地下水的物理性质和化学成分ppt课件
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含盐量多寡的标志
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地下水中常见的化学成分
2. 地下水中的离子及分子成分 (1) 氯离子(Cl-)
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地下水中常见的化学成分
(2) 硫酸根离子(SO42-) 总含量仅次于Cl-的阴离子
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地下水中常见的化学成分
(3) 重碳酸根离子(HCO3-) 含量一般不超过1g/L。通常以HCO3-为主要成为的地下
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地下水中常见的化学成分
2. 地下水中的离子及分子成分
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地下水中常见的化学成分
2. 地下水中的离子及分子成分
H+、Na+、K+、 NH4+、Ca2+、 Mg2+、Fe3+、
Fe2+
HO-、Cl-、SO42-、 NO2-、NO3-、 HCO3-、CO32-及 PO43-
(1) 氯离子(Cl-) 几乎存在于所有地下水中，且含量一般较大，是水中
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4.1 地下水的物理性质
4
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物理性质
•
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6
-
物理性质
• 颜色
一般是无色的，当含有过量的某些离子成分或悬浮物和胶体物质
时，会呈现各种颜色
• 透明度
一般是透明的，当含有大量有机物、固体矿物质及胶体悬浮物时，
呈浑浊现象
•味
淡而无味的，水味源自其中的盐分及气体
• 气味
无气味，一般低温下不易辨别，40 ℃气味显著
而失去的那一部分Ca2+、Mg2+的数量，其反应为：
永久硬度：水沸腾后仍留在水中的Ca2+、Mg2+含量 永久硬度=总硬度-暂时硬度
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-
地下水化学成分的性质
• 硬度 表示方法最常用的是mmol/L、mg/L(以CaCO3计)、度 1德国度(H°)=10mg(CaO) or 7.2mg(MgO)/L =7.1mg(Ca2+) or 4.3mg(Mg2+)/L 硬度1mmol/L=100mg/L(以CaCO3计) 硬度1度=17.9mg/L(以CaCO3计)
• 地下水的化学成分分析与表示 1. 地下水的化学成分分析
根据目的和要求不同，地下水化学成分分析内容亦不 相同，当为饮用水源勘察时，应根据国家饮用水水质标 准(GB5749-2006)
水含盐量较少，一般均为淡水
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-
地下水中常见的化学成分
(4) 钠离子(Na+)&钾离子(K+) 一般在研究地下水化学成分时，将二者归并，不加区
别
K+的来源与Na+相近，主要来自于钾盐的溶解、以及 岩浆岩、变质岩中含钾矿物的风化溶解
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地下水中常见的化学成分
(5) 钙离子(Ca2+) 分布很广，含量不高，是低盐量地下水的主要阳离子
特别是油田水中(SO42-将被微生物还原成H2S) (3)甲烷(CH4)
一般存在于封闭地质构造的地下水中，特别是油田水中
(4)二氧化碳(CO2) 地下水中的二氧化碳主要有两个来源：
一种由有机物的氧化(植物的呼吸作用及有机质残骸的 发酵作用)形成。这种作用发生于大气、土壤及地表水中， 生成后随同水一起入渗补给地下水，浅部地下水中的主要 是这种成因的 ；另一种是深部变质造成的。含碳酸盐类 的岩石，在深部高温影响下，分解生成CO2，即：
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地下水中常见的化学成分
1. 地下水中的气体成分
(1) 氧气(O2)和氮气(N2) 地下水中的氧气和氮气主要来源于大气
于O氧2含化量作愈用多进，行说。明地下水所处的地球化学环境愈有利
O2的化学性质远较N2为活泼，所以在较封闭的环境中， O明2将地耗下尽水而起只源留于下大N气2。并因处此于，还N原2的环单境独存在，通常可说
第四章 地下水的物理性质 和化学成分
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4.1 地下水的物理性质
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地下水的物理性质、化学成分特征是地下水与环境 （自然地理、地质背景及人类活动）长期作用的结果。 地下水的化学性质为认识和了解地下水形成的地质历史 条件和过程提供依据
地下水在岩石的孔隙、裂隙或溶洞中储存和运动时， 溶滤和溶解着岩石的可溶成份，使地下水变成了含有各 种矿物质的天然溶液，而且随着运动环境和运动过程的 变化，地下水的化学成分也不断地更迭着
• 导电性
取决与水中所含电解质的数量与性质(各种离子的含量与离子价)
• 放射性
决定于所含放射性元素的数量
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4.1 地下水的化学成分
