水文地球化学试卷
水文地球化学考核试卷

B.放射性同位素分析
C.激光诱导击穿光谱
D.红外光谱分析
三、填空题(本题共10小题,每小题2分,共20分,请将正确答案填到题目空白处)
1.地下水中的硬度主要是由________和________离子的浓度决定的。
2.水文地球化学中,________是衡量水中酸碱度的重要指标。
3.地下水中硫酸盐的主要来源是________的溶解。
B.岩石溶解
C.地下热水
D.大气降水
6.地下水中硫酸根离子的主要来源是?()
A.大气降水
B.硫磺细菌还原
C.硫酸盐矿物溶解
D.地下水蒸发
7.下列哪个参数是衡量地下水矿化程度的重要指标?()
A.电导率
B.溶解氧
C.水温
D. pH值
8.水文地球化学中,以下哪个过程可能导致地下水硬度增加?()
A.钙、镁离子浓度降低
C.溶解氧
D.总溶解固体(TDS)
20.以下哪种方法可以用于预测地下水化学成分的变化趋势?()
A.数值模拟
B.实验室分析
C.野外调查
D.历史数据分析
二、多选题(本题共20小题,每小题1.5分,共30分,在每小题给出的四个选项中,至少有一项是符合题目要求的)
1.地下水化学成分受哪些因素影响?()
A.地质结构
A.硬度
B.总溶解固体(TDS)
C.氨氮浓度
D.重金属浓度
8.下列哪些条件下地下水中硫酸盐还原作用可能增强?()
A.氧气含量降低
B.硫酸盐浓度增加
C.温度升高
D.水中有机物含量增加
9.以下哪些是水文地球化学中常用的地球化学图?(")
A. Piper三线图
2008-2009第一学期水文地球化学期末试卷(B)-参考答案

重金属是指那些难以迁移的金属元素,它们会在一定的地方富集且不易迁移,具有 一定的毒性,对人体有害。
4、Saturation index 饱和指数是用来判别水溶液是否达到饱和的指标, 5、geochemical barrier
地球化学垒是指地壳在很短距离内元素的迁移强度急剧下降而导致元素浓度增高的 地段。
三.简答题(每题 5 分,共 20 分)
1.、水文地球化学分类的基本原则?
根据空气迁移的标型元素和标型化合物对地下水进行分组,(2分) 根据水迁移的标型元素和标型化合物对地下水进行分类,(2分) 在分组和分类的同时也要考虑地下水水文地球化学环境的影响,这就是水文地球化 学的分类原则。(1分)
2、 试解释下图的意义。
3. 已知下列反应:
25℃时, 平衡常数 K eq = 106.05 , 试求 pe 与 pH 值的关系及 Eh 与 pH 的 关系。(15 分) 解:(1)pe 与 pH 值的关系 3Fe2O3+2H++2e-=2Fe3O4+H2O
(3 分)
由于
,[H2O]=1
两边取对数得: logKeq=2pH+2Pe 6.05=2pH+2Pe Pe=3.025-Ph (1)
Ca2+ Mg2+ Na+ K+ HCO3SO42ClH4SiO4 Temp.
