❶ 地下水水化学组分变化
地下水化学组分变化主要表现在矿化度及主要离子的变异及其含量的变化上:①地下水常量组分升高,矿化度增大,有污染的趋势;②城市地下水化学环境发生变化,污染程度加重。
1.常量组分升高,矿化度增大,有污染的趋势
主要发生在地下水强烈开采区的潜水和承压含水层、农灌区的潜水含水层和有咸水区分布区的承压含水层。主要表现为常量组分升高,矿化度增大,高矿化度水分布面积扩大,硝酸盐含量增加,有污染的趋势。
自20世纪80年代中期以来,新疆准噶尔盆地大部分地区地下水化学离子组分发生变化,矿化度和硬度总体呈上升趋势,各地区变化程度有所差异。
乌鲁木齐河平原地下水硬度、矿化度和主要离子组分含量多年动态呈减小的趋势,该
图5-10 乌鲁木齐河流域地下水化学组分多年动态类型图
区地下水组分含量变化与地下水位呈明显的负相关,细土平原带102团承压水各组分含量,多年动态趋势以下降为主(图5-10)。
乌鲁木齐河北部倾斜平原东侧三氮(
昌吉—石河子南部潜水矿化度多年动态以上升趋势为主,上升幅度7~415.6mg/L,昌吉市南郊、呼图壁县城、石河子市以快速上升为主,仅在玛纳斯电厂及呼图壁五工台一带以快速下降为主。
图5-11 昌吉地下水水化学成分多年动态曲线图
(据谌天德等,2009)
奎屯—乌苏地区地下水各组分含量为递增—递减型,多年动态以快速上升型为主,矿化度5年上升幅度27.58~602mg/L,硬度5年上升15.04~304.66mg/L,Cl-含量5年上升5.08~140.94mg/L,
玛纳斯河流域冲洪积扇潜水矿化度和硬度不同程度地增加,常量离子特征无明显的改变,离子组分绝对含量增加。2004年与1985年水化学特征相比较,矿化度平均值增加了0.22g/L,硬度增加到268.09mg/L;Ca2+和Na+增加的幅度大于Mg2+的增加幅度,
玛纳斯河流域冲洪积扇承压水矿化度、硬度和常量离子组分略有下降,优势离子百分含量发生了变化。1985年Ca2+平均含量占阳离子总量的47.02%,2004年增加到56.43%,1985年Na+平均含量占阳离子总量的40.62%,2004年下降到31.37%;
图5-12 奎屯地下水水化学成分多年动态曲线图
(据谌天德等,2009)
头屯河流域冲洪积扇潜含水层1999年水化学特征与1985年相比,矿化度和硬度及离子组分含量无明显变化,表明这一时段内潜水受人类活动的影响较弱。从1999年到2004年5年间,除pH值维持稳定外,其他化学特征发生了明显的改变。
河西走廊绿洲区浅层地下水矿化度增加(丁宏伟和张荷生,2002),出现水质盐化的现象。民勤绿洲湖区浅层地下水矿化度由20世纪50~60年代的2g/L左右上升到90年代的4~6g/L,局部地带高达16g/L;黑河下游额济纳绿洲潜水TDS普遍上升0.8~1.5g/L,个别地段增高至2g/L以上而趋于盐化。
大同盆地1980年以来,各种组分浓度不断增加,不同地区变化幅度存在差异。1984年开始各种离子出现了明显的变化,离子含量呈上升趋势,农业区1994年硝酸根含量比1981年高30倍,1991年以后,地下水中的各种组分增加速度较快,污染趋势加剧。
临汾盆地20世纪60年代初期以前,从山前到汾河一线,浅层孔隙水大多保持HCO3~HCO3·SO4~SO4·HCO3~SO4 型水的系列,并且在汾河下游出现了 SO4·Cl型水,矿化度也呈现向汾河一线逐渐变大的格局,1~3g/L的高矿化度孔隙水分布在沿汾河一线,侯马新绛附近的汾河一线浅层孔隙水矿化度高达3~5g/L(图5-13)。80年代水位降落漏斗形成,水化学场随之发生相应的变化,从山前到汾河一线,浅层孔隙水化学类型大多为 HCO3 和 HCO3·SO4 两种类型,沿汾河原有的 SO4·HCO3型水及SO4 型水分布区被HCO3·SO4 型水取代;到2004年,仅在临汾市以北的盆地区域仍然可见HCO3~HCO3·SO4 或HCO3·SO4~SO4·HCO3 类型,其余大部区域为HCO3·SO4 或SO4·HCO3 型水(图5-13)。
中深层含水层SO4·Cl型水分布区与开采漏斗范围大致吻合(图5-14),矿化度呈现由山前向漏斗区逐渐增加的趋势,到2004年,在临汾及侯马漏斗区,HCO3~HCO3·SO4型水分别变为HCO3~SO4·HCO3~SO4·Cl和HCO3~SO4·HCO3~SO4 型水,降落漏斗区与SO4-Cl及SO4型水分布区大致吻合,与80年代相比,矿化度整体趋势增高,高矿化度区与漏斗区大致重合。
