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水文地球化学的应用

水质变化是人类活动引起的;水质发生变化,且其变 化是朝着恶化方向发展的。
实际工作中,污染的判断一般应用背景值或者对照值。
背景值(或本底值) 地下水各种组分的天然含量范围。不是单值,是区间值
(环境背景值演化) 对照值 某历史时期地下水中有关组分的含量范围;或者地表环境污
染相对较轻地区地下水有关组分的含量范围。
有机氮的矿化过程
有机氮转化为无机形式的NH4-N的过程。
铵化细菌将有机物分解(将有机物中有机铵的成分分 解出来),因此,有机氮的矿化过程也叫铵化过程。
有机污染物 最常见、检出率高的是氯代烃类 (TCE,PCE, TCA, DCE, DCA), 其次是单环芳烃(BETX等)。它们的特点是 浓度低,ppb级或ppt级,大多是有毒的“三致”物;局 部污染的多,大面积的污染少。
ppm, Parts per million 百万分之几, 10-6 ,相当于mg/L ppb,Parts per billion 十亿分之几, 10-9 ,相当于ug/L ppt, Parts per trillion 万亿分之几, 10-12 ,相当于ng/L
污染标准
应用水质标准作为污染标准,在实用上不可取。
判别地下水是否受污染的主要目的,是为了防止。而污染在 许多情况下是一个渐变的过程,如果待污染组分超过水质 标准才定为污染,就失去了预防的意义。
地下水水质朝着恶化方向发展
地下水污染的含义:
凡是在人类活动影响下,地下水水质朝着恶化方向发展的 现象,统称为“地下水污染”。不管此种现象是否使水质 恶化达到影响使用的程度,只要这种现象一发生,就应视 为污染。天然水文地质环境中出现不宜使用的水质现象, 不应视为污染,而应称为天然异常。
农家肥(动物废物); 城市生活污水和生活拉圾
明尼苏达州Sand Plain 含水层中地下水样的 δ15N直方图
氮的存在形式
地下水中的溶解氮除NO-3外,还有NO-2 , NH+ 和溶于水 中的气态氮以及有机氮;
一般来说, NO-3是常量组分,其它是为量组分; 不同形式的氮,可以循环转化。
3.2 地下水中氮循环转化机理
第六章 水文地球化学的应用
解释地下水化学成分的形成与演化; 识别地下水的成因和循环交替条件; 了解水文地质条件; 成矿作用的古水文地质条件分析; 水文地球化学找矿; 热矿水的开发和利用; 地下水与地质灾害和地震; 地下水环境和人体健康 地下水污染; ······
地下水污染 地下水环境质量评价
第一节 地下水污染
河北平原某地地下水水质变化表
位置 年份
1975 1
1999
1975 2
1999
SO4 237.7
离子含量: mg/L; TDS: g/L
Cl
Na TDS
608.0 378.4 1.64
529.84 1585.59 1041.7 3.87
180.1 127.6 220.8 0.97
632.0 491.2 396.1 2.09
地下水环境。过量开采引起海水入侵,采矿活动造成酸性 水和重金属污染
按分布形式:点污染源、线污染源、面(分散)污染源
五类主要污染源
地下储存罐 化粪池 农业活动 城市垃圾填埋 污水坑
2.3 污染特点
隐蔽性
污染物浓度低,往往无色无味,难以觉察和发现;
难以逆转性(难恢复性;一旦污染,难以恢复和治理)
由于含水层水交替缓慢,因此,污染的地下水往往难 以自身净化恢复;
据: 水环所科研报告
2 污染物、污染来源、污染特点及污染途径
2.1 地下水中的污染物
凡是人类活动导致进入地下水并使水质恶化的溶解物或悬 浮物,无论其浓度是否达到使水质明显恶化的程度,均称 为地下水污染物。
化学污染物 生物污染物 放射性污染物
化学污染度、SO42-、TDS等。 它们的特点是大面积的污染多,局部的污染少。金属污染 物比较少见。
地下水深埋地下,难于治理。
2.4 污染途径
农田、垃圾填埋场、矿山等
间歇入渗型
(通过大气降水 或灌溉水的淋滤, 固体废物及包气 带中的污染组分 周期性地进入含 水层)。
连续入渗型
(污染物随水的 不断渗入而进入 含水层)。
污水坑、漏水排污管、受污染的地表水体
越流型
(污染物通过越流 从一个含水层进入 另一个含水层)。
人类活动造成水体质量恶化
天然环境下,地下水中某些组分 含量较高,不适宜人类饮用
1 地下水污染的含义
关于地下水污染,目前还没有统一的的定义。 不一致或矛盾之处主要集中在:
污染的属性:污染是人类活动的结果,还是包括天然的水文地 质作用?
污染的标准:以何种标准确定地下水是否受污染? 明确的标准:地下水某些组分超过水质标准的现象; 抽象的标准:“限制或阻碍了水的应用”,“适用性遭到破 坏”
地下水通过弱隔水层、天窗及井管的越流
径流型
(污染物通过各种途径 以地下径流的形式进入 含水层)。
废水处理井、岩溶管道、海水入侵
3 地下水氮污染及其转化机理
3.1 地下水中氮的来源及其存在形式
氮的来源
天然来源:天然土壤中的硝酸盐;
人为来源:化学肥料(尿素、碳酸铵[(NH4)2CO3]、硝酸铵 (NH4NO3)、硫酸铵[(NH4)2SO4] 、铵水等);
到底如何定义地下水污染,或者说地下水污染的含义是 什么呢?
污染属性 成因(科学性):天然环境和漫长地质历史过程中,地下水中 某些组分在某些地方可能富集或者贫化,不适用于人类饮用或 其它用途(卤水,咸水,高氟水,高砷水等);人类活动的结 果,也可能产生类似的现象。成因不同,不能混在一起。 水质保护(实用性):天然环境和漫长地质历史过程中某些地 方某些组分含量高,是已经发生了的过程,是不能防止的;人 类活动造成的组分含量增加,可以通过适当的措施,控制和防 止。 地下水污染是由“人类活动引起的或影响的”
放射性污染物
如226Ra、238U、232Th等,这类污染物只在局部地方发现。铀 矿开采和精炼,原子能工业、放射性同位素的使用等。
生物污染物
细菌和病毒, 地下水中已发现了20多种。多出现在农村
复合污染物,共存污染物
2.2 污染来源
污染来源众多,分类不同
按成因:人为污染源,天然污染源 天然污染源:天然存在的,由于人类活动影响进入
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