mg/L 109 24 117 7 183 238 171 48 25℃
mmol/L 2.72 0.99 5.09 0.18 3.00 2.48 4.82 0.50
a. What is the ionic strength of the solution? (3 marks) b. What is the hardness of the solution? (3 marks) c. If the activity coefficient γis 0.591 for both Ca2+ and SO42- ,by
2007-2008第一学期水文地球化学期末试卷(A)-参考答案

2007-2008第一学期《水文地球化学》期末试卷(A)—参考答案专业:班级:中文部分(45分)一、填空题(12分,每空2分)1.酸雨是指pH值小于(5.65)的降水。
2.碱度主要决定于水中的( HCO3-、 CO32-)的含量。
3.氧同位素的国际标准英文缩写为(SMOW),而碳同位素的国际标准缩写为(PDB)。
4.测定Eh值采用( 铂 )电极和(甘汞)电极。
二、简答题(20分,每题10分)1、何谓“氧漂移”? 为什么水-岩同位素交换反应很少导致“氢漂移”现象?答:氧漂移是水与岩石相互作用过程中,由于水-岩同位素交换使水中富含18O,岩石中18O贫化的现象。
,因此氧漂移一般在地下温度大于80℃条件下发生同位素交换反应,由于岩石中氧含量高,即岩石中δ18O值大,氧漂移比较明显;而岩石中氢含量很低,几乎很少有含氢的矿物,故很少导致氢漂移现象。
2.如何根据热力学方法判断水文地球化学反应进行的方向与程度?答:在水文地球化学中一般用体系自由能变化△G和反应平衡常数K来判断反应进行的方向和程度。
例如:A+B=C+D当△G<0时反应由左向右自发进行;△G=0时反应达到平衡;△G>0时反应由右向左自发进行。
当K>>1时反应由左向右程度比较大; K<<1 逆反应由右向左程度比较大; K=1 反应处于平衡状态。
三、解释题(13分)一供水井,井深91.5米,含水层为含黄铁矿的绢云母片岩。
连续抽水13个月,水位下降36.5米,在这个期间内,水中SO42-浓度在13mg/L左右。
停抽4个月后,再次抽水时,第一天的水样中,SO42-=1330mg/L,Fe2+=365 mg/L,pH=2.5。
此后,SO42-和Fe2+不断降低,pH值升高。
解释这种现象出现的原因。
答:根据题可知被抽水的含水层为含黄铁矿绢云母片岩,表明水中含有黄铁矿,当黄铁矿与含氧水作用就会使黄铁矿氧化,产生硫酸根。
即:2FeS+7O2+2H2O = 2 Fe SO42-+2H2SO4由于连续抽水13个月,已形成的SO42-被带走,水中SO42-浓度迅速下降,其浓度在13mg/L左右。
2007-2008第一学期水文地球化学期末试卷(B)-参考答案

2007-2008第一学期《水文地球化学》期末试卷(B)—参考答案专业班级:中文部分(45分)一、填空题(12分,每空2分)1. 在碳酸平衡中,pH(小于6.35)H2CO3占优势,pH(在6.35到10.33)HCO3-占优势,pH(大于10.33)CO32-占优势。
2. 碱度主要决定于水中的(HCO3-、CO32-)的含量。
3. 一个化学反应A+B = C+D,其反应自由能变化ΔGr<0 ,则说明该反应(可自发从左向右进行)。
4. 氧同位素的国际标准英文缩写为(SMOW 或V-SMOW)。
二、简答题(20分,每题10分)1.H、O稳定同位素确定地下水补给区高程依据什么原理?答:H、O稳定同位素确定地下水补给高程是依据大气降水氢氧稳定同位素高程效应原理,随着高程的增加,大气降水δ 18O与δD减小,反之则升高。
在补给区地下水往往直接或间接来自于大气降水补给,故可用大气降水稳定氢氧同位素与高程的关系来计算地下水补给区高程,表达式如下:H = (δS -δP)/K+h其中:H:补给高程,δS :采样点水的同位素δ值;δP:采样点附近的大气降水的δ值;K:同位素梯减梯度;H:采样点海拔标高。
2.如何根据热力学方法判断水文地球化学反应进行的方向与程度?答:在水文地球化学中一般用体系自由能变化△G和反应平衡常数K来判断反应进行的方向和程度。
例如:A+B=C+D当△G<0时反应由左向右自发进行;△G=0时反应达到平衡;△G>0时反应由右向左自发进行。
当K>>1时反应由左向右程度比较大; K<<1 逆反应由右向左程度比较大; K=1 反应处于平衡状态。
三、解释题(13分)一供水井,井深91.5米,含水层为含黄铁矿的绢云母片岩。
连续抽水13个月,水位下降36.5米,在这个期间内,水中SO42-浓度在13mg/l左右。
