第九章 各类天然水体的水化学概况
第九章各类天然水体的水化学概况
天然水在自然界中的分布和循环，构成地球的水圈，水圈为地球表面和接近地球表面的各类水的总称。天然水的总水量近14亿km3, 地球表面积的三分之二被其所覆盖。天然水在流动与循环过程中接受了周围环境的各种杂质，形成不同水系。按天然水形成、形态与性质的特点，可划分为河水、湖（库）水、地下水、大气降水(雨水、雾、雪、霜、雹等)及海水五大类。各类天然水均具有各自的特点，即使同类水体，其水质状况也不尽相同。这是由于水体所处的环境条件，如气象、气候、地理、地质、人类生产与生活用水和排废、各种生物的生命代谢活动等均会影响水质。本章将简要叙述各种类型天然水体的水化学概况及相关概念。
第二节河水
一、河流水化学基本特点
河流是大气降水径流和出露地面的地下水径流在地表线性凹地汇集而成的水体，河流是自然界水分循环的组成部分及水量平衡的组成要素。其具有集水流域面积广、敞开、流动等特点。河流水质与土壤、岩石、植被、气候及河水的补充水源等状况有关，和人类活动有关，特别是与水中生物生命代谢活动直接相关。河流是水圈中最为活跃的部分，由于其流动所涉及的面积较为广阔，流动过程中接触的环境较复杂，且多样性，故河水化学组成具多样性和易变性的特点，不同地区河流与同一河流的不同季节、不同河段，其河水化学成分都可能有较大差异。通常河流的水化学有以下基本特点：
1、溶解有丰富的气体
因河水处于运动状态，与空气接触充分，溶有空气中的各种气体，溶解氧气和氮气较丰富，含量近为饱和。未污染河流中生物不多，溶解氧等气体的含量主要受温度和气压影响。
夏季大型水库溢洪放水时，放出大量温度低且为溶解气体所饱和了的库水，这些水在大坝以下河道中如温度迅速上升，可能造成水中溶解气体过饱和。
2、河水化学组成与含盐量
（1）主要离子世界各地河水所含主要离子种类相同，阳离子为：Ca2+、Mg2+、Na+、、K+，阴离子为：HCO3- CO32-、SO42-、Cl-，即通常所说八大离子。世界河水平均化学组成、我国及世界部分河流主要离子含量和分别列于表9-3、9-4与9-5。多数河流主要离子中以HCO3-和Ca2+含量最高，水质属碳酸盐类钙组。在含盐量较高河水中，水质类型可能与前者不同，存有硫酸盐类或氯化物类钠组类型水质。较多河水中主要离子含量大小基本具有以下顺序：阳离子：[Ca2+]>[Na++K-]> [Mg2+]，阴离子：[HCO3-+CO32-]> [SO42-]> [Cl-]
东南沿海各河流，水质类型主要以重碳酸盐类钙组或钠组为主，但是主要离子比例关系
有所不同。对于长江、黄河等大的河流，主要离子的比例关系在上游一般为Ca2++ Mg2+< HCO3-或HCO3- +SO42-> Ca2++ Mg2+> HCO3-，在下游则以HCO3- +SO42-> Ca2++ Mg2+> HCO3-为主。在滨海河口段随潮位变化，水质类型主要为氯化物类钠组，但也可能在前者与重碳酸盐类钙组之间波动。西北河流水质类型随季节变化显著，汛期属重碳酸盐类或氯化物类钠组或硫酸盐类，枯水季节则转为硫酸盐类或氯化物类。
河水的流动性特点使其水质垂直分布均匀，混浊度较大。若支流水质不同、不同区段地质条件有变化，则不同区段水质将有差异，水质类型也可能发生变化。若某区段河水遭受污染，污染物将使河流不同区段化学组成、水质状况发生变化。
（2）有机物与pH 河水尚含有机物，主要来自集水区土壤与人类活动排废。植被较好的集水区域与城市下游河水中有机物较多。
河水pH一般为6.5-8.5，冬季稍低，夏季稍高。
表9-3 世界河水的平均化学成分含量（mg/L）
HC O3-
S
O42-
C
l-
S
iO2
N
O3-
C
a2+
M
g2+
N
a+
K
+
(Fe,Al
)2O3
35 .2
1
2.1
5
.7
1
1.7
1
.9
2
0.4
3
.4
5
.8
2
.1
2.7
天津师范大学等，《水文学与水资源概论》。
表9-4 我国部分河流主要离子含量 (mg/L)
河流名称HCO3-CO32-SO42-Cl-Ca2+Mg2+Na+(K+)
离子总
量西江
（1980-1983）
141.2 3.6 18.7 3.3 42. 6.8 14.2 230.4 东江
（1982-1983）
26.2 0 2.3 1.0 4.1 1.2 5.9 41.
北江
（1981-1982）
98 0 3.9 2.9 22.0 2.6 10.7
黄河上游
中游
下游
172
212
177
4.0
3.2
0.9
13.5
78.1
88.2
22.4
49.5
62.5
39.5
49.3
46.8
13.2
23.4
21.0
2.02
55.7
61.8
284.8
471.2
458.2
松花江
(哈尔滨1981)
74.7 0 5.5 7.2 16.9 3.6 9.5 117.4 鸭绿江（丹东）103.7 0 12.6 21.1 16.8 3.4 5.5 163.0 钱塘江
(杭州
1978,10)
52.03 2.65 4.51 18.04 22.96 6.17 86.36
长江
(武汉1980,6)
12334 9.11 4.12 44.8 6.54 5.36 193.27 汉水
(武汉1980,6)
116.02 8.92 4.40 36.64 7.83 4.14 177.95 嘉陵江
(重庆1980,6)
193.9 6.37 4.12 46.40 5.59 5.02 261.48
转引自中国内陆水域渔业资源编写组《中国内陆水域渔业资源》和Hu Minghui 等Nature. 转引自陈静生，《水环境化学》。
表9-5 世界部分河流主要离子含量(mg/L)
河流名称
HC
O3-
C
O32-
SO4
2-
Cl-
Ca2
+
Mg2
+
Na+
(K+)
离
子总量
圣芬纶斯
河（加拿大）
95
.2
19
.5
14
.0
31
.4
6.
9
7.
2
17
4.2
密西西比
河（美国）
10
8.0
0 39 85 38
9.
2
13
.9
28
3.6
科罗拉多
河（美国）
15
3.7
96
8
37
8
18
6
3.
5
54
4
22
33.2
托涅川（日本）
12
.8
8.
4
2.
2
4.
9
1.
1
3.
3
32
.7
湄公河（越南）
11
5.6
14
.7
6.
2
31
.1
5.
7
9.
3
18
2.6
墨累河
（澳大利亚）
50
.7
9.
4
2.
9
8.
5
5.
7
21
.4
98
.6
尼罗河（非洲）
85
.8
4.
7
3.
4
15
.8
8.
8
19
.5
13
8
亚麻逊河
（南美洲）29 0
2.
5
2.
4
9.
1.
3.
1
47
陈静生，《水环境化学》。
（3）含盐量不同河水含盐量可能有较大差异，但多数河流含盐量较低。我国南方与东北河流含盐量多低于200mg/L。有的仅30~50mg/L，高者超过1000mg/L，极少数河水高达数千毫克/升。世界河水平均含盐量仅约120mg/L。以地下水补给的河流含盐量较高。
3、河水营养盐
通常河水中营养盐含量均不高。一般清洁河水NO3--N 为0.1-0.5mg/L，NH3-N含量低于0.1 mg/L；受污染河水，NO3--N与NH3-N含量将大幅度增加，NO3--N高于5-10 mg/L，NH3-N 每升可增至数毫克。如我国珠江水系河流有效氮以NO3--N为主，占有效氮52.1-87.6%。NO3--N 含量变化范围相当大（0~500mol/L）。
清洁河水活性磷一般为0.05-0.1 mg/L，但若受人类活动影响，河流某一区段磷含量可能显著增加。
二、我国河流水质主要指标的区域性分布特点
我国河流水质主要指标有明显区域性特点。全国河水离子总量的增减和水质类型的变化，都是从东南向西北内陆呈渐变的趋势。河水含盐量从东南沿海向西北基本呈现递增的趋势，河水总硬度和水质类型显示地域性特点。以下按通常所采用的四大地块说明我国河流含盐量、水质类型与营养盐等在不同地快的特点。
1、秦岭-淮河一线以南地区
东南沿海地区由于雨水充沛，河流沿途地域常年受到河水的冲洗，故河水矿化度低于50 mg/L，水质多数属于碳酸盐类钠组类型，是全国河水含盐量最低的地区。由于由东向西部地区干旱程度逐渐增强，因此矿化度从东南向西和西北呈增加趋势，由沿海往西，河水矿化度增加为100~200 mg/L或200~300 mg/L，个别地区超过500 mg/L，河流水质类型转变为碳酸盐类钙组。因西北地区干旱少雨，可溶盐易在土壤中积累，河水流过可溶解携带较多盐
分，其含盐量可超过1000 mg/L，是全国河流含盐量最高区域。
[LYZ1][LYZ1]从东南沿海向北，是长江中下游地区，河水矿化度50~100 mg/L 和100~200 mg/L。靠近沿海及河口受海水影响地区，河水化学类型属氯化物类钠组, 其余均属碳酸盐类钙组。
