第一讲PHREEQC软件简介_地下水污染与防治解析
PHREEQC在地下水溶质反应运移模拟中的应用
助项目 (50178040) 作者简介 : 毛晓敏 (19712) ,女 ,博士后 ,主要从事水文水资源及
水环境方面的研究 。 E2mail :xmao @ed. ac. uk
移结合起来 ,发展多学科交叉的地下水溶质反应运移 模型[5] 。
本文利用 PHREEQC 对地下水运动情况下土壤中 溶质交换和运移 、氧化还原反应和生物降解分别进行 了模拟 ,并与有关资料进行了验证分析 。
液进 行 淋 洗 交 换 ( 溶 液 浓 度 分 别 为 012N 、210N 和
210N) ,同时采集渗出液观察含标记钙离子溶液浓度的
变化 。
(2) 主要反应概述 因为在两种钙离子存在的条
件下 ,土壤溶液中有如下离子交换反应 :
Ca2+ + Ca 3 - X2
Ca - X2 + Ca 3 2+
(1)
· 2 0 ·
水文地质工程地质
2004 年第 2 期
PHREEQC 在地下水溶质反应2运移模拟中的应用
毛晓敏1 ,刘 翔2 ,Barry D A1 (11 英国爱丁堡大学土木与环境研究所 ,爱丁堡 EH9 3JN ;
21 清华大学环境科学与工程系 ,北京 100084)
摘要 : 由于地下水污染的加剧 ,对地下水中污染物运移规律的研究日益受到重视 。地下水中的溶质在运移过程中伴随 着溶质组分间的化学反应 ,因此需要建立地下水溶质运移与化学反应的耦合模型 。PHREEQC 是近年来发展起来的描述 局部平衡反应 、动态生物化学反应的水文地球化学模拟软件 。本文利用该模拟软件对一维地下水流动过程中溶质离子 交换反应和动态氧化还原反应进行了模拟 。结果表明 , PHREEQC 能够成功地进行溶质运移情况下复杂水化学反应模 拟 ,但对于复杂地下水流和溶质运动的情况 ,有必要耦合其它的地下水流动和溶质运移软件来共同完成 。 关键词 : 地下水 ; 溶质 ; 反应运移 ; 离子交换 ; 动态氧化还原 ; PHREEQC 中图分类号 : P64112 ;P64113 文献标识码 : A 文章编号 : 100023665 (2004) 0220020205
quaveo GMS这是一个非常有名的地下水资源和地下水污染模拟软件
quaveo GMS这是一个非常有名的地下水资源和地下水污染模拟软件。
是美国地质调查局和环保局批准的环境模拟软件。
GMS 是可利用的最复杂的和最包罗万象的地下水模型软件! 在美国政府机关，私人公司和超过90个国家以上的国际性组织,都已有用了成千上万的用户在使用GMS,它已经被证明是十分有效的和令人兴奋的模型系统。
GMS 每状态地下水模拟提供包括位置描述，模型发展，口径测定，后处理和可视化的工具。
GMS是目前最综合的地下水建模软件。
美国政府部门、私企和国际上超过90 个国家的用户都在使用GMS软件，GMS已经被证明是最有效的建模系统。
GMS为地下水模拟的每一阶段提供灵活的模拟工具，包括地点描述、模型开发、校准、后处理和模型显示。
GMS 支持二维和三维的有限元和有限差模型，包括MODFLOW 2000, MODPATH,
MT3DMS/RT3D, SEAM3D, ART3D, UTCHEM, FEMWATER, PEST, UCODE, MODAEM 和SEEP2D. 无论你需要什么模型，GMS都会提供相应工具！
安装说明：执行gms7.1.9full.exe进行软件的安装，完成之后先不要运行软件，复制crack 文件夹中的GMS71.exe到程序安装目录X:\Program Files\GMS 7.1\中，并覆盖原文件即可。
地下水污染的监测和修复技术
地下水污染的监测和修复技术地下水是人类生活中重要的水资源之一，然而，由于人类活动等原因，地下水面临着被污染的风险。
为了确保地下水资源的可持续利用，必须进行地下水污染的监测和修复。
下面将详细介绍地下水污染监测和修复的技术及步骤。
一、地下水污染监测技术1. 地下水采样与分析地下水采样是地下水污染监测的基础，可以通过井水采样、钻孔采样等方法获取地下水样本。
采样完成后，需对样本进行分析，包括测量水质指标如pH值、浑浊度、溶解氧等，以及测定污染物浓度如重金属、有机物等。
2. 地下水位监测地下水位监测主要通过设置水位观测井或水位监测点进行实时测量，可以了解地下水位的变化趋势。
这对于评估地下水流动特性及可能的污染扩散方向非常重要。
3. 地下水流动模拟地下水流动模拟是利用数学模型描述地下水流动规律，预测污染物传输和扩散的过程。
通过模拟计算，可以确定污染源的位置和范围，为后续的污染物修复提供依据。
二、地下水污染修复技术1. 地下水位管理地下水位管理是修复地下水污染的一项重要技术，可以通过调整地下水位达到污染物稀释、稀释增加氧化还原环境等作用。
常见的地下水位管理技术包括人工补给、减水排水等。
2. 生物修复生物修复是利用微生物和植物等生物体对地下水中的污染物进行降解和转化的过程。
生物修复技术包括自然生物修复和人工生物修复。
自然生物修复通过利用土壤和地下水系统中已有的微生物对污染物进行降解。
人工生物修复则是通过添加特定的微生物菌株等手段进行修复。
