环境水文地球化学.
水文地球化学
1.总溶解固体（TDS）：指水中溶解组分的总量，包括了水中的离子、分子及络合物，但不包括悬浮物和气体。
2.生化需氧量（BOD）：至水中的微生物在降解水中有机物的过程中所消耗的氧的量。
3.化学需氧量（COD)：指采用化学氧化剂氧化水中的有机物和还原性无机物所需要消耗的氧的量。
4.离子交替吸附作用：当溶液中的一种离子被吸附到固体表面上时，固体表面上的另一种同性离子发生解析并释放出其所占据的表面空间。
5.阳离子交换容量：每100g干吸附剂可吸附阳离子的毫克当量数。
6.水动力弥散：示踪剂在注入地下水后，它就在流场中逐渐传播扩展，占据的区域越来越大，超出了按宏观平均流动所预期的范围。
7.弥散通量：由于弥散作用所引起的单位时间通过单位溶液面积的溶质质量。
8.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象。
9.同位素交换反应：在同一体系中，物质的化学成分不发生改变（化学反应处于平衡状态），仅在不同的化合物之间、不同的物相之间或单个分子之间发生同位素置换或重新分配的现象。
10.等温吸附方程：在一定温度下达到吸附平衡是，溶质在液相中的浓度与其在固相中的含量之间的关系。
11.地下水污染：凡是在人类活动影响下，水质变化朝着恶化方向发展的现象。
12.水文地球化学：是研究地下水中化学组分的形成、分布、迁移和富集规律及其在生产实际中应用的一门科学。
13.同位素比值：样品中某元素的重同位素与常见轻同位素含量或丰度之比。
14.同位素丰度：某元素的各种同位素在给定的范畴，如宇宙、大气圈、水圈、岩石圈、生物圈中的相对含量称为~15.千分偏差值：样品的同位素比值相对于标准样品同位素比值的千分偏差。
16.碳酸盐硬度：由碳酸盐和重碳酸盐所引起的碱度称为~（又叫暂时硬度）。
17.非碳酸盐硬度：总硬度与碳酸盐硬度之差被称为~（又叫永久硬度）。
18.总有机碳TOC：~是水中各种形式有机碳的总量，以mg/L表示。
19.试说明影响大气降水氢、氧稳定同位素组成的主要因素有哪些，他们是怎么影响大气降水的同位素成分的？答：主要受两种因素的控制，其一为入渗雨水及地表水的同位素组成特征，其二是渗入地下室后的同位素组成所发生的变化。
水文地球化学循环与环境保护
水文地球化学循环与环境保护水是地球上最宝贵的资源之一。
它不仅支持着生命的存在，还参与了地球的许多重要循环过程。
水文地球化学循环是指水在地球上不断循环传输的过程，这种循环过程对于环境保护至关重要。
本文将从水文地球化学循环的角度探讨环境保护的问题。
第一部分：水文循环水文循环是指水在地球上不断被蒸发升华、形成云层，最终形成降雨、雪、雨等水珠，并返回地面或地下储存。
始于海洋和陆地表面的蒸发，沿袭大气对流运动，降落至陆面上，经过地表径流、冰雪融化和渗透地下，并在地下水或冰雪上形成一定水位高度。
最后，地表逆流而行，返回海洋形成全球水循环。
不断循环传输的水被称为地球上的淡水，其中只有约3％的水是淡水，尽管地球上有很多水体，也包括冰川和极地冰雪等，但却不能用作人类使用的水源。
水文循环是地球上环境保护的一大基础。
水源地的保护可以确保水循环正常进行，避免水资源的匮乏。
目前，很多地区都存在水源地的污染问题，比如中国南方许多地区，因为长期的农业和工业污染，水源地已经受到了很大的破坏。
身为人类，保护我们的水源是我们的责任，如果我们不保护水源，人们将难以获取足够的水资源。
第二部分：地球化学循环地球化学循环是指地球上各种元素的循环过程，其中包括水和其他元素的相互作用，也即是水文地球化学循环。
在这种循环过程中，水和其他元素通过一些生物和非生物过程交换和输送，最终形成新的元素和化合物。
地球化学循环对于维持生态平衡和环境保护起着重要作用。
在地球化学循环中，水起着至关重要的作用。
它参与了许多化学反应，包括水和其他元素的化学反应，也包括水和土壤中微生物的化学反应。
这些反应产生的气体和化合物对人类的健康和环境有着重要的影响。
保护地球化学循环也是环境保护的重要内容。
保护土壤和水源，降低污染和损害，避免化学物质对人体和环境的影响是非常重要的。
通过减少化学物质的使用和开发新的环保技术，可以保护地球化学循环，维持和发展生态环境。
第三部分：环境保护环境保护是人类保护地球的责任。
水文地球化学基础知识要点
水文地球化学基础知识要点1.水的起源：地球上的水主要来自于地球形成过程中的原始水以及后来的陨石和彗星碰撞。
水可以存在于固态、液态和气态，并在地球不同的储存库中循环。
2.水文循环：水循环是指水在地球上不断循环的过程，包括蒸发、降水、融化、冷凝和蒸发等过程。
在循环过程中，水通过地表和大气之间的相互作用，影响了气候和地质过程。
3.地球化学现象：地球化学是研究地球物质的组成、性质、分布和演化过程的学科。
地球化学现象包括水体中溶解的矿物元素、元素的转化和富集、岩石的风化和溶解等。
4.溶解质和溶液：在水中，溶解质是指溶解在水中的物质，可以是离子、分子或大分子物质。
溶液是指溶解质完全溶解在水中形成的混合物。
