24SO3HCO阳离子阳离子分布分布来源来源很广很广变化大变化大沉积岩中岩盐、含钠盐溶解沉积岩中岩盐、含钠盐溶解岩浆岩、变质岩中含纳矿物的岩浆岩、变质岩中含纳矿物的溶解和氧化、风化水解溶解和氧化、风化水解主要与主要与ClCl- -伴存，伴存，有时有有时有SO42-和和HCO3-，高矿化水高矿化水分布广分布广含量低含量低同上同上易被植物吸收

16、、粘土吸易被植物吸收、粘土吸附、生成不溶于水的次附、生成不溶于水的次生矿物生矿物Ca+很广很广含量低含量低碳酸盐类（石灰岩、白云岩）碳酸盐类（石灰岩、白云岩）及石膏的溶解，及石膏的溶解，及岩浆岩与变及岩浆岩与变质岩中的含钙矿物的风化质岩中的含钙矿物的风化 与与SO42-和和HCO3-伴存伴存低矿化水低矿化水很广很广含量低含量低白云岩、泥灰岩的溶解白云岩、泥灰岩的溶解岩浆岩、变质岩中含镁矿物风岩浆岩、变质岩中含镁矿物风化化地壳中含量少地壳中含量少易为植物吸收易为植物吸收参与许多硅酸的生成参与许多硅酸的生成NaK2Mg5.2.3 地下水中的主要微量元素地下水中的主要微量元素v微量元素对人体健康有明

17、显的影响微量元素对人体健康有明显的影响v溴、碘、氟、硼溴、碘、氟、硼5.2.4 地下水中的其他成分地下水中的其他成分胶体胶体来源来源FeFe（OHOH）3铁矿铁矿硫化矿物的风化水解硫化矿物的风化水解难溶水难溶水AlAl（OHOH）3铝硅酸盐矿物的风化铝硅酸盐矿物的风化不稳定不稳定易形成次生矿物沉淀易形成次生矿物沉淀SiOSiO2铝硅酸盐矿物的风化铝硅酸盐矿物的风化极难溶于水（碱性热水极难溶于水（碱性热水中溶解度大）中溶解度大）有机质：有机质：生物遗体的分解、土壤、天然气的溶解等生物遗体的分解、土壤、天然气的溶解等细菌：细菌：病原菌：污染病原菌：污染 非病原菌：脱硫细菌、硫磺细菌等，通过生非病原

18、菌：脱硫细菌、硫磺细菌等，通过生物物 化学作用影响地下水的化学成分化学作用影响地下水的化学成分胶体胶体5.2.4 地下水的主要化学性质地下水的主要化学性质v酸碱性：酸碱性：取决于水中取决于水中H+的浓度，的浓度，PH表示表示当当PH8时，时， HCO3-随随PH增大减少，增大减少， CO32-含量增高。含量增高。v硬度：硬度：由于含有由于含有Mg2+、Ca2+而具有的性质而具有的性质 总硬度：总硬度：水中所含水中所含Ca2+ 、 Mg2+总量总量暂时硬度：暂时硬度：将水加热至沸腾，水中部分将水加热至沸腾，水中部分Ca2+ 、 Mg2+ 将与将与HCO3-作用生成沉淀，使水中作用生成沉淀，使水中

19、Ca2+ 、 Mg2+减少，减少的这减少，减少的这部分部分Ca2+ 、 Mg2+含量称为暂时硬度含量称为暂时硬度永久硬度：水沸腾以后仍留在水中的永久硬度：水沸腾以后仍留在水中的Ca2+ 、 Mg2+ （=总硬度总硬度暂时硬度）暂时硬度）碳酸盐硬度：水中与重碳酸根离子相对应的碳酸盐硬度：水中与重碳酸根离子相对应的Ca2+ 、 Mg2+ 、离子的含量。一般大于暂时硬度离子的含量。一般大于暂时硬度硬度表示方法：硬度表示方法：v每升水中钙、镁离子的毫克当量数。每升水中钙、镁离子的毫克当量数。v德国度：每一度即相当于每升水中含有德国度：每一度即相当于每升水中含有10mgCaO 。v矿化度：矿化度：地下水