长江干流上、中、下游NH3-N分别为35、28.6、74.3μmol/L。长江干流活性磷含量0.3~0.6μmol/L。珠江水系河流有效氮以NO3- -N为主，占有效氮52.1~87.6%，变化范围0~500μmol/L，NH3-N变化范围0~150μmol/L。珠江水系河流活性磷含量0~38.7μmol/L，各河流均值0.4~12.0μmol/L。
2、华北地区
秦岭一淮河一线以北, 是黄土高原与华北大平原，属干旱、半干旱地区，干湿季节明显, 地表呈季节性积盐状态, 使河水矿化度升高。河水矿化度垂直分带性特点在这一地区开始出现。在太行山、燕山一带, 河水矿化度200～300mg/L,到平原地区,蒸发浓缩作用使矿化度增至500mg/L。水的类型也由碳酸盐类钙组变为碳酸盐硫酸盐类钠钙组。受海水影响水域属于氯化物类钠组。
黄土高原河水矿化度也呈从东往西增加趋势。由 200~300mg/L增至300~500 mg/L及500~1000mg/L,有些河水矿化度超过1000mg/L,祖历河矿化度曾高达7000mg/L。
黄河干流磷含量较低，活性磷为0.06~1.8μmol/L，平均值为0.40μmol/L，总磷为0.32~36.5μmol/L，平均为5.5μmol/L。
3、西北地区
河流水水质主要指标明显垂直分带性是我国西北地区河流的特点。在阿尔泰山、天山及昆仑山4000m以上地区,河水矿化度低于200mg/L,水质类型属碳酸盐类钙组或碳酸盐硫酸盐类钠钙组。随高度下降, 土壤及风化壳中易溶盐及石膏含量增加, 矿化度逐升至300~500mg/L以至1000mg/L，水质类型演变为硫酸盐类钠组水,至下游进入干旱荒漠地区，矿化度升至每升数千毫克, 水质转变为氯化物类钠组。祁连山从山顶到柴达木盆地也有类似现象。
4、东北地区
我国东北地区河水矿化度低于西北、华北地区，也有垂直分带性分布特点。大部分山地河水矿化度为50-100mg/L, 水质类型属碳酸盐类钙组或钠组。在松辽平原, 河水矿化度增至300~400mg/L, 有自西向东增加趋势, 主要为碳酸盐类钙组水, 特别是嫩江以东杜尔伯特草原（属封闭的内陆流域），矿化度由周围向中央递增到400~500mg/L, 由碳酸盐钙组变为碳酸盐硫酸盐类钠钙组。
东北各水域NH3-N在总有效氮中比例增大。主要河流NH3-N含量1~50μmol/L，枯水期含量高于丰水期。NO3- -N含量 1~117μmol/L，鸭绿江、牡丹江、第二松花江及穆林河含量较高（均值94.3μmol/L）。在鸭绿江干流（丹东）、辽河（盘山）、嫩江支流雅鲁河（碾子
山）等河水含有一定量NO2- -N。
第三节湖泊水与水库水
湖泊是陆地表面天然洼陷处流动缓慢而蒸发量大的水体，由降水和地面、地下径流所形成。湖水流转主要靠风力和温度变化。水库可理解为人工湖，水库水交换量比湖泊大。与河水相比，湖水流动与交换缓慢，较长时间处于一定区域, 因此湖水有较强地区性特征。湖泊水质取决于形成的历史条件和所处环境的水文、地质、人类与其它生物活动等状况，故不同湖泊水质可能相差悬殊。湖水水质的多样性与不均匀性是湖水的特点。
一、湖泊的类型
湖泊的成因极为复杂，类型甚多。湖泊的分类法有多种，下面仅介绍常用的按含盐量（S T）与营养类型的分类法：
1、按湖水含盐量分类
（1）淡水湖含盐量小于1g/L属淡水湖。不同地区湖水含盐量差异较大, 潮湿多雨地区, 含盐量很低, 矿化度仅约50mg/L。
（2）咸水湖和盐湖含盐量1≤S T≤35 g/L称为咸水湖，大于35 g/L称为盐湖。干旱条件下，湖水蒸发量大于补给量，并随径流入湖盐分不断积累，使湖水含盐量饱和或过饱和，以至使淡水湖演变成咸水湖或盐湖。
2、按湖泊营养盐类型分类
据湖泊与库水营养盐含量及初级生产量, 可将湖泊、水库划分为贫、中、富等营养类型，划分的指标有多种，下面介绍的仅是其中的一种，表9-6简要概括了此种分类法。
（1）贫营养型水质清瘦, 透明度大, 初级生产量低于1g(O２) /m2·d。这类湖泊较深, 多分布在高原和山区, 或潮湿多雨地区，这类湖泊、水库的溶解氧与 pH变化幅度均较小。
（2）中营养型总的水质状况介于上述两者之间。水质指标中, 有的可能属于富营养型, 有的可能属于贫营养型, 初级生产量介于1~4g(O２)/m2·d之间。
（3）富营养型营养元素含量较丰富, 常出现水华, 透明度低, 初级生产量多在3~10g/m2.d之间。这类湖泊水较浅, 分布在平原或城郊, 集水区土壤丰富, 外源性有机质和营养盐丰富。而且这类湖泊、水库pH、溶氧的变化幅度都比较大。
（4）超富营养型营养元素含量丰富，无机氮含量大于0.11μmol/L，水质肥,，初级生产量多大于10g(O２) /m2.d。
表9-6 不同营养型湖（库）的主要水质指标
营养型初
级产量
O2, g/m2.d
植物
浮
游动物
量
mg/
L
C
OD
m
g/L
无机氮
μmol/L
总磷
10-4μm
ol/L
活性
磷
10-4μm
ol/L 现
存量
m
g/L
优
势
种
类
贫<1
<
1
金
藻、硅藻
0.3
86
<
1
<0.014 <3.2 <6.4
中1~4
1
~5
硅
藻、甲藻
1.6
4
1
~7
0.014~0
.046
3.2~9
.7
6.4~1
6
富
3~1
5
~10
硅
藻、蓝藻
4.3
7
~15
0.046~0
.11
>9.7 >16
超>10
>
10
绿
藻、裸藻
>
15
（《中国湖泊环境》（第一册），金相灿等，1995。）
二、湖泊、水库水化学基本特点
1、含盐量
不同地区湖水含盐量差异较大，在潮湿多雨区，湖水含盐量很低，矿化度50mg/L左右。在含盐量高的地区，矿化度超过35mg/L，甚至达到100mg/L以上，称为盐湖。含盐量低的咸水湖仍有渔业价值，一些盐湖具有工业价值。
2、主要离子
世界与我国部分湖水和库水主要离子含量见表9-7、9-8。两表表明，湖水和库水通常阳离子以钙离子含量最高，阴离子以碳酸氢根离子含量最高。[Lyz2][Lyz2]
表9-7 世界部分淡水湖的化学成分含量（mg/L）
湖泊
H
CO3-
S
O42-
C
l-
C
a2+
M
g2+
N
a++K+
离
子
总
量
陈静生等，《水环境化学》。
表9-8 我国部分湖泊、水库主要化学成分含量（mg/L）
湖泊
HC
O3-
CO3
2-
SO4
2-
Cl-
Ca2
+
Mg2+
Na+
+K+
离子
总量
抚仙湖
16
7.8
10
.4
78
.3
2.
16
25
.8
20.1
5
45
.1
316.
6
巢湖
62
.1 0
14
.3
8.
4
13
.5
5.2
12
.3
115.
8
红碱淖
66
6
15
9
92
.2
74
9
10
.5
45.2
84
2562
东平湖
13
8.6
1.
18
52
.9
22
.5
44
.9
11.3
21
.9
293.
3
镜泊湖
39
.6
8.
3
2.
27
8.
3.6
3.
22
65.0
显岗水库
19
.7
—
1.
53
0.
68
2.
34
0.80
3.
12
28.2
锦江水库
20
.1
—
1.
4
3.
6
1.
06
2.0
6.
1
34.2
西河水库
18
5.2
10
.17
81
.0
0.
74
39
.78
16.3
44
.0
377.
2
西津水库
12
1.6
4.
7
4.
5.
37
.3
4.0
1.
177.
6
冯家山水库
16
6.7
—
88
.3
5.
67
32
.8
16.3
43
.75
236.
5
河口水库
11
90
40
5
24
4
69
7
11
.6
130
10
71
3747
汾河水库
15
7.1
3.
9
38
.0
10
.3
42
.3
13.1
14
.0
278.
7
陆汾130 14 5.378.08 5.207.
水库8.1 .2 25 .0 0 6
清河水库
82
.35
—
29
.55
20
.66
29
.90
6.27
8.
2
176.
9
刘家峡水库
17
7.4
20
.9
10
.9
44
.3
11.1
13
.2
277.
8
达里诺尔
16
10.4
54
3
25
5.6
11
84
5.
7
23.0
19
25
5547
乌梁素海
29
6
68
.1
25
5
58
35
.0
105
46
1
1800
赛里木湖
54
103
12
9
11
12
35
39
16
.0
374.
5
32
5.4
2850
青海湖
52
5.0
41
9.4
20
34
52
75
9.
87
821.
8
32
58
1249
扎陵湖
19
1.0
12
.3
9.
05
64
.7
35
.6
25.4
42
.2
380.