溶解质的溶解和溶液的浓度会受到温度、溶剂性质和溶质性质的影响。
5.pH和酸碱性：pH是衡量溶液酸碱性的指标，它表示溶液中氢离子的浓度。
pH值介于0到14之间，pH低于7表示酸性，pH值高于7表示碱性，pH等于7表示中性。
6.水体的化学组成：水体的化学组成受到地形、岩石成分、人类活动等多种因素影响。
不同类型的水体中含有不同的溶解质和悬浮物，如河水中的溶解氧、湖水中的盐度和海洋中的盐度等。
7.水质污染：水质污染是指水体中出现的可疑、异常或有害物质的现象。
水质污染可以来自农业、工业、城市污水、生活废水等多种源头。
常见的污染物包括有机物、无机物和微生物等。
8.水文地球化学模型：水文地球化学模型是用来模拟和预测水体中的化学组成和变化的工具。
这些模型可以帮助研究人员理解水体中的物质转化过程，并评估环境变化对水体的影响。
9.水文地球化学的应用：水文地球化学的研究成果可以应用于环境监测、水资源管理、生态保护、地质勘探等领域。
它们对于了解和保护地球的水资源的可持续利用至关重要。
总结起来，水文地球化学是一门综合性学科，涉及了水文过程和地球化学现象之间的相互作用。
通过研究水的起源、循环、质量变化以及与地球化学过程之间的关系，可以帮助我们更好地理解和管理地球上的水资源。
地下水资源和生态环境水文地球化学模型pdf
地下水资源和生态环境水文地球化学模型pdf 地下水资源的生态环境水文地球化学模型是研究地下水资源与环境之间相互作用和影响的一种重要方法。
该模型通过分析地下水的化学组成、来源、流动和转化过程，结合生态环境的特征和变化规律，揭示地下水资源对生态环境的影响机理和水文地球化学过程。
以下是该模型的主要组成部分：1. 地下水化学组成模型地下水化学组成模型主要研究地下水中各种离子的含量、分布、演化和来源。
该模型可以通过地下水化学组成的分析和解释，预测地下水对环境的影响和变化趋势。
此外，地下水化学组成模型还可以用来区分不同水源的水体，比如地表水、地下水和地下水补给。
2. 地下水流动模型地下水流动模型主要研究地下水的流动和输运规律。
该模型通过建立地下水流动方程和模拟地下水流动过程，揭示地下水的流动路径和传输速度，为地下水利用和管理提供科学依据。
此外，地下水流动模型还可以用来预测地下水污染的传播范围和速度，为环境保护提供参考。
3. 地下水污染模型地下水污染模型主要研究地下水的污染来源、污染物的运移和转化规律、污染程度和危害度等。
该模型可以通过对污染物的化学特性、地下水流动和地下水与环境的相互作用的分析和解释，预测地下水污染的程度和范围。
此外，地下水污染模型还可以用来制定地下水污染的防治策略和措施，保障地下水资源的安全利用。
4. 生态环境影响模型生态环境影响模型主要研究地下水资源利用和管理对生态环境的影响。
该模型可以通过分析地下水资源的开发利用方式、水文地质条件和环境特征，预测地下水资源对生态环境的影响力和生态环境变化趋势。
此外，生态环境影响模型还可以用来评价地下水资源利用和管理的经济、社会和环境效益，为决策提供科学依据。
地下水资源和生态环境水文地球化学模型是研究地下水与环境相互作用和影响的重要工具，也是保障地下水资源安全利用和环境保护的重要手段。
水文地球化学,同位素,温泉,地球化学特征
水文地球化学，同位素，温泉，地球化学特征水文地球化学揭示了关于物质运转、物理结构和化学组成的复杂信息。
它将地球化学中的传统成分，如元素和化合物，与水的复杂性结合在一起，并使用有关水的特性来表征地表和潜在过程的研究。
一、水文地球化学的组成水文地球化学的研究包括：1. 同位素：它可以提供对水的示踪组分的活动、形成、运移和改变的信息。
这些组分的活动过程的时间尺度可通过同位素来识别，因为它们具有不同的衰减率和示踪率，有助于了解水的可达性、来源和频率，以及历史流域范围内水的过渡。
2. 温泉：温泉研究理解了水的生成深度，原位置，成分特征和其他可能的流体矿物特征，这些用于建立温泉的地质结构，从而确定温泉的常见特征。
3. 元素组成：水文地球化学可以改变水的元素组成，揭示有关水不同来源和活动状态的元素组成特征。
比如，氯、钠和钾等在水与岩石作用过程中的改变可确定其水文学特征。
4. 化学组成：水文地球化学也可以表征水中的氧化、还原和酸碱度，这些是地球化学特征的重要参数。
例如，酸碱度和氧化还原反应可以表征和验证水的有机和无机化学特征，而水的痕量元素快速筛选可以为后续研究提供重要的知识基础。
二、水文地球化学的重要性水文地球化学可以帮助改善和开发水资源，促进水资源管理系统的改善。
它也可以计算和模拟水的运行行为，帮助能源利用者和其他参与者建立水管理合同，并使社会经济资源的重新利用成为可能。
此外，水文地球化学有助于减少水系统中的污染行为，为水质保护和治理提供必要的数据，它还可以用于评估水文学特征，如水面的相对可利用蒸发量。
总之，水文地球化学是一种新兴的重要学科，它可以为水资源开发和管理提供重要信息，帮助社会经济发展和水環境保護。
它涵盖了水文学和地球化学等多种研究领域，其结果可以为决策者提供实用的参考信息。
水文地球化学基础