3. 土壤修复土壤修复是修复地下水污染的重要措施之一，因为地下水与土壤之间存在密切的物质交换。
土壤修复技术包括土壤通气、土壤养分调整、土壤微生物活性培养等。
4. 高级氧化技术高级氧化技术是利用强氧化剂对污染物进行氧化降解的过程。
常见的高级氧化技术包括臭氧氧化、高级氧化过程（Fenton、Fenton-like反应）等。
这些技术通过产生强氧化剂，将有机物氧化成更低毒性的产物。
三、地下水污染监测和修复步骤1. 初步调查与现场勘察：根据地下水周围环境和可能的污染源，进行调查和现场勘察，了解地下水污染的状况。
第一讲PHREEQC软件简介_地下水污染与防治解析
Operation
PHREEQCI Version 2 is a computer program for simulating chemical reactions and transport processes in natural or contaminated water.
PHREEQCI provides all of the capabilities of the geochemical model PHREEQC (Parkhurst and Appelo, 1999), including：
4. 固溶液
PHREEQC使用Guggenheim方法来确定非理 想的二元固溶液（Glynn and Reardon, 1990），尚无法计算非理想的三元固溶液。 可以通过假设为理想状态来模拟两种或更多 种成分的固溶液，但是这种理想状态的假设 过于简化，除相同元素的同位素假设处于理 想状态之外，其他情况不行。
不能收敛。
不过现在数值方法已经非常稳定了，所有已知的收敛问题 已解决。偶尔需要使用关键字KNOBS的缩放属性，这种 情况只有在总溶解度小于1×10-15 mol/kg时才需使用。
7. 逆向模拟
与以前的逆向模拟相比，PHREEQC最大的进步是 在确定你想模型的处理时引入了非确定性设置。然 而，由于算法处理小数据的方法问题，这种算法显 示出的结果中有矛盾的现象。通过修改容许度可使 算法能弥补这一问题。
PHREEQC—create and modify input data files, run simulations, and display results
Modeling capabilities
Aqueous, mineral, gas, surface, ion-exchange, and solid-solution equilibria
地下水软件总结介绍 文档
目录1. 软件介绍 (2)1.1 GMS简介 (2)1.2 Visual MODFLOW简介 (5)1.3 Visual Groundwater简介 (5)1.4 FEFLOW简介 (6)1.5 Processing MODFLOW简介 (7)2. 对比分析 (8)3. 结论 (8)1. 软件介绍1.1 GMS简介地下水模拟系统(Groundwater Modeling System)，简称GMS，是美国Brigham Young University的环境模型研究实验室和美国军队排水工程试验工作站在综合已有地下水模型MODFLOW、MODPATH、MT3D、FEMWATER、RT3D、SEEP2D、SEAM3D、UTCHEM、PEST、UCODE、NUFT等地下水模型而开发的可视化三维地下水模拟软件包。
可进行水流模拟、溶质运移模拟、反应运移模拟；建立三维地层实体，进行钻孔数据管理、二维(三维)地质统计；可视化和打印二维(三维)模拟结果。
其图形界面用起来非常便捷。
由于GMS软件具有良好的使用界面，强大的前、后处理功能及优良的三维可视化效果，目前已成为国际上最受欢迎的地下水模拟软件。
(1) GMS各模块功能简介GMS由MODFLOW、MODPATH、MT3D、FEMWATER、SEEP2D、SEAM3D、RT3D、UTCHEM、PEST、UCODE、MAP、SUBSUR-FACECHARACTERIZATION、BoreholeData、TINs(Triangulated Irregular Nets)、Solid、GEO-STATISTICS等模块组成。
各模块的功能如下：MODFLOW是世界上使用最广泛的三维地下水水流模型。
专门用于孔隙介质中地下水流动的三维有限差分数值模拟，由于其程序结构的模块化、离散方法的简单化及求解方法的多样化等优点，已被广泛用来模拟井流、溪流、河流、排泄、蒸发和补给对非均质和复杂边界条件的水流系统的影响。
PHREEQC在不同化学条件下的地下水化学环境中的应用
PHREEQC在不同化学条件下的地下水化学环境中的应用作者摘要：在高矿化度地下水分布地区实行地浸采矿是一项世界性难题, 因为当地下水矿化度超过5g/ L时就不适合进行地浸。
我国某砂岩型矿含矿含水层地下水的矿化度达到8～12 g/ L ,无论是采用酸法和碱法地浸,都发生堵塞现象。
为了解决这个难题,通过淡化,降低矿区地下水的矿化度,即降低水中Ca2 + 、Mg2 + 及SO42 - 的含量,从而避免了石膏的析出。
在充入CO2 气体的条件下,碳酸盐的饱和指数降为负值。
从而达到地浸顺利进行的目的。