3
中国内陆渔业资源编写组，《中国内陆水域渔业资源》。
水库水交换量较大，含盐量较低，离子组成与含盐量主要决定于所拦截的河水。干旱、半干旱地区修建的水库，如果水交换量过小，盐分将在库中积累，最终可能导致库水高含盐量和高碱度。如我国陕西河口水库，周围被毛乌素的沙丘包围，河道基本无常流量，靠洪水与地下渗水补给，库水日益盐碱化，到1981年碱度与含盐量分别达33.0mmol/L与 3747mg/L，已不适于白鲢、花鲢正常生长，鲫鱼成了水库中主要鱼类。
3、营养元素和有机物
（1）营养盐湖水营养元素变化情况与河流相似，冬季浮游植物量低，有机物的矿化作用使水中氮、磷增加，春夏季营养元素含量相应减少。与河流不同之处为夏季湖水常出现温度分层现象，此将导致营养盐等化学成分的分层分布。表、底层水中营养元素季节变化也有所不同。湖底层由于沉积物中有机质分解释放，底层水中营养元素含量较高。夏季底层水和冬、春季整个水体都可能出现较高值。但是在春、夏两季，表层水的营养盐含量一般最低。
湖水营养盐含量特点：硅含量(SiO2)最丰富，单位水体中可达数毫克，甚至超过20 mg/L，如我国呼伦池硅含量(SiO2)为21.37mg/L；磷含量较低，未污染时，远低于1mg/L；在三态氮中，硝酸盐量最高，其余两者较低。
据何志辉(1987)统计, 我国211个湖泊、水库中, 中营养型最多, 占12.1%, 富营养型
占33.2%, 贫营养型仅占14.7%。
（2）有机物湖水有机物来自集水区和水体初级生产所产生。湖泊、水库形态特点、集水区岩石、土壤和植被与集水区人口密度等状况，以及水交换量等均影响湖泊营养盐及有机物含量。通常湖泊有机物需氧量低于10mg/L。贫营养湖有机物含量极少，富营养型湖泊水域较小，夏季浮游植物繁殖旺盛，水透明度较小，沿岸高等植物产量较高，湖中沉积物所含有机质较丰富。
4、水质垂直分布的不均匀性
通常湖泊、水库水质具有垂直分布不均匀特点, 在夏季，湖水中溶解氧、pH及营养盐等垂直分布常出现不均匀性。若有温跃层存在, 上、下水层水质差异显著。上下水层混合不完全的较深湖泊, 底层水主要离子含量也可能与表层不同。在春、秋季湖水的全同温期, 上下层水质分布较均匀,但上、下水层溶氧含量可能有差别。
夏季富营养性湖泊水质分布不均匀性较明显。尤其是面积小、有一定深度的富营养化湖,若夏季上下水层交换差, 上下水层溶氧、营养盐、pH、碱度、硬度均有较大差别。若深度只有3-5m的大型湖泊, 风浪使湖水混合到底部, 水质垂直分布差异便不明显。有时在温跃层可聚集较多有机碎屑微粒, 将有利于细菌和浮游动物繁殖, 但这将造成该水层溶氧低于上下水层, 在某水层出现极小值。图9-1为美国华盛顿湖1958年8月调查结果。图9-2是夏季新西兰超富营养湖泊溶氧垂直分布演变情况。图9-1表明，该湖在约10m水深处形成温跃层, 在温跃层聚集较多浮游动物及有机碎屑, 消耗溶氧，可能成为氧最小层。在夏季不同时间，湖
图9-1华盛顿湖溶氧垂直分布
《Limnology》,转引自雷衍之,《淡水养殖水化学》
图9-2新西兰Johnsen湖（超营养型）夏季溶解氧垂直分布
《Limnology》。转引自雷衍之,《淡水养殖水化学》
水溶氧可能有分层现象。图9-2表明，在11月湖水既有极大值又有极小值, 12月出现缺氧层, 缺氧层下尚存有溶氧, 但到1~ 2月, 温跃层下溶氧被消耗，无氧水范围扩大，3月份下层溶氧被耗尽，使湖水呈现富营养型湖泊典型溶氧垂直分布特点。
三、我国湖泊的基本状况
我国湖泊分布广泛，成因复杂，类型多样。在18o~53oN、75o~135oE的范围内，各自然地理带和不同气候类型区域，均有天然湖泊分布，我国是世界公认的多湖泊国家之一。面积大于1 km2的湖泊2759个，总面积达91019.63km2，其中面积大于10 km2有656个。我国主要湖泊及其营养盐含量列于表13-9。以下介绍我国湖泊基本状况。
1、分布与类型
湖泊分布受降水、径流和地貌条件影响，中国湖泊分布集中于东部平原、青藏高原、蒙新高原、云贵高原和东北高原-山地，称五大湖群，其中青藏高原和东部平原是两大稠密湖群。
我国湖泊贮水量与类型，深受季风气候的影响，与降水量、径流量分布趋势一致。我国境内降水特点是：东南多雨、西北干旱，降水量自东南沿海向西北递减；大致以NE-SW走向的山脉（大兴安岭-阴山-贺兰山-祁连山-昆仑山-唐古拉山-冈底斯山）为主要分界线，此线西北（除额尔齐斯河流域外）皆属内流河区，该区降水稀少，径流贫乏，蒸发旺盛，水系和湖泊发育受很大限制，其中多为咸水湖或盐湖，仅青藏高原有少量淡水湖，淡水贮量为445×108m3。内流区湖泊总面积达41137 km2,贮水量达4943×108m3。此线东南为外流区，降水丰沛，径流量大，地表多起伏，为湖泊发育及庞大水系形成提供了有利条件。该区以淡水湖为主，湖泊面积为2985 km2，湖泊贮水量达2134×108m3，其中淡水量1794×108m3。
2、水文特征
中国湖泊水量的时间和地区分配极不平衡。湖泊年补给量如下：东部平原、长江淮河流域约(5000-6000)×108m3，东北、蒙新湖泊(20-30)×108m3；青藏高原10×108m3左右。中国湖泊水量年际间与年内各月变化较大。以融雪径流补给为主的博斯腾湖年际变化较小，丰水年水量仅是枯水年2倍。湖泊水位变化与出入湖泊径流量、湖面降水量及蒸发量等相关。外流湖泊水位年内变化，主要受出入湖泊的河流水量控制，同时与湖泊大小、形态有关。最高水位出现时间在多雨的夏秋季，最低水位出现在少雨的冬末春初。洞庭湖水位年内变幅11.75m，鄱阳湖达5.86m，淮河流域及长江下游地区湖泊年内变化一般为1.5-2.5m，云南湖泊水位年内变幅为1.0-1.5m。青藏、蒙新内陆湖泊，以雨水和冰雪融水补给为主，常形成春汛和夏汛两次高水位，年内变幅较小，一般低于1.0 m。
表9-9 中国主要湖泊的生物营养物质含量（mg/L）
湖名Fe NH4+NO2-NO3-PO43-SiO2COD Mn 鄱阳湖0.11 痕迹痕迹0.02 痕迹 3.73 1.59
5.13
洞庭湖0.08 0.02 0.02 0.62 0.02
3.06
2
太湖0.42 0.02 0.01 0.02 0.06 3.20 4.66 洪泽湖0.02 0.01 0.45 0.10 7.92 5.50 巢湖0.24 0 痕迹0.04 0.03 3.13
梁子湖 4.28 0.01 痕迹0.17 0.01 3.40
石臼湖0.23 0.01 痕迹0.05 痕迹 2.78 3.44 滆湖0.09 痕迹0.01 1.01 0.02 9.43 2.92 阳澄湖0.02 0.04 0.04 0.59 0.01 9.45
13.6
2.03 高邮湖0.08 0.05 0.52 0.03
4
白玛湖0.05 0.02 0.30 0.03 9.09 4.19
19.6
瓦埠湖0.19 0.10 0.12 0.84 0.03
2.18
6
骆马湖0.02 0.04 0.01 0.59 0.01 1.05 2.01 月亮泡0.01 0.03 痕迹0.47 0.03 18.89.10
2
镜泊湖0.21 0.01 痕迹0.37 0.04 8.90 9.19
五大连池0.06 0.04 0.01 0.75 0.20
13.6
6
11.8 4
新疆天池痕迹0.03 0 0.38 0.01 4.91 2.82 鄂陵湖0.01 0.02 0 0.40 0.03 5.98 3.02 扎陵湖0.02 0.03 0 0.40 0.01 1.61 3.51 滇池外海0.02 0.05 痕迹0.18 0.02 1.54
10.1
3
滇池草海0.01 0.07 0.15 痕迹 1.40 9.16 洱海痕迹0.01 痕迹0.09 0.01 1.64 3.19 抚仙湖0 0.01 0 0.20 0.02 0.83 1.61 阳宗海痕迹0.01 痕迹0.10 痕迹 1.87 1.96 邛海0.01 0.01 0 0.25 0.01 4.18 3.30 青海湖0.02 0.05 0.01 0.16 0.02 0.35 1.41 黄旗海0.05 0.80 0.06
乌梁素海
痕迹
0 0.04 0.04
15.4
布伦托海0 0.01 0 0.18 0.05 2.70
14.4
6
博斯腾湖0.01 0.02 痕迹0.22 0.03 5.65 7.32 呼伦池0.02 痕迹痕迹0.13 0.24
21.3
7
8.29 达来诺尔0.08 0.08 痕迹0.01 1.72 2.40
14.3
0 金相灿等，《中国湖泊环境》。
3、透明度
湖泊透明度随湖水化学成分的不同和水中悬浮物质和浮游生物的多少而变化，其可反映湖泊污染状况。藏南的玛旁雍错透明度最大（14m），最小透明度为长江中下游浅水湖泊,低于 20cm。
4、矿化度
由于受纬度、地面高度、季风气候等影响，中国湖泊矿化度差异极大。且分布从东向西明显增高, 大致以1g/L为界线，分为东西两部分，西部矿化度均大于1g/L，甚至大于35g/L，属微咸水湖、咸水湖和盐湖。界线以东平原湖区, 湖泊因季风降水丰沛，盐类在湖内积聚较慢，多为低矿化度的淡水湖，尤以长江中下游地区湖泊矿化度最低, 如鄱阳湖仅为47.62mg/L。湖水矿化度呈从南向北增高的大体趋势, 从洞庭湖184mg/L、阳澄湖174mg/L, 到洪泽湖208mg/L、微山湖290mg/L，到白洋淀则达357mg/L。东北平原与云贵高原淡水湖矿化度为150-250mg/L，东北大伙房水库为525 mg/L，柴达术盆地的协作湖竟达526460mg/L。西藏最大湖泊纳木错为1679-1732mg/L。云贵高原湖泊矿化度稍高, 青藏高原和蒙新地区湖泊矿化度较高。深水湖泊(如抚仙湖、新疆天池、纳木错、羊卓雍错等)又都有明显垂直变化。在蒙新地区及西藏高原上分布有咸水湖，矿化度达1~35g/L，尚有盐湖，矿化度大于35g/L，如西藏中南部的羊卓雍湖的矿化度达1900 mg/L。
4、主要离子组成与类型
由于受地理位置和自然条件影响，中国湖水离子组成的地区差异较大。淡水湖阴离子以重碳酸根离子为主，约占阴离子总毫摩尔数70.51%，水质属重碳
酸盐型，多属C
I Ca和C
II
Ca，如鄱阳湖水为重碳酸钾钠型和重碳酸钙型两种类型。
Cl-和SO
4
2-含量分别为阴离子总毫摩尔数412.36%和1.53%。
咸水湖Cl-含量较高，SO
4
2-次之。分别占阴离子总毫摩尔数34.49%和27.63%，但变幅较大。阳离子Na++K+占首位，约占总毫摩尔数的78%，Mg2+次之，占20%。
其水化学类型主要有C
I Na型、Cl
II
Na型和S
I
Na型。盐湖卤水化学与咸水湖类似。阴
离子以Cl-居首，约占80%左右；SO
4
2-次之，约12%。阳离子以Na+、K+为主，约
占81%；Mg2+次之，约占16%。水型主要是Cl
III Na、Cl
II
Na型。
5、pH与溶解氧
（1）湖泊水pH 中国湖水pH最高者9.6，最低为4.4。除白洋淀、镜泊湖pH均值接近地表水范围（6.5~8.5）上限值外,其余湖水pH为 7.6~8.2，呈中性或微碱性，如位于内蒙古的无梁素海与湖南省的洞庭湖pH分别为7.0~8.5与7.7~8.0。水库pH也基本如此，如北京密云水库与辽宁大伙房水库pH分别为7.9~8.5与7.0~8.9，水质呈弱碱性。湖水pH地区分布特点是：东北及长江中下
游地区湖泊pH（6.5~8.3）较低，呈中性或微碱性；云贵和黄淮海地区湖泊次之，pH值为8.4~9.0，呈弱碱性；蒙新、青藏地区除少数湖泊pH7.5左右、呈微碱性外，极大多数pH都大于9.0，呈碱性或强碱性。