20、中离子、分子和各种化合物的总量。表示含地下水中离子、分子和各种化合物的总量。表示含盐量的大小（盐量的大小（g/L）地下水的矿化度与化学成分有关，低矿化水常以地下水的矿化度与化学成分有关，低矿化水常以HCO3-和和Ca2+为主要成分；高矿化水常以为主要成分；高矿化水常以Cl- 、 Na+为主要成分为主要成分分类：低矿化水、弱矿化水、中等矿化水、高矿化水、分类：低矿化水、弱矿化水、中等矿化水、高矿化水、卤水卤水5.2.5 地下水化学成分的形成作用地下水化学成分的形成作用v溶滤作用溶滤作用水岩相互作用时发生水岩相互作用时发生v浓缩作用浓缩作用蒸发排泄时发生蒸发排泄时发生v脱碳酸作用脱碳酸作用在温度与

21、压力发生变化时发生在温度与压力发生变化时发生v脱硫酸作用脱硫酸作用在还原环境下发生：在还原环境下发生：SO42- H2Sv阳离子交替吸附作用阳离子交替吸附作用岩土表面吸附的阳离岩土表面吸附的阳离子与水中阳离子发生交换子与水中阳离子发生交换v混合作用混合作用 2种不同类型地下水混合时发生种不同类型地下水混合时发生v人类活动的作用人类活动的作用影响越来越大影响越来越大溶滤作用溶滤作用1.1.定义定义： 在在水与岩土相互作用下，岩土中一部分物质水与岩土相互作用下，岩土中一部分物质转入地下水中的过程。其结果是：岩土失去转入地下水中的过程。其结果是：岩土失去部分可溶物质，地下水中获得相应的化学成部分可溶

22、物质，地下水中获得相应的化学成分。分。CaCO3 + H2O + CO2 2HCO-3 + Ca2+ ( (固固) () (水水) () (气气) )2.2.影响因素影响因素-（水岩作用）（水岩作用）溶滤作用溶滤作用影响因素影响因素v 岩土岩土- - 化学组分（可溶性）（如：石灰岩化学组分（可溶性）（如：石灰岩 HCOHCO3 3-Ca-Ca水、花岗岩水、花岗岩HCOHCO3 3-Na-Na水水) )空隙特征空隙特征v 水水-水的溶解能力（矿化度，水的溶解能力（矿化度，O O2 2、COCO2 2气体组分）气体组分）水的流动性（关键）水的流动性（关键）a.a.水中已溶组分的多少水中已溶组分的多

23、少水中盐份含量增高，溶解能力降水中盐份含量增高，溶解能力降低低b.b.水中某些气体组分水中某些气体组分- O- O2 2增加硫化物的增加硫化物的，COCO2 2增加增加碳酸盐类碳酸盐类. 通常刚渗入到地下的水，矿化度很低，随着水在地下含水岩层的运移，通常刚渗入到地下的水，矿化度很低，随着水在地下含水岩层的运移，不断有新的盐份溶解到水中，水中矿化度增大，水的溶解能力下降，不断有新的盐份溶解到水中，水中矿化度增大，水的溶解能力下降，最终水的溶解能力最终水的溶解能力0 0，溶滤作用将会停止？是否会？，溶滤作用将会停止？是否会？地下水是如何保持它的溶解能力的？地下水是如何保持它的溶解能力的？地下水的流