停抽4个月后,再次抽水时,第一天的水样中,SO42-=1330mg/l,Fe2+=365 mg/l,pH=2.5。
2008-2009第一学期水文地球化学期末试卷(B)

2008-2009第一学期《水文地球化学》期末试卷(B)一、名词解释(每题3分,共30分)(答题可用英文或中文,其他各题亦同)1、isotopic altitude effect2、Total Dissolved Solids (TDS)3、Heavy metals4、Saturation index5、geochemical barrier6、标型元素7、脱硫酸作用8、水迁移系数9、溶滤作用10、盐效应.二.填空(每空1分, 共20分)1.水对离子化合物具有较强的溶解作用,是由于水分子具有较强的()效应所致。
2.强酸性的地下水一般是出现在( )等情况下。
3.据板块构造理论,全球地热带可分为二种类型:( )和( )。
4.空气迁移的标型元素主要决定环境的()条件,而水迁移的标型元素主要决定环境的()条件。
5.碳酸平衡中,pH()H2CO3占优势,pH( )HCO3-占优势,pH( )CO32-占优势。
6.地球化学垒按成因可分为()垒、()垒和()垒。
7.铁在()环境中迁移较强,而在( )环境中迁移较弱。
8.标型元素的标型程度取决于()和()。
9.大气CO2的δ13C平均值是( ),而土壤CO2的δ13C平均值是( )。
10.Radioactive isotopes such as ( ) and ( ) arevery useful in hydrology.三.简答题(每题5分,共20分)1.、水文地球化学分类的基本原则?2、试解释下图的意义。
3.何谓降水氢氧稳定同位素的大陆效应?试用蒸发与凝结的机理加以解释。
4.热力学方法在水文地球化学中有那些应用?四.论述与计算题(以下3题中任选2题)(每题15分,共30分) 1.The solution has the following approximate composition:mg/L mmol/LCa2+109 2.72Mg2+24 0.99Na+117 5.09K+7 0.18HCO3-183 3.00SO42-238 2.48Cl-171 4.82H4SiO448 0.50Temp. 25℃a.What is the ionic strength of the solution? (3 marks)b.What is the hardness of the solution? (3 marks)c.If the activity coefficient γis 0.591 for both Ca2+ and SO42- ,by how much is the water undersaturated with respect to gypsum(CaSO4•2H2O) (what is the saturation Index)? (9 marks)2、某一深层砂岩含水层的地下水化学成分为(mg/L):K+=18,Na+=390,Ca2+=41,Mg2+=60,HCO-3=210,SO2-4=670,pH=8.1。
地球化学试题及答案

地球化学试题及答案一、单项选择题(每题2分,共20分)1. 地球化学研究的主要内容是什么?A. 地球的物理性质B. 地球的化学组成C. 地球的生物过程D. 地球的气候条件答案:B2. 地球化学中最重要的元素是什么?A. 氢B. 氧C. 碳D. 氮答案:C3. 地球化学循环中,哪个过程是最重要的?A. 水循环B. 碳循环C. 氮循环D. 硫循环答案:B4. 地球化学在环境科学中的应用主要体现在哪些方面?A. 土壤污染治理B. 大气污染控制C. 水体污染处理D. 所有以上选项答案:D5. 地球化学分析中常用的仪器是什么?A. 显微镜B. 质谱仪C. 光谱仪D. 所有以上选项答案:D6. 地球化学研究中,哪种方法可以用来确定岩石的年代?A. 放射性同位素测年B. 化学分析C. 物理测量D. 地质观察答案:A7. 地球化学中,哪个元素是生命存在的关键?A. 铁B. 铜C. 锌D. 磷答案:D8. 地球化学循环中的碳循环主要涉及哪些过程?A. 光合作用和呼吸作用B. 沉积作用和风化作用C. 火山喷发和地壳运动D. 所有以上选项答案:A9. 地球化学中,哪种元素的循环对全球气候变化影响最大?A. 碳B. 氮C. 硫D. 氢答案:A10. 地球化学研究中,哪种方法可以用来分析地下水的化学成分?A. 质谱分析B. 光谱分析C. 色谱分析D. 所有以上选项答案:D二、多项选择题(每题3分,共15分)1. 地球化学研究的领域包括以下哪些?A. 地球内部化学B. 大气化学C. 海洋化学D. 生物化学答案:ABCD2. 地球化学循环中,哪些元素的循环对生态系统至关重要?A. 碳B. 氮C. 磷D. 硫答案:ABCD3. 地球化学分析中,哪些仪器可以用于元素分析?A. 质谱仪B. 光谱仪C. 色谱仪D. 电子显微镜答案:ABC4. 地球化学在资源勘探中的作用包括哪些?A. 矿物资源定位B. 油气资源勘探C. 水资源评估D. 土壤肥力分析答案:ABCD5. 地球化学中,哪些因素会影响土壤的化学性质?A. 气候条件B. 土壤类型C. 植被覆盖D. 人类活动答案:ABCD三、判断题(每题1分,共10分)1. 地球化学是研究地球物质的化学组成、化学过程和化学演化的科学。