（2）湖泊水溶氧中国湖水溶氧一般大于7mg/L。如鄱阳湖、洞庭湖和太湖等溶氧均值达8.2~10.3mg/L，说明我国湖泊水质的溶氧状况良好。但由于工业废水和生活污水的注人，使一些湖泊局部水域溶氧状况较差。如洪泽湖、南囚湖等已低于4mg/L。
6、营养盐与有机物
我国主要湖泊营养盐含量详见表9-9。
（1）营养盐我国湖泊、水库营养盐含量差别很大, 大体有从西南地区往东北地区递增的趋势。多数湖泊、水库水硝酸态氮含量高于氨态氮。如珠江水系湖泊、水库硝酸态氮与氨氮含量分别为0.009-1.3mg/L与0-0.54mg/L。东北地区多数湖泊、水库水氨氮含量高于硝酸态氮。如黑龙江兴凯湖总氮0.5-1.0 mg/L。各地淡水湖都有不同程度富营养化趋势。
（2）有机物珠江水系湖泊化学需氧量 (COD)一般较低，如锦江水库1.1~3.0 mg/L, 均值1.6 mg/L。长江水系各水库、湖泊COD高于珠江水系, 巢湖1.2~2.4 mg/L，均值1.8 mg/L。北黄岗地区15座水库2.0-10.2 mg/L，COD均值6.1 mg/L。东北地区各水系湖泊高于珠江与长江水系湖泊。如黑龙江兴凯湖与鄱阳湖COD分别为3~10mg/L与2.0~2.8 mg/L。
综上所述，我国湖泊环境状况基本良好。但由于全球性气候干暖化及近年来人为影响，近期西部少数湖泊退缩与咸化，建库蓄水致使一些湖泊先后干涸或濒于消亡，大量未处理的工农业生产废水和生活污水排入湖内，污染湖泊水环境。这些现象已引起我国政府的密切关注，并已采取有力措施，一些不良的变化已受到遏制。
第四节地下水
存在于地表下，充填在土壤、岩石的孔隙、裂缝和洞穴中的所有天然水都属于地下水，它是由降水经过土壤地层的渗流而成的。有时也通过地表水渗流得以补给。但由于存在条件的差异，地下水质可能与地表水有较大差别。
一、地下水的分类
据埋藏条件地下水可分为上层滞水、潜水和层间水〈承压水〉。上层滞水是积存于包气带内局部隔水层之上的地下水，如图9-3中之a。积存于地表之下，第一个稳定隔水层之上的水称为潜水(图9-3,b)，潜水具有自由表面。积存于上、下两隔水层之间的地下水, 承受
图9-3 地下水结构
陈静生等，《水环境化学》。
较大压力, 称为承压水（图9-3，c）。如将上面隔水层钻透, 承压水水位即会上升, 甚至从钻孔喷出。地下水的天然露头称为泉，泉水就是由天然露头涌出的地下水。水温大于20~25℃的泉称为温泉。水中如具有特殊化学成分或特殊物理性质,如含硫、氟、硼、碘,或含铀、镭、氡等放射性元素的泉水, 又称为矿泉水。矿泉水对人的肌体有一定生理作用。
由于地下水埋藏条件不同, 造成地下水质的复杂多样性。地下水在汇集过程中所接触的岩石、土壤与气候、生物及其埋藏深度等都将影响地下水成分。
二、地下水的水化学基本特点
地下水依靠大气降水、地表水和蓄水盆地渗漏水、下层承压的层间水以及水蒸气在土壤孔隙中的凝结水补给。其以多种方式与大气相通，所以受外界影响较大，且与地表水可互相渗透。因而地下水可能含有腐殖质和工业废水污染物。
1、地下水的含盐量
（1）含盐量地下水含盐量差别很大，低者小于500mg,高的达30~50g/L，甚至高至200-300g/L，可用来制盐。与大气降水、河水相比，地下水含盐量相对较高。同一地区不同埋藏深度的地下水，含盐量可能不同。有的地区地下水含盐量自上而下增加，依次出现淡水带、咸水带、盐水带、卤水带、浓卤水带，例如四川盆地、江汉盆地。在干旱地区的柴达术盆地、塔里木盆地等也呈上述分布，只是缺少上部淡水带。有的地区自上而下出现的是咸水带、淡水带、咸水带及盐水带，如鄂尔多斯盆地、准葛尔盆地及松辽盆地的中部、西部一带，均呈这一类型分布。在黄淮海平原地下水则多呈淡水－咸水－淡水三层分带。
浅层地下水(上层滞水与潜水)的含盐量受气候因素影响较大，与地表水含盐量关系密切。我国浅层地下水含盐量分布呈现与河流分布相似趋势，东南沿海向西向北含盐量增加。在秦岭一淮河一线以南，浅层地下水主要靠溶滤作用形成盐分，这一带地下水含盐量很低。从东南沿海到云贵高原，潜水矿化度从约0.2g/L增至约0.5g/L，属碳酸盐类钙组，碳酸盐类钙镁组或碳酸盐类钠组。在秦岭一淮河以北的华北地区及西北地区，年降水量少于年蒸发量, 潜水矿化度分布复杂，变化很大，水化学类型也有很大变化。在排水良好的山地，潜水矿化度较低(<0.5~1g/L)。地下水排泄较差的矿化度则较高，从黄土高原的1~5g
核电站化学水处理过程中的腐蚀与防护
核电站化学水处理过程中的腐蚀与防护 发表时间：2019-06-13T08:43:33.117Z 来源：《建筑学研究前沿》2019年4期作者：程士博马彦超 [导读] 对腐蚀与防护问题进行具体分析，从而为推进我国核电站化学水处理的技术水平做出一点贡献。 福建福清核电有限公司福建省福清市 350300 摘要：核电站化学水处理问题在核电站工作中占有十分重要的地位，由于化学废水的腐蚀性，如果不能将其妥善处理，会产生很大的负面影响，如设备被腐蚀等问题。本文笔者将结合自身的工作经验，基于当前核电站化学水处理过程当中的腐蚀与防护工作的进程，对腐蚀与防护问题进行具体分析，从而为推进我国核电站化学水处理的技术水平做出一点贡献。 关键词：核电站；化学水处理；腐蚀；防护 核电站化学水处理，一般来讲是由于不同的用户在用水的过程中需要水质的不同，工作人员要将化学处理工作运用到原水之中并将不同的水资源进行再分配，从而满足不同用户的需求。整个过程当中，包括了混凝沉降、天然水过滤等多种环节，经过处理后达到可以满足生产和生活需要的目的。运用到生产中的水资源在经过阴阳离子的交换后，形成核电站内每个部门都需要的脱盐水。所以说核电站化学水处理的问题是极其重要的。 一、腐蚀的类型 （一）酸腐蚀 酸腐蚀有三种类型，包括盐酸、次氯酸钠、FeCl3溶液。其中腐蚀性最强的便是次氯酸钠，一般的酸腐蚀仅仅是针对碳钢以及不锈钢，人们通常将碳钢与不锈钢用树脂及橡胶来代替，不过在次氯酸钠的面前，树脂及橡胶也都是可以被轻而易举的腐蚀的；在建造核电站的过程当中，混凝土构筑物、碳钢以及不锈钢等建筑材料是使用最多的，而这些材料特别容易被盐酸所腐蚀，正因为如此，建筑的过程当中可以使用橡胶和玻璃钢作为建筑材料以避免盐酸的腐蚀；从FeCl3溶液腐蚀设备的情况来说，腐蚀机理跟盐酸大致相同，腐蚀程度则跟溶液中的酸度浓度相关。 （二）碱腐蚀 化学水处理的过程当中通常会产生聚合物、氨液以及NaOH等碱性物质。要知道，碱腐蚀和酸腐蚀多有不同，碱腐蚀通常在高温条件下产生，即便这三种碱腐蚀物质浓度再高，当温度没有达到50℃都不会发生腐蚀。不过我们也应该积极的考虑碱腐蚀增强的情况，在工作中做好预防。 首先，通过Cu+nNH3+1/2O2+H2O→Cu（NH3）n2++2HCl这个公式可以看出，在氨液将黄铜腐蚀的过程当中氨、氧、铜互相发生反应，根据实验表明该腐蚀现象会产生铜氨络合离子，这种情况会促使NH3不断地腐蚀铜，与此同时铜部件在被拉应力作用的情形下还会发生应力腐蚀开裂现象。其次，混凝土的碱腐蚀，水泥中含有硅酸钙，当碱与硅酸钙相遇的时候，就会产生氢氧化钙，而这种物质粘结度很低，同时还会有硅酸钠的生出。随着混凝土的碱腐蚀，多种化学生成物接踵而至，他们和外部液体一样，将被不停地消耗，从而致使混凝土的强度不断的降低；还可能产生出一些粘结强度低但体积较大的反应物，以导致混凝土出现开裂膨胀的情况，这种情况会导致混凝土与钢筋脱离的严重后果[1]。 （三）大气腐蚀 液体飞溅的现象在核电站进行化学水处理的过程当中时有发生，在高湿度的环境下便会使金属设备的外部发生腐蚀的情况，伴随着时间的增长以及设备与仪器的长时间操作，腐蚀现象愈发严重，慢慢会有绣层产生于金属设备的表面，使金属设备变得越来越薄，最终导致无法支撑高强度工作，设备被停用。 二、材料耐蚀性研究 （一）金属材料耐蚀性的研究 金属在大气中极易产生绣层，从而有效抑制金属被腐蚀的速度，然而只有运用了加入Cu、P等合金元素的碳钢锈层，才能够最高效率的防止腐蚀。不锈钢在大气中的耐蚀性较高，而由于含有少量的铬，Crl3型的不锈钢那的锈蚀现象依然十分严重。而在各种金属材料单重，锌在大气中的耐蚀性是最强的，主要是因为锌的表面覆盖着含水的盐基性碳酸锌，所以将碳钢的表面涂抹上金属锌，可以使碳钢的耐蚀性得到显著提升，尤其是大气耐蚀性。而要注意的是，在将金属锌喷涂于碳钢表面的时候，要确保碳钢的表面粗糙有度[2]。 （二）非金属材料耐蚀性的研究 在同盐酸介质接触较多的时候通常会使用玻璃钢及橡胶这两种材料。玻璃纤维与树脂的结合构成了玻璃钢设备。玻璃钢之所以耐蚀性较高是由于树脂的抗腐蚀性。环氧树脂具有较高的抗酸、碱腐蚀性，双酚A聚酯和环氧树脂通常被用于传统核电站的抗盐酸腐蚀过程当中，然而乙烯基树脂则是现阶段研制出来的更好的具耐腐蚀性的物质，而酚醛树脂则是越高温度耐酸蚀性越强。 （三）混凝土材料耐蚀性的研究 水泥和酸在水化后又发生固化，从而产生酸铝三钙，与此同时还能与其他的氢氧化物产生反应。混凝土具有较低的拉伸强度以及较高的抗压强度，正因为如此，一般将钢筋搭配混凝土，从而提升混凝土的拉伸强度。而要做到彻底保护钢筋，就要使混凝土的pH始终保持高达12.5的状态，如果混凝土内部结构遭到腐蚀，会导致钢筋暴露于其他介质中，加快了混凝土构筑物的破坏[3]。 三、有效实施防护措施 核电站化学水处理一般来讲就是处理酸腐蚀、碱腐蚀、大气腐蚀等几种情况，可以通过不同的腐蚀情况提出不同的防护措施。 在NaClO溶液与盐酸等管道的耐腐蚀性防护过程当中，需要尽可能的选择碳钢衬橡胶以及玻璃钢代替等方式来进行防护。腐蚀防护的重中之重应该是非金属材料的腐蚀、老化问题，氨、吗啉以及氢氧化钠等设备管道，在管道建设时应该选用碳钢材料。在混凝土构筑物和
地下水水化学特征分析方法研究
资源环境 节能减灾 与s/cm ，它不仅反映了水中例子强度，还可以指示总 例子组成以及溶解态的无机物组成。2.1.3水中溶解氧 地下水水体中元素在三相中转化，同水中的氧化还原反映强度有很大关系，水中溶解氧的浓度直接反映生态环境的 节能技术改造节能汇总表 4结论 项目改造前公司2009年2座混合式一段煤气发生炉耗煤53900t/a （热值7200kcal/kg 的高热值块煤，折标煤55441tce/a ），5座链排式燃煤喷雾干燥塔粉煤67231.8t/a （热值5780kcal/kg ，折标煤55514.3tce/a ），合计烧成热耗110955.3tce/a （相当于5000kcal/kg 的原煤155336t/a ），产品烧成单耗为4.5287kgce/m 2；水消耗量为88.7949万m 3/a ，电消耗量4988.81万kwh/a 。 煤气炉改造后烧成单耗下降为3.53985kgce/m 2，公司用5000kcal/kg 的原煤121419.865t/a ，煤气炉改造节煤折标煤 24226.825tce/a （相当于5000kcal/kg 的原煤33916.135t/a ），改造后用电4397.3156万kwh/a ，项目改造节电591.4944万kwh/a,项目改造节能折标煤26297tce/a 。 煤气发生炉气化后的炉渣基本不含可溶性的有害物，对环境不会造成危害，可以用于铺路、制砖。 由以上所述，本项目改造完成后，公司可年节约原煤折标煤24226.825tce/a ；建成后的环保效益显著，从源头上削减烟尘和SO 2等污染物，明显改善周边的环境。参考文献： [1]高力明.陶瓷工业的燃烧技术进步与节能减排[J ].中国陶瓷 工业,2008,15(4)∶1-6. [2]杨洪儒,苏桂军,曾明峰.我国建筑卫生陶瓷工业能耗现状及 节能潜力研究[J ].陶瓷,2005,11:9-20. [3]骆晓玲,徐坤山.煤气发生炉工作原理的研究[J ].煤炭工程, 2009,8:98-100 [4]顾群音.煤气发生炉气化过程分析与提高煤气品质的技术 措施[J ].上海理工大学学报,2006.1:99-102.