24、动（交替）性地下水的流动（交替）性： 地下水的径流速度和交替强度地下水的径流速度和交替强度v停滞与流动很缓慢的地下水，溶解能力最终会降为零，停滞与流动很缓慢的地下水，溶解能力最终会降为零，溶滤作用停止。溶滤作用停止。v水如果流动速度快，水交替（更新）迅速，水如果流动速度快，水交替（更新）迅速，CO2，O2不不断被补充，低断被补充，低矿化度矿化度水不断更新溶解能力已降低的水水不断更新溶解能力已降低的水v思考：思考： 如果某地区地下水流动很快，水交替（循环）迅速，溶滤作用如果某地区地下水流动很快，水交替（循环）迅速，溶滤作用很强烈，长期作用下去，地下水水化学特征如何？很强烈，长期作用下去，地下水水

25、化学特征如何？v 该地区地下水中的水质该地区地下水中的水质-矿化度矿化度是高（是高（TDS）？还是低？）？还是低？ 水中以哪种水中以哪种阴、阳离子阴、阳离子为主？为主？v长期、强烈溶滤作用的结果，地下水以低矿化度的难溶离长期、强烈溶滤作用的结果，地下水以低矿化度的难溶离子为主，子为主，HCOHCO3 3CaCa水水 或或 HCOHCO3 3Ca MgCa Mg这是由这是由溶滤作用的阶段性决定溶滤作用的阶段性决定！在由多种盐类组成的岩石中：！在由多种盐类组成的岩石中： 早期早期，ClCl盐最易溶于水中盐最易溶于水中随水带走，岩土贫随水带走，岩土贫ClCl盐；盐；继续作用继续作用，较易，较易溶溶S

26、OSO4 42-2-盐类被溶入中盐类被溶入中随水带走，贫随水带走，贫SOSO4 42-2-盐类，盐类，长期长期持续持续（岩土中）只（岩土中）只剩较难溶的碳酸盐类。剩较难溶的碳酸盐类。v因此，分析溶滤作用及其地下水的成分特征：因此，分析溶滤作用及其地下水的成分特征： 要从地质历史发展的眼光（角度）来理解要从地质历史发展的眼光（角度）来理解它是地质历史长它是地质历史长期作用的结果期作用的结果 地下水是不断运动的地下水是不断运动的溶解的组分会被带去（岩土组分变化）溶解的组分会被带去（岩土组分变化） 前期溶滤作用前期溶滤作用溶滤什么组分，水中获得相应组分溶滤什么组分，水中获得相应组分 后期溶滤作用后期

27、溶滤作用长期强烈溶滤作用的结果是难溶成分的低矿长期强烈溶滤作用的结果是难溶成分的低矿化水化水要用地质历史的观点去考察，去分析与研究问题！要用地质历史的观点去考察，去分析与研究问题！溶滤作用溶滤作用结果结果二、二、 浓缩作用浓缩作用v 定义：定义：地下水在地下水在蒸发排泄蒸发排泄条件下，水分不断失去，盐分相对浓条件下，水分不断失去，盐分相对浓集，而引起的一系列地下水化学成分变化的过程。集，而引起的一系列地下水化学成分变化的过程。v 浓缩作用（过程）浓缩作用（过程）理想的蒸发浓缩模式理想的蒸发浓缩模式n水份失去过程水份失去过程盐分相对浓集，化学成分的变化盐分相对浓集，化学成分的变化 （实际上与上述

28、理想模式是不同的）（实际上与上述理想模式是不同的）n地下水在蒸发过程中，水分失去还有补充；盐分积累也有补充。地下水在蒸发过程中，水分失去还有补充；盐分积累也有补充。因此，实际的蒸发作用可以产生含盐量很高的地下水因此，实际的蒸发作用可以产生含盐量很高的地下水(卤水卤水)或盐渍或盐渍化的土地化的土地v 浓缩作用的结果：浓缩作用的结果：往往形成高矿化度、以易溶离子为主的地下往往形成高矿化度、以易溶离子为主的地下水（水（Cl-Na+为主）为主）v 影响因素影响因素与蒸发排泄的影响因素相同与蒸发排泄的影响因素相同(气候气候-地下水位地下水位-土层岩土层岩性性)理想模式图浓缩作用（过程）理想模式浓缩作用（