水文地球化学计算题及答案

水文地球化学计算题及答案1.若一块土壤中,有Fe2 +、Ca2 +、Mg2 +、K +和Na +5种离子分别的含量分别是0.2、0.2、0.1、0.09和0.06mmol/L,求:(1)盐度;(2)pH;答案:(1)盐度= 0.2+0.2+0.1+0.09+0.06= 0.65 mmol/L(2)pH= 7.102.假定地下水离子浓度(mmol/L)分别为:Ca2+=0.2、Mg2+=0.1、Cl-=0.2;计算:(1)pH;(2)盐度答案:(1)pH=7.33(2)盐度= 0.2+0.1+0.2= 0.5 mmol/L3.某处地表水表面,水温25℃,电导率24μS/cm,pH7.5,浊度0.5NTU,溶解氧3.4mg/L.请求出:(1)水的比容重;(2)水的盐度答案:(1)比容重= 1.0045 g/cm³(2)盐度= 0.092 mmol/L4.某水土样品的溶液,可供测定的离子为:Cl-=0.0085mmol/L、SO42-=0.0001mmol/L、Na+=0.0052mmol/L、Mg2+=0.0011mmol/L、Ca2+=0.00025mmol/L。
请计算:(1)盐度;(2)pH;答案:(1)盐度= 0.0085+0.0001+0.0052+0.0011+0.00025= 0.01085 mmol/L(2)pH= 6.175.若某井水离子浓度(mmol/L)分别是:Ca2+=2.2、Mg2+=2.2、HCO3-=0.2、Cl-=3.1、SO42-=0.3,请计算:(1)盐度;(2)pH答案:(1)盐度= 2.2+2.2+0.2+3.1+0.3= 7.8 mmol/L(2)pH= 6.626.若一块土壤中,有Fe2 +、Ca2 +、Mg2 +、K +和Na +5种离子分别的含量分别是 3.5、3.5、0.5、0.04和0.02mmol/L,求:(1)盐度;(2)pH答案:(1)盐度= 3.5+ 3.5+ 0.5+ 0.04+ 0.02= 7.56 mmol/L(2)pH= 7.147.某河水离子浓度(mmol/L)分别是:Ca2+=2、Cl-=1.2、Na+=3.3、Mg2+=1.3、SO42-=0.2、HCO3-=0.5,求:(1)盐度;(2)pH答案:(1)盐度= 2+1.2+3.3+1.3+0.2+0.5= 8.2 mmol/L(2)pH= 7.558.若某水土样品的溶液,可供测定的离子为:NO3-=0.03mmol/L、Cl-=0.002mmol/L、Na+=0.04mmol/L、Mg2+=0.03mmol/L、Ca2+=0.025mmol/L,求:(1)盐度;(2)pH答案:(1)盐度= 0.03+0.002+0.04+0.03+0.025= 0.095 mmol/L(2)pH= 6.869.假定一块土壤中,有Fe2 +、Ca2 +、Mg2 +、K +和Na +5种离子分别的含量分别是0.9、1.1、0.3、0.07和0.04mmol/L,求:(1)盐度;(2)pH答案:(1)盐度= 0.9+1.1+0.3+0.07+0.04= 2.44 mmol/L(2)pH= 7.0810.若某湖泊水离子浓度(mmol/L)分别是:Ca2+=2、Mg2+=0.9、Cl-=1.1、Na+=3.5、HCO3-=0.3,求:(1)盐度;(2)pH答案:(1)盐度= 2+0.9+1.1+3.5+0.3= 7.8 mmol/L(2)pH= 7.48。
2005-2006第一学期水文地球化学期末试卷(A)-参考答案