水文地球化学基础水文地球化学基础，又称为水文水化学，是研究地表运动和地下运动中水电解质、元素和化学物质的组成、分布、交换、变化和与水体特性、水质、气候环境等间的相互作用，从基本物理、化学定律出发得出的理论基础。
它是水文学与地球化学科学等相结合的一门新学科，旨在研究并揭示水电解质、元素和微量污染物的变化对地球流动水体、水环境及气候环境的影响及机理，为当今流域水资源管理和保护提供基础理论支持。
水文地球化学基础主要有以下几个方面的研究内容：首先，研究不同水体水电解质、元素组成的变化，尤其是流域水质的季节性差异及背景水体的形成。
对于复杂的河流系统，一旦水电解质的变化穿透到上游，就可以在流域范围内形成一定的结构特征，例如：上游的水体有更高的pH值、盐度和总碱度；中游的水体碱度下降，同时水温也有较大变化；下游的水体则比中、上游更加净化，其中有效氮已大大减少，水温变化较小。
其次，探讨水文地球化学中存在的元素循环，及其与水系、土壤及植被的相互作用。
研究表明，水文循环会传导元素、化合物，例如硝酸根、氨氮以及重金属，在水系中的运行和分布，以及土壤中的积累、迁移、形成以及贮存。
另外，还需要研究这些元素对水体的影响，即污染物的溶解和迁移及其生物代谢等，以及植物的生理生态效应。
根据污染元素的收集、运移、形成和排除的模式，可以构建水文地球化学模型，从而可以模拟污染物在水体、土壤和植被中的转化特征，以及与水体结构、水质及气候环境之间的相互制约作用，为河流水资源的调控、保护及管理提供依据。
接下来，研究微量物质的污染特性及其对水环境的影响。
污染物的有效性微量污染物，例如有机物和重金属，都会具有特定的污染机制例如，有机物用于生产某些物种，可能对某些物种利益具有潜在的危害；重金属会污染水体，可能会影响水体中微生物和植物的数量，从而使某些水生物成为污染物的积累者；而其他有害物质如氰化物和氟离子，通常是不可见的，但是却可能对水的生物安全及人类健康构成威胁。
水文地球化学及其应用
水文地球化学及其应用水文地球化学是地球化学的一个分支学科，其研究对象是水与地球物质的相互作用、反应和转化过程。
水文地球化学地位重要，尤其是在环境保护和自然资源管理方面具有很大的应用潜力。
本文将着重探讨水文地球化学的基本理论、应用现状和未来发展趋势。
一、水文地球化学的基本理论1、水文循环水文循环是地球上水分子在不同地方以不同形态的运动。
水分子在不同状态下所体现的物理、化学性质也不同。
水循环包括蒸发、降水和地下水的形成，它是水文地球化学的基础。
2、岩石和土壤岩石和土壤是水文地球化学的重要研究对象。
岩石化学和土壤化学是水文循环的重要环节。
岩石和土壤可以分解成不同的化学组分，并对水的特性产生深远的影响，因此，研究它们的化学特征和变化过程对于水文地球化学研究至关重要。
3、水文地球化学过程水文地球化学过程是指地球上水的循环、沉积、蒸发、降水等过程中与水相互作用、反应和转化的物质。
包括水分子与矿物、溶解气体、有机物和微生物的相互作用。
水文地球化学的过程是广泛且多样的，对其进行分析研究可以形成修正以及完善生态环境政策。
二、水文地球化学的应用现状1、水资源管理水资源是人类生存和发展的基础资源之一，对于保障人类健康和经济发展大有裨益。
水文地球化学对于水资源管理有着重要的作用。
科学有效的管理水资源是现代社会永续发展的必要条件，水文地球化学则可以提供一系列的分析方法和数据供管理层面参考，使得水资源的合理开发和保护得以实现。
2、水污染治理随着城市化的加剧和经济发展的快速发展，水污染已成为了一个不可避免的问题。
水文地球化学为水污染治理提供了一种全新的思路。
在处理水体中的化学物质时，可以运用水文地球化学的更准确的能力寻找有效的污染治理方法及杀菌程序，有效保障水生态的平衡和协调。
3、环境保护水文地球化学在环境保护领域有广泛应用。
例如，可以用化学和物理方法来检测大气、水、土壤污染程度以及其它人为污染物质的存在。
有越来越多的证据表明，环境的水文地球化学变化是关于地球气候科学和环境科学的。
关于水文地球化学
关于水文地球化学水文地球化学是地球化学的一个重要分支，主要研究地下水、地表水以及与水体有关的各种化学过程和现象。
它涉及到水圈、岩石圈和生物圈之间的相互作用，以及各种物理、化学和生物过程对水体化学成分的影响。
一、水文地球化学的概念水文地球化学是研究地球上水的分布、运动、循环及与其它物质相互作用的科学。
它以地球上水的化学性质为基础，研究水中溶解物质的含量、种类、分布规律及其与周围环境的关系，并探索这些化学过程如何影响地球上的自然环境和人类活动。
二、水文地球化学的研究内容1.水文地球化学循环：研究水中各种元素和化合物的来源、迁移和转化过程，以及这些过程对水圈的影响。
2.地下水化学：研究地下水的形成、储存和运动，以及地下水中的化学过程和反应。
3.地表水化学：研究河流、湖泊、水库等地表水体的化学性质和水质变化，以及这些变化对人类活动的影响。
生物地球化学循环：研究水中生物过程对地球化学循环的影响，以及水中生物过程与环境因素的关系。
4.水质评价与保护：研究水质的评价方法和标准，以及如何保护水资源免受污染和环境破坏。
