水化学类型
舒卡列夫的水化学类型分类
舒卡列夫的水化学类型分类舒卡列夫的水化学类型分类舒卡列夫是俄罗斯著名的地球化学家，他提出了一种水化学类型分类方法，称为“矿化度-碱度图法”。
这种分类方法旨在根据水中的矿物质含量和碱度来确定水的化学类型。
根据舒卡列夫的分类法，水可以被分为以下6种类型：1. 碳酸盐型水碳酸盐型水主要由碳酸盐和氢氧根离子构成。
这种水通常是硬水，pH值高于7。
它们通常含有高浓度的钙和镁，这也是许多地区水垢的主要原因。
2. 氯化物型水氯化物型水主要由氯离子和钠离子构成。
这种水通常是咸水，pH值高于7。
它们通常含有高浓度的盐，这也是许多地区海水的主要成分。
3. 硫酸盐型水硫酸盐型水主要由硫酸盐和氢氧根离子构成。
这种水通常是酸性水，pH值低于7。
它们通常含有高浓度的硫酸盐，这也是许多地区地下水的主要成分。
4. 钠型水钠型水主要由钠离子和氢氧根离子构成。
这种水具有高碱性，pH值通常在8以上。
它们通常含有高浓度的钠，这也是许多地区碱性湖泊的主要成分。
5. 钙型水钙型水主要由钙离子和氢氧根离子构成。
这种水通常是硬水，pH值通常在7左右。
它们通常含有高浓度的钙，这也是许多地区溶洞的主要成分。
6. 硅酸盐型水硅酸盐型水主要由硅酸盐和氢氧根离子构成。
这种水通常是软水，pH值低于7。
它们通常含有高浓度的二氧化硅，这也是许多地区温泉的主要成分。
总体而言，舒卡列夫的水化学类型分类为科学研究和实际应用提供了很大的帮助。
通过了解水的类型，人们可以更好地理解和处理不同类型水的化学特性和影响，从而有效地利用和保护水资源。
海水的化学成分可分为哪些类型
海水是一种非常复杂的多组分水溶液。海水中各种元素都以一定的物理化学形态存在。在海水中铜的存在形式较为复杂，大部分是有机络合物形式存在的。在自由离子中仅有一小部分以二价正离子形式存在大部分都是以负离子络合物出现。所以自由铜离子仅占全部溶解铜的一小部分。海水中有含量极为丰富的钠，但其化学行为非常简单，它几乎全部以Na+离子形式存在。
海水中的溶解有机物十分复杂，主要是一种叫做“海洋腐殖质”的物质，它的性质与土壤中植被分解生成的腐殖酸和富敏酸类似。海洋腐殖质的分子结构还没有完全确定，但是它与金属能形成强络合物。 Biblioteka 海水中的成分可以划分为五类：
1.主要成分（大量、常量元素）：指海水中浓度大于1×106mg/kg的成分。属于此类的有阳离子Na+，K+，Ca2+，Mg2+和Sr2+五种，阴离子有Clˉ，SO42ˉ，Brˉ，HCO3ˉ（CO32ˉ），Fˉ五种，还有以分子形式存在的H3BO3，其总和占海水盐分的99.9%。所以称为主要成分。
由于这些成分在海水中的含量较大，各成分的浓度比例近似恒定，生物活动和总盐度变化对其影响都不大，所以称为保守元素。
海水中的Si含量有时也大于1mg/kg，但是由于其浓度受生物活动影响较大，性质不稳定，属于非保守元素，因此讨论主要成分时不包括Si。
2.溶于海水的气体成分，如氧、氮及惰性气体等。
海水的主要成份
3.营养元素（营养盐、生源要素）：主要是与海洋植物生长有关的要素，通常是指N、P及Si等。这些要素在海水中的含量经常受到植物活动的影响，其含量很低时，会限制植物的正常生长，所以这些要素对生物有重要意义。
4.微量元素：在海水中含量很低，但又不属于营养元素者。
5-水化学分类、水化学数据处理
Na
7
14
21
28
35
42
49
舒卡列夫分类——顺序命名法
按水中阴阳离子含量 > 25 Meq %的顺序排列 命名，阴离子在前，阳离子在后。 如：HCO3· 4 - Ca水、SO4 -Na水。 SO 这样命名，有时涉及的离子就不限于上述六 种，而可以是NO3 - Na· Ca水， NO3· HCO3 Na水等。这种命名法应用十分广泛。
CaCO
3
CaO CO
2
400 C
2
2
HNO
3
HNO