图5-13 临汾盆地浅层孔隙水水化学变化图
(据韩颖等,2009)
图5-13 临汾盆地浅层孔隙水水化学变化图(续)
(据韩颖等,2009)
图5-14 临汾盆地中深层孔隙水水化学变化图
(据韩颖等,2009)
河北平原中东部咸水分布区,由于浅层淡水和微咸水的开采量加大,不同矿化度浅层地下水的分布面积也有所变化。2005年和 1975年相比,矿化度小于 2g/L 面积减少1097km2,2~3g/L面积减少5534km2,3~5g/L面积有所增加,大于5g/L的面积变化不大(图5-15)。浅层地下水矿化度变化更加明显,矿化度上升的点主要位于咸淡水接触带附近,主要是由于开采浅层淡水导致淡水和咸水间水位差加大,加快了咸水体的入侵造成的。矿化度变化不大的点主要位于大面积淡水或咸水体的中部地带。值得注意的是,硝酸根含量增加较快,尤以冀东平原唐山地区突出。
图5-15 河北平原矿化度小于3g/L浅层地下水分布面积变化图
(据张兆吉等,2009)
鲁北平原自1985~2005年20年间,浅层地下水矿化度变化表现为:中西部开采程度较高的地区,地下水有淡化的趋势;近黄河地区和滨海平原开采程度较低的地区,浅层地下水有咸化的趋势,西部和沿黄地带矿化度小于1g/L的淡水分布区不再连成一片,夏津-高唐、平原、武城等区域出现了淡水,沿黄地带淡水范围在缩小,阳信、沾化、利津等近滨海地带,浅层地下水咸化。1985年淡水分布面积8651km2,占总面积的27%,矿化度小于2g/L的可利用地下水分布面积20756km2,占总面积的65%;2005年的淡水分布面积6689km2,占总面积的21%,矿化度小于2g/L的可利用地下水分布面积19547m2,占总面积的62%。1985年大于3g/L的咸水分布面积6305km2,占总面积的19.8%,2005年分布面积扩大到6647km2,占总面积的21%(图5-16)。
天津平原区中部水化学类型变化明显,武清城区西永定河一带1982年地下水以氯为主要阴离子。经过20年的变化,地下水中的氯离子含量明显减小,转变成以重碳酸根为主要阴离子;武清西部咸淡水界线向淡水区移动;在宝坻地区变化比较复杂,出现了多处咸水体呈孤岛状分布,且分布面积变小,咸淡水界线向咸水区移动。
在西辽河平原区,根据内蒙古自治区通辽市地下水环境监测报告,2000年与1995年相比,地下水中总硬度、矿化度、
松嫩平原山前倾斜平原地下水水质总体呈波动变化,其中氯化物、硫酸盐、硝酸盐波动稍大,且略有升高。图5-17是齐齐哈尔莽格吐乡297号潜水井和梅里斯区282号潜水井水质动态曲线,可以看出,氯化物、硫酸盐呈波动变化,矿化度、总硬度基本保持稳定。在一些城市周围受污染影响水质变化较明显,如白城市城区,1991~1995年间每年枯水期监测结果比较,矿化度、总硬度、
图5-16 浅层地下水矿化度变化图
(据张兆吉等,2009)
松嫩低平原潜水近20年来地下水水质变化较大,主要表现在以下两个方面:一是Cl-、
松嫩高平原第四系潜水中氮的含量升高较快,以硝酸盐型为代表的分布范围在扩大;典型的是呼兰河以北的农业地区,出现了大量与硝酸相关的水化学类型。高平原第四系承压水水质变化较明显的主要是在超采区,由开采引起水质变化明显,未超采地区变化不明显。统计发现:在过去的21年中,哈尔滨市漏斗范围内总硬度升高最明显,1984年的平均值为243.68mg/L,2005年平均值为376.03mg/L,升高了132.35mg/L,年增幅6.3mg/L。漏斗中心硬度变化幅度最大,升高了1.40倍。漏斗边缘和漏斗中心,总硬度分别由1984年的249.72mg/L和260.79mg/L升高到2005年的600.54mg/L和270.24mg/L。
图5-17 山前倾斜平原第四系潜水水质动态
(据赵海卿等,2009)
a—齐齐哈尔莽格吐乡297号潜水井;b—齐齐哈尔市梅里斯区282号潜水井
2.典型城市地下水化学变化
主要表现为以城市为中心的地下水中硫酸盐、氯化物、酚、六价铬和COD、矿化度、硬度等指标升高。
(1)石家庄市
