水文地球化学基础期末复习.docx

理想溶液的理论模型各种分子的大小形状相似；各同种及不同种分子之间的作用势能相近。换句话说，理想溶液中，各离子或分子在反应中都起作用的。非全等溶解:是指矿物与水接触发生溶解反应时，其反应产物除了溶解组分外，还新生成了一种或多种矿物或非晶质固体物质。当含水层中同时存在多种矿物时，虽然单个矿物的溶解可能均为全等溶解，但由于不同矿物的溶解度不同，可能发生一种矿物的溶解导致另一种矿物沉淀的情况，这种溶解作用也是非全等溶解.活度系数在实际应用中，为无量纲系数；活度和浓度的单位相同mol/L活度系数一般都小于1；随水中溶解固体（矿化度）增加而减小；当水中溶解固体很低时，活度系数趋近于1，活度趋近于实测浓度；在平衡研究中，固体及纯液体（如H2O）的活度为1。碳酸平衡地下水中碳酸的组成主要以三种形态存在：游离碳酸：以溶解的C02（aq)和H2CO3形态存在，习惯上记为“H2CO3*”。水中以C02（aq)为主，H2CO3一般只占其总和的1%。重碳酸：即HCO3-碳酸：即CO32-平衡时三种形态的碳酸按一定比例分配，它们是pH值的函数：纯水的活度是1，溶解气体的活度系数接近1。rco2是溶解CO2的活度系数；Pco2是CO2分压。水中总溶解无机碳的浓度可表示为：由（6）可得：将（7）代入（4）、（5），若以α0、α1、α2分别表示[H2CO3]、[HCO3-]、[CO32-]在总碳酸CT中所占的比例，即：实际上，大多数情况下，并非pH值决定三种形态的碳酸的比例、而是碳酸平衡时的各类碳酸的比例关系决定着水的pH值。当水中含有一定数量HCO3-时，就必须有一定数量溶解于水的CO2与之相平衡，这部分与HCO3-相平衡的CO2，称为“平衡CO2”。当水中游离C02的含量高于平衡的需要时，碳酸钙便被溶解，这种能与碳酸钙起反应的一部分游离C02称为“侵蚀性C02”。闭系统:如果系统与大气CO2没有交换,水与碳酸盐间的溶解反应所消耗的CO2得不到补充,则系统中的pCO2在矿物溶解过程中不断降低,最终的pCO2值低于初始pCO2值.特点:Ca2＋,HCO3-,TDS较低,pH值较高(一般为8)，SI1开系统:如果系统与大气CO2有交换,水与碳酸盐间溶解反应所消耗的CO2不断地得到补充,pCO2基本保持稳定.特点:Ca2＋,HCO3-,TDS较高,pH值较低(7-8),SI1开系统:(1)雨季后,泉水的流量明显增加,或井水的水位明显上升;(2)地下水中存在浓度较高的来自地表的污染物;(3)包气带下渗水的pCO2明显高于大气pCO2.闭系统:(1)丰、枯水期水位和水量变化不大；(2)来自地表的污染物浓度低或检不出；（3）计算的pCO2值较低（一般小于10-3.5）。在10℃的条件下与白云石平衡的地下水遇到方解石后，将会发生什么样的情况？10℃时，Kd1/2=10-8.355，正好等于该温度下方解石的溶度积Kc，平衡状态；当温度大于10℃时，Kd1/2=10-8.95Kc=10-8.51，方解石溶解，从而引起白云石的沉淀；当温度小于10℃时，Kd1/2=10-8.28Kc=10-8.34，方解石沉淀变价元素Eh-pH图的说明（1）高氧化态物质一般位于相应的低氧化态物质之上。例如：Fe3+在Fe2+之上，Fe(OH)3在Fe(OH)2之上，Fe2+在Fe之上等；（2）固态组分一般位于相应液态组分的右侧。例如：Fe(OH)3位于Fe3+的右侧，Fe(OH)2位于Fe2+的右侧。地下水系统中使某种元素(原子或离子)发生氧化或还原的能力可用一个量来度量,这个量叫做地下水的氧化还原电位.或者叫做地下水的Eh值.它是定量判断地下水氧化还原状态的参数.地下水的Eh值测量,一般用铂金电极,通过测定铂电极与氢电极之间的电位差,得出地下水的氧化还原电位.高的Eh值表示地下水处于氧化(状态)条件;低的Eh值表示地下水处于还原(状态)条件.按照氧化能力依次递减的顺序，地下水中常见的氧化剂主要有：O2、NO3-、NO2-、Fe3+、SO42-、S、CO2、HCO3按照还原能力依次递减的顺序，地下水中常见的还原剂主要有：有机物、H2S、S、FeS、NH4+、NO2-。研究表明,地下水位以上的孔隙水中硝酸盐浓度高(非饱和带氧化环境);在地下水位以下,硝酸盐和溶解氧消失,铁和锰浓度较高,中等还原环境.每一种氧化剂及其相应的还原剂共同组成了一个氧化还原单体系.把对地下水氧化还原电位有决定意义的单体系,称为“决定电位体系”（控制电位离子，控制电位元素）。吸附剂(Sorbent):凡能吸附液相中溶解离子的固体均称为吸附剂。如粘土矿物，铁、铝和锰的氧化物或氢氧化物，有机物，胶体等。吸附质（Sorbate）：被吸附剂所吸附的溶解离子称为吸附质。离子交换容量（EC）：表征吸附剂吸附能力的参数。阳离子交换容量（C