NO N
放射性和核反应来源的气体：He、Rn
研究地下水中溶解气体的意义
A、实际意义
水中CO2、H2S或Rn含量超过一定值后，水即成为矿 水，可用来治病。
H2S水(ΣH2S > 2mg/L)可治疗外伤溃疡、皮肤病、降血压、治 疗某些心血管疾病
Cl
19
Mg
( Na K ) 15
pH
6 .8
3、气体成分的单位一般为g/L，只有放射性气体氡例外， 其单位为放射性活度单位（指放射性样品在单位时间内 的衰变次数）或放射性浓度单位
•如埃曼、贝可（ Bq，每秒钟衰变1次），1埃曼＝3.7贝可/立方米
•如某放射性泉的化学成分库尔洛夫式为：
Rn
120 Bq
地下水化学成分的数据处理
地下水化学成分的图示法
Piper 三线图
地下水化学成分的数据处理
水质资料的数学处理
A E P F K B I Q C D M R G H L J N S O 0 2 4 6 欧氏距离 8 10 12 14
阴离子 meq % 10 % 阳离子 meq %
[地下水化学类型分类]地下水化学类型
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[地下水化学类型分类]地下水化学类型篇一: 地下水化学类型地下水化学类型，指地下水化学成分的生成环境，基本特征，及水中常量元素的阴阳离子所占毫克当量百分数大小或特殊成分含量达到一定数量时划分的地下水类型。
指地下水化学成分的生成环境，基本特征，及水中常量元素的阴阳离子所占毫克当量百分数大小或特殊成分含量达到一定数量时划分的地下水类型.chemicaltypes of groundwater篇二: 苏林水型分类有关地下水与油气资源的五个问题一、油田水分类严格说来，与油气的生成、运移、聚集、逸散有关的地下水，均可称之为油田水，它是油气区地下水的一部分，并与油、气组成统一的流体系统。
［)通常所说的油田水是指油田范围内直接与油层连通的地下水，即油层水。
成因系数水的类型Na+/Cl硫酸钠型大陆水重碳酸钠型海水深层水氯化镁型氯化钙型＞1 ＜1 ＜1 ＞1 ＜0 ＜0 ＜0 ＜1 ＞1 ＞1 /SO42＜1 /Mg2+ ＜0油田水的分类必须解决的实质性问题应包括：①油田水化学标志及其与非油田水的区别；②不同类型油田水的特征及区别。
1911 年美国帕斯梅尔提出第一个油田水分类方案至今，自对油田水分类方案虽然作过多次修改和补充，但基本上都是以Na+、Mg2+、Ca2+和Cl-、SO42-、HCO3-的含量及其组合关系作为分类基础。
在各分类方案中，以苏林分类较为简明，也为国内外广泛采用，因而在此着重介绍苏林分类。
为，天然水就其形成环境而言，主要是大陆水和海水两大类。
大陆水含盐度低，其化学组成具有HCO3-＞SO42-＞Cl-，Ca2+＞Na+＜Mg2+的相互关系，且Na+ ＞Cl-，Na+/Cl-＞1。
海水的含盐度较高，其化学组成具有Cl-＞SO42-＞HCO3-，Na+＞Mg2+＜Ca2+，且Cl-＞Na+，Na+/Cl-＜1 的特点。
大陆淡水中以重碳酸钙占优势，并含有硫酸钠；而海水中不存在硫酸钠。
根据上述认识，以Na+/Cl-、/SO42-和/Mg2+这三个成因系数，将天然水划分成四个基本类型。
6_天然水化学
海水成分除来自岩石风化产物外，还来自海底火山喷发物质
31
（三）、影响陆地水溶质成分的因素
水流地区岩石类型与河水溶质成分关系密切
地区岩性 花岗岩 水质类型 重碳酸盐钙质水 硬度 软 Ca2+占阳离子比例 最少
石英岩
重碳酸盐钙质水
软
中等
砂岩
重碳酸盐钙质水
中等
最多
32
（三）、影响陆地水溶质成分的因素
1、天然水中离子相互作用
（1）硅酸盐与CO2的反应，使SiO2从水中析出，水中增 加Na2CO3或NaHCO3 Na2CO3 ＋ CO2 ＋H2O → Na2CO3 ＋SiO2 ● H2O （2）水中的碱金属碳酸盐与CaSO3反应，水中减少 Na2CO3，沉淀CaCO3 Na2CO3 ＋ CaSO3→ CaCO3＋ NaSO4 水变为以NaSO4 为主的成分