浅述地下水水化学特征分析方法研究
浅述地下水水化学特征分析方法研究 发表时间：2012-12-20T09:33:38.530Z 来源：《建筑学研究前沿》2012年9月供稿作者：丁时晨[导读] 地下水是地质环境构成要素中最为活跃、动态变化最为剧烈的要素之一。丁时晨江苏地矿局第五地质大队 221004 摘要：地下水是地质环境构成要素中最为活跃、动态变化最为剧烈的要素之一，最重要的方式就是对地下水物理特性及水化学特征进行分析，地下水化学特征分析常用描述方法有矿化度、化学组分、同位素分析、污染源分析、氨氮含量、重金属含量等，为资源保护和生态文明提供决策支持。 关键词：水文地质；地下水; 水化学性质；水化学特征；特征分析近年来，研究地下水水化学特征以及进行地下水水质评价已经成为水文地质界比较热得话题，国内外众多学者都采用不同的方法对不同地区进行水质评价和水化学特征研究，促进了地下水科学的极大发展。地下水化学特征受补给来源，地球化学，排水系统，表层厚度，大气和土壤以及人类活动的共同影响，表现出时间和空间异质性特征。地下水在岩石圈运移过程中不断的与岩石发生化学反应，并与大气圈和生物圈进行长期的水循环过程，同时也进行着化学成分转化，随着人类活动在地球表面系统圈进一步深度的发展，人为因素也对地下水产生重要的影响。地下水水化学特征一般从水文地质和化学特征两个方面进行说明，水文地质调查一般从现场勘查可以对地质状况有个比较清晰地认识，对于地下水水化学特征则需要现场检测和实验分析过程进行了解。 1 地下水的化学性质 矿化度:存在于地下水中的离子、分子及化合物的总含量称为地下水的矿化度。矿化度是反映地下水化学成分的主要指标一般情况下,地下水随着矿化度的变化，所占主要离子的种类也相应改变。低矿化度的淡水常以HCO3-为主要成分，中矿化度的盐质水常以SO42-为主要成分，高矿化度的咸水和卤水则常常是以Cl-为主要成分。酸碱度水的酸碱度常以PH值表示，是水中氢离子浓度的负对数值，当PH=7时，说明水为中性;当PH<7时，说明水呈酸性，当PH>7时，说明水呈碱性。硬度水中Ca2+和Mg2+的含量多少用“硬度”概念表示。水中所含Ca2+和Mg2+的数量称为水的总硬度。 2 地下水水化学分析指标 2.1 地下水水化学特征现场观测 地下水物理性质与所含化学成分密切联系，在一定程度上反映地下水的化学成分与形成环境。因此，在进行地下水化学成分研究时，首先要研究地下水的物理性质。 2.1.1 温度监测 自然界许多化学变化都是在一定温度下才能发生的，温度对水体中的化学元素的浓度和存在状态都有一定的影响，甚至表层地下水对气候的干湿冷暖都有响应。地下水温度对气温的响应一般都存在一个滞后期且变化幅度可能会是微弱的。 2.1.2 电导率监测 电导率是地下水传送电流的能力，它和电阻值相对应，测量单位为，它不仅反映了水中例子强度，还可以指示总例子组成以及溶解态的无机物组成。 2.1.3 水中溶解氧 地下水水体中元素在三相中转化，同水中的氧化还原反映强度有很大关系，水中溶解氧的浓度直接反映生态环境的状况。 2.1.4 PH值监测 地下水的PH值（即酸碱度）主要取决于地下水中的H+浓度，是制约元素迁移和沉淀的主要条件。水中的PH值能够直接影响迁移强度大的元素。 2.2 地下水水化学特征实验分析 2.2.1 矿化度 水中化学组分含量的总和称为总矿化度。地下水在运移过程中通过淀滤，蒸发和沉积作用，使得地下水矿化度发生变化。天然水按矿化度的分类，矿化度在0.000—1.000g/L之间的为淡水；矿化度在1.000—3.000g/L之间的为微咸水；矿化度在3.000—10.000g/L之间的为咸水；矿化度在10.000—100.000g/L之间的为盐水；矿化度在＞100.000g/L之间的为卤水；按照各个划分标准可以对研究区地下水性质进行划分。 2.2.2 化学成分分析 化学成分主要是研究地下水多汗阴阳离子浓度，主要的例子监测室以K+,Na+，Ca2+，Mg2+为主；阴离子主要以Cl-，SO42-，PO43-,NO3-,HCO3-为主。阴离子和阳离子一起不仅可以反映水体的化学组成，还可以进一步揭示不同端元对研究水体的影响。（Stallard，1983）利用Piper三线图的方法可以得出水化学类型。此种方法可以看出地下水与岩石耦合发生反应得岩石类型。主要影响地下水的矿物主要是方解石，白云石，石膏等，天然情况下阳离子Ca2+，Mg2+和阴离子HCO3-和SO42-空地下空间变化来源于水岩作用中对岩石溶解，据此可以推算出相关的溶解率等指标。其中还要有降水对其离子变化的贡献。人类生产生活对地下水Ca2+，Mg2+，HCO3-和SO42-扰动也比较大。 K+,Na+和NO3-，SO42-，Cl-离子主要来源于除降水之外还要受到花费，人畜粪便，生活废水等。 Cl-被认为是具有惰性的离子，它既不容易吸附在黏土上，也不容易产生氯化物沉淀，除非其浓度超过200g/L。单纯雨水中Cl-来自海洋，随距海洋距离越远其浓度呈指数级衰减，运移过程中受到大陆上空尘埃和气体（天然的和工农业生产）影响会改变雨水中Cl-浓度。Cl-在地下运移中不会在透水层停留就不会明显产生Cl-。 2.2.3 同位素在水化学特征分析中应用 人气降水卞要来源于海水蒸发形成的蒸汽团，故人气降水的同位素组成特征取决于海水的同位素组成及海水蒸发冷凝中同位素的分馏作用，它决定了人气降水形成初期氢氧同位素组成特征，即人气降水的 D和 18O成线性关系。大气降水形成后，其氢氧同位素组成特征在其空间运移上还会随着温度和空间变化产生新的效应，即温度效应、纬度效应、高程效应和降水量效应。1991年原地矿部水文地质工程地质研究所得出西南地区降水线方 D=7.87 18O+11.09。
第九章 各类天然水体的水化学概况
第九章各类天然水体的水化学概况 天然水在自然界中的分布和循环，构成地球的水圈，水圈为地球表面和接近地球表面的各类水的总称。天然水的总水量近14亿km3, 地球表面积的三分之二被其所覆盖。天然水在流动与循环过程中接受了周围环境的各种杂质，形成不同水系。按天然水形成、形态与性质的特点，可划分为河水、湖（库）水、地下水、大气降水(雨水、雾、雪、霜、雹等)及海水五大类。各类天然水均具有各自的特点，即使同类水体，其水质状况也不尽相同。这是由于水体所处的环境条件，如气象、气候、地理、地质、人类生产与生活用水和排废、各种生物的生命代谢活动等均会影响水质。本章将简要叙述各种类型天然水体的水化学概况及相关概念。 第二节河水 一、河流水化学基本特点 河流是大气降水径流和出露地面的地下水径流在地表线性凹地汇集而成的水体，河流是自然界水分循环的组成部分及水量平衡的组成要素。其具有集水流域面积广、敞开、流动等特点。河流水质与土壤、岩石、植被、气候及河水的补充水源等状况有关，和人类活动有关，特别是与水中生物生命代谢活动直接相关。河流是水圈中最为活跃的部分，由于其流动所涉及的面积较为广阔，流动过程中接触的环境较复杂，且多样性，故河水化学组成具多样性和易变性的特点，不同地区河流与同一河流的不同季节、不同河段，其河水化学成分都可能有较大差异。通常河流的水化学有以下基本特点： 1、溶解有丰富的气体 因河水处于运动状态，与空气接触充分，溶有空气中的各种气体，溶解氧气和氮气较丰富，含量近为饱和。未污染河流中生物不多，溶解氧等气体的含量主要受温度和气压影响。 夏季大型水库溢洪放水时，放出大量温度低且为溶解气体所饱和了的库水，这些水在大坝以下河道中如温度迅速上升，可能造成水中溶解气体过饱和。 2、河水化学组成与含盐量 （1）主要离子世界各地河水所含主要离子种类相同，阳离子为：Ca2+、Mg2+、Na+、、K+，阴离子为：HCO3- CO32-、SO42-、Cl-，即通常所说八大离子。世界河水平均化学组成、我国及世界部分河流主要离子含量和分别列于表9-3、9-4与9-5。多数河流主要离子中以HCO3-和Ca2+含量最高，水质属碳酸盐类钙组。在含盐量较高河水中，水质类型可能与前者不同，存有硫酸盐类或氯化物类钠组类型水质。较多河水中主要离子含量大小基本具有以下顺序：阳离子：[Ca2+]>[Na++K-]> [Mg2+]，阴离子：[HCO3-+CO32-]> [SO42-]> [Cl-] 东南沿海各河流，水质类型主要以重碳酸盐类钙组或钠组为主，但是主要离子比例关系
核电站水化学控制工况复习参考