应用PHREEQC模拟软件,对我国某高矿化度地下水的矿地浸溶浸剂进行模拟,通过计算饱和指数,确定溶质水解沉淀的水文地球化学条件的临界值。
研究在该地地浸工艺过程中溶质的存在形式，以及用常规地浸产生沉淀堵塞的原因，为解决地下水高矿化度的难题提供依据和办法。
关键字：高矿化度；地浸；淡化；PHREEQCAbstract:In high salinity groundwater distribution area of in-situ leaching mining is a worldwide problem, because the local water mineralization degree more than 5g/ L is not suitable for in-situ leaching. A sandstone type ore in China ore-bearing aquifer groundwater mineralization degree reached 8 ~ 12 g/ L, either by acid and alkali leaching, are blocked. In order to solve this problem, through desalination, reduce the degree of mineralization of groundwater in the lower water content, Ca2 +, Mg2 + and SO42 -, so as to avoid the precipitation of gypsum. In filling CO2 gas conditions, the saturation index of carbonate fall below zero. So as to achieve the purpose of in-situ leaching smoothly. Application of PHREEQC simulation software, to simulate the high salinity groundwater ore leaching infusion, by calculating the saturation index, the critical value to determine the hydrogeochemical conditions of solute precipitation. In the form of in-situ leaching of solutes in the process, as well as with conventional immersion precipitation blockage reason, provides the basis and the way to solve the problem of groundwater with high mineralization.Keywords:High salinity; leaching; desalination; PHREEQC1.PHREEQC模拟软件简介PHREEQC 是由美国地调所（USGS）在PHREEQE 的基础上开发的用于计算多种低温水文地球化学反应的计算机软件[1] ,是用 C 语言编写的进行低温水文地球化学计算的计算机程序,可进行正向模拟和反向模拟,几乎能解决水、气、岩土相互作用系统中所有平衡热力学和化学动力学问题,包括水溶物配合、吸附-解吸、离子交换、表面配合、溶解-沉淀、氧化-还原。
第一讲PHREEQC软件简介_地下水污染与防治
2. 离子交换模型
离子交换模型假设交换组分的热力学活度等于它 的当量分数，或者用当量分数乘以Debye-Hückel 活度系数，以此定义交换组分的活度（Appelo, 1994），更加复杂的交换模型还不能实现。
在许多野外研究中，离子交换模拟需要用研究区 的介质进行离子交换试验，通过实验获得的数据 来确定合适的模型。
Applications
Mine drainage 矿山排水 Radioactive-waste isolation 放射性废弃物隔离 Contaminant migration 污染物迁移 Natural and engineered aquifer remediation 天
然或工程含水层修复 Aquifer storage and recovery 含水层蓄水和恢复 Water treatment 水处理 Natural systems 天然系统 Laboratory experiments 实验室试验
Keyword data blocks used inspeciation modeling include:
SOLUTION—define the chemical composition of a solution.
SOLUTION_SPREAD—define the chemical composition of multiple solutions in a spreadsheet format.