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地下水中常见的化学成分
地下水中含有各种气体、离子、胶体物质以及有机物 质。自然界中存在的元素，绝大多数已在地下水中发现， 但是只有少数是含量较多的常见元素。这些常见元素， 或者是地壳中含量较高，且在水中有一定溶解度的，如 O2、Ca、Mg、Na、 K等，或者是地壳中含量并不很大， 但是溶解度相当大的，如Cl。某些元素如Si、Fe等，虽 然在地壳中含量很大，但由于其溶于水的能力很弱，在 地下水中的含量一般并不高
(6) 镁离(Mg2+)
-
Hale Waihona Puke Baidu泥石
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地下水化学成分的性质
• 总含盐量与总溶解固体(TDS) 总含盐量：存在于地下水中的离子、分子和微粒(不
包括气体)之总含量 总溶解固体(TDS)：通常在105-110℃温度下将水样蒸
干后所得干涸残余物的总量
TDS ≈总含盐量-1/2HCO3TDS是反映地下水化学成分的主要指标：TDS含量低的 淡S要O水成42-为以分主HC要O3成-为分主；要T成DS分含；量T高DS的含盐量水中和等卤的水盐常质以水C常l-为以主
0.0空11气8。中若的(惰Ar性、气Kr、体X(Aer)、/ NKr2、=0X.0e1)与18N，2的说比明例N2恒是定大，气即起 源的；若<0.0118，则表明水中含有生物起源或变质起
源的N2
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地下水中常见的化学成分
(2) 硫化氢(H2S) 处于还原环境，一般存在于封闭地质构造的地下水中，
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地下水化学成分的性质
• 氢离子浓度 地下水的酸性和碱性的程度，取决于水中氢离子的浓
度大小 大多数地下水的pH值在6.5-8.5之间，北方地区多为
pH=7-8的弱碱水
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地下水化学成分的性质
• 硬度 总硬度：地下水中所有Ca2+、Mg2+离子的总含量 暂时硬度：将水加热至沸腾周，由于形成碳酸盐沉淀
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地下水化学成分的性质
• 侵蚀性二氧化碳(C02) 当碳酸盐遇到含有CO2的水时，则
存在于地下水中维持这一平衡关系的CO2的含量称为 平衡CO2。
这部分游离的、将消耗溶解碳酸盐的CO2成为侵蚀性 CO2，它能溶解混凝土中的CaCO3使混凝土的结构遭到破 坏
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地下水的化学成分分析与按化学成分分类
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地下水中常见的化学成分
2. 地下水中的离子及分子成分 (1) 氯离子(Cl-)
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地下水中常见的化学成分
(2) 硫酸根离子(SO42-) 总含量仅次于Cl-的阴离子
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地下水中常见的化学成分
(3) 重碳酸根离子(HCO3-) 含量一般不超过1g/L。通常以HCO3-为主要成为的地下
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地下水中常见的化学成分
2. 地下水中的离子及分子成分
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地下水中常见的化学成分
2. 地下水中的离子及分子成分
H+、Na+、K+、 NH4+、Ca2+、 Mg2+、Fe3+、
Fe2+
HO-、Cl-、SO42-、 NO2-、NO3-、 HCO3-、CO32-及 PO43-
(1) 氯离子(Cl-) 几乎存在于所有地下水中，且含量一般较大，是水中
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4.1 地下水的物理性质
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物理性质
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物理性质
• 颜色
一般是无色的，当含有过量的某些离子成分或悬浮物和胶体物质
时，会呈现各种颜色
• 透明度
一般是透明的，当含有大量有机物、固体矿物质及胶体悬浮物时，
呈浑浊现象
•味
淡而无味的，水味源自其中的盐分及气体
• 气味
无气味，一般低温下不易辨别，40 ℃气味显著
而失去的那一部分Ca2+、Mg2+的数量，其反应为：
永久硬度：水沸腾后仍留在水中的Ca2+、Mg2+含量 永久硬度=总硬度-暂时硬度
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地下水化学成分的性质
• 硬度 表示方法最常用的是mmol/L、mg/L(以CaCO3计)、度 1德国度(H°)=10mg(CaO) or 7.2mg(MgO)/L =7.1mg(Ca2+) or 4.3mg(Mg2+)/L 硬度1mmol/L=100mg/L(以CaCO3计) 硬度1度=17.9mg/L(以CaCO3计)
• 地下水的化学成分分析与表示 1. 地下水的化学成分分析