29、过程）理想模式1.0L水水350mg/L蒸发蒸发（1）0.5L700mg/L蒸发蒸发（2）0.25L1400mg/L蒸发蒸发（3）0.125L2800mg/L0.5L水水1.0 L水水0.25L 水水5.3.1 地下水化学成分的形成作用地下水化学成分的形成作用三、脱碳酸作用三、脱碳酸作用（钟乳石、石笋、泉华）（钟乳石、石笋、泉华）Ca2+(Mg2+) + 2HCO3- CO2+ H2O + CaCO3结果：结果：Ca2+Mg2+HCO3-矿化度矿化度pH（略有变化（略有变化）四、脱硫酸作用四、脱硫酸作用( (还原环境中脱硫酸细菌使还原环境中脱硫酸细菌使SO42-还原为还原为H2S）SO42-

30、+ 2C + 2H2O H2S+ 2HCO-3结果：结果：SO42-；HCO3-，pH；寻找油田的辅助标志。；寻找油田的辅助标志。五、阳离子吸附交替作用五、阳离子吸附交替作用某种阳离子某种阳离子，某另一种阳离子增高，某另一种阳离子增高六、混合作用六、混合作用结果不一定！结果不一定！七、人为活动的作用（影响）七、人为活动的作用（影响）阳离子吸附交替作用阳离子吸附交替作用v定义：定义：当地下水在土壤和岩石空隙中循环运动时，水中的离子与当地下水在土壤和岩石空隙中循环运动时，水中的离子与岩土表面吸附的阳离子之间就经常发生互相置换，从而引起地下岩土表面吸附的阳离子之间就经常发生互相置换，从而引起地下水成

31、分及矿化度的变化，这种作用称为阳离子交替吸附作用。水成分及矿化度的变化，这种作用称为阳离子交替吸附作用。v离子被吸附能力的强弱：离子被吸附能力的强弱：一般离子价越高，电荷越多，就越容易被吸一般离子价越高，电荷越多，就越容易被吸附。离子被吸附能力强弱：附。离子被吸附能力强弱： H+Fe3+Al3+Ca2+Mg2+K+Na+ （H+是个例外）是个例外）v地下水中离子浓度有关，某种离子的相对浓度增大，则该种离地下水中离子浓度有关，某种离子的相对浓度增大，则该种离子的交替吸附能也随之增大子的交替吸附能也随之增大v岩土对离子吸附能力的强弱：岩土对离子吸附能力的强弱：与它颗粒的比表面积相对应，颗粒越与它颗

32、粒的比表面积相对应，颗粒越小，比表面积越大，吸附能力就越强，交替吸附作用的规模也就越大小，比表面积越大，吸附能力就越强，交替吸附作用的规模也就越大 因此，粘土及粘土岩类最容易发生交替吸附作用，而在致密的结晶岩中，因此，粘土及粘土岩类最容易发生交替吸附作用，而在致密的结晶岩中，实际上不发生这种作用。实际上不发生这种作用。5.2.6 地下水化学成分的成因类型地下水化学成分的成因类型v溶滤水（渗入水）溶滤水（渗入水）富含富含CO2与与O2的渗入成因的地下水，溶虑它所流经的岩的渗入成因的地下水，溶虑它所流经的岩土而获得其主要化学成分，称为溶虑水。土而获得其主要化学成分，称为溶虑水。大气水、地表水或凝结

33、水渗入地下形成。大气水、地表水或凝结水渗入地下形成。v沉积水沉积水与沉积物大体同时生成的古地下水。与沉积物大体同时生成的古地下水。沉积岩形成过程中形成或进入岩石中的水。沉积岩形成过程中形成或进入岩石中的水。v内生水内生水包括初生水：含在熔融岩浆中的水；包括初生水：含在熔融岩浆中的水； 再生水：地壳深部高温高压条件下岩石所含结合水再生水：地壳深部高温高压条件下岩石所含结合水和矿物水转变为液态或气态水和矿物水转变为液态或气态水丘陵丘陵倾斜平原区倾斜平原区低平原低平原浓缩作用浓缩作用水流迟缓水流迟缓矿化度高、矿化度高、Cl-Na过渡区过渡区矿化度中、矿化度中、SO4-MgCa 地下水化学特征具有分带

