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试论五大连池东焦得布矿水成控机理张峰龙;姜吉生;王益良;董学良【期刊名称】《吉林地质》【年(卷),期】2012(031)002【摘要】本文对五大连池的四大矿水区之一的东焦得布铁质重碳酸盐-碳酸矿水区的地下水区域流动系统、第四纪火山活动特点及封闭半封闭贮水贮气构造等四方面进行综合研究。
分析了第四纪火山持续活动产生的CO2气体蓄积运逸到封闭半封闭贮水构造带并沿构造带进行区域性深循环,经历漫长的溶滤溶解作用而形成,又以极其缓慢的速度沿构造带进行排泄,从而形成了重碳酸型矿水。
%Through researched one of the four mineral water regions-Dongjiaodebu iron hydrocarbonate-carbonate mineral water area,focus on four aspects including groundwater flow system,Quaternary volcanic activity features and closed-semi-closed the water gas storage structure.Analyzed CO2 gas,produced by the Quaternary volcano continued activities,accumulated and transported into the closed-semi closed water storage tectonic belt,and along the tectonic belts cycled regional deeply,underwent the long dissolve function to form,and along the tectonic belt discharged with extremely slow speed,thus forming a bicarbonate type mineral water.【总页数】4页(P113-116)【作者】张峰龙;姜吉生;王益良;董学良【作者单位】黑龙江省九0四水文地质工程地质勘察院,黑龙江哈尔滨150027 吉林大学环境与资源学院,吉林长春130026;黑龙江省九0四水文地质工程地质勘察院,黑龙江哈尔滨150027 吉林大学环境与资源学院,吉林长春130026;黑龙江省九0四水文地质工程地质勘察院,黑龙江哈尔滨150027 吉林大学环境与资源学院,吉林长春130026;黑龙江省九0四水文地质工程地质勘察院,黑龙江哈尔滨150027【正文语种】中文【中图分类】TK521【相关文献】1.高炉矿焦混装试验及其节焦机理分析 [J], 周春林2.无烟煤型焦的成焦机理研究 [J], 王燕芳;高晋生;吴春来;吴东;徐耀3.五大连池东焦得布山硫氧化细菌多样性及其与环境因子的关系 [J], 杨磊;张爽;刘涛;晏磊4.五大连池药泉山铁质重碳酸盐碳酸矿水的成因 [J], 徐中锐5.针状焦成焦机理及其应用条件探讨 [J], 贾昌涛;王素秋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
CO2在地层水中溶解度实验及理论研究石油工程学院专业年级：石油工程2009级指导教师：卞小强摘要：CO2在深部咸水层中埋存是减轻温室效应的有效途径之一，由于CO2具有超临界特性，CO2在地层水中的溶解能力远大于常规烃类气体，目前超临界CO2在不同矿化度的地层水中溶解规律仍没有完全认识清楚。
针对此问题，采用物理模拟和理论模型相结合的研究方法，通过平衡液体闪蒸实验，测定不同温度不同压力条件下CO2在不同矿化度以及不同离子含量地层水中的溶解度。
结果表明：在实验温度压力条件下，CO2在地层水中溶解度在11.83~37.31m3/m3之间；温度越高，CO2的溶解度越低，低压下随温度增加CO2溶解度降低幅度比高压下大；压力越高，CO2的溶解度越大，低温下随压力增加CO2溶解度增加的幅度比高温下小。
对比6种CO2溶解度计算模型（Chang、Furnival、PR-HV、Duan(2003)、Duan(2006)、Dubacq）和实验数据表明：Duan(2006)模型精度最高（AAD=2.77%），其次是Duan(2003)模型（AAD=3.27%），最差的是Chang模型（AAD=10.24%）。
