第四章水资源质量评价

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第四章水资源质量评价
•4、水的化学组分指标 • 天然水的化学组分与水的形成、赋存条件有着密切的关系： • (1)一方面，相似的自然条件下形成的水，其化学组分也相似； • (2)另一方面，水中各种阴、阳离子的含量组合，可以反映水岩 相互作用、水流的动力学特征及水化学环境的差异。 • 因此，水化学类型不仅有助于了解天然水的成因条件，而且 水化学类型的递变格局也时常成为圈化地下水系统、地表水系统， 以及研究两者之间水力联系的重要证据。
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第四章水资源质量评价
•(3)生化需氧量(BOD) • ①指水体中微生物分解有机化合物过程中所消耗的溶解氧量。 • ②因微生物分解有机物的速度和程度与温度、时间有关，为 使测定的BOD值有可比性，通常采用在20℃下，培养5d后所测得 BOD值，记为BOD5。 • ③若BOD<1mg/L为清洁水；若BOD>3-4mg/L则表示水已受污染。
水的类别
极软水 软水 微硬水 硬水 极硬水
•水的硬度分类
硬 meq/l <1.5 1.5-3.0 3.0-6.0 6.0-9.0 >9.0
度 H° <4.2
4.2-8.4 8.4-16.8 16.8-25.2
>25.2
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第四章水资源质量评价
•(3)矿化度
• ①概念：
• 存在于水中各种离子、分子与化合物的总含量，称为水的矿 化度，g/L。其中包括所有呈溶解状态及胶体状态的成分，但不包 括游离状态的气体成分。矿化度表示地下水中含盐量的多少，即 地下水的矿化程度。
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第四章水资源质量评价
• 3、天然水中含有溶解的气体、离子、原生质及悬浮固体等成分： • (1)溶解的气体：主要有氧气和二氧化碳 ； • (2)离子成分：主要为钾离子、钠离子、钙离子、镁离子、氯离子、硫 酸根离子、碳酸根离子、碳酸氢根离子等8大离子； • (3)生物原生质：有硝酸根离子、亚硝酸根离子、磷酸二氢根离子、磷 酸氢根离子等； • (4)微量元素：溴、碘、锰等 • (5)胶体物质：主要为无机硅酸胶体和腐殖酸类有机胶体； • (6)悬浮固体：包括无机和有机两类，以无机悬浮固体为主； • (7)微生物：有细菌和大肠杆菌群。
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第四章水资源质量评价
• *变温带—受太阳辐射影响的地表极薄的带。近地表的地下水温度受 气温的影响较大，具有周期性的昼夜变化和季节变化：
• →温度具有昼夜变化的地下水，其埋藏深度一般在3-5m以内，即日常 温带以上；
• →温度具有季节变化的地下水，其埋藏深度一般在地表以下50m以内， 即年常温带以上。
• ②矿化度的表征方法：
• *习惯上以105～110℃时将水蒸干所得的干涸残余物总量来表 征；
• *将分析所得的水中阴阳离子含量相加，求得理论上干涸残物
值。由于在蒸干时，有将近一半的HCO3-分解生成CO2和H2O而逸失，
因此阴阳离子相加时，HCO3-只取重量的一半。
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第四章水资Байду номын сангаас质量评价
• *常温带—处于年常温带以下，厚度极小，下限深度一般为15-30m； 地温一般比当地年平均气温高1-2℃。
• *增温带—处于常温带以下，地下水的温度随深度的加大而逐渐升高， 成为热水甚至蒸汽，其变化规律取决于地温梯度(℃/100m)。地温梯度的 平均值约为3℃/100m，通常变化在1.5-4℃/100m之间，但个别新火山活 动区可以很高。
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第四章水资源质量评价
•(3)颜色 • ①水的颜色主要由其成分和悬浮于其中的杂质所决定： • *一般的水为无色； • *含硫化氢气体的水，在氧化后由于有硫磺胶体产生，故常呈翠绿色； • *硬度大的水为浅蓝色，含氧化亚铁的水呈浅蓝绿色，含氧化铁的水 呈褐红色；
• *含腐殖质的水多呈暗黄褐色。 • *含有悬浮杂质的水，其颜色决定于悬浮物的颜色，颜色深浅则取决 于悬浮物的多少。
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第四章水资源质量评价
•二、水资源质量的分类—(一)概述