34、性地下水化学特征具有分带性溶滤作用溶滤作用水交替迅速水交替迅速矿化度低、矿化度低、HCO3-Ca由于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，由于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（空间上的）。地下水的化学特征往往具有一定的分带性（空间上的）。5.2.7 地下水化学成分的分析内容与表示方法地下水化学成分的分析内容与表示方法一、地下水化学成分的分析内容一、地下水化学成分的分析内容是水质评价基础是水质评价基础v分为分为简分析简分析和和全分析全分析，某些专门性工作进行，某些专门性工作进行专项分析专项分析。简分析简分析：除物理性质（色

35、、嗅、味、温度、透明度、悬浮物等）：除物理性质（色、嗅、味、温度、透明度、悬浮物等）v主要定量分析：主要定量分析： Cl-、 SO42-、 HCO-3、Ca2+、 Mg2+、 Na+、 K+、总硬度、总硬度、pH, 及及 矿化度矿化度v有时含专项分析：有时含专项分析： NO-3，NO-2 ，NH4 + ，Fe2+ 、Fe3+，H2S，耗氧量等耗氧量等5.2.7 地下水化学成分的分析内容与表示方法地下水化学成分的分析内容与表示方法一、地下水化学成分的分析内容一、地下水化学成分的分析内容全分析全分析项目较多，要求精度高，通常在简分析的基础上选择代项目较多，要求精度高，通常在简分析的基础上选择代表性

36、水样进行全分析表性水样进行全分析v一般定量分析一般定量分析：HCO-3,SO42-,Cl-，CO32-， NO-2 ， NO-3， Ca2+, Mg2+, Na+， K+, NH4+，Fe2+， Fe3+，H2S， CO2，耗氧，耗氧量，量，pH,总硬度，及干涸残余物；某些总硬度，及干涸残余物；某些微量元素微量元素、有毒有毒组分；组分；研究水的侵蚀性时需分析水的研究水的侵蚀性时需分析水的侵蚀性侵蚀性CO2。5.2.7 地下水化学成分的分析内容与表示方法地下水化学成分的分析内容与表示方法二、地下水化学成分的表示方法二、地下水化学成分的表示方法v离子表示法离子表示法离子毫克数：离子毫克数：每升水中

37、所含离子的毫克数（每升水中所含离子的毫克数（mg/L）离子毫克当量数离子毫克当量数每升水中含某种离子的毫克当量数可由下式计算每升水中含某种离子的毫克当量数可由下式计算：v阴离子当量总数阴离子当量总数=阳离子当量总数阳离子当量总数（允许误差（允许误差2%-5%）离子量（原子量）离子的当量=离子价1L该离子的毫克数水中某离子的毫克当量数该离子的当量5.2.7 地下水化学成分的分析内容与表示方法地下水化学成分的分析内容与表示方法离子毫克当量百分数离子毫克当量百分数摩尔表示法（不常用）摩尔表示法（不常用）摩尔是表示物质质量单位，数值上等于该原子的原子量，摩尔是表示物质质量单位，数值上等于该原子的原子量，如如H+为为1，Ca2+为为40。摩尔浓度：以每升水溶液中含某种离子的摩尔数表示摩尔浓度：以每升水溶液中含某种离子的摩尔数表示%100%该离子毫克当量数阴 阳 离子毫克当量百分数阴 阳 离子毫克当量总数v库尔洛夫表示法库尔洛夫表示法分式前：分式前：特殊成分、气体成分、矿化度特殊成分、气体成分、矿化度 M ，单位，单位 (g/L)分式上下分式上下：阴、阳离子（毫克当