The most important results of speciation calculations are saturation indices for minerals, which indicate whether a mineral should dissolve or precipitate.
phreeqc实例练习_地下水污染与防治
PHREEQC实例分析例1——物种形成分析这个例子计算了海水中矿物质的分布以及一组有关矿物在海水中的饱和程度。
为了证明如何在这个模型中应用新的元素，将元素铀添加入由phreeqc.dat定义的液相模型中[wateq.dat是包含于程序分类中的一个数据库文件，它来自于WATEQ4F（Ball and Nordstrom, 1991），并包含铀]。
物质形成计算所需要的数据包括温度、Ph、元素的浓度和/或其元素的化合价。
海水中的这些数据见表10。
这个例子计算中输入的数据组见表11。
在模拟中所运用的有关计算的注释包含在TITLE关键字中。
SOLUTION数据块定义了海水的成分。
注意：元素的化合价用元素化学符号后面圆括号中的数字表示[S(6), N(5), N(-3)和O(0)]。
表10—海水的成分[未指定浓度时，其浓度的单位为ppm]分析的组分PHREEQC符号浓度钙Ca 412.3镁Mg 1291.8钠Na 10768.0钾K 399.1铁Fe .002锰Mn .0002硅石，SiO2Si 4.28氯化物Cl 19353.0碱度，HCO3-Alkalinity 141.682硫酸盐，SO42-S(6) 2712.0硝酸盐，NO3-N(5) .29铵，NH4+N(-3) .03铀U .0033pH，标准单位pH 8.22pe，无单位pe 8.451温度，℃temperature 25.0密度，千克/升density 1.023用于分配氧化还原元素和计算饱和指数的pe由redox标识符所指定。
在这个例子中，用氧化还原电对O(-2)/O(0) 计算的pe值相对应于溶解氧/水，并且这个pe适用于需要pe值的所有的计算。
如果redox没有指定，那么缺省的值将会是所输入的pe。
缺省的氧化还原标识符可被任何氧化还原元素代替，如输入元素锰时，则输入的pe被用来表示各种化合价状态的锰；输入铀时，这里是氮/铵电对将会用来计算所形成各种价态铀的pe值。
农村地下水污染与自净教学课件
1、地下水污染生物修复的方法
1、地下水污染生物修复的方法
（三）维持好氧微生物的活性
典型的快速生物降解是由好氧微生物进行，因此必须维持这类微生物的 活 性。在地下水生物修复中的主要问题是即使在最佳条件下，地下水中的 O2含量 也极少且自然复氧速度极慢，虽然在生物修复中可以通过外加O2， 但是O2在水 中的溶解度不是很高，难以保证水中好氧微生物的良好生长。 这就必须通过一 定的手段来保证地下水中的氧含量，通常采用的方法是通 过空气压缩机将空气 压缩注入到地下水中，也有方法是在营养盐溶液中加 入丄。H2O2作为O2的来源，但要注意的是H2O2在浓度达到100~200mg/L时 对某些微生物有毒性，减少或避免H2O2毒性的办法是在开始加入时釆用较 低的浓度，约50mg/L,然后逐步增高 浓度，最后达到1000mg/L。
（一）天然生物修复技术 天然修复是指在不进行任何工程辅助措施或不调控生态系统，完全依靠 天 然衰减机理去除地下水中溶解的污染物，同时降低对公众健康和环境的 危害的 修复过程。其在石油产品污染的场地正得到广泛的应用。天然衰减 指促进天然 修复的物理、化学和生物作用，包括对流、弥散、稀释、吸附、 挥发、化学转 化和生物降解等作用。
1、地下水污染生物修复的方法
地下水是最重要的水资源之一，陆地的淡水，除冰川外，地下水所 占的份 额最大，为1/4。我国地下水资源总量约8000亿m3/a,但近年来， 地表环境遭 到严重破坏和污染，致使地下水的水质日益恶化。
（一）收集污染区域的水文地质等材料 地下水生物修复的成功很大程度上取决于该区域的水文地质状况，
1、地下水污染生物修复的方法
（二）添加适量营养盐
在地下水生物修复的工作展开之前，首先要通过实验室确定加入 到地下水 中的最适合营养盐量，以避免添加营养盐时过多或过少。营养 盐假如过少会使 得生物转化迟缓，而过多则会由于生成生物量太多而堵 塞蓄水层，从而使得生 物修复中止。营养盐一般通过溶解在地下水循环 通过污染区域，普遍釆用的方 法是将营养盐溶液通过深井注入到地下水 饱和区域和区域表层土壤中。地下水 由生产井抽出，并在该水中补加营 养盐继续循环或是进入处理系统进行地面处 理。水中的营养盐和污染物 的浓度应该经常取样测定，取样点设定在注入井和 生产井之间。