核电站水化学控制工况复习参考 一、名词解释及填空 1、放射性强度：是度量放射性强弱的物理量，常用的单位有居里（Ci）、贝克（Bq）和克镭当量。 2、剂量当量：就是用来度量不同类型的辐射所引起的不同生物学效应，其单位为雷姆（rem）或希沃特（Sv）。1 Sv=100 rem。 3、压水堆：是以加压轻水（普通）水做冷却剂和慢化剂，且水在堆内不沸腾的核反应堆。 4、重水堆：是以重水做慢化剂的反应堆。 5、沸水堆：是以沸腾轻水为慢化剂和冷却剂，并在反应堆压力容器内直接产生饱和蒸汽的核反应堆。 6、快中子反应堆：是以快中子来产生和维持链式裂变反应的反应堆。 7、核电站一回路系统：反应堆冷却剂系统又称为一回路系统，它是核电站的最重要的系统，也是核电站区别于其他类型电站的本质特征。 8、核电站二回路系统：核电站的二回路系统即以汽轮机发电机组设备为主的系统，在该系统中主要实现蒸汽获得、冲转汽轮机、带动发电以及对乏汽进行冷却等功能。 9、压水堆核电站核岛中四大部分是蒸汽发生器、稳压器、主泵和堆芯。 10、蒸汽发生器：是核电站一回路和二回路的枢纽，它将反应堆内产生的热量传给蒸汽发生器的二回路水侧，产生蒸汽推动汽轮机做功。 蒸汽发生器按工质流动方式分为：自然循环蒸汽发生器和直流（强迫循环）蒸汽发生器。 压水堆广泛使用的三种蒸汽发生器：U形管自然循环蒸汽发生器，卧式自然循环蒸汽发生器和立式直流蒸汽发生器。 11、稳压器：让反应堆压力容器内的水受热后不变成蒸汽，并维持水的压力在一定范围内的设备。 稳压器工作原理是：当稳压器中压力过大时，把产生的蒸汽释放到除盐水箱中泄压。 稳压器分为两类：气罐式稳压器和电加热式稳压器。 12、环路：一个反应堆压力容器通过一个蒸汽发生器不足以冷却其反应堆，故通过设置多个环路来冷却，设置环路是为了提高热能利用率。每一条环路是由一台蒸汽发生器、一台或两台反应堆冷却剂泵及相应的管道组成，在其中一个环路的热段管道上，通过波动管与一台稳压器相连，一回路系统的压力由稳压器调节，且保持稳定。 13、反应堆内为混合直接换热，蒸汽发生器中为一回路水和二回路水的间接换热。 14、快中子堆以钚-239为裂变燃料，以铀-238为增殖原料（不会裂变）。冷却剂是液态钠，以减少中子的吸收损失。 钚-239裂变反应使用的是快中子，而不是热中子。裂变产生的中子即为快中子，因此快中子堆不需要慢化剂。用快中子轰击钚-239原子核产生裂变；一个钚-239原子核裂变放出的中子比一个铀-235核裂变产生的中子数多，因此钚-239裂变产生的中子数除维持反应堆的链式反应外，多余的中子被铀-238俘获后可产生新的钚-239，而新生的钚-239比堆芯内消耗的钚-239还多，这样就实现了核燃料的增殖。 15、反应堆回路及其辅助系统的厂房构成核岛。汽轮机回路及其辅助系统和厂房总称常规岛。电厂的其他部分统称为配套设施。 16、核电厂常见的金属材料有：奥氏体不锈钢（如304、316和A286），镍基合金（如600合金、690合金、X-750和718合金）；Zr-4合金。 PWR二回路系统的蒸汽发生器管束一般采用600 合金（因科镍-600），该材料相比不锈
我国核电站放射性化学废水的处理工艺
Water Pollution and Treatment 水污染及处理, 2019, 7(2), 73-76 Published Online April 2019 in Hans. https://www.360docs.net/doc/336386506.html,/journal/wpt https://https://www.360docs.net/doc/336386506.html,/10.12677/wpt.2019.72011 The Treatment Process of Radioactive Chemical Waste Water Coming from Nuclear Power Plant in China Ruoxia Ma, Bin Yang Chongqing Science and Technology Branch, SPIC Yuanda Environmental Protection Co. Ltd., Chongqing Received: Mar. 1st, 2019; accepted: Mar. 14th, 2019; published: Mar. 28th, 2019 Abstract The waste water which is produced by the nuclear power plant adheres to the principle of classi-fied collection and processing. This wastewater mainly includes the coolants, chemical waste wa-ter, the ground drainage and the drainage from nonradioactive region. The chemical waste water’s quality is poorer, contains many impurities, and has high electrical conductivity. And the activity concentration may be higher, such as chemical cleaning waste water, the drainage of chemical de-contamination and the waste water from radioactive chemical analysis laboratory, etc. This paper describes the treatment process of chemical waste water in typical nuclear power plants in China, and analyzes and summarizes various technological processes. Keywords Nuclear Power Plant, The Chemical Wastewater, Treatment Processing 我国核电站放射性化学废水的处理工艺 马若霞，杨彬 国家电投远达环保工程有限公司重庆科技分公司，重庆 收稿日期：2019年3月1日；录用日期：2019年3月14日；发布日期：2019年3月28日 摘要 在核电站中产生的废水都遵循分类收集和处理的原则，我国的核电站产生的废水主要包括工艺废水、化
地下水化学成分形成的主要影响因素全解
地下水化学成分形成的主要影响因素 地下水化学成分形成的主要影响因素有四大类：分别是自然地理因素、地质因素和水文因素、生物因素和人为因素，下面将详细分析并举例说明其主要的影响因素。 一.自然地理因素 包含地形；水文；气候（气象/降水/气温/蒸发）。 （1）地形：影响水交替条件，而水交替条件又影响水的化学成分和矿化度。地形切割强烈，水的交替条件就好，有利于淡水的形成。反之，则形成高矿化度的咸水或盐水。如山区形成碳酸型水，而平原易形成硫酸水或氯化物型水 （2）水文：密集的水文网有利含水层的水交替条件。盐分的带出及淡潜水的形成。在水文网稀疏的条件下，地下水径流受阻，从而使潜水矿化度增高。 （3）气候 ①气象 ②降水 大气降水能使地下水的储存量、矿化度和化学成分发生明显变化。 降雨对地下水化学成分的影响,可以分为直接与间接两种作用方式,所谓直接方式,是指雨水中的化学组分,通过包气带直接入渗补给地下水;间接方式,是指雨水在经过包气带并与岩土发生复杂的物理化学作用过程中进入地下水。实际上,地下水化学成分的变化,是在上述
两种过程中共同完成的只不过在降雨为pH值过低的酸雨时与岩土的作用更强烈,地下水化学成分的变化更深刻罢了。 i.据苏州市某厂周围1984年检测的浅层地下水中SO42-含量和水的化学类型,由资料看出,硫酸型水广泛分布,面积约为五平方公里，其中C8井点矿化度为2.21克/升，总硬度高达50.7德国度，为全市之冠；尤其是距该厂北侧30米左右的C5、C3。井孔点(为浅钻孔,水位埋深1米),地下水中SO42-含量居然高达2.63 一2.494克/ 升,矿化度达到4.93 一5.21 克/ 升,总硬度为2 5.2一4 1.6德国度,明显的与该厂经常排放高浓度的SO42-所形成的酸雨有密切关系,地下水中的SO42-含量如此之高,与酸雨中的高含量的SO42-的直接入渗有关,也是酸雨中高浓度的H+与本区浅部土层中丰富的铝硅酸盐( 100克土中含有SiO2 +A l2O3达到80克左右) 强烈作用的结果。
雨水的成分主要是水
雨水的水化学研究利用雨水的成分主要是水（化学成份H2O），有少量二氧化硫，二氧化氮，会形成酸雨，如遇雷雨，雨水中会含有少量的臭氧分子（因闪电造成）。还有空气中的各种各样的杂质和浮尘。 雨水是陆地水资源的主要来源。合理有效的雨水利用, 既增加当地水资源, 又削减洪峰, 减轻洪水危害。要对雨水进行充分的利用, 就要对雨水成分进行分析, 了解雨水中的阴离子状况, 分析雨水中的污染程度。同时, 雨水能很好的反应近期大气状况, 通过对雨水的分析研究就能了解区域大气环境的污染状况, 监测雨水酸度的变化趋势, 为当地相关环保部门提供一定的数据参考。测定降水中阴离子的国家标准方法有离子色谱法、浊度法和分光光度法等。 离子色谱法利用离子交换原理进行分离, 由抑制柱扣除淋洗液背景电导, 然后利用电导检测器测定, 根据混合标准溶液中各阴离子出峰的时间以及峰面积( 峰高)可进行定性和定量测定各种阴离子。该方法测定降水中的阴离子, 具有检测限低、准确度高、精密度好、方便高效的特点, 是一种实用、快速的分析方法。 雨水由于所处环境不同，其化学成分各异，不同树叶的化学元素种类和含量以及酸度都略有不同之处。雨水经过树叶的淋滤而产生了化学成分改变,研究雨水中氮以及常规离子分布特征以及对环境的影响，能对树叶对雨水的作用和雨水的利用有新的认识，有较大的实用性，操作简单方便，实验条件充足有利，使实验结果准确度较高。 研究雨水中氮元素以及常规离子分布特征以及对环境的影响，提