该研究为准确快速求取CO2在地层水中溶解度数据提供新方法，对阐明CO2在深部咸水层有效埋存中的溶解机理具有重要意义。
关键词：CO2；溶解度；实验；理论模型；平均相对误差Abstract：The storage of CO2in deep saline aquifers is one of the effective methods to reduce the greenhouse effect. Due to the characteristics of supercritical CO2，the solubility of CO2 in the formation water is greater than that of hydrocarbon gas reservoir. It is incompletely clear that the supercritical CO2 dissolves in formation water with different salinity at present. When it comes to this question, a combination of experiment and numerical models was adopted. The solubility of CO2in formation water with different salinities and different ion concentration was measured at different pressure and temperature conditions through balance liquid flash test. The results show that the solubility of CO2in formation water varies from 11.83 to 37.31 m3/m3at the range of experiments, that the CO2solubility decreases with increasing temperature and the increase of the CO2solubility with increasing temperature at lower pressure is greater than that at higher pressure, and that the CO2 solubility increases with increasing pressure and the increase of the CO2 solubility with increasing pressure at lower temperature is less than that at higher temperature.A comparison of 6 models (Chang, Furnival, PR-HV, Duan (2003), Duan (2006) and Dubacq model) of CO2 solubility in formation water and experimental data shows that the accuracy of Duan (2006) model is the highest among all models in this work (AAD=2.77%), Duan (2003) model is the second and that the accuracy of Chang is the worst (AAD=10.24%). The work provides a novel method for an accurately fast acquirement of the solubility of CO2 in formation water, and is of great significance to study the solution mechanism of CO2 in deep saline aquifers.Key words：CO2; Solubility; Experiment; Theoretical Model; AAD1.引言目前，CO2在深部咸水层中埋存是减轻温室效应的有效途径之一，是减缓温室效应最有效的现实选择。