2005-2006第一学期《水文地球化学》期末试卷(A)—参考答案PART I. Brief Answers (4 marks each) [answer 5 out of 6; mark discarded question with an "X" over the number]:1. An aqueous solution at 1 bar and 25℃ have an a OH- = 10-8. What is the pH of this solution?.Kw = 10-14 = [OH-][H+] = 10-8[H+] hence [H+] = 10-6 and pH = 62. If calcite dissolution is endothermic, will its solubility increase or decrease with increasing T? Justify briefly (equation is best but not required).Increase. Le Chatelier principleÆreaction that absorb heat is favored by increased T. Vant Hoff Æ-ΔH means + slope in log K vs 1/T.3. Identify the six most common cations and anions in Earth's freshwater.It is up to you if you want to identify the 6 most common cations, 6 most common anions or any suitable mix of the two.See Piper Diagram next Page4. What two dominant forces control the direction and magnitude of groundwater flow?Gravity and Pressure5. A dam was constructed completely blocking a river flow path thereby creating a lake. A 1 km3 lake was filled with water in a span of 24 hours before it began spilling out downstream. What is the residence time of water in the lake?24 hoursÆif it took 24 hours to fill, it will take 24 hours to empty at the same flow! Mathematically, ι= 1km3/1km3/day = 1 day.6. In order of decreasing total amount of water used, enumerate the three most significant usage of groundwater in the United States. Agriculture, Public Water Supply, IndustryPART II. Concepts/Calculations (10 marks each) [answer 3 outof 4; mark discarded questions with "X" over the number]:1.a. If 20 grams of pure NaCl and 20 grams of pure CaCl2 are dissolved in1 liter of water, where will this solution plot in the Piper diagram below?b. Compute the Ion Activity Product (IAP) of CaCl2 in the solution described in (a) and compare that with the known log K298 = -4.36 for the reaction CaCl2 = Ca++ + 2Cl (compute the activity coefficients (©'s) of Na+, Cl-, and Ca++ using the Debye-H¨¹ckel equation) (A = 0.5085)c. Is CaCl2 saturated in the hypothetical solution @ 25 ℃ ? (Please show any calculations at the back of this page).Atomic/Molecular weight data:Na - 22.99Ca - 40.08Cl - 35.45Element AtomicConcentration,mg/l Equivalence