• 1、天然水质是自然界水循环过程中各种自然因素综合作用的结 果。 • 2、天然水的成分与其形成过程中的各种物理化学条件紧密相关： • (1)大气降水的水质主要与当地气象条件和降水淋溶的大气颗粒 物的化学物理成分有关。 • (2)地表水的水质则与流经地区的岩土类型、植被条件有关系。 • (3)地下水的水质主要取决于含水介质的岩性与补给、径流和排 泄条件相联系的水化学环境。
• (6)味(味道、口味) • ①水的味道(口味)取决于它的化学成分： • *纯水是淡而无味的； • *含氯化钠的水具有咸味，含硫酸钠的水具有涩味，含硫酸镁或氯化镁的水具 有苦味，含氧化亚铁的水具有“墨水味”，含氧化铁的具有铁锈味； • *地下水中含有CO2时清凉可口，含有重碳酸钙、镁及碳酸的水则美味适口； • *大量有机质的存在使地下水具有甜味。 • ②水各种味道的强弱，取决于其中各种成分的浓度、温度以及人的味觉神经的 敏感性、个人口味的不同。 • ③测定水的味道时，应将水加温到20～30℃，这时水的味道最明显。
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• (7)放射性 • ①水的放射性取决于其中所含放射性元素的数量。 • ②水在不同程度上或多或少地都具有放射性，但一般 水的放射性极微弱，埋藏和运动于放射性矿床以及酸性 火成山岩分布的水，其放射性显著增强。
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•2、水的化学指标 • 水的化学指标通常由酸碱度、硬度、 矿化度以及各种常量离子的组合。 • (1)酸碱度 • 水的酸碱度通常用pH值表示。根据 水中的pH值和它的变化，可以大体了解 水体酸碱状态。天然水的酸碱度可分为 五类。 • 水的pH值一般用离子酸度计进行， 也可用试纸做简易测定。
•水的酸碱度分类
水的类别 pH值 强酸性水 <5 弱酸性水 5-7 中性水 7 弱碱性水 7-9 强碱性水 >9
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• (2)硬度
• 水的硬度可以水中碳酸钙的含量或以德国度计，一个德国度相当于含 10mg/L的氧化钙或7.2mg/L的氧化镁。
• 按照硬度，水可分为极软水、软水、微硬水、硬水、极硬水五类。
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•4、 若按存在状态可将水中的物质组分分为三类： • (1)悬浮物：是由大于分子尺寸的颗粒组成。 • (2)溶解物：靠浮力和黏滞力悬浮于水中溶解物质，是由分子或离子 组成。 • (3)胶体物：被水的分子结构所支承胶体物质则介于悬浮物质与溶解 物质之间。
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• ③按照矿化度可将水分为五类。
•水按矿化度的分类
地下水类别 矿化度(g/L)
淡水 微咸水 咸水 盐水 卤水
<1 1-3 3-10 10-50 >50
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•3、水的环境化学指标
• (1)化学需氧量(COD)
• ①指水体中进行氧化过程所消耗的氧量，以毫克每升表示。
• ②因水中各种有机物化学氧化的难以程度不同，用在规定条件下氧化所 需氧量的总和，作为水体有机污染的指标。
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③根据气味的强度，水的气味分为六级。
水气味的等级强度
强度 程度
说明
0
无 没有任何气味
Ⅰ 极微弱 有经验分析者能觉察
Ⅱ
弱 注意辨别时一般人能觉察
Ⅲ 显著 易觉察，不加处理不能饮用
Ⅳ
强 引人注意的气味，不适饮用
Ⅴ 极强 具有强烈扑鼻的气味，不能饮用
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• ②测定水的颜色可在试管中进行： • *取两个试管，将蒸馏水注入其中一管，地下水注入另一管中。在管 下衬以白纸，自上而下观之，即能比较出地下水的颜色。
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• (4)透明度
• ①水的透明度取决于水中的固体矿物质、有机物和胶体悬浮 物的含量。
• ②按透明度可将水分为四级。
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•1、水的物理指标 • 主要包括密度、温度、颜色、透明度、嗅、味及放射性等几方面。 •(1)密度 • >>水的密度决定于其中所溶解盐分的含量。 • >>淡水的密度通常可认为与化学纯水的密度相同，其数值约等于1.0g/cm3。 • >>水中溶解的盐分愈多，其密度愈大，有时可高达1.2-1.3g/cm3。 •(2)温度 • >>不同深度的水，其温度变化规律不同。 • >>根据受热源影响的不同，地壳表层可分为变温带、常温带及增温带：