GMS地下水模拟软件软件介绍课件
矩形 垂向上网格反映的地层厚
度均一。
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34
2、计算包介绍
（1）基本信息包(BASIC PACKAGE) 初始水位(Starting Heads)； 边界类型(IBound) ibound = 1为流量边界 ibound = 0 为隔水边界 ibound ＝－1为定水头边界
• 当然，GMS还可兼容如CAD，sufer、Dem/Grid等文件，由于利用较少， 只介绍shp文件数据。
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18
建模准备工作
• 收集研究区的工作底图，可以是TIF、GPG、 DWG、DXF、GIS格式等；
• 收集研究区的钻孔资料，反映地层结构； • 收集研究区大气降雨等气象资料； • 收集观测孔的水位等相关资料； • 收集研究区的河流湖泊的水位等属性信息； • 收集抽水井的抽水量等数据。
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32
Modaem模型实例
在MODAEM模型实例中，练习如下内容： 1、学习图像坐标配准； 2、练习point、arc和polygon的生成和使用 3、建立概念模型及各属性图层； 4、运行模型 5、等水位线的设置
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33
Modflow-Grid Approach模型
1、网格剖分
GMS软件介绍
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1
• 地下水模拟系统（Groundwater Modeling System）,简称GMS，是由美国Brigham young University的环境模型研究实验室在综合 Modflow、Modpath等已有地下水模型基础上研 发而成的，是一个具有综合性、用于地下水模 拟的图形界面软件。
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防治水中的物探方法(煤销集团讲座)分解课件
03
物探方法在防治水中的应用
矿井水防治
01
矿井水防治是物探方法在防治水领域的重要应用之一。通过物探方法，可以有 效地探测矿井中的水源，预测矿井突水的可能性，并采取相应的防治措施，保 障矿井生产安全。
02
物探方法在矿井水防治中常用的技术包括电法、地震勘探和磁法等。这些技术 可以根据不同的地质条件和探测目标进行选择和应用，以达到最佳的探测效果 。
物探方法采用无损检测技术，不会对地下 水环境和地质结构造成破坏，确保了探测 结果的准确性和可靠性。
大面积探测
多参数探测
物探方法能够实现大面积的地下水探测， 提高了探测效率和精度，减少了探测盲区 。
物探方法可以同时探测地下水的多个参数 ，如水位、流速、流向等，为防治水工作 提供了全面的数据支持。
物探方ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的挑战
培训与认证
加强专业人员的培训和认证，提高从业人员的专业素 质和技术水平。
跨界合作与交流
跨界合作
加强与其他相关行业的合作，共同研发新技术 、新产品和新应用。
国际交流
积极参与国际物探技术交流与合作，引进国外 先进技术和管理经验。
产业链整合
整合产业链上下游资源，形成优势互补、协同发展的产业生态圈。
THANK YOU
。
在地质灾害防治中，物探方法常采用地球物理探测技术，如重力勘探、 磁法勘探、地震勘探等。这些技术可以根据不同的地质条件和灾害类型 进行选择和应用，以达到最佳的探测效果。
04
物探方法在防治水中的优势与挑战
物探方法的优势
高效性
非破坏性
物探方法能够快速、准确地检测到地下水 分布和流动情况，为防治水工作提供及时 、准确的数据支持。
第二讲PHREEQC用户指导_地下水污染与防治
摘要PHREEQC第二版是一个用C语言编写的计算机程序，对各种各样低温下的地球化学性质进行了演算。