Normalized WeightNa 22.99 7,868 0.3422 48.71Ca 40.08 7,223 0.3604 51.29Cl 35.45 24,909 0.7026 100We have 1 kg of water dissolving 20 grams each of NaCl and CaSO4.Element AtomicWeight Molality 0.5mizi2 log©, ©,Na 22.99 0.342236 0.171118 -0.4778, 0.3328Ca 40.08 0.180215 0.360429 -1.9112, 0.0123Cl 35.45 0.726516 0.35133 -0.4778, 0.3328I =0.5 mizi2= 0.882873 logIAP=-3.8886From Table above, "CaCl2" IAP = 10-3.8886>K (10-4.36). Hence, SI = +0.4714 (CaCl2 is supersaturated).2. The concentration of fluoride in natural waters is often controlled by the solubility of the mineral fluorite (CaF2(s)). Using the following data: R = 1.987 cal/mol-KSpecies ΔG o f(kcal/mol)Ca++-132.3F--66.4CaF2(s) -279.0a)Calculate the equilibrium constant (Keq) or solubility product for thedissolution of fluorite at 298 o K.b) Calculate the solubility of fluorite, in molarity (M), at 298 K in very dilute solution.c) An analysis of lake water gives a concentration of Ca++ of 10 -2 molar and a concentration of F -of 10-4 molar. Is this lake water in equilibrium with fluorite?d)Saturation Index:3. Find the total Fe3+solubility of solid "Fe(OH)3" at pH=12. Assume activity = concentration. The following data may be required:Fe(OH)3(s) + 3H+= Fe3+ + 3H2O l og Kso = 3.96Fe3+ + H2O = FeOH2+ + H+log K1 = -2.19Fe3+ + 2H2O = Fe(OH)2+ + 2H+log®2 = -5.67Fe3+ + 3H2O = Fe(OH)3(aq) + 3H+log®3 = -12Fe3+ + 4H2O = Fe(OH)4- + 4H+log®4 =-21.62Fe3+ + 2H2O = Fe2(OH)24+ + 2H+log®22 =-2.95Only the forming Fe(OH)4- dissolution is relevant:Fe(OH)3(s) + 3H+= Fe3++ 3H2O log Kso = 3.96Fe3+ + 4H2O = Fe(OH)4- + 4H+ log®4 =-21.6Fe(OH)3(s) + H2O = Fe(OH)4- + H+ log K so = -17.64Therefore:log K so = -17.64 = log Fe(OH)4- - pHlog Fe(OH)4- = -17.64 + 12 = -5.64Fe(OH)4- = 10-5.64 MAll other species (Fe 3+ and complexes are negligible)4. From the definition of activities (α) and chemical potential (⎧), show that:RT lnKeq = - ⊗G o。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
09031123一、名词解释(每题3 分,共21 分)1、BOD:指用微生物降解水中有机物过程中所消耗的氧量,以mg/L 为单位。