根据目的和要求不同，地下水化学成分分析内容亦不 相同，当为饮用水源勘察时，应根据国家饮用水水质标 准(GB5749-2006)
水含盐量较少，一般均为淡水
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地下水中常见的化学成分
(4) 钠离子(Na+)&钾离子(K+) 一般在研究地下水化学成分时，将二者归并，不加区
别
K+的来源与Na+相近，主要来自于钾盐的溶解、以及 岩浆岩、变质岩中含钾矿物的风化溶解
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地下水中常见的化学成分
(5) 钙离子(Ca2+) 分布很广，含量不高，是低盐量地下水的主要阳离子
特别是油田水中(SO42-将被微生物还原成H2S) (3)甲烷(CH4)
一般存在于封闭地质构造的地下水中，特别是油田水中
(4)二氧化碳(CO2) 地下水中的二氧化碳主要有两个来源：
一种由有机物的氧化(植物的呼吸作用及有机质残骸的 发酵作用)形成。这种作用发生于大气、土壤及地表水中， 生成后随同水一起入渗补给地下水，浅部地下水中的主要 是这种成因的 ；另一种是深部变质造成的。含碳酸盐类 的岩石，在深部高温影响下，分解生成CO2，即：
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地下水中常见的化学成分
1. 地下水中的气体成分
(1) 氧气(O2)和氮气(N2) 地下水中的氧气和氮气主要来源于大气
于O氧2含化量作愈用多进，行说。明地下水所处的地球化学环境愈有利
O2的化学性质远较N2为活泼，所以在较封闭的环境中， O明2将地耗下尽水而起只源留于下大N气2。并因处此于，还N原2的环单境独存在，通常可说
第四章 地下水的物理性质 和化学成分
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4.1 地下水的物理性质
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地下水的物理性质、化学成分特征是地下水与环境 （自然地理、地质背景及人类活动）长期作用的结果。 地下水的化学性质为认识和了解地下水形成的地质历史 条件和过程提供依据
地下水在岩石的孔隙、裂隙或溶洞中储存和运动时， 溶滤和溶解着岩石的可溶成份，使地下水变成了含有各 种矿物质的天然溶液，而且随着运动环境和运动过程的 变化，地下水的化学成分也不断地更迭着
• 导电性
取决与水中所含电解质的数量与性质(各种离子的含量与离子价)
• 放射性
决定于所含放射性元素的数量
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4.1 地下水的化学成分
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地下水中常见的化学成分
地下水中含有各种气体、离子、胶体物质以及有机物 质。自然界中存在的元素，绝大多数已在地下水中发现， 但是只有少数是含量较多的常见元素。这些常见元素， 或者是地壳中含量较高，且在水中有一定溶解度的，如 O2、Ca、Mg、Na、 K等，或者是地壳中含量并不很大， 但是溶解度相当大的，如Cl。某些元素如Si、Fe等，虽 然在地壳中含量很大，但由于其溶于水的能力很弱，在 地下水中的含量一般并不高
(6) 镁离(Mg2+)
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Hale Waihona Puke Baidu泥石
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地下水化学成分的性质
• 总含盐量与总溶解固体(TDS) 总含盐量：存在于地下水中的离子、分子和微粒(不
包括气体)之总含量 总溶解固体(TDS)：通常在105-110℃温度下将水样蒸
干后所得干涸残余物的总量
TDS ≈总含盐量-1/2HCO3TDS是反映地下水化学成分的主要指标：TDS含量低的 淡S要O水成42-为以分主HC要O3成-为分主；要T成DS分含；量T高DS的含盐量水中和等卤的水盐常质以水C常l-为以主
0.0空11气8。中若的(惰Ar性、气Kr、体X(Aer)、/ NKr2、=0X.0e1)与18N，2的说比明例N2恒是定大，气即起 源的；若<0.0118，则表明水中含有生物起源或变质起
源的N2
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地下水中常见的化学成分
(2) 硫化氢(H2S) 处于还原环境，一般存在于封闭地质构造的地下水中，
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地下水化学成分的性质
• 氢离子浓度 地下水的酸性和碱性的程度，取决于水中氢离子的浓
度大小 大多数地下水的pH值在6.5-8.5之间，北方地区多为
pH=7-8的弱碱水
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地下水化学成分的性质
• 硬度 总硬度：地下水中所有Ca2+、Mg2+离子的总含量 暂时硬度：将水加热至沸腾周，由于形成碳酸盐沉淀
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地下水化学成分的性质
• 侵蚀性二氧化碳(C02) 当碳酸盐遇到含有CO2的水时，则
存在于地下水中维持这一平衡关系的CO2的含量称为 平衡CO2。
这部分游离的、将消耗溶解碳酸盐的CO2成为侵蚀性 CO2，它能溶解混凝土中的CaCO3使混凝土的结构遭到破 坏
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地下水的化学成分分析与按化学成分分类