15
天然水的组成 (6)水生生物—赤潮成因
1 海域水体高营养化,导致水体被污染 2 某些特殊物质参与作为诱发因素，已知的 有维生素B1、B12、铁、锰、脱氧核糖核 酸； 3 环境条件
气候原因 春夏温暖季节，水温较高，海流缓慢，利于赤潮生物生长和繁殖 环境原因 由于环境污染日益加剧Ｎ和Ｐ过剩，
化学反应平衡： CO2 ＋H2O↔H2CO3* H2CO3* ↔HCO3-＋H+ HCO3-↔CO32-＋H+
pK0=1.46 pK1=6.35 pK2=10.33
19
天然水性质---天然水碱度
碱度
水中与强酸发生中和作用的物质，即能接受质子H+的物质总量。
组成水中碱度的物质
（1）强碱在溶液中全部电离生成OH-离子；如 NaOH、Ca(OH)2 （2）弱碱在水中发生反应生成OH-离子；如 NH3、C6H5NH2 （3）强碱弱酸盐（碳酸盐、硅酸盐、磷酸盐、硫化物和腐殖酸盐等， 水 解生成OH-或者直接接受质子H+）。如 NaCO3、Na3PO4等
水文地球化学-第六讲
水文地球化学基础Hydrogeochemistry第二部分：水化学基础第二部分水化学基础—地下水的化学组成地下水的化学组成1水的结构与性质2地下水的化学成分3水质指标4水化学数据处理构1水的结构与性质水的体积变化与压强的关系学2地下水的化学成分0 课前回顾0课前回顾水的结构O（16O、17O、18O）水分子的种类：H（H、D、T）16O占绝对优势，即：H2O共9 种类型，H几种重要的水分子16O，重水，核反应堆的中子减速剂D18O，重氧水，水解反应示踪剂HO，氚水，示踪剂、测定地下水年龄T极性V型结构，H-O键夹角104.5度，电子分布不均匀水分子间通过静电引力（氢键）相互缔合，巨大分子团液态水处于结晶态-液态的过渡态水的某些异常性质及意义温度、压力对水的性质的影响-物理性质、溶解性质、pH、……0 课前回顾0课前回顾水的组成复杂的溶液，80/93元素，无机/有机/气体/重金属/微生物颗粒大小真溶液，分子-离子，D<10-9m胶体，D=10-9——10-7m悬浮液，D<10-7m无机组分宏量组分，C>5mg/L微量组分, C=0.01-1mg/L痕量组分，C<0.01mg/L0课前回顾0 课前回顾水的组成有机物，ppb、ppt级20025/1200种类多，多万，万个配方年，饮水中已发现种地下水中，发现175种，总化学物质200多种C、H、O组成的98.5%，主要是卤代烃，疏水性有机物气体大气来源，O2、N2、CO2及惰性气体CO岩层生物化学作用, CO2、H2S、H2、CH4、CO、N2、NH3等岩层变质作用，还包括HCl、HF、SO2等放射性衰变：Rn、He、Ne、Ar等微生物细菌、真菌、藻类0≥1000m,-n-90℃，黑暗环境C、N、S等生物转化、有机物降解、重金属的催化3水质指标3-1水化学成分的浓度单位3 水化学成分的浓度单位质量浓度mg/L(ppm)，μg/L （ppb ），ng/L （ppt ）mg/kg(ppm)，μg/kg （ppb ），ng/kg （ppt ）摩尔浓度，mol/L （M ），mol/kg(m)摩尔浓度=单位溶液中溶质的摩尔数溶质的摩尔数=质量/摩尔质量摩尔质量=溶质的原子量或分子量Mole Fraction 摩尔分数（Mole Fraction ）适用于固溶体、非水溶相液体（NAPL ）的混合物中摩尔数（若A 和B 的混合物中，A 的摩尔分数=A 摩尔数：（A 摩尔数+B 摩尔数）1LH2O=55.56mol/L3-1水化学成分的浓度单位3 水化学成分的浓度单位当量浓度（Equivalents or Normality），NEquivalents or