2、脱硫酸作用:在缺氧和有脱硫酸菌存在的情况下,SO42- 被还原成H2S 或S2-的过程。
3、同离子效应:一种矿物溶解于水溶液,如若水溶液中有与矿物溶解相同的离子,则这种矿物的溶解度就会降低,这种现象在化学上称为同离子效应4、降水氢氧稳定同位素的高程效应:大气降水中的18O 和D 含量随着海拔高程的增加而不断下降的现象。
5、酸性垒:当中性或碱性条件转变为弱酸性和酸性条件或在pH 值急剧降低的地段所形成的地球化学垒。
6、水分子的缔合作用:由单分子水结合成比较复杂的多分子水而不引起水的物理化学性质改变的现象。
7、硅质水与硅酸水:SiO2 含量大于50mg/L 的水称为硅质水(1.5 分);在阴离子中,HSiO3-占阴离子首位(按mol%计算)的水称为硅酸水(1.5 分)。
二、填空(每题1 分,共14 分)1、水对离子化合物具有较强的溶解作用,是由于水分子具有较强的(介电)效应所致,水的沸点较高,是由于水分子间(氢键)的破坏需要较大的能量。
2、在35℃下,pH=7 的地下水是(碱)性。
在天然水化学成分的综合指标中,体现水的质量指标的有(TDS,硬度,含盐量或含盐度, 电导率),而表征水体系氧化还原环境状态的指标有(COD,BOD,TOC,Eh )。
3、迪拜—休克尔公式的使用条件是离子强度小于(0.1 mol/L ),而戴维斯方程的使用条件是离子强度小于(0.5 mol/L )。
4、空气迁移的标型元素主要决定环境的(氧化还原)条件,而水迁移的标型元素主要决定环境的(酸碱)条件5、在氮的化合物中,(NO-2,NH4+ )可作为地下水近期受到污染的标志,而(NO-3 )可作为地下水很早以前受到污染的标志。
6、Fe2+在(酸)性中迁移强,而在(碱)性中迁移弱。
7、地球化学垒按成因可分为(机械)垒、(物理化学)垒、(生物)垒和(复合)垒。
8、碱度主要决定于水中的(HCO-3,CO2-3 )的含量。
硬度是以(Ca2+,Mg2+)的毫克当量总数乘以50,而暂时硬度是以(HCO- 3,CO2-3 )的毫克当量总数乘以50。
9.大气CO2 的δ13C 平均值是(-7 ‰),而土壤CO2 的δ13C 平均值是(-25‰)。
10.标型元素的标型程度取决于(元素的克拉克值)和(它的迁移能力)。
11.弥散作用包括(分子扩散),(对流扩散迁移)和(渗透分散)。
12、SiO2 和Na/K 地热温度计适用的温度范围分别为(0~250 ℃)和(150~350 ℃)。
13.近代火山型浅部地下热水的水化学类型为(SO2-4 SO2-4 Cl- ),而深部地下热水的水化学类型为(Cl-HCO-3 )。
14.海水的水化学类型为(Cl-Na ),而海成存封水的水化学类型为(Cl-Na -Ca )。
三.简答题(每题5 分,共30 分)1、氧漂移及其影响因素?答:(1)由于岩石的δ18O 值比水的δ18O 值大,因此,水—岩同位素交换的结果是使水富18O(δ18O 值增大),而岩石18O 贫化(δ18O 值减少),这种现象称为氧漂移(2 分)。
(2)影响氧漂移的因素主要有:A、温度越高,氧漂移越明显(1 分);B、水及岩石的初始δ18O 值差别越大,氧漂移越明显(1 分);C、水与岩石接触的面积越大,时间越长,氧漂移越明显(1 分);D、水与岩石中氧元素的含量比越小,氧漂移越明显(1 分);E、水与矿物的分馏系数越大,氧漂移越明显等(1 分)。
影响因素只要答三个方面2、.我国潜水化学成分分带有何特点?答:(1)区域上,由东南向西北,地下水由溶滤成因为主的低矿化度重碳酸型淡水,向成分复杂的硫酸型或氯化物型咸水过渡,最后为由浓缩作用形成的氯化物型水或卤水(1.5 分);(2)局部上,每个盆地由山前至盆地中心或至滨海地带的水平分带为重碳酸型水→→硫酸型水→→氯化物型水(1.5 分)。
3、用图表示承压水盆地基本水化学类型的形成过程?4、水文地球化学分类的基本原则?并解释C 承—250Ⅴ77.5☆11 含义。
答:(1)首先按照空气迁移的标型元素(化合物)进行分组,分出6 个组;分组反映了地下水的氧化还原环境;(2)然后按照水迁移的标型元素(化合物)进行分类:A:根据主要的阴离子将地下水分6 类;B:再根据阳离子进一步划分出9 个亚类。
分类反映了地下水的酸碱条件和矿化度。
总之,水文地球化学分类的基本原则力求充分反映地下水成分的特点及其所处的地质环境。
(3)C 承—250Ⅴ77.5☆11 硫化氢还原水组,承压水亚组,Eh 值为-250mv,氯化钠型热水,pH 值为7.5,TDS 为11g/L。