矿泉水标签调研报告第一章矿泉水市场调查第一节矿泉水定义我国饮用天然矿泉水国家标准规定：饮用天然矿泉水是从地下深处自然涌出的或经人工揭露的未受污染的地下矿泉水；含有一定量的矿物盐、微量元素和二氧化碳气体；在通常情况下，其化学成份、流量、水温等动态在天然波动范围内相对稳定。
"国标"还确定了达到矿泉水标准的界限指标，如锂、锶、锌、溴化物、碘化物，偏硅酸、硒、游离二氧化碳以及溶解性总固体。
其中必须有一项(或一项以上)指标符合上述成份，即可称为天然矿泉水。
"其要求含量分别为（单位：mg/L）：锂、锌、碘化物均≥0.2，硒≥0.01，溴化物≥1.0，偏硅酸≥25，游离二氧化碳≥250和溶解性总固体≥1000。
市场上大部分矿泉水属于锶（Sr）型和偏硅酸型。
第二节矿泉水概述一、按化学成分分类1.碳酸矿泉水，二氧化碳气体大于1000毫克/升。
2.重碳酸盐矿泉水，矿化度大于1000毫克/。
重碳酸钙型矿泉水、重碳酸镁型矿泉水、重碳酸钠型矿泉水以及它们的混合型。
3.硅矿泉水，偏硅酸含量大于30毫克/升。
4.锶矿泉水，锶含量大于0.4毫克／升。
5.钡矿泉水，钡含量大于5毫克/升。
6.铁矿泉水，铁含量大于10毫克／升。
7.氡矿泉水，氡含量大于129.5Bq/升。
按矿泉水特征组分达到国家标准的主要类型分为九大类：①偏硅酸矿泉水；②锶矿泉水；③锌矿泉水；④锂矿泉水；⑤硒矿泉水；⑥溴矿泉水；⑦碘矿泉水；⑧碳酸矿泉水；⑨盐类矿泉水。
二、按矿化度分类命名矿化度是单位体积中所含离子、分子及化合物的总量。
矿化度＜500mg/l为低矿化度，500-1500mg/l为中矿化度，＞1500mg/l为高矿化度。
矿化度＜1000mg/l为淡矿泉水，＞1000mg/l为盐类矿泉水。
三、按矿泉水的酸碱性分类酸碱度称pH值，是水中氢离子浓度的负对数值，即pH=-1g[H+]，是酸碱性的一种代表值。
可分为以下三类四、按阴阳离子分类命名以阴离子为主分类，以阳离子划分亚类，阴阳离子毫克当量＞25%才参与命名。
饱和地下水中大气二氧化碳浓度的研究地下水是地球上重要的天然水资源之一，而饱和地下水中的大气二氧化碳浓度对于地下水的环境特性和地下水的可持续利用具有重要影响。
因此，研究饱和地下水中的大气二氧化碳浓度是一项具有重要意义的任务。
第一部分：大气二氧化碳对地下水环境特性的影响地下水中的大气二氧化碳主要来源于大气和土体的二氧化碳排放。
大气二氧化碳含量的增加与人类工业活动有关，如燃烧矿石、化石燃料等。
在无人为干扰的情况下，大气二氧化碳饱和度相对稳定。
然而，当大气二氧化碳浓度升高时，可能会引发地下水化学性质的变化。
当大气二氧化碳浓度增加时，地下水中二氧化碳浓度也会增加，并导致地下水的酸碱度发生变化。
这种酸碱变化对地下水中其他溶质的溶解度、微生物活性和岩石溶解速率等都会产生影响。
例如，地下水中溶解了大量二氧化碳的话，可能增加了钙的溶解度，导致地下水中的硬度增加。
这对于用于工业和农业用途的地下水可能产生不利影响。
第二部分：地下水对大气二氧化碳含量的调节作用除了大气二氧化碳对地下水环境特性的影响外，地下水也对大气二氧化碳含量具有调节作用。
地下水中贮存着大量的溶解态二氧化碳，当地下水流入地表水体或大气中时，会将二氧化碳释放，进而影响大气中的二氧化碳含量。
这种地下水对大气二氧化碳的调节作用是一个复杂过程，涉及到地下水循环、地下生态系统和人类活动等多个因素。
例如，地下水通过岩石裂缝和孔隙介质的流动，将地下水中的溶解态二氧化碳释放到地表水体中。
此外，地下生态系统中的植物通过光合作用吸收二氧化碳，将其转化为有机物质，并通过根系迁移到地下水体中。
第三部分：研究方法和技术进展目前，关于饱和地下水中大气二氧化碳浓度的研究主要依赖于野外取样和实验室分析。
研究人员通过采集地下水样品并进行化学分析，以测定其中的二氧化碳含量。
同时，通过监测地下水中的pH值、硬度和其他溶质含量等指标，可以评估大气二氧化碳对地下水环境特性的影响。
此外，随着科技的进步，地下水大气二氧化碳浓度研究的技术也在不断发展。
研究二氧化碳的溶解度在不同深度下的变化二氧化碳是一种重要的气体，广泛存在于自然界中。
它是大气中的重要组成部分，也是人类日常生活中产生的一个主要废气。
虽然二氧化碳的存在是不可避免的，但是如果其浓度过高就会对环境造成不良影响。
因此，研究二氧化碳的溶解度在不同深度下的变化，对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