Normality）克当量浓度=单位体积溶液中溶质的克当量数=eq or meq克当量数质量/克当量，eq or meq克当量离子：原子量或分子量/离子的价态酸：分子量/酸分子中被金属置换的氢原子数碱：分子量/碱分子中所含氢氧根数碱分碱分所含氢氧数盐：分子量/结合为酸或碱所要的H+或OH-数量CO3的就是2，NaHCO3是1如：Na金属氧化物：分子量/参加氧化还原的金属得失的电子数Cr2O7应该是6N如：1mol/L的K转换N=M×离子的价态练习题水中计算其摩尔浓度和当浓度1、水中SO42-的浓度为96.0mg/L, 计算其摩尔浓度和当量浓度5压力下密度为1020g/mL200gCaCl 2、在25、10Pa压力下，密度为1.020g/mL含2.00gCaCl2/L的溶液，计算体积摩尔浓度、当量浓度和质量浓度3、在Ca-MgCO3固溶体中，含有质量分数为5%的Mg，计算MgCO3在该固溶体中的摩尔分数Assume the background concentration of dissolved oxygen (DO) is 5 ppb in the above aquifer. Further assume the aquifer is 10,000 m long, 1000 m wide and 100 m thick.1) What’s is the total amount of DO in the aquifer?2) What is the mass flux of DO across the right face?3-2 地下水环境特征的主要参数☐1 pH值⏹它表示水中氢离子摩尔浓度（活度）的负对数值⏹衡量地下水酸碱环境强弱的指标pH=6.0--8.5⏹一般地下水pH=6.0☐2 氧化还原电位(Eh，mv)2⏹它表示水中电子摩尔浓度（活度）的负对数值还原环境强弱的指标氧化⏹衡量地下水氧化-还原环境强弱的指标，+氧化，-还原⏹需现场测定17g☐ 3 总溶解固体（TDS，mg/L）⏹水中所含离子、分子、络合物的总量，不包括悬浮物和溶解气体105--110℃，使水全部蒸发剩下的残渣重量⏹1L水加热到105--⏹∑溶解组分（溶解气体除外）(HCO3)/2⏹分类☐淡水，TDS<1000mg/L淡水☐微咸水，1000mg/L<TDS<2000mg/L☐咸水，2000mg/L<TDS<3500mg/L咸水☐卤水，TDS>3500mg/L4S li it/L☐ 4 含盐量（Salinity，mg/L）⏹地下水中各种溶解组分的总量⏹S-TDS= (HCO3-)/2☐ 6 硬度（Hardness ）地下水中碱土金属的总和般以C M ⏹地下水中碱土金属的总和，一般以Ca 2+、Mg 2+的总和来计⏹硬度（CaCO 3mg/L ）=50×毫克当量数（Ca 2++ Mg 2+）=2.5C (mg/L)+4.1M ⏹硬度（CaCO 3mg/L ） 2.5 ×C Ca (mg/L)+4.1 ×C Mg (mg/L)☐1德国度=17.8mg/L （CaCO 3）☐1法国度=10mg/L （CaCO 3）☐1英国度=14.3mg/L （CaCO 3）⏹碳酸盐硬度，暂时硬度222☐Ca 2+、Mg 2+与HCO 3-、CO 32-结合的硬度☐50×毫克当量数（HCO 3-+ CO 32-）☐煮沸可消除⏹非碳酸盐硬度，永久硬度☐与SO 42-、Cl -、NO 3-结合的多价金属阳离子综合☐非碳酸盐硬度（永久硬度）=总硬度-碳酸盐硬度（暂时硬度）⏹负硬度钠盐硬度钠钾的碳酸盐重碳酸盐氢氧化物☐钠盐硬度，钠、钾的碳酸盐、重碳酸盐、氢氧化物☐负硬度=碳酸盐硬度-总硬度≥0硬度CaCO3m g/L 极软水软水微硬水硬水极硬水<757575--150150150--300300300--450>450☐7 酸度（Acidity）⏹表征水中可中和强碱能力的指标。
水化学类型表示方法
