水文地球化学(1)
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1.总溶解固体(TDS):指水中溶解组分的总量,包括了水中的离子、分子及络合物,但不包括悬浮物和气体。
2.生化需氧量(BOD):至水中的微生物在降解水中有机物的过程中所消耗的氧的量。
3.化学需氧量(COD):指采用化学氧化剂氧化水中的有机物和还原性无机物所需要消耗的氧的量。
4.离子交替吸附作用:当溶液中的一种离子被吸附到固体表面上时,固体表面上的另一种同性离子发生解析并释放出其所占据的表面空间。
5.阳离子交换容量:每100g干吸附剂可吸附阳离子的毫克当量数。
6.水动力弥散:示踪剂在注入地下水后,它就在流场中逐渐传播扩展,占据的区域越来越大,超出了按宏观平均流动所预期的范围。
7.弥散通量:由于弥散作用所引起的单位时间通过单位溶液面积的溶质质量。
8.同位素分馏:同位素以不同比例分配于两种物质或物相中的现象。
9.同位素交换反应:在同一体系中,物质的化学成分不发生改变(化学反应处于平衡状态),仅在不同的化合物之间、不同的物相之间或单个分子之间发生同位素置换或重新分配的现象。
10.等温吸附方程:在一定温度下达到吸附平衡是,溶质在液相中的浓度与其在固相中的含量之间的关系。
11.地下水污染:凡是在人类活动影响下,水质变化朝着恶化方向发展的现象。
12.水文地球化学:是研究地下水中化学组分的形成、分布、迁移和富集规律及其在生产实际中应用的一门科学。
13.同位素比值:样品中某元素的重同位素与常见轻同位素含量或丰度之比。
14.同位素丰度:某元素的各种同位素在给定的范畴,如宇宙、大气圈、水圈、岩石圈、生物圈中的相对含量称为~15.千分偏差值:样品的同位素比值相对于标准样品同位素比值的千分偏差。
16.碳酸盐硬度:由碳酸盐和重碳酸盐所引起的碱度称为~(又叫暂时硬度)。
17.非碳酸盐硬度:总硬度与碳酸盐硬度之差被称为~(又叫永久硬度)。
18.总有机碳TOC:~是水中各种形式有机碳的总量,以mg/L表示。
19.试说明影响大气降水氢、氧稳定同位素组成的主要因素有哪些,他们是怎么影响大气降水的同位素成分的?答:主要受两种因素的控制,其一为入渗雨水及地表水的同位素组成特征,其二是渗入地下室后的同位素组成所发生的变化。
第1章⽔⽂地球化学基础第⼀篇基础篇1第⼀章⽔⽂地球化学基础第⼀节应⽤⽔⽂地球化学的某些基本概念虽然我们已对⽔⽂地球化学有⼀定的了解,但是为了更好地转⼊应⽤⽔⽂地球化学,对⽔⽂地球化学中的某些基本概念进⾏复习和深化了解是很有必要的。
⽔岩作⽤(WRI)⽔岩作⽤是⼀种学术观点,它主张将地壳看成是⼀个⽔岩体系,许多地质和⽔⽂地质现象都与天然⽔和岩⽯之间的相互作⽤有关。
应⽤⽔岩作⽤的观点来研究地学中的问题能更科学、更有效地解决问题。
⽔⽂地球化学与单纯的⽔化学不同。
⽔⽂地球化学中的⽔是指与地球有关的⽔,凡是天然⽔体,它总是与地球物质发⽣着关系。
地下⽔总是赋存于地质体内,或者说,地质体、岩⽯内总是多少包含有⼀定的⽔分。
因此,⽔⽂地球化学将⽔和岩⽯看成⼀个互相联系的体系,称它为⽔岩体系。
⽔⽂地球化学作⽤除了⽔溶液作⽤以外,更主要的是⽔与岩⽯之间的作⽤。
既然在地球表⾯上和地球内部⽔是那样普遍,因此在研究地学时我们应该将⽔和岩⽯联系起来看问题。
许多⼈认为,地学、地球化学中的问题,特别是低温地球化学(温度⼩于200℃)问题,在⼤多数情况下都是发⽣在⽔岩体系中的⽔岩作⽤(water-rock interaction)问题。
凡是孤⽴地单⼀从⽔或岩⽯来研究地球化学问题是不全⾯的,因⽽也是不科学的。
世界上许多科学家都持有与此相同的观点,因此于1974年在前苏联⽔⽂地质学家的倡议下,志同道合的科学家汇聚在捷克的布拉格,举⾏了第⼀届国际⽔岩作⽤学术⼤会。
