地下水的物理性质与化学成分ppt课件

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1、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是地下水与周围环境长期相互作用的结果，它是一种重要信息源，研究地下水的物理性质和化学成分可以帮助我们回溯一个地区的水文地质历史，阐明地下水的起源和形成。从实际应用来看，不同的用水目的，对水质要求不同，因此研究地下水的物理性质和化学成分是水质评价的需要。研究地下水的物理性质、化学成分及其形成，不能从纯化学角度，孤立、静止地研究，必须从水与环境长期相互作用的角度出发，去揭示地下水化学演变的内在依据和规律。3.1地下水的物理性质地下水的物理性质一般指：温度、颜色、透明度、嗅、味、相对密度、导电性、放射性等。3.1.

2、1温度地下水的温度主要来自于地温。地壳按热力状态从上而下分为变温带、年常温带和增温带。变温带：地温受气温控制，有昼夜变化和年变化，变幅随深度增加而减小；常温带：气温的影响趋于零的深度。地温一般略高于所在地区的年平均气温，概略计算时可用所在地区的年平均气温来代替地温。常温带深度在低纬度地区为5～10米，中纬度地区为10～20米；增温带：地温受地球内部热力影响，随深度的增加而有规律地升高。温度每增加1℃所需要增加的深度称为地热增温级，一般平均每33m升高1℃。地下水的温度与它所处地区的地温状况是相适应的。增温带中地下水温度计算方法：TH＝TB＋（H－h）/GTH－地

3、表以下深度H处的地下水温度（℃）TB－所在地区年常温带温度（℃）H－地下水所处的尝试（m）h－年常温带深度（m）G－所在地区的地热增温级（m/℃）3.1.2颜色地下水一般是无色透明的，但有时因含某种离子、富集悬浮物或含胶体物质，也可显出各种各样的颜色。例如含亚铁离子或硫化氢气体的水为浅蓝绿色，含腐殖质或有机物的带浅黑色，含黑色矿物质或碳质悬浮物的为灰色，含粘土颗粒或浅色矿物质悬浮物的为土色，等等。3.1.3透明度地下水的透明度决定于水中所含盐类、悬浮物、有机质和胶体的数量。透明度分为透明、微混浊、混浊和极混浊四级。水深60厘米时能看见容器底部3毫米粗的线者为透明

4、；于30～60厘米深度能看见者为微混浊；30厘米深度以内能看见者为混浊；水很浅也看不见者为极混浊。3.1.4味地下水的水味来自于水中所溶解的盐分及气体成分。如，地下水中含有重碳酸钙、重碳酸镁及碳酸时，水味爽快、适口，为“甜水”；含氯化物的水有咸味；硫酸钠、硫酸镁使水变苦，还可引起饮用者呕吐、腹痛或腹泻；大量的有机物能使水发甜味，但不宜饮用，等等。3.1.5气味地下水的气味同样来自于水中所溶解的盐分及气体成分。如，含有硫化氢时发臭鸡蛋气味；含有氧化亚铁时有铁腥气味；含腐植质时有鱼腥气味等。气味在40℃时最明显。3.1.6导电性地下水导电性取决于其中所含电解质的数量

5、与性质。离子含量愈多，离子价愈高，则水的导电性愈强。3.2地下水的化学成分地下水中的化学元素一般以气体、离子和分子状态存在。3.2.1地下水中常见的化学成分1.气体地下水中溶解的气体主要有CO2、O2、N2、CH4、H2S，还有少量的惰性气体和H2、CO等。（1）O2、N2（来源：大气）O2含量高，表明地下水所处的地球化学环境为氧化环境；N2的单独存在表明地下水起源于大气并处于还原环境。（2）H2S、CH4与有机物、微生物的生物化学过程有关；表明地下水所处的地球化学环境为还原环境。（3）CO2来源：土壤（植物的呼吸作用、有机质的发酵作用、碳酸岩盐的高温分解、化石

6、燃料）含量愈高，其溶解碳酸盐岩与对结晶岩进行风化作用的能力愈强。研究意义指示地下水所处的地球化学环境；影响地下水的溶解能力；O2、CO2↑，地下水对岩石矿物的溶解能力↑。决定地下水的利用价值。2.地下水中的主要离子成分地下水中占主要地位的离子有七种：（1）氯离子几乎存在于所有地下水中，含量一般较大，由每升数毫克到数百毫克，是高含盐量水中的主要阴离子。来源：地下水溶解盐岩及含氯化物的其它矿物；海水入侵。特点：不被细菌及植物所摄取，不被土颗粒表面吸附，不易沉淀析出，是地下水中最稳定的离子。（2）硫酸根离子总含量仅次于氯离子，每升可达数克。来源：地下水溶解石膏及其他硫

7、酸盐类沉积岩或含硫矿物。（3）重碳根离子是地下水中普遍存在的阴离子，但含量一般不超过1g/L。以重碳酸根为主要成分的地下水含盐量较低，一般均为淡水。来源：地下水溶解碳酸盐类岩石和矿物。（4）钠离子是地下水中分布广，含量变化最大的阳离子，在高含盐量地下水中的含量可达数克到数百克每升。含大量钠离子的水用于灌溉，可引起土壤盐渍化。来源：地下水溶解盐岩及含钠的岩石和矿物。（5）钾离子来源与钠离子相似，但钾离子容易为植物所吸收，也容易形成难溶于水的水云母等矿物，且常为土颗粒表面所吸附，所以在地下水中的含量不大。（6）钙离子在地下水中分布很广，但含量不高，很少超过1g/L，

8、是低含盐量地下水中的主要