老：水质分析结果用各种形式的指标值及化学表达式来表示：1、离子含量指标溶解于地下水中的盐类，以各种阴、阳离子形式存在，其含量一般以mmol/L （毫摩尔/升）、mg/L（毫克/升）、me/L（毫克当量/升）表示。
海水中的主要离子以单位ml/L（摩尔/升）、g/L（克/升）表示。
超微量元素的离子以，其单位以mg/L（毫克/升）表示。
2、分子含量指标溶解于地下水的气体和胶体物质，如CO2、SiO2，其含量一般用单位mmol/L、mg/L表示。
3、综合指标氢离子浓度（pH值）、酸碱度、硬度、矿化度四项指标，集中地表示了地下水的化学性质。
⑴pH值：pH=﹣㏒[H+]，pH值反映了地下水的酸碱性，由酸、碱和盐的水解因素所决定。
pH值与电极电位存在一定的关系，影响地下水化学元素的迁移强度，是进行水化学平衡计算和审核水质分析结果的重要参数。
⑵酸度和碱度：酸度是指强碱滴定水样中的酸至一定pH值的碱量，地下水中酸度的形成主要是未结合的CO2、无机酸、强酸弱碱盐及有机酸。
碱度是指强酸滴定水样中的碱至一定pH值的酸量，地下水碱度的形成主要是氢氧化物、硫化物、氨、硝酸盐、无机和有机弱酸盐以及有机碱。
酸碱度一般表示单位有mmol/L、me/L表示。
⑶硬度：水中硬度取决于水中钙、镁和其它金属离子（碱金属除外）的含量。
总硬度：地下水中钙镁的重碳酸盐、氯化物、硫酸盐和硝酸盐的总含量。
暂时硬度（碳酸盐硬度）：水煮沸后呈碳酸盐形态的析出量。
永久硬度（非碳酸盐硬度）：水煮沸后，留于水中的钙盐和镁盐的含量。
负硬度（钠钾硬度）：地下水中碱金属钾钠的碳酸盐、重碳酸盐和氢氧化物的含量。
总硬度=暂时硬度+永久硬度=碳酸盐硬度+非碳酸盐硬度 负硬度（钠钾硬度）=总碱度－总硬度（总硬度＞总碱度） 硬度一般以单位mmol/L 、mg/L 、me/L 、H°（德国度）表示.⑷矿化度：地下水含离子、分子及化合物的总量称为矿化度，或称总矿化度。
水化学类型表示方法
老：水质分析结果用各种形式的指标值及化学表达式来表示：1、离子含量指标溶解于地下水中的盐类，以各种阴、阳离子形式存在，其含量一般以mmol/L （毫摩尔/升）、mg/L（毫克/升）、me/L（毫克当量/升）表示。
海水中的主要离子以单位ml/L（摩尔/升）、g/L（克/升）表示。
超微量元素的离子以，其单位以mg/L（毫克/升）表示。
2、分子含量指标溶解于地下水的气体和胶体物质，如CO2、SiO2，其含量一般用单位mmol/L、mg/L表示。
3、综合指标氢离子浓度（pH值）、酸碱度、硬度、矿化度四项指标，集中地表示了地下水的化学性质。
⑴ pH值：pH=﹣㏒[H+]， pH值反映了地下水的酸碱性，由酸、碱和盐的水解因素所决定。
pH值与电极电位存在一定的关系，影响地下水化学元素的迁移强度，是进行水化学平衡计算和审核水质分析结果的重要参数。
⑵酸度和碱度：酸度是指强碱滴定水样中的酸至一定pH值的碱量，地下水中酸度的形成主要是未结合的CO2、无机酸、强酸弱碱盐及有机酸。
碱度是指强酸滴定水样中的碱至一定pH值的酸量，地下水碱度的形成主要是氢氧化物、硫化物、氨、硝酸盐、无机和有机弱酸盐以及有机碱。
酸碱度一般表示单位有mmol/L、me/L表示。
⑶硬度：水中硬度取决于水中钙、镁和其它金属离子（碱金属除外）的含量。
总硬度：地下水中钙镁的重碳酸盐、氯化物、硫酸盐和硝酸盐的总含量。
暂时硬度（碳酸盐硬度）：水煮沸后呈碳酸盐形态的析出量。
永久硬度（非碳酸盐硬度）：水煮沸后，留于水中的钙盐和镁盐的含量。
负硬度（钠钾硬度）：地下水中碱金属钾钠的碳酸盐、重碳酸盐和氢氧化物的含量。
总硬度=暂时硬度+永久硬度=碳酸盐硬度+非碳酸盐硬度 负硬度（钠钾硬度）=总碱度－总硬度（总硬度＞总碱度） 硬度一般以单位mmol/L 、mg/L 、me/L 、H°（德国度）表示.⑷矿化度：地下水含离子、分子及化合物的总量称为矿化度，或称总矿化度。