三、水文地球化学的研究方法1.野外调查：通过野外调查可以获取水体的分布、水量和水质等信息，为后续研究提供基础数据。
2.实验室分析：通过实验室分析可以获取水样中的各种化学成分和微生物等信息，进一步了解水体的化学性质和水质状况。
3.数值模拟：通过数值模拟可以模拟水文地球化学过程和反应，进一步了解水体的运动和变化规律。
4.同位素分析：通过同位素分析可以了解水中物质的来源和年龄，进一步了解水体的形成和演变过程。
四、水文地球化学的意义1.资源保护：水文地球化学研究有助于了解水资源的分布、储量和质量状况，为保护水资源提供科学依据。
2.环境监测：水文地球化学研究可以监测水体是否受到污染，以及污染物的来源和扩散方向，为环境监测和治理提供支持。
3.生态保护：水文地球化学研究可以了解水中生物过程对生态平衡的影响，为生态保护提供科学依据。
水文地球化学的理论研究与应用
水文地球化学的理论研究与应用水文地球化学是地球化学和水文学的交叉学科，主要研究水文过程和地球化学过程的相互作用及其对环境的影响。
本文将介绍水文地球化学的意义、发展历程、主要研究内容和应用。
一、水文地球化学的意义水文地球化学的研究对于解决水资源开发、治理和保护问题具有重要意义。
随着全球气候变化和经济发展的加快，水资源短缺和水环境污染已成为威胁社会经济可持续发展的重要问题。
而水文地球化学的研究可以帮助我们深入了解水循环和地球化学循环的机制和规律，预测水文地球化学过程对水资源和环境的影响，从而制定科学的水资源管理和环保政策。
二、水文地球化学的发展历程20世纪60年代初，水文地球化学作为一门新兴的交叉学科开始萌芽。
1970年，奥地利水文学家Bruno Stumm首次提出了“水文地球化学”这一概念，并领导了世界上第一批水文地球化学研究团队。
此后，水文地球化学逐渐成为一个独立的学科，并吸引了越来越多的研究者加入到其中。
随着研究深入，水文地球化学的理论框架逐渐形成。
在水文学方面，研究者关注水文循环过程，包括降水、蒸发、输移、旁路、补给、消耗、汇入淋溶水、渗滤和地下水循环等。
在地球化学方面，研究者关注污染物和营养元素等物质在水体中的迁移和转化过程，包括生物地球化学、岩石地球化学、淋溶、沉积、吸附、氧化还原等。
三、水文地球化学的研究内容1. 水文学和地球化学循环过程的研究通过对水文学和地球化学循环过程进行研究，可以了解水资源的来源、流向和变化规律，分析地表和地下水水质的变化趋势，预测水资源的可持续利用方式。
2. 污染物和营养元素的迁移和转化研究研究污染物和营养元素的迁移和转化规律，可以揭示污染物的来源、迁移途径、转化过程和时空分布规律，为水环境保护和污染治理提供科学依据。
3. 土壤水化学和植被水化学的研究研究土壤水化学和植被水化学，可以了解土壤和植被的水分利用效率和水分循环特征，以及不同生态系统中物质循环的差异。
水文地球化学过程与污染物迁移模拟
水文地球化学过程与污染物迁移模拟水文地球化学过程和污染物迁移模拟是环境科学领域中重要的研究方向。
随着工业化的快速发展和人类活动的增加，水环境的污染问题越来越严重。
了解水文地球化学过程和污染物的迁移规律，对于科学应对水环境问题具有重要意义。
水文地球化学过程是指在地球物理、地球化学、水文学等多学科交叉的基础上，研究自然环境中水与物质之间的相互作用及其规律的一门学科。
水经过地球系统中的物理、化学和生物过程后，可形成流动的水体。
这一过程中，水与空气、土壤、岩石等介质发生相互作用，从而影响溶解、转移、沉积等水文地球化学过程。
通过系统地研究水文地球化学过程，我们可以深入理解水环境的变化机制，从而促进水资源的可持续利用。
污染物迁移模拟是指利用数学模型和计算机模拟等方法，模拟和预测污染物在水体中的迁移、转化和分布规律。
这种模拟方法可以帮助研究人员了解污染物的来源、传播路径及其对水环境的影响。
通过建立适当的模型，我们可以预测不同条件下的污染物迁移过程，为水环境监测和管理提供科学依据。
在水文地球化学过程和污染物迁移模拟研究中，我们需要考虑多个因素的综合作用。
首先，地貌、土壤和岩石等地质条件会影响水的溶解和物质的迁移。
不同类型的地质条件会导致不同的地下水流动和物质迁移速度。
其次，气候因素如降水、温度等也会对水体的溶解、挥发和沉积过程产生影响。
此外，人类活动、工业废水和农业排放等也是水环境污染的重要原因，它们对污染物的迁移和水质的变化产生显著影响。
为了模拟水文地球化学过程和污染物的迁移，研究人员常常利用数学模型和计算机模拟方法。
数学模型是一种描述和预测现象和过程的数学工具，通过建立方程组和参数设定，可以模拟水文地球化学过程中不同因素的相互作用。
计算机模拟是指利用计算机软件对模型进行计算和模拟，通过数值计算的方式可以模拟出大规模的复杂过程，为研究人员提供直观的模拟结果。
水文地球化学过程和污染物迁移模拟研究的应用非常广泛。
黄河流域水文地球化学过程及环境变化
黄河流域水文地球化学过程及环境变化黄河作为中国第二长河流，流经十一个省区，是中国最重要的水资源之一。
黄河流域的水文地球化学过程与环境变化对于流域的可持续发展和生态系统的健康至关重要。