首先，我们需要了解一下什么是二氧化碳的溶解度。
溶解度是指在固定温度和压力下溶液中的最大溶解量，单位通常用克/升或摩尔/升表示。
在大气中，二氧化碳的溶解度与海洋深度有关。
通常情况下，沿着海洋深度的方向，二氧化碳溶解度会不断发生变化。
与此相关的主要因素是海洋深度、温度和盐度。
海洋深度与二氧化碳的溶解度密切相关。
随着深度的增加，海洋压力增加，此时二氧化碳分子与水分子的相互作用发生变化，从而使海洋中的二氧化碳溶解度发生变化。
实验结果表明，海洋深度较浅的地方，二氧化碳的溶解度较高，最深处仅为海平面的1/10。
这是因为在较深海域，压力和温度会对溶解度产生影响，并且盐度也会对溶解度产生一定的影响。
另外，温度也是影响二氧化碳溶解度的重要因素之一。
当温度升高，二氧化碳的溶解度会降低。
海水中的溶解度是温度和盐度的函数，当水温升高时，海水的溶解度会降低，而当水温降低时，海水的溶解度会升高。
因此，在最浅的海区，海水中二氧化碳的溶解度受到温度变化的影响比较小，但在深层海区，温度变化很大，因此对二氧化碳的溶解度影响也大。
海洋盐度也会影响二氧化碳的溶解度。
盐度是指水中溶解的各种离子的总浓度，是影响海水性质的因素之一。
海水的盐度会随着深度的增加而增加，使二氧化碳的溶解度发生变化。
与温度类似，盐度也会影响水的密度并间接影响二氧化碳溶解度。
总之，二氧化碳的溶解度在海水中发生变化，这是由于海洋深度、温度和盐度等因素的综合影响。
海洋深度较浅的地方，二氧化碳的溶解度较高；深海区，温度和盐度变化较大，可能会导致二氧化碳的溶解度变化很大。
这些影响因素的综合作用使得海洋深度、温度和盐度对二氧化碳的溶解度变化具有复杂性和多样性。
第22卷 第2期 中 国 岩 溶 V o l.22 N o.2 2003年6月 CA R SOLO G I CA S I N I CA Jun.2003文章编号:1001-4810(2003)02-0118-06地下水中CO2的成因综述Ξ闫志为1,韦复才2(1.桂林工学院资源与环境工程系,广西桂林541004;2.中国地质科学院岩溶地质研究所,广西桂林541004)摘 要:通过对前人成果的总结认为,不同地区由于水文地质条件不同,其地下水中CO2成因也大不相同。
地下水的CO2的成因主要有来源于大气溶解;土壤及水中有机物分解和生物呼吸;深部热源造成碳酸盐岩或矿物变质;直接由岩浆分泌;除碳酸外其它酸对碳酸盐矿物的溶解;热水中暂时硬度去除等类型。
至于具体到某一地区其地下水中CO2主要成因为何种,以及各种成因CO2在地下水中所占比例是多少,应结合具体情况并综合各种相关因素来分析确定。
关键词:地下水;二氧化碳(CO2);成因综述中图分类号:P641.3 文献标识码:A0 引 言地下水中CO2的来源问题是一个重要的学术问题,为此,前人对其曾进行了许多研究。
地下水中CO2含量的多少,不仅直接影响地下水的物理化学性质,在岩溶地区还从根本上影响到地下水溶蚀能力的强弱,进而影响着岩溶的发育和演化。
最近一个时期以来的全球性气候变暖、海平面上升与大气CO2含量的增大有着极其密切的关系。
而地下水中的CO2源汇又直接影响了大气CO2含量的动态变化,并构成全球碳循环中的一个很重要、很活跃的组成部分,而倍受人们关注。
关于地下水中CO2的成因文献已很多,但多局限于具体地区或具体水文地质条件下的分析研究,缺乏系统、全面的综合分析与论述。
本文在综合前人有关研究成果的基础上,概括出了地下水中CO2成因的8种主要类型,即:大气溶解于水产生的CO2;水和土壤中有机质在微生物作用下分解产生的CO2和生物的呼吸作用产生的CO2;深部热源造成碳酸盐岩或矿物变质分解产生的CO2;现代火山活动地区和深大断裂区直接来自岩浆分泌产生的CO2等。
第8卷第20期 黑龙江科学 V8 82017 年 10 月 HEILONGJIANGSCIENCE October 2017
五大连池重碳酸矿泉水中二氧化碳变化趋势研究曾颖$’2,杨臣$’2,李月兴$’2,方振兴$，2,吴婧$，2,王希英$，2(1.黑龙江省科学院火山与矿泉研究所，哈尔滨150000; 2.黑龙江省科学院高技术研究院，哈尔滨150000)摘要：应用季节性肯德尔检验法对2008—2016年五大连池重碳酸矿泉水代表泉眼南饮泉及北饮泉中二氧化碳的含量变化趋势进 行分析。结果表明：南饮泉及北饮泉中二氧化碳的含量均呈现高度显著减少的趋势，并已起过了地下天然矿泉水化学成分的天然 波动范围，相关部门必须给予重视并迅速采取有效的应对措施。
