水文地球化学试卷B卷.doc

一、名词解释（每题3分，共21分）   
1、盐效应: 矿物在纯水中的溶解度低于矿物在高含盐量水中的溶解度,这种含盐量升高而使矿物溶解度增大的现象.  
2、阳离子交替吸附作用: 在一定条件下，岩石颗粒吸附地下水中的某些阳离子，而将其原来吸附的某些阳离子转入水中,从而改变了地下水的化学成分,这一作用即为阳离子交替吸附作用.  3、 氧化垒：    在还原条件被氧化条件激烈交替的地段上所形成的地球化学垒。  
4、 侵蚀性CO2：  当水中游离CO2大于平衡CO2时，水中剩余部分的CO2对碳酸盐和金属构件等具有侵蚀性，这部分即为侵蚀性CO2. 
5、TDS：    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的气体。  
6、硅质水与硅酸水：  SiO2含量大于50mg/L的水称为硅质水（1。5分）;在阴离子中，HSiO3—占阴离子首位（按mol％计算）的水称为硅酸水（1.5分）。  7、硬度：是以水中Ca2+和Mg2+来量度，其计算方法是以 Ca2+和Mg2+的毫克当量总数乘以50，以CaCO3表示，其单位为mg/L.   二、填空（每题1分，共14分）   
1、Fe2+在（   酸   )性中迁移强，而在（ 碱 )性中迁移弱.  2、地球化学垒按成因可分为(   机械   ）垒、(物理化学 ）垒、( 生物）垒和( 复合   )垒。   
3、碱度主要决定于水中的（HCO-3，CO2-3 )的含量.硬度是以（ Ca2+，Mg2+）的毫克当量总数乘以50，而暂时硬度是以（  HCO—3,CO2—3    ）的毫克当量总数乘以 50。   
4．大气CO2的δ13C平均值是（-7 ‰ ),而土壤CO2的δ13C平均值是（ -25‰ ）.   5．标型元素的标型程度取决于（元素的克拉克值 ）和( 它的迁移能力    ）。   6．弥散作用包括(分子扩散 ），（对流扩散迁移)和（ 渗透分散 ).   
7、SiO2 和Na/K地热温度计适用的温度范围分别为（ 0～250   ℃）和( 150～350 ℃）.   8．近代火山型浅部地下热水的水化学类型为（SO2—4  SO2—4 —Cl ),而深部地下热水的水化学类型为（Cl—HCO—3 ）.   
9．海水的水化学类型为( Cl—Na  ),而海成存封水的水化学类型为(Cl—Na —Ca  )。 
10、水对离子化合物具有较强的溶解作用,是由于水分子具有较强的( 介电       )效应所致，水的沸点较高,是由于水分子间（   氢键     ）的破坏需要较大的能量。   
11、在35℃下，pH=7的地下水是(碱      )性。在天然水化学成分的综合指标中，体现水的质量指标的有( TDS，硬度,含盐量或含盐度  ， 电导率），而表征水体系氧化还原环境状态的指标有（ COD，BOD，TOC,Eh  )。   
12、迪拜—休克尔公式的使用条件是离子强度小于（ 0。1 mol/L ），而戴维斯方程的使用条件是离子强度小于（  0.5 mol/L  )。   13、空气迁移的标型元素主要决定环境的（ 氧化还原)条件,而水迁移的标型元素主要决定环境的（ 酸碱 ）条件   
14、在氮的化合物中，(   NO—2,NH4+ ）可作为地下水近期受到污染的标志,而( NO—3 ）可作为地下水很早以前受到污染的标志.       
三.简答（每题5分,共30分）   1、水的酸度与pH值的区别?   