PHREEQC是以离子联系的水化学模型为基础的，可以推算（1）生成物和饱和系数；（2）涉及到可逆反应以及不可逆反应的批反应和一维（1D）运移计算，可逆反应包括水、矿物/无机溶液、气体、固体溶液、表面络合、离子交换平衡；涉及到的不可逆反应包括指定成分摩尔转换、动态控制反应、溶液混合和温度变化；（3）逆向模拟实验，其中多组的无机物和气体摩尔转换以解释在特定成分不确定范围水体之间混合物的不同。
和第一版相比，PHREEQC 第二版的新特点如下：具有在一维运移计算中模拟弥散（或扩散）和滞流区的能力，用用户确定的速率表达式模拟分子反应，模拟标准的多种成分或非标准的两种成分的固体溶液的沉淀和溶解，模拟定体积气相和定压力气相，考虑表面系数或交换位置随着无机物的溶解和沉淀或者分子反应的变化而变化，自动采用多套收敛参数，打印用户指定量到原始输出文件和（或）适合输入到扩展表格的文件上，以一种与扩展表程序更兼容的形式确定溶解成分。
这个版本报告中说明了化学平衡、动态平衡、运移计算以及逆向模拟计算基础方程式，描述了程序输入，以及举例说明了许多程序功能目的和范围这个报告的目的是说明PHREEQC 程序的理论和操作，包括组成成分方程的确定，转换这些方程为数值计算方法的解释，补充数值方法计算机代码组织的描述，程序输入描述，以及一系列数据组输入和许多论证的程序功能的数据输入和模拟结果的说明。
生成方程和正向模拟在报告的这一部分，说明了用于确定水样热动力活动，离子交换物质、表面络合物质、气相成分、固体溶液和纯相的代数方程式。
首先，说明了水样、交换种类和表面性质的热动力活动和质量作用方程。
然后，定义一组函数，用f 表示，他们必须能同时求解以确定给定条件下的平衡，许多这样的方程是各种元素或元素的价电子状态、交换位置和表面位置的摩尔平衡方程，或来自于纯相和固体溶液的质量作用方程。
PHREEQC软件在改善低渗透砂岩铀矿含矿层渗透性中的应用_曹振
应用 最 广 泛 的 一 个 地 球 化学 模 式 程 序 。 它 最 大的 优 点是可 以 计 算 温 度 为 ０～３ ０ ０ ℃条件下的地球 化学作 用 。 此外 ， Ｐ ＨＲ Ｅ Ｅ Ｑ Ｃ 软件提供了强大的 热 力学 数据 库 供 输 入 和 运 行 使 用 。 该数据 库 主要 、 、 、 由ｐ ｈ ｒ ｅ ｅ ｃ ． ｄ ａ ｔ ｗ ａ ｔ ｅ ４ ｆ ． ｄ ａ ｔ ｍ ｉ ｎ ｔ ｅ ． ｄ ａ ｔ Ｌ Ｌ Ｎ Ｌ． ｑ ｑ ｑ ［ ２］ 其中输入文件需要用户端 ｄ ａ ｔ ４ 个 数据 库 组 成 ， 自 行 编 写 文 本 文 件 。 目前 ， 国内对 Ｐ ＨＲ Ｅ Ｅ Ｑ Ｃ软
－３ ／ 所以， 在所建立的模型中主要 ３ ． ３ ４×１ ０ ｍ Ｌ， ｇ 讨 论 方 解石 与 石 膏 的 溶 蚀 情况 ， 对于黄铁矿的溶
。该 区 淡 水 的 某 矿 区 淡 水水 化 学 成 分 见 表 ３ ／ ·Ｓ ·Ｃ 矿 化 度为 ０ 水 化学 类 型为 Ｃ ． ９ ７ｇ Ｌ， ｌ Ｏ－Ｎ ａ ａ ， 型， 方解石及石膏饱和指 数 分 别 为 － ０ ． １ ７和－ １ ． ２ ９ 表 明 淡 水中 这 ２ 种 矿 物 均 未 达到 饱 和 状态 。
２＋ ［ ］ 方 解石溶解 要 求 的 溶 液 Ｃ ａ ０ 值 越 接 近于 ０ 时 ，
更 接 近于 中性 溶 液 。 显 然 ， 这 一 规律 可 以 酸 度低 ， 很 好 地 解 释 方 解石溶 于 强 酸 性 介 质的 现 象 。 ２． ２ 石 膏 石 膏 的 溶解 可表 示 为 Ｃ ａ Ｓ Ｏ ２ Ｈ２Ｏ ４·
第３ １卷 第１期 ２ ０ １ ２年２月
铀 矿 冶 ＵＲ ＡＮ Ｉ ＵＭ Ｍ Ｉ Ｎ Ｉ ＮＧ ＡＮ Ｄ ＭＥ ＴＡ Ｌ Ｌ ＵＲ ＧＹ
【实用型】地下水污染、防治相关资料.doc
地下水污染地下水污染英文名称：groundwater pollution由于人类的活动产生的污染物渗入地下，使地下水水质恶化的现象。
工业“三废”排放以及其他途径使污染物进入地下水中并由此导致其水质下降的过程。
地下水受物理、化学、微生物作用，或有毒有害物质污染，使水质恶化，导致使用价值降低的现象。
地下水污染（ground water pollution）主要指人类活动引起地下水化学成分、物理性质和生物学特性发生改变而使质量下降的现象。
地表以下地层复杂，地下水流动极其缓慢，因此,地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。
地下水一旦受到污染，即使彻底消除其污染源，也得十几年，甚至几十年才能使水质复原。
至于要进行人工的地下含水层的更新，问题就更复杂了。