本文将重点探讨黄河流域的水文地球化学过程和环境变化，并分析其对流域可持续发展的影响。
黄河流域水文地球化学过程包括水文循环、沉积物运移和溶解物质的转化等。
其中，水文循环是衡量流域水资源利用和水文地球化学过程的重要指标。
黄河流域的降水主要集中在夏季，而整个流域的水资源主要依赖于冰川融水和雪水的补给。
然而，由于气候变化和人类活动的影响，黄河流域的冰川面积和厚度正在不断减少，这对流域的水循环和水资源供给产生了重要影响。
此外，农业灌溉和工业用水的增加也导致了地下水位下降和气候湿度的减少，从而进一步加剧了流域水资源供需紧张的局面。
此外，黄河流域的沉积物运移是流域水文地球化学过程的重要组成部分。
黄河冲积扇是世界上最大的冲积扇之一，其沉积物对流域的生态环境和土壤质量有重要影响。
在高强度的人类活动影响下，流域山地和河岸侵蚀剧烈，导致了河道淤积严重和冲积扇扩张，增加了洪涝灾害的风险。
此外，农业化肥和工业废水的排放也导致了农田土壤的污染，进一步影响了流域的生态环境和可持续发展。
此外，黄河流域的水文地球化学过程还与环境变化密切相关。
随着气候变暖，黄河流域的水循环和沉积物运移也发生了重大改变。
湖泊水面的蒸发增加，导致了湖泊水位下降；冻土融化速度加快，引发了土壤侵蚀和滑坡等风险。
此外，气候变化还带来了极端天气事件的增加，如干旱和洪水，进一步影响了流域的水资源供给和生态系统的稳定。
黄河流域的水文地球化学过程和环境变化对流域可持续发展和生态安全具有重要影响。
为了实现流域的可持续发展，应采取以下措施：首先，应加强水资源管理和利用，提高水资源的利用效率。
通过科学合理地规划水资源利用，提高农业灌溉的水利效率，改进工业用水和城市供水的管理，可以减缓水资源紧张和生态环境破坏。
水文地球化学
水文地球化学：一种地理知识的探索水文地球化学，有时也被称为水地球化学，是一门研究地球系统中水的化学特性和水与岩石、土壤及大气之间相互作用的学科。
它既是地理学的一个分支，也是地球科学的一个组成部分。
下面，我们将从定义、发展历程、研究内容以及意义等几个方面来详细了解水文地球化学。
一、定义水文地球化学主要研究的是地球上水的化学特性，包括水的来源、分布、循环以及其与岩石、土壤和大气的相互作用。
这种研究涵盖了从宏观的全球水循环到微观的局部环境下的水化学变化。
二、发展历程水文地球化学的发展历程与地理学和地球科学的发展紧密相连。
它起源于19世纪中叶的矿泉水研究，那时，科学家们开始研究水的化学成分以及其对人类和动植物的影响。
到了20世纪，随着环境科学和地球科学的发展，水文地球化学的研究范围逐渐扩大，涵盖了地下水、土壤水、河水、湖水以及海水等多种类型的水。
三、研究内容水文地球化学的研究内容包括：1.水循环过程中的化学变化：这包括雨雪、河流、湖泊、地下水以及海洋等不同类型的水体的化学特性及其变化。
2.岩石与土壤对水质的影响：岩石和土壤中的矿物和有机质会与水发生反应，改变水的化学特性。
这种影响在地理环境的塑造中起到了关键的作用。
3.水与大气的相互作用：大气中的气体和颗粒物与水相互作用，影响了水的化学特性和质量。
4.水污染的来源与影响：人类活动造成的污染对水质产生了严重影响，水文地球化学也包括了对这些污染物的来源和影响的研究。
5.水资源的管理和保护：对于一个可持续的生态系统来说，对水资源的合理管理和保护至关重要。
因此，水文地球化学也包括对水资源的管理和保护策略的研究。
四、意义水文地球化学的研究对于我们理解地球上的水循环、环境变化以及人类活动的影响具有重要意义。
它不仅帮助我们了解水的来源和分布，也帮助我们预测和管理水资源。
在当今全球水资源紧张和环境问题日益严重的情况下，对水文地球化学的深入研究尤为重要。
总结来说，水文地球化学是地理学和地球科学的一个重要分支，它为我们提供了深入理解地球上水的化学特性和其在环境中的作用的知识。
第1章 水文地球化学基础
所谓放射性活度是一定数量的放射性核素在一个很短的时间间隔内发生的核衰变数除以该时间的间隔。放射性活度的国际标准单位制是贝克（勒尔），用符号Bq表示。每秒钟衰变一次的放射性活度称为1贝克。
一些常见的，但是被废除的非SI单位有居里（Ci)，埃曼(ЭМ)，马赫(Me).
1ЭМ= 3.74Bq;
1Me = 3.64ЭМ= 13.47Bq;
1居里定义为每秒衰变3.7×1010次，1Ci = 3.7×1010Bq。
2.
在环境评价时需要考虑放射性照射对生态的影响，因此常用放射性剂量单位。
2.1.
照射剂量是表示辐照强度的指标。放射性射线照射物质时，能使其原子电离产生离子对。这将改变生物的生态。射线越强，照射产生的离子对越多，因而可以用电离强度来作为照射剂量的单位。电离强度的国际标准单位是单位物质所产生的静电电量，用库仑/千克（C/kg)来表示。
3.
在天然水研究中使用得最普遍的质量浓度单位是mg/L。
以上三种单位皆是国际标准单位（SI）。以下是水文地球化学研究中还经常出现的一些非国际标准单位。
4.
当量浓度(eql）是每升溶液中溶质的克当量数（N）。克当量数等于克分子量(M)数乘以溶质的价态(Z)。
5.
