水文地球化学的应用

据: 水环所科研报告
2 污染物、污染来源、污染特点及污染途径
2.1 地下水中的污染物
凡是人类活动导致进入地下水并使水质恶化的溶解物或悬 浮物，无论其浓度是否达到使水质明显恶化的程度，均称 为地下水污染物。
化学污染物 生物污染物 放射性污染物
化学污染物
无机污染物 最常见的是NO3-，其次是Cl-、硬度、SO42-、TDS等。 它们的特点是大面积的污染多，局部的污染少。金属污染 物比较少见。
放射性污染物
如226Ra、238U、232Th等，这类污染物只在局部地方发现。铀 矿开采和精炼，原子能工业、放射性同位素的使用等。
生物污染物
细菌和病毒, 地下水中已发现了20多种。多出现在农村
复合污染物，共存污染物
2.2 污染来源
污染来源众多，分类不同
按成因：人为污染源，天然污染源 天然污染源：天然存在的，由于人类活动影响进入
到底如何定义地下水污来自百度文库，或者说地下水污染的含义是 什么呢？
污染属性 成因（科学性）：天然环境和漫长地质历史过程中，地下水中 某些组分在某些地方可能富集或者贫化，不适用于人类饮用或 其它用途（卤水，咸水，高氟水，高砷水等）；人类活动的结 果，也可能产生类似的现象。成因不同，不能混在一起。 水质保护（实用性）：天然环境和漫长地质历史过程中某些地 方某些组分含量高，是已经发生了的过程，是不能防止的；人 类活动造成的组分含量增加，可以通过适当的措施，控制和防 止。 地下水污染是由“人类活动引起的或影响的”
水质变化是人类活动引起的；水质发生变化，且其变 化是朝着恶化方向发展的。
实际工作中，污染的判断一般应用背景值或者对照值。
背景值（或本底值） 地下水各种组分的天然含量范围。不是单值，是区间值
（环境背景值演化） 对照值 某历史时期地下水中有关组分的含量范围；或者地表环境污
染相对较轻地区地下水有关组分的含量范围。
地下水通过弱隔水层、天窗及井管的越流
径流型
（污染物通过各种途径 以地下径流的形式进入 含水层）。
废水处理井、岩溶管道、海水入侵
3 地下水氮污染及其转化机理
3.1 地下水中氮的来源及其存在形式
氮的来源
天然来源：天然土壤中的硝酸盐；
人为来源：化学肥料（尿素、碳酸铵[(NH4)2CO3]、硝酸铵 (NH4NO3)、硫酸铵[(NH4)2SO4] 、铵水等）；
有机氮的矿化过程
有机氮转化为无机形式的NH4-N的过程。
铵化细菌将有机物分解（将有机物中有机铵的成分分 解出来），因此，有机氮的矿化过程也叫铵化过程。
第六章 水文地球化学的应用
解释地下水化学成分的形成与演化； 识别地下水的成因和循环交替条件； 了解水文地质条件； 成矿作用的古水文地质条件分析； 水文地球化学找矿； 热矿水的开发和利用； 地下水与地质灾害和地震； 地下水环境和人体健康 地下水污染； ······
地下水污染 地下水环境质量评价
第一节 地下水污染
有机污染物 最常见、检出率高的是氯代烃类 (TCE，PCE, TCA, DCE, DCA), 其次是单环芳烃(BETX等）。它们的特点是 浓度低，ppb级或ppt级，大多是有毒的“三致”物；局 部污染的多，大面积的污染少。
ppm, Parts per million 百万分之几， 10-6 ，相当于mg/L ppb，Parts per billion 十亿分之几， 10-9 ，相当于ug/L ppt, Parts per trillion 万亿分之几, 10-12 ，相当于ng/L
人类活动造成水体质量恶化
天然环境下，地下水中某些组分 含量较高，不适宜人类饮用
1 地下水污染的含义
关于地下水污染，目前还没有统一的的定义。 不一致或矛盾之处主要集中在：
污染的属性：污染是人类活动的结果，还是包括天然的水文地 质作用？
污染的标准：以何种标准确定地下水是否受污染？ 明确的标准：地下水某些组分超过水质标准的现象； 抽象的标准：“限制或阻碍了水的应用”，“适用性遭到破 坏”
污染标准
应用水质标准作为污染标准，在实用上不可取。
判别地下水是否受污染的主要目的，是为了防止。而污染在 许多情况下是一个渐变的过程，如果待污染组分超过水质 标准才定为污染，就失去了预防的意义。
地下水水质朝着恶化方向发展
地下水污染的含义：
凡是在人类活动影响下，地下水水质朝着恶化方向发展的 现象，统称为“地下水污染”。不管此种现象是否使水质 恶化达到影响使用的程度，只要这种现象一发生，就应视 为污染。天然水文地质环境中出现不宜使用的水质现象， 不应视为污染，而应称为天然异常。
河北平原某地地下水水质变化表
位置 年份
1975 1
1999
1975 2
1999
SO4 237.7
离子含量: mg/L; TDS: g/L
Cl
Na TDS
608.0 378.4 1.64
529.84 1585.59 1041.7 3.87
180.1 127.6 220.8 0.97
632.0 491.2 396.1 2.09
地下水深埋地下，难于治理。
2.4 污染途径
农田、垃圾填埋场、矿山等
间歇入渗型
（通过大气降水 或灌溉水的淋滤， 固体废物及包气 带中的污染组分 周期性地进入含 水层）。
连续入渗型
（污染物随水的 不断渗入而进入 含水层）。
污水坑、漏水排污管、受污染的地表水体
越流型
（污染物通过越流 从一个含水层进入 另一个含水层）。
地下水环境。过量开采引起海水入侵，采矿活动造成酸性 水和重金属污染
按分布形式：点污染源、线污染源、面（分散）污染源
五类主要污染源
地下储存罐 化粪池 农业活动 城市垃圾填埋 污水坑
2.3 污染特点
隐蔽性
污染物浓度低，往往无色无味，难以觉察和发现；
难以逆转性（难恢复性；一旦污染，难以恢复和治理）
由于含水层水交替缓慢，因此，污染的地下水往往难 以自身净化恢复；
农家肥（动物废物）； 城市生活污水和生活拉圾
明尼苏达州Sand Plain 含水层中地下水样的 δ15N直方图
氮的存在形式
地下水中的溶解氮除NO-3外，还有NO-2 ， NH+ 和溶于水 中的气态氮以及有机氮；
一般来说， NO-3是常量组分，其它是为量组分； 不同形式的氮，可以循环转化。
3.2 地下水中氮循环转化机理