由于矿体、矿化地层及其他自然因素引起地下水某些组分富集或贫化的形象，称为“矿化”或“异常”，不应视为污染。
地表以下地层复杂,地下水流动极其缓慢，因此,地下水污染具有过程缓慢、不易发现和难以治理的特点。
地下水一旦受到污染，即使彻底消除其污染源，也得十几年，甚至几十年才能使水质复原。
至于要进行人工的地下含水层的更新，问题就更复杂了。
地下水污染地下水污染是由于人为因素造成地下水质恶化的现象。
地下水污染的原因主要有：工业废水向地下直接排放，受污染的地表水侵入到地下含水层中，人畜粪便或因过量使用农药而受污染的水渗入地下等。
污染的结果是使地下水中的有害成分如酚、铬、汞、砷、放射性物质、细菌、有机物等的含量增高。
污染的地下水对人体健康和工农业生产都有危害。
地下水污染与地表水污染有一些明显的不同：由于污染物进入含水层，以及在含水层中运动都比较缓慢，污染往往是逐渐发生的，若不进行专门监测，很难及时发觉；发现地下水污染后，确定污染源也不像地表水那么容易。
更重要的是地下水污染不易消除。
排除污染源之后，地表水可以在较短时期内达到净化；而地下水，即便排除了污染源，已经进入含水层的污染物仍将长期产生不良影响。
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4. 固溶液
PHREEQC使用Guggenheim方法来确定非理 想的二元固溶液（Glynn and Reardon, 1990），尚无法计算非理想的三元固溶液。 可以通过假设为理想状态来模拟两种或更多 种成分的固溶液，但是这种理想状态的假设 过于简化，除相同元素的同位素假设处于理 想状态之外，其他情况不行。
Figure 1. Main screen of PHREEQCI, with the SOLUTION keyword dialog box open.
1. Speciation Modeling
Applications—Speciation modeling is useful in situations where the possibility of mineral dissolution or precipitation needs to be known, as in water treatment, aquifer storage and recovery, artificial recharge, and well injection.
Keyword data blocks used inspeciation modeling include:
SOLUTION—define the chemical composition of a solution.
For example, the SOLUTION keyword data block defines the chemical composition of a solution. PHREEQCI provides tabbed dialog boxes for each PHREEQC keyword
Compatible with Windows 95 and 98,Windows NT 4.0, Windows ME, Windows2000, and Windows XP
Automated installation using InstallShield Interactive access to all of the capabilities of
Davis and Kent（1990）评论表面络合模拟时指出使用物质的浓度作 为被吸附组分的标准状态在理论上是有问题的。PHREEQC版本2使 用的是表面组分的物质的分数作为其活度而不是物质的浓度。在标准 状态下，这一变化对单齿状表面组分是没有影响的，但对多齿状表面 则影响很大。表面络合位置数目、表面积、被吸附组分、合适的等的 确定也是不确定的，实际模拟时需要用实际的野外介质进行实验研究， 通过获取的实验数据来确定合适的表面络合模型，并加入PHREEQC 中进行模拟。
speciation, batch-reaction, 1D reactive-transport, and inverse modeling.
Operation（Continue）
Data for PHREEQC are entered through a series of keyword data blocks, each of which provides a specific type of information.