每百万克溶液中溶质的克数。ppm =溶质的克数/106克溶液。对于非咸水来说，1ppm = 1mg/L，但是对咸卤水来说，1ppm1mg/L。
0.3262
50
0.5319
0.3321
20
0.5042
0.3273
55
0.5371
0.3329
25
0.5085
0.3281
60
0.5425
0.3338
30
环境水文地球化学
酸度，与pH值一致。
环境水文地球化学
第二部分 水化学资料的获取 与整理方法
Acquisition and Processing of Hydrochemical Data
❖ 天然水的化学成分是指
➢ 离子、络阴离子、复杂络合物 ➢ 无机分子(O2、CO2、H2、CH4、H4SiO4) ➢ 有机分子(HCl-C=C-Cl2,Cl2-C=C-Cl2) ➢ 微生物（细菌、病毒、寄生虫）（存活时间、吸附、酸性土壤） ➢ 胶体(10-9-10-7m)
天然水组成的分类
环境水文地球化学天然水组成可按溶质颗粒大小、化合物类型、 相对浓度及相态等分类
一、水分析结果质量评估
环境水文地球化学Quality Assessment of Water Analysis Data
1、水溶液均呈中性 阳离子的毫克当量总数（∑c）与阴离子的毫克当量总数
（∑a）应是相当的
实际上存在各种误差，故当∑c+∑a > 5 meq/L时，要求：
环境水文部分 天然水化学成分的组成
环境水文地球化学
❖ 天然水的分类 ❖ 大气降水与地表水的化学特征 ❖ 地下水的化学特征 ❖ 天然水化学成分的综合指标 ❖ 地下水化学成分的数据处理
天然水的组成
环境水文地球化学
❖ 天然水是组成复杂的溶液
➢ 存在于地壳中的87种稳定的化学元素中，在天然水中就发现了70 种以上
➢总含盐量在100-200 mg/L之间，一般不超过500 mg/L； ➢基本化学组成与河水流经地区的岩土类型直接相关，如石
水文地球化学（DOC）
水文地球化学研究现状、基本模型与进展摘要：1938 年, “水文地球化学”术语提出, 至今水文地球化学作为一门独立的学科得到长足的发展, 其服务领域不断扩大。
当今水文地球化学研究的理论已经广泛地应用在油田水、海洋水、地热水、地下水质与地方病以及地下水微生物等诸多领域的研究。
其研究方法也日臻完善。
随着化学热力学和化学动力学方法及同位素方法的深入研究, 以及人类开发资源和保护生态的需要, 水文地球化学必将在多学科的交叉和渗透中拓展研究领域, 并在基础理论及定量化研究方面取得新的进展。
早期的水文地球化学工作主要围绕查明区域水文地质条件而展开, 在地下水的勘探开发利用方面取得了可喜的成果( 沈照理, 1985) 。
水文地球化学在利用地下水化学成分资料, 特别是在查明地下水的补给、迳流与排泄条件及阐明地下水成因与资源的性质上卓有成效。
20 世纪60 年代后, 水文地球化学向更深更广的领域延伸, 更多地是注重地下水在地壳层中所起的地球化学作用( 任福弘, 1993) 。
1981 年, Stumm W 等出版了5水化学) ) ) 天然水化学平衡导论6 专著, 较系统地提供了定量处理天然水环境中各种化学过程的方法。
1992 年, C P 克拉依诺夫等著5水文地球化学6分为理论水文地球化学及应用水文地球化学两部分, 全面论述了地下水地球化学成分的形成、迁移及化学热力学引入水文地球化学研究的理论问题, 以及水文地球化学在饮用水、矿水、地下热水、工业原料水、找矿、地震预报、防止地下水污染、水文地球化学预测及模拟中的应用等, 概括了20 世纪80 年代末期水文地球化学的研究水平。
特别是近二十年来计算机科学的飞速发展使得水文地球化学研究中的一些非线性问题得到解答( 谭凯旋, 1998) , 逐渐构架起更为严密的科学体系。
1 应用水文地球化学学科的研究现状1. 1 油田水研究水文地球化学的研究在对油气资源的勘查和预测以及提高勘探成效和采收率等方面作出了重要的贡献。
水文地球化学精品课程
水文地球化学精品课程1. 引言水文地球化学是一个综合性的学科领域，研究水体中各种物质的来源、转化过程以及对环境和生态系统的影响。
通过深入了解水文地球化学，我们可以更好地理解和解决与水资源相关的问题，促进可持续发展。
2. 水文地球化学基础知识2.1 水的特性•水分子结构与性质•水的溶解性和极性•水的相变和密度2.2 地球化学基本概念•元素和同位素•化学反应和平衡•地球化学循环2.3 溶液化学基础•酸碱理论与pH值•电离平衡与溶液中离子浓度计算3. 水文地球化学研究方法3.1 取样与分析技术•取样技术及其注意事项•常用分析方法介绍3.2 实验设计与数据处理•实验设计原则与方法选择•数据收集、整理与处理4. 水文地球化学过程与环境影响4.1 溶解质的来源与转化•大气降水中的溶解物质•地表水和地下水中的溶解物质来源•溶解物质的迁移与转化过程4.2 水体污染与治理•水体污染的类型与来源•污染物的迁移与转化过程•水体治理技术与方法5. 地球化学循环与生态系统影响5.1 元素循环过程•碳循环、氮循环、磷循环等基本概念及关键过程介绍5.2 地球化学循环对生态系统的影响•土壤养分供应与生态系统结构•元素限制对生态系统功能的影响6. 应用案例分析6.1 地下水资源评价与管理案例分析•地下水资源调查方法及评价指标体系介绍•地下水管理策略研究案例分享6.2 河流污染控制案例研究•河流污染特点及监测方法•河流污染控制技术与策略案例分享7. 结语水文地球化学是一个重要的学科领域，对于水资源管理和环境保护具有重要意义。
通过本课程的学习，希望能够提高同学们对水文地球化学的认识和理解，培养同学们的研究能力和解决实际问题的能力，为可持续发展做出贡献。
以上是关于水文地球化学精品课程的内容大纲，希望本课程能够帮助同学们深入了解水文地球化学的基础知识、研究方法和应用案例，从而提升对水资源管理和环境保护相关问题的认识和解决能力。
地球科学知识：地球的化学组成和水文地球化学
地球科学知识：地球的化学组成和水文地球化学地球是一个多彩多姿、充满生机的行星。
它的化学组成和水文地球化学是理解地球及其生命系统的重要基础。