此后在国际地球化学宇宙化学协会下设了⽔岩作⽤委员会,在它的组织下,每三年举⾏⼀次学术活动。
第⼆次,于1977年在法国的斯特拉斯堡;第三次,于1980年于加拿⼤的埃特蒙顿;第四次,于1983年在⽇本的鸟取县三朝町;第五次,于1986年在冰岛的雷克雅维克;第六次,于1989年在英国的⽑尔芬;第七次,于1992年在美国的花园城;第⼋次,于1995年在俄罗斯的海参威;第九次于1998年在新西兰的TAUPO举⾏;第⼗次于2001年在意⼤利举⾏。
第一章绪论第二章水溶液的物理化学基础一、水的结构2.水分子的内部结构原子结构理论表明,H2O分子呈V形结构,H-O键的夹角为104°45′,键长为0.96Å(1Å=10-10m)2.水分子的内部结构由于氧的电负性为3.5,氢的电负性为2.1,(中性原子接受电子的能力,称为电负性)这种差异导致了H、O形成共价键。
由于氧的电负性大,所以共价电子偏向氧原子,这样使氧带有部分负电性,氢还有部分正电性,这就造成了极性共价键。
由这种极性共价键所形成的分子称为极性分子。
3.电负性(E)电负性就是原子在化合成分子时把价电子吸引向自己的能力。
规定氟的电负性为4.0,并以此为标准求出其它元素的电负性。
电负性小于2.0时,多数元素显金属性,大于2时,多数元素显非金属性。
铀的电负性为1.7,显金属性。
U4+的电负性为1.4,U6+为1.9,U4+的金属性较U6+强。
电负性差值大于2的两个元素化合时,多数形成离子键化合物,电负性差值小于2时,多数形成共价键的化合物。
由于电负性影响化合物的键性,而化学键的性质又影响到化合物的许多物理化学性质,如硬度、光泽,溶解度等,所以电负性对元素的迁移和沉淀也有影响。
3.水分子间的联结水分子间是靠氢键联结起来的。
所谓氢键是一种因静电吸引作用而产生的附加键,所以一个水分子中的氢原子,在保持同本分子中氧原子的共价键的同时,又能同相邻水分子中的氧原子产生一种静电吸引力。
这样水分子就有具有了两种类型的键:(1)存在于水分子内部的极性共价键;(2)存在于水分子之间的氢键。
3.水分子间的联结水分子间的氢键联结,使水分子相互缔合形成巨型分子(H2O)n,水分子的这种缔合强度取决于温度,一般温度越低,缔合程度越稳定,4℃时,水的缔合程度最大,此时达到最大密度。
在250~300℃时,n接近1,即水具有H2O形式。
水分子在缔合过程中不会引起化学性质的变化。
这种由单分子水结合成多分子水而不引起水的化学性质改变的现象,称为水分子的缔合作用。
水文地球化学电子教案第一章:水文地球化学概述1.1 水文地球化学的定义1.2 水文地球化学的研究对象和内容1.3 水文地球化学的发展简史1.4 水文地球化学的重要性第二章:水文地球化学基本概念2.1 地球化学的基本概念2.2 水的性质和分类2.3 地下水的形成和运动2.4 水文地球化学循环第三章:水文地球化学元素与同位素3.1 元素的性质和分布3.2 常见元素的水文地球化学行为3.3 同位素的水文地球化学应用3.4 元素和同位素在水文地球化学研究中的应用第四章:水文地球化学分析方法4.1 水文地球化学样品的采集与处理4.2 水文地球化学分析技术4.3 数据处理与质量控制4.4 水文地球化学分析方法的进展与挑战第五章:水文地球化学应用实例5.1 地下水污染的水文地球化学研究5.2 地下水资源评价与管理5.3 环境水文地球化学问题5.4 水文地球化学在工程中的应用第六章:水文地球化学循环与地球化学过程6.1 水文地球化学循环的基本原理6.2 岩石圈-大气圈-水圈-生物圈之间的水文地球化学循环6.3 地球化学过程在水文地球化学研究中的应用6.4 典型水文地球化学循环案例分析第七章:水文地球化学野外调查与采样技术7.1 野外调查的基本方法7.2 