答：酸度是表征水中和强碱能力的指标(1分）.它与水中的氢离子浓度并不是一回事,pH值仅表示呈离子状态的H+数量（1分），而酸度则表示中和过程中可以与强碱进行反应的全部H+数量,其中包括原已电离的和将会电离的部分（2分),已电离的H+数量称为离子酸度，它与pH值是一致的(1分）.   2、水分析结果是简分析，请问从那几方面检查分析数据可靠性.？答:（1）阴阳离子平衡的检查（1。5分）  (2）碳酸平衡关系的检查（1.5分)  （3）分析结果中一些计算值的检查（1分）  （4）其它检查方法（1分）   
3、何谓降水氢氧稳定同位素的大陆效应？试用蒸发与凝结的机理加以解释(图示）。   答：（1）降水氢氧稳定同位素的大陆效应指大气降水中的18O和D含量随着远离海洋而不断下将的现象
（2分）。      (2)                     4、试述潜水的毛细蒸发与土石内部蒸发的区别？   答：（1）毛细蒸发:指水沿着毛细管上升，水份蒸发后，盐份积累在毛细管内，使土壤富含盐而形成土壤盐碱地.它使潜水的水位下降，但不会使潜水的矿化度增高。   
   (2)土石内部蒸发:指水分子直接脱离潜水面而扩散到空气中，水份蒸发后,盐份积累在潜水内，它不会使土壤富含盐而形成土壤盐碱地.它使潜水的水位下降，同时使潜水的矿化度增高。   5、热力学方法在水文地球化学中有那些应用?答:（1)判断水文地球化学体系反应进行的方向和程度，即计算化学反应的自由能变化和平衡常数(1分）；   
   (2)计算化学反应的热效应，即计算化学反应的焓变（1分）;     （3）计算氧化还原反应的Eh值和pH值（1分）；   
   (4)计算和判断地下水中各种化学组分的存在形式（1分）；   
   (5）判断矿物与水的溶解或反应状态，即计算浓度积常数或饱和指数（1分）。   
6、请用图表示水文地质封闭构造的水化学成分全水平分带（正常海相沉积岩中有还原硫酸盐的有机物存在的含水层)                        四、解释与计算题(每小题10分，共20分）   1、某一深层砂岩含水层的地下水化学成分为（mg/L）：K+=18，Na+=390，Ca2+=41，Mg2+=60，HCO—3=210,SO2—4=670，pH=8。1。由于过量开采，地下水位降幅很大.为保持稳定供水量,以井灌方式进行人工补给,补给水源来自湖水,发草绿色，含有机质.结果,观测井中检查出H2S(人工补给前未检出)。试述出现H2S的原因，发生何种反应?HCO—3及pH将升高或降低？ 2、已知半反应式SO2—4+9H++8e=HS—+4H2O的平衡常数K=1033.63 , 试求在25°C，105Pa条件下pE-pH的关系式（法拉第常数F=96.564KJ/V）。   
 （1） 求pE0                        （4分）   pE0= logK/N= 33.63/8=4.20   
  （2) 求pE— pH的关系式   (4分）   
pE=pE0+(1/N）log{［SO42—］[H+］9/［HS-]}=4。2+(1/8）log{[SO42—］/[HS—]}+(1/8)log［H+］9=4。2+0.125log｛[ SO42—]/［ HS—]}—1.125pH        
(3) 若［SO42—]/［ HS—]=1     （分) 则     Eh=4.2—1。125pH      五。论述题（15分）   
试述地下水的水文地球化学分类方法.  答：   (1）地下水水文地球化学分组（8分)   
    根据水中溶解的气体组分（O2、N2、CO2、CH4、H2S、H2等）将地下水分为六个组（3分）：   A-—--—氧化水组（O2为主)；B-—--潜育水组(生物成因的CO2为主,有时有H2）；C——-—硫化氢还原水组(H2S为主，有部分生物成因的CO2）；D—--—甲烷强还原水组(CH4为主,有部分生物成因的CO2、N2、H2S）；E—--—变质或岩浆CO2水组；F—-——含氮热水组（大气成因的N2为主）。      由A到D分别是氧化环境、氧化—还原环境、还原环境和强还原环境的水组（2分）,而E、F是两个特殊的水组(1分).   
    根据低下水的埋藏条件，将地下水分为潜水亚组和承压水亚组（1分）.在每个水组中注明Eh值的大致变化范围、微量元素和各种特殊组分，力求充分表示出每组水的水文地球化学环境的特征(1分）。     (2）地下水水文地球化学分类（7分）   根据水中的主要阴离子成分,将地下水分为六大类(2分):  Ⅰ--—(HSiO3、HSiO3—HCO3）；Ⅱ-—-(HCO3)；Ⅲ—-—(SO4）Ⅳ———（HCO3—Cl）;Ⅴ-——（Cl）；Ⅵ--—(Cl卤水）。   在每一类水中，根据阳离子成分分出九个亚类，用阿拉伯数字1、2、3、4、5、6、7、8、9表示（2分）：   1——-(Ca）；2———（Ca-Mg，Mg—Ca）；3-—-(Ca—Mg-Na）；4-—-（Ca—Na，Na-Ca）；5-—-（Mg）;6———（Mg—Na，Na—Mg）;7———（Na);8-——（Na-Ca-Mg,Na—Mg—Ca)；9-——（Fe、Al等重金属）。   在每类水中注明pH值和矿化度的大致变动范围（1分）。水中有机物与水质类型的关系在备注中加以说明（1分）。毫克当量百分数超过20的阴离子参加分类（1分）