关键词：肯德尔检验法；重碳酸矿泉水;趋势分析;二氧化碳中图分类号：TS275. 1 文献标志码：A 文章编号# 1674 - 8646 (2017 % 20 - 0020 - 02
Study on the variation trend of carbon dioxide in the hydrocarbonatemineral water in Wudalianchi
ZENGYing1’2, YANGChen1’2, LI Yue-xing1’2, FANGZihen-xing1，2, WUJing1’2, WANGXi-ying1’2(1. Institute of Volcano and Spring，Heilongjiang Academy of sciences’ Harbin 150000，China;2. Institute of Advanced Technology，Heilongjiang Academy of sciences ’ Harbin 150000，China)Abstract + Based on the data of carl3〇n dioxide from 2008 to 2016 in the south dri
spring，which are the representative of the hydrocarbonate mineral water in Wudalianchi’ the variation trend wasanalyzed by seasonal kendall test method. The results showed that their content of carbon dioxide both presented a trendof highly significantly reduced ’ and has exceeded the normal fluctuation range of chemical component of undergroundnatural mineral water. The relevant departments must give attention and promptly take effective countermeasures.Key words ： Kendall method; Hydrocarbonate mineral water; Trend analysis; Carbon dioxide
五大连池冷矿泉水享有“神泉”、“圣水”的美誉， 对人类的健康疗养具有非常神奇的功效。五大连池冷 矿泉的类型多样，其中药泉山铁质重碳酸盐碳酸矿水 区被开发得最为全面。但近年来诸多消费者反映五大 连池重碳酸矿泉水的口感下降，含气量较早年大幅度 减少，对其品质及其功效性产生了质疑。本文采用季 节性肯德尔法对五大连池重碳酸矿泉水中二氧化碳的 含量变化趋势进行分析，以期为五大连池天然矿泉水 水源地的水质预警研究及科学管理提供依据，具有重 要的现实意义。1研究区概况五大连池药泉山铁质重碳酸盐碳酸矿水区位于五 大连池南部地区，该区的火山活动较早，为构造隆起 区，区内北东和北西向断裂切断了东西向断裂，同时割 断了矿区水与外界的水力联系，又因为白垩系泥岩盖 层的存在，在断裂控制的近三角形地带基岩裂隙水具 备良好的封闭地下水循环体系，使药泉山矿水区形成收稿日期#2017 -08 -23基金项目：黑龙江省院所基本应用技术研究专项(ZNJZ2015HS01) 作者简介：曾颖（1982 -)，女，硕士，助理研究员。了独立于区域水文地质条件的局部地下水。该矿水区 内含有丰富的第四系玄武岩潜水，以次生矿水为主，发 育并储存在嫩江组下伏的石炭系额头山组片岩、板岩 及海西期花岗闪长岩中的原生矿水，沿断裂以垂直向 上伏含水层排泄为主，并接受白垩系含水层淡水补给， 在局部地段白垩系含水层中形成次生矿水层，在水头 力下 、 南 ， 南 性断 ，泉的形式排出地表，即南饮泉和北饮泉[1]。由于两个泉区中的矿泉水在溢出后以重碳酸亚铁 形式存在的二价铁会被氧化，变成三价铁的含水氧化 铁，因此矿泉水在放置一段时间后会变得浑浊且铁锈 味很重而无法饮用，造成了极大的浪费。直到1981 年，黑龙江省科学院火山与矿泉研究所发明了五大连 池重碳酸含气矿泉水封装工艺，实现了五大连池冷矿 泉销售到国内外市场的梦想。
