水文地球化学复习资料
根据老师PPT整理，由于时间有限，难免有漏缺和错误，有异议的部分以老师讲的为主
第一章
水具有较大的表面张力。表面张力是指液体中处在液面层的分子受到一个朝向液体内部的合力作用
水具有较小的黏滞度和较大的流动性。黏滞性是一种表征液体内部质点间阻力(内摩擦阻力)程度的性质
水具有使盐类离子产生水化作用的能力。水分子的正极吸引着水中的阴离子，而负极则吸引着阳离子，这种水中离子与水分子偶极间的相互吸引作用，使得水中正负离子周围被水分子所包围的过程成为离子水化作用(离子的溶剂化作用)
水具有高介电效应。在水中盐类离子晶体发生离解时，一些水分子围绕着每个离子形成一层抵消外部静电引力(或斥力)的外膜，它会部分地中和离子的电荷，并阻止正、负离子间的再行键合，这种水分子的封闭外壳起绝缘效应(或屏蔽效应)，称为介电效应。
定义：两种或几种性质和化学成分不同的水相混合，形成具有新的性质和化学成分的水，这一过程称为混合作用
大气降水是含杂质较少、矿化度较小的软水。干旱地区雨水中杂质较多，滨海地区降水中的Na+和Cl-比内地多，一般初降雨水或干旱地区雨水中杂质多，而长期降雨后或潮湿地区雨水中杂质少。
各大洋水流相通，所以世界各地海洋水质基本相似和稳定。但在海洋的水平和垂直方向上，水质呈有规律的变化，在靠近海岸处成分变化更大。
各种天然存在的元素，在海水中几乎都能发现，它们以单离子、络合离子、分子等各种形式存在。
海水中宏量成分的含量按其顺序为Cl-、Na+、SO42-、Mg2+、Ca2+、K+、HCO3-、Br-
当碳、氮、磷之间达到一定比例时，刺激水体中藻类大量繁殖，在表层水中形成巨大生物量，导致淡水水体中“蓝藻”和海水中“赤潮”的发生，这就是常称得人为富营养化。
当量浓度：离子的摩尔浓度(mol/L)与其离子价的乘积。正、负离子当量浓度之和相等。1eq/L=1000meq/L。
地下水中分布最广、含量较多的离子（七种）：
Cl-、SO42-、HCO3-、Na+、K+、Ca2+、Mg2+。
低矿化水中以HCO3-、Ca2+、Mg2+为主;
中等矿化水，阴离子常以SO42-为主，阳离子为Ca2+、Mg2+
高矿化水以Cl-、Na+为主;
TDS异常高的地下水中以氯和钙为主的原因：
钙的硫酸盐，特别是钙、镁的碳酸盐，溶解度最小；随着TDS 增大，钙、镁的碳酸盐首先达到饱和并沉淀析出，继续增大时，钙的硫酸盐也饱和析出。因此，高矿化水中便以易溶的氯和钠占优势（由于氯化钙的溶解度更大，故在TDS异常高的地下水中以氯和钙为主）。
研究地下水中气体成分的意义：
（1）对地下水中气体成分的研究有助于对地下水起源和成因的判别和解释；
（2）水中的气体成分决定着含水层水文地球化学环境的性质；
（3）某些气体成分决定着地下水具有一定的特殊性能，如医疗矿水中的碳酸水和硫化氢水就是由于CO2和H2S在水中的含量较高所决定的。
总溶解固体：是指水中溶解组分的总量，它包括溶于水中的离子、分子及络合物，但不包括悬浮物和溶解气体
含盐量：是指水样各组分的总量，其单位以mg/L或g/L表示。这个指标是计算值，它与总溶解固体的差别在于无需减去1/2 HCO3-。
硬度也称总硬度，它是碳酸盐硬度、非碳酸盐硬度的总和。
硬度一般以水中的钙和镁来量度，4其计算方法是钙和镁的毫克当量总数乘50
水总硬度是指水中Ca2+、Mg2+的总量，它包括暂时硬度和永久硬度。水中Ca2+、Mg2+以酸式碳酸盐形式存在的部分，因其遇热即形成碳酸盐沉淀而被除去，称之为暂时硬度；而以硫酸盐、硝酸盐和氯化物等形式存在的部分，因其性质比较稳定，不能够通过加热的方
式除去，故称为永久硬度。
钠吸附比: 以符号“SAR”表示，其数值按下式计算:
SAR无量纲，Na+、Ca2+、Mg2+单位为meq/L。sodium adsorption ratio
SAR是评价灌溉水水质的一个有用指标
生化需氧量；是指水体中的微生物在降解水中有机物的过程中所消耗的氧量，以mg/L表示，以符号“BOD”代表(Biochemical Oxygen Demand)。
化学需氧量；是指采用化学氧化剂氧化水中有机物和还原性无机物所需消耗的氧量，以mg/L表示，以符号“COD”代表总有机碳：是指水中各种形式有机碳的总量，以mg/L表示，以符号“TOC”代表(Total Organic Carbon)
氧化还原电位：是表征水体氧化还原状态的一个综合性物理化学指标，一般以符号“Eh”代表，其单位为v或mV，如Eh值为正值，说明水系统处于氧化状态；如Eh值为负值，说明系统处于还原的状态。
碱度：是表征水中和酸能力的一个综合性指标。一般地下水的碱度主要决定于水中HCO3-、CO32-的含量。可直接测定，也可通过计算求得。计算方法是HCO3-和CO32-毫克当量/升的总和乘50，以CaCO3表示，其单位是mg/L，称碳酸盐碱度
酸度：是表征水中和强碱能力的一个综合性指标。总酸度与水中的氢离子浓度并不是一回事。氢离子浓度表示水中呈自由离子状态的
H+数量，而总酸度则表示了中和过程中可与强碱反应的全部H+数量，酸度以CaCO3表示，单位是mg/L。
1. 阴阳离子平衡的检验
2. 分析结果中一些计算值的检验
3. 根据碳酸平衡关系的检验
4. 其他的检验方法
库尔洛夫式
（1）横线上下：表示阴阳离子——分别按毫克当量百分数自大到小顺序排列，小于10%的离子不予表示。
（2）横线前：依次表示特殊成分、气体成分、TDS(以字母M为代号),单位为g/L；
（3）横线后：以字母t为代号表示以摄氏计的水温及PH值
第二章
与地下水化学组分形成有关的主要地球化学过程
溶解与沉淀过程、氧化还原过程、离子交换过程、蒸发浓缩过程、混合过程生、物化学过程（微生物参与）
ΔGr = -RTlnK
式中ΔGr为反应的标淮自由能变化（kJ/mol）；R为气体常数（0.008314 kJ/mol）；T为绝对温度；K为平衡常数
lgK ＝- 0.175ΔGr (kJ/mol)
因此，为了求得不同深度下的K值，可利用标准焓变化与平衡常