地下水采样技术7.3 岩石和土壤样品的采集7.4 数据处理与质量保证第八章:水文地球化学实验室分析技术8.1 常用实验室分析方法概述8.2 岩石和矿物分析8.3 水质分析8.4 同位素分析技术第九章:水文地球化学模型与应用9.1 水文地球化学模型的类型与构建9.2 地下水流动模型9.3 污染物迁移与转化模型9.4 水文地球化学模型在环境管理中的应用第十章:水文地球化学在我国的应用案例研究10.1 我国水文地球化学研究概况10.2 典型地区水文地球化学特征分析10.3 地下水资源评价与保护案例10.4 环境水文地球化学问题研究与治理案例第十一章:水文地球化学与环境健康11.1 水文地球化学与水质关系11.2 地下水中有害元素的来源与迁移规律11.3 水文地球化学指标在环境健康评估中的应用11.4 环境健康案例分析第十二章:水文地球化学在农业领域的应用12.1 农业水文地球化学背景12.2 土壤-植物系统中元素迁移与富集12.3 农业水文地球化学调查与评价方法12.4 农业水文地球化学应用案例第十三章:水文地球化学在能源领域的应用13.1 能源水文地球化学概述13.2 地下水资源在能源开发中的作用13.3 能源开发活动对水文地球化学的影响13.4 能源水文地球化学案例分析第十四章:水文地球化学在灾害防治中的应用14.1 地质灾害的水文地球化学因素14.2 水质预测与灾害预警14.3 水文地球化学在地质灾害防治中的应用14.4 灾害防治案例分析第十五章:水文地球化学研究的前沿与挑战15.1 水文地球化学研究的新技术与发展趋势15.2 跨学科研究在水文地球化学中的应用15.3 水文地球化学在全球变化研究中的作用15.4 未来水文地球化学研究的挑战与机遇重点和难点解析本教案全面覆盖了水文地球化学的基本概念、研究方法、应用领域及前沿挑战。
水文地球化学试题及答案一、选择题(每题2分,共20分)1. 水文地球化学研究的主要对象是()。
A. 水体B. 岩石C. 土壤D. 生物答案:A2. 水文地球化学循环中,水的主要来源是()。
A. 大气降水B. 地下水C. 冰川D. 海洋答案:A3. 在水文地球化学研究中,下列哪种元素不属于微量元素?()A. 铁B. 锰C. 铜D. 钙答案:D4. 水文地球化学研究中,下列哪种方法不常用于水样的采集?()A. 直接采样法B. 过滤采样法C. 蒸发采样法D. 沉淀采样法答案:C5. 下列哪种水文地球化学过程不涉及水的循环?()A. 蒸发B. 凝结C. 渗透D. 沉积答案:D6. 在水文地球化学研究中,下列哪种元素的循环对环境影响最大?()A. 氮B. 磷C. 硫D. 碳答案:D7. 水文地球化学研究中,下列哪种方法不常用于水样的分析?()A. 原子吸收光谱法B. 质谱法C. 比色法D. 重量法答案:D8. 下列哪种水文地球化学过程不涉及水的物理状态变化?()A. 凝结B. 蒸发C. 渗透D. 溶解答案:D9. 在水文地球化学研究中,下列哪种元素的循环对人体健康影响最大?()A. 铅B. 汞C. 砷D. 镉答案:B10. 水文地球化学研究中,下列哪种元素的循环对农业生产影响最大?()A. 氮B. 磷C. 钾D. 钙答案:B二、填空题(每题2分,共20分)1. 水文地球化学循环中,水的主要去向包括________、________和________。
答案:蒸发、渗透、径流2. 水文地球化学研究中,水样的采集方法主要有________、________和________。
答案:直接采样法、过滤采样法、沉淀采样法3. 在水文地球化学研究中,微量元素通常指含量低于________的元素。
答案:0.01%4. 水文地球化学循环中,水的循环过程包括________、________、________和________。