了解这些知识，对于科学家预测气候变化、探索更好的能源来源、保护水资源等方面都具有重要意义。
地球的化学组成地球是由多种元素构成的。
其中，最丰富的元素是氧、硅、铝、铁、钙和钠等。
由于地球的化学组成直接影响了其性质和行为，因此我们必须了解地球的化学构成是如何深刻影响了我们所生存的环境。
其中，大气层占地球总重量的0.018%，仅由氧、氮、氩和少量的二氧化碳和氢组成。
但是，大气层对地球的生命系统极为重要。
它通过吸收和反射来自太阳的热量来维持生物活动。
此外，大气层对太阳辐射的吸收和反射也决定了地球的气温、气候和天气。
而地球的地壳和地球的物理性质密切相关。
地球的地壳主要由硅酸盐矿物和岩石组成。
石英、长石、斜长石和云母等矿物占地壳主要成分的88%。
这些物质对地球的性质和行为发挥着重要的作用。
例如，它们可以影响地球的化学反应、大气层中气体的释放、或控制土地的植被覆盖。
水文地球化学水是地球上生命的基石。
水文地球化学是涉及地球各个部分之间相互作用的学科。
它包括了地球表面水环境的化学组成和反应，以及如何影响地球生态系统的研究。
地球上的水既循环又变化。
从大气层、水面、植被和土地到地下水系，所有部分都扮演着水循环的一部分。
水的生物化学反应和生物安排也非常重要。
它们可以影响地球的生物多样性、空气质量和化学反应。
地球水文地球化学的重要性在于环境污染和水资源分配的管理。
地球表面上日益增长的人口使对水的需求不断增加，而人类活动在从河流到地下水系和湖泊中释放很多污染物。
这些问题使得水的保护变得愈发重要。
结论地球的化学构成和水文地球化学的相互作用，是地球之中绕不过的拓展领域和逐步完善我们对地球的理解的根本部分。
它们不仅影响了环境保护，还有不同专业领域的科学研究，体现了地球科学着眼大局的态度和发展。
因此，我们必须始终保持关注，致力于改善环境，探索地球的未知。
第5章 水文地球化学调查方法综述
第二篇应用水文地球化学工作方法篇应用水文地球化学的工作方法可分三类：理论方法，实践方法和实验方法。
理论方法是将化学、物理和数学等基本理论与所研究的对象相结合，将基础科学运用到应用水文地球化学项目中。
它主要包括：利用元素的物理化学性质，运用元素的物性参数来研究和说明元素的水文地球化学性质；运用水化学作用原理（质量作用定律、电化学原理、热力学和反应动力学等）和物性参数来定性地研究水文地球化学作用的方向和计算水文地球化学作用的参比参数，并分析和研究水文地球化学作用的边界条件和影响因素；运用水文地球化学计算方法和地球化学模式程序来对水文地球化学作用的综合性参数进行计算，并对所研究元素的存在形式，对水文地球化学作用的方向、程度和结果进行预测，对水文地球化学作用的机理和及其影响因素进行研究，理论研究的结果一方面使工作成果的认识水平上有一个应有的提高，同时也是进一步工作的科学依据。
实践方法主要是要通过对自然的观察和调查研究来获得对其的认识、某些规律和经验。
实践方法的另一个重要方法是了解前人所作过的有关工作，学习他们对所研究的水文地球化学工作对象的认识并掌握其经验。
因此实践方法也可称作为经验方法。
观察自然的主要手段是水文地球化学调查，调查的内容应包括水化学，气象、景观条件、地质和水文地质特征，人类活动（地质工程）等。
这是因为应用水文地球化学对象常是水—岩—人体系，它们之间不仅存在相互作用，而且还存在有内在联系，地质和水文地质现象往往是十分有用的地球化学形迹。
另一方面，水文地球化学调查的目的就是为了解决地质学、水文地质学、环境学和地质工程中的问题。
虽然本篇主要讨论的是水化学方面，但是我们必须明确，在应用水文地球化学工作中还必须重视了解工作区的地质、水文地质特征和有关人为活动的情况。
实验方法是野外观察的延深，是取得水文地球化学参数和数据的主要手段；也是研究水文地球化学作用的机理、影响因素、边界条件、作用方向和程度等的重要手段。
岩溶洞穴滴水的水文地球化学过程及其环境意义
岩溶洞穴滴水的水文地球化学过程及其环境意义岩溶洞穴是地下溶蚀作用的产物，其内部通常会形成一些独特的地质景观，如钟乳石、石笋等。
在这些洞穴中，通常会有滴水的现象，这些滴水从地表渗透到地下，经过一系列的化学反应和物理过程后，最终形成洞穴内的独特景观。
本文将从水文地球化学和环境意义两个方面来介绍岩溶洞穴滴水的形成过程及其意义。
水文地球化学过程岩溶洞穴滴水的形成过程是由地表水通过地下渗透进入地下岩石中，与岩石发生化学反应，最终形成洞穴内的景观。
具体来说，岩溶洞穴滴水的地球化学过程包括以下几个步骤：流域水文循环、地下水渗透、地下水与溶蚀岩石的化学反应。
首先是流域水文循环。
流域水文循环是指地表水由大气的雨水、融雪等途径进入地表水系统，在地表水系统中循环流动，最终一部分经过渗透和下渗进入地下水系统。
在流域水文循环过程中，水分会带走地表的溶解质，如二氧化碳、碳酸盐、氢氧化物等，这些物质将成为地下水发生化学反应的物质基础。
其次是地下水渗透。
通过渗透，地下水进入地下岩石中，与岩石表面发生接触。
地下水渗透速度较慢，通常情况下需要经过数年乃至数十年的时间才能与岩石发生接触，但由于地下水渗透的连续性，在岩石表面往往会产生地下水对岩石的作用。
最后是地下水与溶蚀岩石的化学反应。
地下水中的溶解质在与岩石接触后，会发生一系列的化学反应。
其中最主要的反应是碳酸钙的溶解和沉淀。
当地下水中的二氧化碳与地下岩石中的碳酸盐反应时，会生成碳酸钙，并溶解在地下水中。
当地下水滴落到洞穴内部时，由于地下水与地下空气接触，部分碳酸钙会重新沉淀，形成钟乳石、石笋等景观。
环境意义岩溶洞穴滴水的地球化学过程不仅形成了洞穴内的独特景观，还对环境产生了一定的影响。
首先是对地下水资源的补给作用。
岩溶洞穴滴水源源不断地为地下水库补充水分，对维持地下水库的水文循环起到了重要作用。
其次是对地下水质的改善作用。
地下水渗透过程中，会通过溶解岩石中的溶解质，对地下水的矿化程度、水质特征产生影响，使地下水变得更加清澈、甘甜。
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专题讲座
吉林大学环境工程系
2014年5月
水文地质学系统结构
含水层性质
岩性
水动力性质
