水文地球化学基础第三讲天然水化学成分的组成及水化学资料的获取与整理第一部分天然水化学成分的组成水分子的结构与性质水分子的结构与性质水的独特性质水的独特性质水的独特性质天然水的组成天然水组成的分类大气降水的一般特征大气降水中的气体组分大气降水中的其他化学特征海水的化学特征河水的化学特征湖泊与水库水的化学特征地下水的化学特征地下水的化学特征典型实例：太原盆地孔隙水的硅酸盐矿物体系平衡图地下水的化学特征地下水的化学特征地下水的化学特征地下水的化学特征地下水的化学特征地下水的化学特征地下水的化学特征地下水的化学特征地下水的化学特征总溶解固体(TDS)指水中溶解组分的总量，包括溶于水中的离子、分子、络合物，但不包括悬浮物与气体；通常以105-110℃下水蒸干后留下的干涸残余物的重量来表示，单位为mg/L；常用的TDS计算方法为水中溶解组分总和减去HCO3-浓度的一半。含盐量指水中各种组分的总和；为计算值，与TDS的差别在于不需减去HCO3-浓度的一半。硬度总硬度：水中Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+等碱土金属离子的总和，计算方法为Ca2+、Mg2+毫克当量总数乘以50，以CaCO3表示，单位为mg/L。碳酸盐硬度（暂时硬度）：指与CO32-、HCO3-结合的硬度，可通过煮沸的方式除去。计算方法为CO32-、HCO3-的毫克当量总数乘以50，以CaCO3表示，单位为mg/L。非碳酸盐硬度（永久硬度/负硬度）：指与Cl-、NO3-、SO42-结合的硬度，不能通过煮沸的方式除去。计算方法为总硬度减去暂时硬度，如结果为负值称为负硬度。钠吸附比用于评价灌溉水水质或土壤与地下水之间的阳离子交换反应。SAR值高的水灌溉会引起土壤板结。化学需氧量(COD)指在强酸性条件下化学氧化剂氧化水中有机物所消耗的氧量，以mg/L为单位，通常所用氧化剂为KMnO4、K2Cr2O7。生化需氧量(BOD)指微生物降解水中有机物所消耗的氧量，以mg/L为单位，通常采用20℃条件下，培养微生物5天所得的BOD值。总有机碳(TOC)水中各种形式有机碳的总量，以mg/L为单位。氧化还原电位(Eh)为表征水系统氧化还原状态的指标，单位为V，正值表明水系统处于相对氧化状态，负值表明水系统处于相对还原状态。碱度表征水系统中和酸的能力的指标，主要取决于水中CO32-、HCO3-的含量；天然水中的OH-、硼酸、磷酸、硅酸也具有中和酸的能力，但由于含量甚小而一般不予考虑。计算方法为CO32-、HCO3-的毫克当量总数乘以50，以CaCO3表示，单位为mg/L。在数值上等于暂时硬度。酸度表征水系统中和强碱的能力的指标；对水系统酸度有贡献的指标包括强酸（如HCl、HNO3、H2SO4）、弱酸（如CO2、H2CO3、有机酸）、强酸弱碱盐（如FeCl3）等。总酸度包括水中已电离的H+和将会电离的H+，已电离的H+称为离子酸度，与pH值一致。水分析数据的可靠性检查阴阳离子平衡检查TDS实测值与计算值的校核碳酸平衡关系的检查水质资料的数学处理水质资料的数学处理利用比例系数法判断地下水的来源第二部分水化学资料的获取与整理方法在自然界中，单纯由H2O分子组成的化学意义上的“纯水”是不存在的。1、天然水都是成分复杂的多相水溶液。2、地下水中存在着各种元素、气体、有机化合物、胶体等3、随着测试技术的完善，地下水中测出的元素和化合物种类越来越多。1、首先在野外现场取样，现场测试，水样预处理2、将水样带回室内，送实验室分析3、获得水质报告在这种报告中，通常仅有水中化学组分的含量。4、对这些组分进行分类、整理。从中提取水文地球化学信息，并揭示其蕴含之内在的规律性。第一节水分析概述IntroductiononWaterAnalysis一、地下水样品的采集、保存与现场分析二、水分析方法的分类三、滴定分析若干基本概念四、水分析结果质量评估一、地下水样品的采集、保存与现场分析1、不分深度的采样2、分深度取样细径测压管（四）样品的现场保存与分析（1）选择和清洗容器采样瓶清洗程序采样瓶清洗程序采样瓶清洗程序（2）样品的保存为说明样品保存方法对水分析结果的影响，这里我们举一个例子例铁氧化对水分析结果的影响同位素分析水样的保存醋酸锌溶液(ρ=0.10g/l),C4H6O4Zn磷酸(ρ=1.7g/ml),H3PO4盐酸(ρ=1.16g/ml),HCl硝酸(ρ=1.42g/ml),HNO3硫酸(8mol/l),H2SO4氢氧化钠(ρ=0.40g/ml),NaOH甲醛溶液（φ＝37%）（福尔马林），CH2O乙二胺四乙酸二钠(EDTA)水溶液(ρ=0.025g/ml),C10H14N2Na2O8•2H2O乙醇（φ＝96%），C