出相关的利用方案，对改善环境有一定帮助。研究雨水化学成分的改变是水环境化学的范畴，水环境化学是水文与水资源、勘查技术与工程（水工）专业的重要课程，学习理论并运用到实际研究中，从而使理论知识更扎实，也能在实际研究得到新的理论和知识，这是理论与实践的完美结合。 基于年降雨量丰富，植物茂盛，全年温差不大的地区，雨水在降雨的过程中经过茂密的树叶，会对雨水中的氮和常规离子-在水中的含量产生一定的影响，以及雨水中的pH值也会由于经过不同树木的淋滤而有些许的不同。实验分别选择在不同地点接到的雨水与在空旷的地方接到的自然雨水水样进行离子分析，比较各组水样中离子组分的不同，分析其原因，并且评价雨水中氮元素以及常规离子分布对环境的作用。 由雨水的水化学研究可分析在一个地区的雨水中阴离子的含量, 可以了解该地区大气污染状况, 从而准确地找到污染源, 进行有针对性的治理。丰水期的大气污染较小, 枯水期的大气污染严重。在最优化的色谱条件下, 实际雨水样品多种共存阴离子能得到较好的分离结果。
天然水及其分类
天然水及其分类 一、水源 水是地面上分布最广的物质，几乎占据着地球表面的四分之三，构成了海洋、江河、湖泊以及积雪和冰川，此外，地层中还存在着大量的地下水，大气中也存在着相当数量的水蒸气。地面水主要来自雨水，地下水主要来自地面水，而雨水又来自地面水和地下水的蒸发。因此，水在自然界中是不断循环的。 水分子（H2O）是由两个氢原子和一个氧原子组成，可是大自然中很纯的水是没有的，因为水是一种溶解能力很强的溶剂，能溶解大气中、地表面和地下岩层里的许多物质，此外还有一些不溶于水的物质和水混合在一起。 水是工业部门不可缺少的物质，由于工业部门的不同，对水的质量的要求也不同，在火力发电厂中，由于对水的质量要求很高，因此对水需要净化处理。 电厂用水的水源主要有两种，一种是地表水，另一种是地下水。 地表水是指流动或静止在陆地表面的水，主要是指江河、湖泊和水库水。海水虽然属于地表水，但由于其特殊的水质，另作介绍。 天然水中的杂质 要有氧和二氧化碳天然水中的杂质是多种多样的，这些杂质按照其颗粒大小可分为悬浮物、胶体和溶解物质三大类。 悬浮物：颗粒直径约在10-4毫米以上的微粒，这类物质在水中是不稳定的，很容易除去。水发生浑浊现象，都是由此类物质造成的。 胶体：颗粒直径约在10-6---10-4毫米之间的微粒，是许多分子和离子的集合体，有明显的表面活性，常常因吸附大量离子而带电，不易下沉。 溶解物质：颗粒直径约在10-6毫米以上的微粒，大都为离子和一些溶解气体。呈离子状态的杂质主要有阳离子（钠离子Na+、钾离子K+、钙离子Ca2+、镁离子Mg2+）,阴离子（氯离子CI -、硫酸根SO42-、碳酸氢根HCO3-）；溶解气体主。 水质指标 二、水中的溶解物质 悬浮物的表示方法：悬浮物的量可以用重量方法来测定（将水中悬浮物过滤、烘干后称量），通常用透明度或浑浊度（浊度）来代替。 溶解盐类的表示方法： 1.含盐量：表示水中所含盐类的总和。 2.蒸发残渣：表示水中不挥发物质的量。 3.灼烧残渣：将蒸发残渣在800℃时灼烧而得。 4.电导率：表示水导电能力大小的指标。 5.硬度的表示方法：硬度是用来表示水中某些容易形成垢类以及洗涤时容易消耗肥皂得一类物质。对于天然水来说，主要指钙、镁离子。硬度按照水中存在得阴离子情况。划分为碳酸盐硬度和非碳酸盐硬度两类。 6.碱度和酸度：碱度表示水中含OH -、CO32-、HCO3-量以及其它一些弱酸盐类量得总和。碱度表示方法可分为甲基橙碱度和酚酞碱度两种。酸度表示水中能与强酸起中和作用的物质的量。 有机物的表示方法：通常用耗氧量来表示。
3.1.2天然水的基本特征(1)
第三章：水环境化学——天然水的性质 第三章：水环境化学——天然水的基本特征以及污染物存在形态 一、水和水分子结构的特异性 二、天然水的基本特征 1、天然水的组成（离子、溶解气体、水生生物） 2、天然水的化学特征 3、天然水的性质 （1）碳酸盐系统 （2）酸度和碱度 （3）天然水的缓冲能力 ● 缓冲溶液能够抵御外界的影响，使其组分保持一定的稳定性，pH 缓冲溶液能够在一定程度上保持pH 不变化。 ● 天然水体的pH 值一般在6-9之间，而且对于某一水体，其pH 几乎保持不变，这表明天然水体具有一定的缓冲能力，是一个缓冲体系。 ● 一般认为各种碳酸盐化合物是控制水体pH 值的主要因素，并使水体具有缓冲作用。但最近研究表明，水体与周围环境之间发生的多种物理、化学和生物化学反应，对水体的pH 值也有着重要作用。 ● 但无论如何，碳酸化合物仍是水体缓冲作用的重要因素。因而，人们时常根据它的存在情况来估算水体的缓冲能力。 对于碳酸水体系，当pH<8.3时，可以只考虑一级碳酸平衡，故其pH 值可由下式确定： ][] [lg 3*321--=HCO CO H pK pH 如果向水体投入△B 量的碱性废水时，相应由△B 量H 2CO 3*转化为HCO 3-，水体pH 升 高为pH ＇,则： B HCO B CO H pK pH ?+?--=-][][lg 3*321＇ 水体中pH 变化为△pH=pH ＇-pH ，即：
][][lg ][][lg 3*323*32--+?+?--=?HCO CO H B HCO B CO H pH 由于通常情况下，在天然水体中，pH=7左右，对碱度贡献的主要物质就是[HCO 3-]，因此经常情况下，可以把[HCO 3-]作为碱度。若把[HCO 3-]作为水的碱度，[H 2CO 3*]作为水中游离碳酸[CO 2]，就可推出： △B=[碱度][10△pH -1]/(1+K 1×10pH+△pH ) △pH 即为相应改变的pH 值。 ● 在投入酸量△A 时，只要把△pH 作为负值，△A=-△B,也可以进行类似计算。 举例：在一个pH 为6.5、碱度为1.6mmol/L 的水体中，用NaOH 进行碱化，需多少碱能使pH 上升至8.0? 解：△pH=8-6.5=1.5, pH=6.5, 碱度=1.6mmol/L 所以△B=[碱度][10△pH -1]/(1+K 1×10pH+△pH ) =1.6×（101.5-1）/(1+10-6.35×106.5+1.5) =1.6×（101.5-1）/45.668 =1.08 mmol/L （4）天然水的酸碱平衡 ● 许多化学和生物反应都属于酸碱化学的范畴，以化学、生物化学等学科为基础的环 境化 ● 学也自然要经常需要应用酸碱化学的理论。 ● 酸碱无时无刻都存在于我们的身边，食醋、苏打以及小苏打等都是生活中最常见的 酸和碱，一些学者认为弱碱性的水更有利于人类的健康。 ● 酸碱反应一般能在瞬间完成，pH 值是体系中最为重要的参数，决定着体系内各组 分的 ● 相对浓度。在与沉积物的生成、转化及溶解等过程有关的化学反应中，pH 值往往 能决定转化过程的方向。 ● 天然水体pH 值一般在6～9的范围内，所以在水和废水处理过程中，水体酸碱度的 观测是一个首先必须考虑的指标之一。 ● 在天然水环境中重要的一元酸碱体系有HCN-CN —、NH 4+—NH 3等，二元酸碱体系 有H 2S-HS —S 2—、H 2SO 3—HSO 3——SO 32—、H 2CO 3—HCO 3——CO 32—等，三元酸碱体系有：H 3PO 4—H 2PO 4——HPO 42——PO 43—等。
天然水的化学特征
天然水的化学特征 一、雨水 雨、雪、雹等统称为降水，比较纯净，但随地区和大气环境影响，会溶存吸收杂质和气体。在接近海洋和内陆盐湖地方的降水中会溶解一些氯化钠盐分，离海岸距离近的雨水中Cl-含量高。一般雨水的总含盐量不超过50mg/L，结垢物质(钙、镁〕更微。在250C, 1大气压下，由于空气中COZ的溶人可使雨水pH值达5.6，这一因素是自然的，并非化学污染，温度、气压澎响但多不大，pH<5. 6时才称为酸雨。 二、河水 河水中含有的悬浮物和溶解盐类随流经地区的气候、地质条件、补给水的影响而变化。沿途有工矿企业排水时将污染水质。我国河水的含盐量可在13 -9185mg/L之间变化，而1000mg/L 以上者为少。河水的水化学特征是Ca z+ > Na+ > Mg2+ ; HCO3->SO2-4>Cl- 一般河水呈现微酸性。在洪峰期间悬浮物含量增加，含盐量减少;枯水期则相反。细菌、藻类及有机物在河水中含量也较高。 我国河流的水化学特征有明显的地带性:重碳酸盐类分布最广，占全国面积的680o I氯化物盐类占25.4%o，硫酸盐类分布最少占6.6%并大部分分布在西部内陆地区。东南沿海河流含盐量最少为36. 4mg/L，在塔里木河米兰附近测得含盐量达32 732mg/L(接近海水含盐度)，两者相差近1000倍。我国河水中硬度类别分布情况。 三、湖水 湖泊是提供工业和饮用的主要水源，并具有改善区域生态环境等多种功能。湖水的化学成分决定于流人水源及补给湖泊的地下水流的成分，并与在湖内进行生物作用和湖泊集水面的自然地理条件有关。是否有水流从湖泊流出，对湖水化学成分形成过程有特殊意义。不排水湖泊湖水耗损于蒸发，因而进人湖内的盐类不断聚积，其浓度继续升高，结果湖泊变成咸水湖。 排水湖的含盐量通常不超过200 - 300mg/L，咸水湖中的离子总数可达5. 82g/L。湖泊的深度、面积、容量对水质有明显影响。我国东北地区(松嫩平原的东北部)气候干旱，地形低洼，湖泊密集，周围盐碱土分布其盐分多属苏打盐土，地表水和地下水的含盐量较高，水中主要成分是重碳酸钠，含盐量2700mg/L左右，为淡水湖、咸水湖和卤水盐湖三种类型。
核电厂水化学