Introduction
PHREEQCI Version 2 是地球化学计算机程序 PHREEQC (Version 2)完全基于窗口的图形用 户界面；
PHREEQCI 可用于交互式地执行 PHREEQC （第二版）所有的模拟计算能力—物种形成、 批量反应、一维(1D)反应-传输、以及逆向模拟 。
不能收敛。
不过现在数值方法已经非常稳定了，所有已知的收敛问题 已解决。偶尔需要使用关键字KNOBS的缩放属性，这种 情况只有在总溶解度小于1×10-15 mol/kg时才需使用。
7. 逆向模拟
与以前的逆向模拟相比，PHREEQC最大的进步是 在确定你想模型的处理时引入了非确定性设置。然 而，由于算法处理小数据的方法问题，这种算法显 示出的结果中有矛盾的现象。通过修改容许度可使 算法能弥补这一问题。
Kinetic reactions 1D diffusion or advection and dispersion with
dual-porosity medium A powerful inverse modeling capability allows
identification of reactions that account for the chemical evolution in observed water compositions Extensive geochemical databases
lg K
二、PHREEQC的局限性
1. 水溶液模型
PHREEQC用相关的离子和Debye-Hückel方程计算非理想溶液， 这种类型的水溶液模型在较低的离子强度下比较合适，但在 高离子强度下（海水范围或更高）则会失真。
另外，数据库缺乏内部的连续性。因为随程序发布的两个数 据库phreeqc.dat和wareq.dat中的lgKs’ 和反应焓来自于各 种文献，未曾系统地确定溶液模型中单个lgK，也未曾确定 当前数据库中水溶液模型是否与原始的实验数据相适应。使 用时，随程序提供的数据文件可首先考虑，但使用哪种水溶 液组分和热力学数据则由用户自己确定。
PHREEQC的功能
PHREEQC以离子联系的水化学模型为基础，可以推算： （1）生成物和饱和系数； （2）涉及到可逆反应以及不可逆反应的批反应和一维（1D）
运移计算；其中，
涉及到的可逆反应包括水、矿物/无机溶液、气体、固体溶液、 表面络合、离子交换平衡；
不可逆反应包括指定成分摩尔转换、动态控制反应、溶液混合 和温度变化；
（3）逆向建模，可以发现一系列矿物和气体克分子在水中以 不确定组成的转移。
PHREEQC 第二版的新特点
和第一版相比，PHREEQC 第二版的新特点如下： 具有在一维运移计算中模拟弥散（或扩散）和滞
流区的能力，使用用户确定的速率表达式模拟分 子反应，模拟标准的多种成分或非标准的两种成 分的固体溶液的沉淀和溶解， 模拟定体积气相和定压力气相，考虑表面系数或 交换位置随着无机物的溶解和沉淀或者分子反应 的变化而变化，自动采用多套收敛参数， 打印用户指定量到原始输出文件和（或）适合输 入到扩展表格的文件上，以一种与扩展表程序更 兼容的形式确定溶解成分等。
PHREEQC—create and modify input data files, run simulations, and display results
Modeling capabilities
Aqueous, mineral, gas, surface, ion-exchange, and solid-solution equilibria
6. 收敛问题
PHREEQC可以发现输入的数据是否存在错误，但不能发 现所建立的化学模型的无理性错误。例如，可通过元素的 添加或减少来使溶液达到电荷平衡。如果元素无电离组分， 或者即使元素的浓度减少到零时仍存在电荷平衡，则数值 方法不能收敛。其它的物理性错误有：
（1）当想达到某固定浓度时而加入了碱（事实上应加入酸）； （2）当非碳酸碱度已经超过了数据输入中的总碱度时数值方法
此外，PHREEQC中不能处理矿物沉淀时同位素的 Rayleigh分馏效应，这也是一个不足之处。
PHREEQCI
—A Graphical User Interface to the Geochemical Model PHREEQC
U.S. Geological Survey April 2002
3. 表面络合
PHREEQC加入了Dzombak 和Morel（1990）发明的双层模型。双层 模型是显式地计算扩散层组成（Borkovec and Westall, 1983）和非 静电层表面络合（Davis and Kent, 1990）的模型。其它模型，如三 层、四层模型在PHREEQC中当前仍无法处理，根据Langmuir或 Freundlich的等温吸附理论的吸附模拟可以处理成非静电模型的一种 特例。
Operation
PHREEQCI Version 2 is a computer program for simulating chemical reactions and transport processes in natural or contaminated water.
PHREEQCI provides all of the capabilities of the geochemical model PHREEQC (Parkhurst and Appelo, 1999), including：
PHREEQC软件简介
PHREEQC的发展过程
PHREEQC之前的版本是PHREEQE。PHREEQE是1980年美 国地质调查局的Plummer 和Parkhurst等开发出来的， 用于地球化学模拟达15年之久。
PHREEQC于1995年正式推出，它是在PHREEQE的源程 序基础上用C语言重写而成的，消除了PHREEQE的缺 陷与局限性。PHREEQC发展至今已近10年，其版本不 断更新，加入了很多新内容，已发展到版本2中的 2.11子版本。由于其现有的模拟能力在同类软件中 最强大，所以在国际上被广泛使用。
2. 离子交换模型