2分析方法季节性Kendall检验法是由Hish于1982年首先 提出的一种水质评价方法。在评价过程中，只考虑相 对数值数据的排列，不考虑数据大小。由于检验中统 计量的分布几乎不受水质数据中季节性变化、非正态 分布、流量、漏测值和未检出值的影响，其检验的零假20设为随机变量独立和相同分布。这些优点使季节性肯 德尔检验方法广泛用于水质变化趋势分析研究[2]。季节性Kendall检验法的原理是:将历年相同月 份的水质资料进行比较。若后面年份的值高于前面的 值则记为％ +1”，若小于前面的值则记为％ -1”，若值 相等则记为“〇”。统计所有记录值，如果％ +1”的个数 多于％ -1”的个数，则可能为上升趋势，反之，如果
“ -1”的个数多于“ +1”的个数，则可能为下降趋势， 如果“ +1”和“ -1”的个数相等则不存在上升或下降 趋势。其计算方法如下所示：
零假设；：随机变量水质指标检测数据与时间相 互独立。设 < 年^月的水质指标检测数据排列矩阵为：
>21>2'
⑴
式中〜，^，…，>„P为各水质指标检测值。第一，对于P月中第心''月的情况。令第i月历年水质指标检测数值相比较的正负数之和？为：< —1 * 一 >*) ( 1 ' A*->*)>〇式中，C(>*->*) = 〇， (>* — >*)=0 (3)-一 1， (>* 一 >*) < 0式中，< 为第月中水质检测值系列中非漏测值的个数。在零假设下，随机序列？（* = 1，2,…：）近似地 服从正态分布，均值:0(?) = 0<(< 一 1)(2< + %)18方差:# =F>G?)& *(H - 1 )(2h + %)18其中f为 < 个非漏测值中数值相等的数的个数。⑷(%)对于p个月份总体情！？ = &?i = 1在零假设下，P月？的均值和方差分别为 均值:0(?) = &0(?) = 0 (6):Var( ?)& <(< 一 1)(2+ %)18& H(H - 1 )(2h + %)18其中f为 < 个非漏测值中数值相等的数的个数。(7)?服从正态分布：i 一 1 八---------r， 1 > 0[Var(?) ] 2标准方差为:8 = < 0， 1=0 (8)1+1 n---------r， 1 < 0L[ Var(S)] 2第二，趋势检验。如果I 9 '9%，接受假设检验，且有K(9a/2)= >/2，尸为标准正态分布函数，>=^^(’：>为趋 势检验的显著水平。3结果与讨论搜集2008—2016年五大连池重碳酸矿泉水代表 性泉眼南饮泉和北饮泉中二氧化碳含量的水质检测资 料(108个月），通过季节性肯德尔法进行检验，其中a =0• 1 时，9-> = 1 64% ;a = 0• 01 时，9-> ] 2. %7% ,9 > 1.64%为显著増加，9 >2:7%为高度显著増加，9 o -1. 64%为显著减少，9 <-2. %7%为高度显著减少[3]。经验算，南饮泉中二氧化碳的9值为- %. 0%2,北 饮泉中二氧化碳的9值为-3.601。说明两个泉眼中 二氧化碳的含量均呈现高度显著减少的趋势，尽管两 个泉眼中二氧化碳的含量仍然高于《饮用天然矿泉水 标准》（GB8%37 -2008)中对游离二氧化碳的界限值， 但近十年如此显著的减少趋势也反映出五大连池重碳 酸矿泉水的特征性指标含量已经出现了较大的变化， 并已经超过了地下天然矿泉水化学成分的正常的天然 波动范围，必须给予重视并迅速寻找采取应对措施。
%结论五大 池重 矿泉 中二氧化 的含 变化呈现高度显著减少的趋势，一方面可能受五大连池当地 各矿泉企业的开采方式、开采量及周边生产生活环境 的影响。另一方面，鉴于五大连池重碳酸矿泉水的储 藏环境受熔岩上层冻土层物理和化学性质的影响，受 全球气候变暖的印象，冻土层的融化将导致次生矿水 的水质发生变化[4]。此次预测的结果反映了必须加 强环保措施有效改善五大连池重碳酸矿泉水水源地的 水环境，为其可持续利用提供理论基础和科学指导。
参考文献：[1] 钱丽萍.五大连池药泉山矿水锶元素水文地球化学特征[J].资源 开发与市场，2007,23(10): 865 -867.[2] 时志敏，苏慧艳.基于季节性Kendal法的大凌河朝阳段水质趋势 分析[J] •地下水，2009，31 (3 ):88 - 101.[3] 辛小康，尹炜，杨芳.基于肯德尔法的丹江口水库水质演变趋势研 究[J].人民长江，2012,43(13):91 -94.[4] 滕刚•五大连池火山区区域水环境特征研究[D].北京:首都师范 大学，2008.21