1.1简述水化学控制的主要内容和水化学在压水堆核电厂安全运行中的重要作用。 水化学控制的主要内容： （1）恰当的化学处理（如pH值和氧含量的控制） （2）使用高纯补给水，严格控制水质质量标准。 （3）一回路和二回路水有效的净化。 （4）防止杂质的进入。 （5）在冷却剂系统中使用化学药品的纯度应具有质量保证。（6）在核电站控制区使用化学物质，应具有核安全条例。 （7）核电站管理部门应制定水质监测，腐蚀监督和辐射场报警的管理法规及对策。 重要作用：保障含有放射性的屏障的完整性、降低辐射场剂量1.2水化学主要在哪几个方面影响压水堆核电厂的安全运行和核电厂可利用率？ 水化学从两个方面影响压水堆的运行安全： 1、影响核电厂含有放射性的屏障的安全性； 2、影响堆芯以外的辐射场的放射性积累，从而影响工作人员经受的辐射剂量。水化学的良好控制可以使上述二个问题对核电厂的不利影响大为减少，从而改善核电厂的安全性。良好的水化学控制是确保屏障的完整性的重要手段。影响压水堆核电厂的安全运行和核电厂可利用率。 2.6水的质量组成如何？复杂水分子的组成通式如何表示？何为分子
的缔合？何为氢键？何为饱和蒸汽？画出水的状态图，并说明三相点的温度和压力。 水的质量组成：H 11.11% O 88.89% 复杂水分子：（H2O）x 分子的缔合：由简单分子结合成比较复杂的分子，而不引起物质的化学性质改变的现象。 氢键：与负电性强的元素（尤其是氟和氧）做共价结合的氢原子，还可以再和此类元素的另一原子相结合。此时所形成的第二个建成为氢键。 饱和蒸汽：当蒸汽和生成蒸汽的液体处于平衡时，此时的蒸汽成为饱和蒸汽。 水的状态图 温度：+0.007℃压力：6.13e2 Pa 2.11什么是水的离子积？水溶液的PH值是如何定义的？并写出各自的表达式。在酸、碱和中性水溶液中的PH值范围是多少？ 水的离子积：将水中[H+][OH-]的乘积叫做水的离子积。Kw=[H+][OH-] PH值：H+离子浓度的负对数为溶液的PH值。 PH=-lg[H+] PH=-lg[Kw/[OH-]]
空气和水_物理及化学特性_图文(精)
武汉理工大学计算机学院张能立 2009-12-1 科学精神 1、探索 2、质疑 3、逻辑
4、实证 如何学科学 1、首先学科学精神 2、其次学科学知识 科学小实验:能升空的气球 问题:气球为什么能升空呀? 答案:气球里面的空气向下喷射时,气球自身获得了向上的“反作用”力,这个“反作用”力推动气球往上运动。 科学规律:动量守恒定律 火箭原理与气球升空原理相同。
问题:什么是空气? 空气是指地球大气层中的气体混合。它主要由 78%的氮气、21%氧气、还有许多稀有气体和杂质组成的混合物。 表:干燥空气在海平面的主要成分 气体化学式体积比质量比氮N 2 78.084 % 75.518 %氧O 2 20.942 % 23.135 %氩Ar 0.934 % 1.288 %二氧化碳CO 2 0.038 % 0.058
问题:历史上,哪个科学家首先发现空气 是由多种气体组成的? 长期以来人们一直认为空气是一种单一的物质,直到后来法国科学家拉瓦锡(1743-1794通过实验首先得出了空气是有氧气和氮气组成的结论。 19世纪末,科学家们又通过大量的实验发现,空气里还有氦、氩、氙等稀有气体。在自然状态下空气是无味无臭的。 法国科学家拉瓦锡—著名的“钟罩实验” 拉瓦锡把少量的汞(水
银放在密闭的容器里,连 续加热达十二天之久,结果发现有一部分银白色的液态汞变成了红色的粉末,同时容器里的空气的体积差不多减少了五分之一。拉瓦锡研究了剩余的那部分空气,发现这部分空气既不能供给人类及动物呼吸来维持人类及动物的生命,也不能支持可燃物的燃烧。这种气体后来
核电站水化学工况考试题目
一、十个概念： 1. 核电站一回路系统：反应堆冷却剂系统又称为一回路系统，它是核电站的最重要的系统， 也是核电站区别于其他类型电站的本质特征。反应堆冷却系统使反应堆冷却剂在规定压 力、温度的条件下正常进行循环、并载出堆芯热量的系统。 2. 核电站二回路系统：核电站的二回路系统即以汽轮机发电机组设备为主的系统，在该系 统中主要实现蒸汽获得、冲转汽轮机、带动发电以及对乏汽进行冷却等功能。由汽轮机， 发电机，凝汽器，凝结水泵，给水加热器，除氧器，给水泵，蒸汽发生器，汽水分离再 热器等设备组成。 3. 快中子增殖堆：由快中子引起裂变链式反应的反应堆。其在运行时，能在消耗易裂变核 素的同时生产易裂变核素，且能使所产多于所耗，实现易裂变核素的增殖。 4. 反应堆：核反应堆，又称为原子反应堆或反应堆，是装配了核燃料以实现大规模可控制 裂变链式反应的装置。 5. 蒸汽发生器：是核电站一回路和二回路的枢纽，它将反应堆内产生的热量传给蒸汽发生器的二回路水侧，产生蒸汽推动汽轮机做功。【采用间接循环的反应堆动力装置中把反 应堆冷却剂从堆芯获得的热能传给二回路工质使其变为蒸汽的热交换设备。有产生过热 蒸汽的直流式蒸汽发生器和带汽水分离器、干燥器的饱和蒸汽发生器两类。 】 6. 反应性：反应堆的中子有效增殖因数keff 与1之差相对keff 之比。用此无量纲数(符号“ρ”) 来衡量增殖介质系统偏离临界状态的程度。单位可用百分数、pcm(1015)；也可用缓发 中子总份额；作单位，称“元($)”。 eff eff eff eff K K K K ?=-=1ρ 7. 剂量当量：就是用来度量不同类型的辐射所引起的不同生物效应，其单位为雷姆（rem ） 或希沃特（Sv ）。 8. EPRI ：（Electric Power Research Institute, EPRI ）成立于1973年，是一个非赢利的能 源和电力科研机构、协调组织，经费由美国主要的公用电力公司资助。其主要任务是组 织、协调并统一规划发电、输电、配电、用电等方面的科研活动，以及核能发电、新技 术开发利用、环境保护等方面的研究，科技信息的交流等。 BWR ：（boiling water reactor ），中文名：沸水堆。沸水堆核电站沸水堆又叫轻水堆，沸 水堆核电站工作流程是：冷却剂（水）从堆芯下部流进，在沿堆芯上升的过程中，从燃料棒 那里得到了热量，使冷却剂变成了蒸汽和水的混合物，经过汽水分离器和蒸汽干燥器，将分 离出的蒸汽来推动汽轮发电机组发电。 PWR ：Pressurized Water Reactor 压水反应堆。 SG ：Steam Generator 蒸汽发生器。 9. 慢化剂：热中子堆内用于降低快中子能量的材料。对其主要要求是：慢化能力强，中子 吸收弱，与冷却剂和燃料棒包壳以及其他结构材料的相容性好，热和辐照稳定性好等。 10. 辐照分解：又称辐射化学变化。由体系吸收电离辐射能产生的激发分子、离子、电子和 自由基引起。例如液态水吸收电离辐射能产生的阳离子、激发分子和电子，它们分布在 入射粒子径迹周围的刺迹中，迅速经由激发分子解离、离子分子反应和电子溶剂化过程 转变为氢原子、羟基自由基和水化电子，它们在刺迹中的浓度很高(约1mol/L 数量级)， 一部分自由基发生相互反应生成稳定的分子产物，如氢和过氧化氢或重新生成水分子。 未反应的自由基则随刺迹膨胀而扩散，直至均匀分布在水介质中。当无溶质存在时，扩 散出来的自由基产物通过自由基-自由基反应、自由基-分子产物间反应消失。体系重新 建立热力学平衡。辐射化学变化程度与辐射类型和能量，剂量率，体系中的杂质，清除 剂，辐照环境(温度、辐照氛围)以及受照物质的性质及状态等有关。
水化学分析资料
实习III 水化学分析资料整理 一、实习目的 熟悉水化学分析资料整理的基本方法。 二、各种离子浓度单位的换算 1．离子的毫克当量浓度(meq/L) 离子的毫克当量百分数浓度(meq%) 2.离子的毫摩尔浓度(mmol/L) mEq/L＝(mg/L)×原子价/化学结构式量 mg/L＝(mEq/L)×化学结构式量/原子价 mg/L=mmol/l×化学结构式量 所以mEq/L=mmol/L×原子价 (注：化学结构式量＝原子量或分子量) 3.离子的毫摩尔百分数浓度(mmol%) 4．离子的毫克当量百分数浓度与离子的毫摩尔百分数浓度的换算 (+)为阴(阳)离子总和。 式中：X-(+)为某种阴(阳)离子。ΣX- i 三、水化学分析结果误差检验 根据水中各成分化合当量相等原理, 水中阴、阳离子当量总数应当相等。因此, 由下面式子就可检验水分析结果的可靠程度： ×100%
式中：e 为分析误差值; ∑k 为阴离子总含量(meq%); ∑a 为阳离子总含量(meq%)。 一般全分析的允许误差<2%, 简分析<5%, 否则结果不能采用。 四、水的硬度 1．总硬度(H) 为水中钙、镁离子含量的总和。可由德国度(Ho)或mg/L表示： H = [ Ca2+ ] + [ Mg2+ ] 2．暂时硬度 根据钙、镁离子与重碳酸根离子的当量关系可知： (1)当r(Ca2+ + Mg2+) ≤ rHCO 3 -时, 暂时硬度等于总硬度。 (2)当r(Ca2+ + Mg2+) > rHCO 3-时, 暂时硬度等于重碳酸根浓度, 即rHCO 3 -。 3．永久硬度 永久硬度 = 总硬度—暂时硬度 五、水化学成分的库尔洛夫式表示方法 库尔洛夫式是以类似数学分式的形式来表示地下水化学成分。其方法为：1．将阴、阳离子分别标示在横线上、下, 按毫克当量百分数自大而小的顺序排列, 小于10%的离子不予标示。 2．横线前依次标示气体成分、特殊成分及矿化度(用M表示), 单位均为g/L。 3．横线后以字母t为代号, 表示水温, 单位为℃。 4．式中各成分含量一律标于该成分符号的右下角, 原子数则移至右上角。即： t 水温℃ 六、舒卡列夫的水化学类型分类 1．根据水中各阴、阳离子含量, 将大于25%毫克当量百分数的离子参加分类命名。阴离子在前, 阳离子在后, 含量大的在前, 含量小的在后, 中间用短横线相连来对地下水化学类型进行命名。共分49种类型, 每型用一个阿拉伯数字表示。