补给 重 力 径流 水压力 应 力 排泄
地层
地貌 构造
水文地球化学
孔隙介质
裂隙介质
岩溶介质
双重介质
环境水文地球化学
污染质在地下环境中的主要衰减作用
Where: rb = soil bulk density [g/cm3] rn = NAPL bulk density[g/cm3] n = porosity TPH = Total Petroleum Hydrocarbons [mgNAPL/kgdry soil]
rb TPH rn n 10 6
机械过滤 吸附交替作用 溶解、沉淀作用 生物作用
对流、弥散作用
生物地球化学作用
第一讲 污染物的生物地球化学降解
Biogeochemical Degradation f Pollutants
1. 污染物生物地球化学降解原理
（1）地下环境中的主要氧化还原物质
地下环境氧化还原系统中主要包括气体（O2、N2、CH4、CO2）、 溶解性组分（NO3-、NH4+、CH2O、Fe2+、Mn2+、SO42-、HS-、H+）、 固体（FeOOH、MnO2、FeCO3、MnCO3）和存在于固体中的离子交 换态组分（Fe2+、Mn2+、NH4+）。
KJ/molCH2O
-475 -448 -349 -114 -77 -58
1. 污染物生物地球化学降解原理
1. 污染物生物地球化学降解原理
垃圾填埋场
1. 污染物生物地球化学降解原理
包气带 地下水位
产甲烷带
SO42-还原带 铁锰还原带
NO3-还原
含水层
带
地下水流向
氧还原带
1. 污染物生物地球化学降解原理
第二讲 多相流
Multiphase Flow
2.多相流
（1）基本概念
非水相液体（Nonaqueous Phase Liquids, NAPL）
不与水发生混合的液体称为NAPL; 重非水相液体（Dense Nonaqueous Phase Liquids，DNAPL）
比水重的非水相液体；
轻非水相液体（Light Nonaqueous Phase Liquids，LNAPLs） 比水轻的非水相液体
2. 氧化还原带中物质变化特征
3. 氧化还原带动态发展演化过程
c 污染源泄漏 还原性物质 a b c d e t a
b MGZ/SRZ IRZ NRZ/ORZ 低活性带 铁氧化物＋ORZ 低铁带 低铁＋还原性S 丰铁带 好氧 图7.10 氧化还原带动态发展理想模型 氧化还原带发展演化的理论模型 e d c
2.多相流
Partitioning Tracer Test for SN
Chemicals are introduced consisting of conservative and partitioning tracers (PTT) NAPL - Water Partition Coefficient KN. KN = CN/Cw where CN is the conc. in NAPL and Cw is water conc. At steady state, the effect is to delay or retard the PT transport rate according to a retardation factor R = 1 + (KN SN)/(1 - SN) = tp/tn
氧化还原
氧还原 NO3-还原 锰还原 铁还原 SO42-还原 产甲烷
反应方程
CH2O + O2 → CO2 + H2O 5 CH2O+4NO3- →2N2+4HCO3- +CO2+3H2O CH2O+3CO2+H2O+2MnO2→Mn2++4HCO3CH2O+7CO2+4Fe(OH)3→Fe2++8HCO3-+3H2O CH2O+SO42-→H2S+2HCO3CH2O→CO2+CH4 O2>NO3- >Mn4+>Fe3+>SO42-
自由相（Free Phase）
在水动力条件下可流动的连续NAPL。 残余相（Residual Phase）
“困”在孔隙中，在水动力条件下不易流动的NAPL 。
2.多相流
Mobile Phase NAPL or (FreePhase NAPL) is a continuous mass of NAPL that can flow under a hydraulic gradient
Continuous Individual Slug of NAPL NAPL "Blobs" Wate r Solid Volume of NAPL VNAPL
SN
V NAPL V Pore
Can be estimated in the lab via the following:
SN
Volume of Open Pore Space (Effective Porosity) VPore
（2）氧化还原带形成的原理 生物地球化学原理 微生物在利用O2、NO3-、铁锰氧化物和氢氧化物、SO42-等最终 电子受体并通过好氧呼吸、硝酸盐还原、铁锰还原、硫酸盐还原和产 甲烷等代谢途径对有机污染物进行降解，在此过程中，由于最终电子 受体争夺最终电子能力大小的不同，导致氧化还原反应发生的难易程 度也不同，所以在污染晕中形成了一系列不同的氧化还原环境，或者 氧化还原梯度，也就是顺序氧化还原带，即产甲烷带、 硫酸盐还原 带、铁还原带、锰还原带、硝酸盐还原带、氧还原带等。其实质也是 由于地下环境中的各种最终电子受体争夺电子能力的不同所致。 热力学原理 O2、NO3- 、Mn4+、Fe3+和SO42-发生氧化还原反应所需要能量不 同，造成了在不同的氧化还原环境中发生不同的氧化还原反应的难易 程度和次序的不同，从而导致污染晕在时间和空间上依次出现不同的 氧化还原环境，也就是顺序氧化还原带。
NAPL包气带和含水层中相分布示意图
Residual Phase NAPL is trapped in the pore spaces between the soil particles, and cannot be easily moved hydraulically
2.多相流
饱和度：指流体充填体积占总孔隙体积的比例。 剩余饱和度：因毛细作用使其固定不变时的饱和度