• ③根据化学需氧量的多少，将水分为六类。
•水的COD分类
类别 高锰酸钾测的需氧量(mg/L) 很低的 <1 低的 1-2.5 中等的 2.5-5.0 稍高的 5-10 高的 10-15 很高的 >15
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• ④测定方法：用高锰酸钾(KMnO4)或重铬酸钾(K2Cr2O7)在加入硫酸 等酸性条件下加热分解(酸化法)，或加入苛性钠的碱性条件下加热分 解(碱性法)，对水中有机物及还原性无机化合物进行氧化，求出消耗 的氧量。对于淡水一般采取酸化法：
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2020/11/28
第四章水资源质量评价
•4、水的质量决定着水的用途和水的利用价值，可根据不同的 供水目的，为人们提供满足生活饮用、工业和农业生产等水质 要求的而具有一定水量保证的水源。从供水的角度来讲，要求 水资源既要有充足的水量，又要具备符合要求的水质： •(1)若水量充足、水质优良，满足用水要求，则可直接作为供 水源； •(2)若有充足的水量，但水质不好，则不能用作供水水源； •(3)若水质一般，则需经处理后方可作为供水源，水处理成本 的大小取决于水质； •(4)若水量不足而水质尚好，则只能用作小型供水源或分散供 水水源。
分级
•水透明度野外分级
说
明
透明的 无悬浮物，60cm水深可见3mm的粗线
微浊的 有少量悬浮物，大于30cm水深可见3mm的粗线
浑浊的 有较多的悬浮物，小于30cm水深可见3mm的粗线
极浊的 有大量的悬浮物，水深很小也不能看见3mm的粗线
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• (5)嗅(气味) • ①水的气味取决于它所含有的气体成分与有机物质的气味： • *水一般无气味； • *硫化氢气体使水具有臭鸡蛋气味，含有氧化亚铁时水具有 铁腥味，腐殖质使水具有鱼腥气味、沼泽气味。 • *气味之强弱，水所含气体成分以及有机物质的含量。 • ②在一般温度下，水中的气味不宜辨别，而在40℃左右气味 最为显著，故在测定地下水的气味时，应将水稍加热，以使气 味明显易辩。
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• 5、水中物质的颗粒大小还不能全面反映 水的综合特性，必须建立相应的水质指标， 才是判断水质量的具体衡量标准。
• 6、天然水通常根据水的物理特性、化学 组分、生化指标等进行质量的分类。
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第四章水资源质量评价
•二、水资源质量的分类—(二)水质量指标
• 水质量指标是表示水中物质的种类、成分和数量的综合指标，使判 断水质的具体衡量更为准确。 • 水质量指标繁多，但可分为物理的、化学的和生物学的等几大类： • 1、水的物理指标； • 2、水的化学指标； • 3、水的环境化学指标； • 4、水的化学组分指标。
• 水化学成分的分析是研究的基础，因水体类型、工作 目的与要求不同，分析项目与精度也不相同。 • 1、水质分析的种类 • 一般水文地质调查中的分析类型分为简分析、全分析 和专项分析：
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第四章水资源质量评价
• (1)简分析 • >>简分析用于了解区域地下水化学成分的概貌，这种分析 可在野外利用专门的水质分析箱就地进行。
• 因此，地下水的温度变化范围非常大。
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第四章水资源质量评价
• >>按照温度，通常把水分为六类。
•水的温度分类
类型
水温(℃)
过冷水 <0
冷 水 0-20
温 水 20-42
热 水 42-100
过热水 >100
• >>水的温度测定利用温度计就地进行，测定泉水的温度， 应尽量靠近泉的出口，测井水温度时则应靠近井底。
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第四章水资源质量评价
• 目前，水化学分类的方案有很多种，最常见的是舒卡列夫分类、阿 廖金分类、苏林分类等。例如，舒卡列夫分类是根据地下水中6种主要离 子(K+合并于Na+中)及矿化度划分的，简明易懂，在我国广泛应用。
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第四章水资源质量评价
•二、水资源的质量分类—(三)水质分析的种类及其方法