5、标准状态下,碳酸平衡与pH 值的关系?答:(1)水中碳酸平衡与pH 值的关系式如下(1.5 分):log{[HCO-3]/[H2CO3]}=pH-6.4log{[CO32-]/[HCO-3]}=pH-10.3(2)pH<6.4 时,H2CO3 占优势(1.5 分);(3)6.4<pH>10.3 时,HCO-3 占优势(1.5 分);(4)pH>10.3 时,CO32-占优势(1.5 分)。
6、水的酸度与pH 值的区别?答:酸度是表征水中和强碱能力的指标(1 分)。
它与水中的氢离子浓度并不是一回事,pH 值仅表示呈离子状态的H+数量(2 分),而酸度则表示中和过程中可以与强碱进行反应的全部H+数量,其中包括原已电离的和将会电离的部分(2 分),已电离的H+数量称为离子酸度,它与pH 值是一致的(1 分)四、推导题(每题10 分,共20 分)1、一供水井,井深91.5m,含水层为含黄铁矿的绢云母片岩。
连续抽水13 个月,水位下降36.5m, 在这期间,水中SO2-4 浓度在13mg/L 左右,变化不大。
停抽4 个月,再次抽水时,第一天的水样中,SO2-4=1330mg/L,Fe2+=365mg/L,pH=2.5;此后,水中的SO2-4 和Fe 不断降低,pH 升高。
试解释这种现象出现的原因。
答:据题意所述,由于水位下降很大,所以形成了一个漏斗区(1 分);在漏斗区内,原来的含水层变为包气带,因此绢云母片岩中的黄铁矿被氧化,其反应式如下(2 分):2FeS2+7O2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4停抽期间,水位逐渐恢复,使第一次抽水所形成的降落漏斗区又充满水,黄铁矿氧化所产生的SO42-和H+进入水中,并溶解FeSO4。
结果,在漏斗区内形成一个SO42-、Fe2+及H+浓度高的局部污染晕(2 分)。
再次抽水时,这部分水首先被抽出,从而出现第一天水样中SO42-、Fe2+浓度高,而pH 低的现象(2 分);随着抽水继续,原漏斗区外的水流入与漏斗区内的水混合。
因此产生SO42-、Fe2+及H+浓度逐渐降低的现象(2 分)。
这种现象是地下水中典型的氧化还原过程(1 分)。
2、已知半反应式SO2-4+9H++8e=HS-+4H2O 的平衡常数K=1033.63 ,试求在25°C,105Pa 条件下Eh-pH 的关系式(法拉第常数F=96.564KJ/V)。
答:(1) 求△Gr0 (3 分)△Gr0= -5.71logK= -5.71*(33.63)= -192.03(2) 求Eh0 (3 分)Eh0= -△Gr0/(NF)= 192.03/(8*96.564)=0.2486(v)(3) 求Eh- pH 的关系式(3 分)Eh= Eh0+(0.0591/N)log{[ SO42-][ H+]9/[ HS-]}=0.2486+(0.0591/8)log{[ SO42-]/[ HS-]}+(0.0591/8)log[ H+]9=0.2486+0.0074 log{[ SO42-]/[ HS-]}-0.0665pH(4) 若[SO42-]/[ HS-]=1 (1 分)则Eh=0.2486-0.0665pH五.论述题(15 分)水分析结果是简分析,请问如何检查分析数据可靠性。
答:(1)阴阳离子平衡的检查(3 分)E={(Σm c-Σm a)/(Σm c+Σm a)}*100%式中,E 为相对误差(%),Σm c 及Σm a 分别为阳离子及阴离子的毫克当量总数/升。
如Na+和K+为实测值,E 应小于±5%,如Na+和K+为计算值,E 应为零值或接近零值。
(2)碳酸平衡关系的检查(3 分)当pH<8.34 时,分析结果中不应出现CO32-,pH>8.34 时,分析结果中不应出现H2CO3。
如果水分析结果不符合上述情况,说明pH 或CO32 和H2CO3 的测定有问题。
(3)分析结果中一些计算值的检查(6 分)A、TDS:如果TDS 是计算值,应检查其数值是否减去1/2HCO3-。
B、Na++K+值:如果Na++K+为计算值,其计算方法是,阴离子(毫克当量总数)-(Ca2++Mg2+)(毫克当量总数)=(Na++K+)(毫克当量总数);(Na++K+)(毫克当量总数)×25=(Na+和K+)(mg/L)。
C、硬度:硬度是计算值,其数值应按下列方法检查,(Ca2++Mg2+)(毫克当量总数)×50=硬度(CaCO3),mg/L。
D、TDS 实测值与TDS 计算值之差:如果分析结果中有实测的TDS 值,应求得TDS 的计算值,以检查TDS 实测值的可靠性。
(4)其它检查方法(3 分)A. 在一般地下水中,Na+总是大于K+ ,如果出现反常的情况,分析结果值得怀疑。
B. 地下水中K+ 或Na++K+一般都不会出现零值,如出现此情况,可认为是分析的错误。
__。