河北石家庄市浅层地下水化学环境在过去的几十年中发生了显著的变化图5-19,根据1959年《石家庄供水水文地质勘察报告》,当时地下水的溶解性总固体为340mg/L,矿化度小于0.5mg/L,总硬度一般在214-361.5mg/L,NO3 为2.35mg/L,pH值7.5~7.8,氨离子和亚硝酸根未检出或仅有检出,地下水化学成分基本保持天然成分,未受污染。地下水化学类型主要为HCO3-Ca·Mg水,只在西部的南铜冶、永壁一带出现HCO3·Cl-Ca水。1970年石家庄市区地下水水质开始出现变异,1980年城市郊区的地下水水质也出现变异。
矿化度总体上呈缓慢增大的趋势,其中,1995年以前矿化度整体上升速率较快,平均每十年上升110mg/L,1995年以后基本呈平稳趋势。1976年平均值为589mg/L,到2000年平均值为828mg/L。比1976年平均上升了239 g/L,年增长速率为9.56 g/L。2005年平均值为784.7 g/L,比2000年下降了43.3 g/L。
图5-18 低平原第四系潜水化学组分变化
(据赵海卿等,2009)
地下水总硬度总体呈上升的趋势:1978年平均值为386.9mg/L,2000年平均值为514.82 g/L,年增长速率为5.562 g/L。2005年平均值为456.4 g/L,比2000年略有下降,1980年超标率为22.4%,1986年超标率为29%;1990年超标率在36%,1988年超标最为严重为37%。
氯化物自20世纪70年代以来基本上呈上升的趋势,1986~1995年氯离子含量上升最快。1981年平均值为73 g/L,2000年为136.34 g/L,年增长速率为2.817mg/L。2005年平均值为107.1 g/L,比2000年下降了29.24mg/L。
图5-19 石家庄市水化学组分平均含量变化
(据张兆吉等,2009)
硫酸根离子平均值整体基本呈上升趋势,1978平均值为82.25mg/L,2000年平均值为139mg/L,年增长速率为2.625 g/L,2005年平均值为140.2 g/L,与2000年基本一样。总体来看,1981~1986年上升较快,五年间上升了8 g/L ,1986~1990年上升速率有所下降,五年上升了6 g/L,1990~1995年上升速率也较快,五年上升了14 g/L,2000~1995年上升速率最快,五年上升了11mg/L。
石家庄市1959年地下水中NO3平均含量为2.35 g/L,2000年平均值为54.9 g/L,2005年平均值为56.2 g/L,到2000年为止平均年增长速率1.282 g/L。硝酸根离子含量在1959~1978年的19年中增长了16.65 g/L,在1978~1995年的16年中其含量增长了30.5 g/L ,在1995~2000年的5年中增长了8.4 g/L,1959~2000年41年间其含量平均增长了52.55 g/L,其增长趋势是缓慢的。但在1985~1988年的4年中增长得最快,平均每年增长5 g/L。
(2)格尔木市
格尔木市位于戈壁带与绿洲带交界处,1984年格尔木河东地区发现地下水总硬度、矿化度、氯化物超标,面积1.47km2,1989年达8.37km2,其中以格尔木东水源地上段水质恶化较快,矿化度、硫酸根超标1倍多,氯离子超标3.5倍。据2003年4月监测资料表明,格尔木冲洪积扇地下水石油含量为0.13~0.89mg/L,样品检出率100%,最大超标(限量值0.05mg/L)15.4倍。与2002年相比,石油类污染有所减轻(2002年度超标率100%,最大超标34倍),污染范围仍与上年相同,即南抵乃吉里水电站、北至青新公路、沿冲洪积扇轴线呈南窄北宽分布,面积约80km2。油类污染减轻的主要原因是输油管线的改造和加压泵站废油排放量减少。
(3)齐齐哈尔市和哈尔滨市
黑龙江省齐齐哈尔市自20世纪90年代以来,市中心城区降落漏斗内,第四系承压水受潜水中污染物硫酸盐、氯化物及硝酸盐的影响,承压水中
哈尔滨市地下水的矿化度、硬度、硝酸根、氯化物、硫酸盐、酚、六价铬和COD等指标升高。据1990~2000年水质监测资料,在松花江漫滩及化工区一带的地下水中“三氮”含量明显升高,尤其是氨氮和亚硝酸盐,出现了大面积超过三类水质标准的地下水。1996~2000年间氨氮和亚硝酸超标面积分别为350km2和77km2,分别比1988-1995年间扩大了257km2和18km2。江北开发区高锰酸盐指数超标面积达321km2;酚、氰在哈尔滨煤气公司一带形成了相对稳定的超标区。
(4)乌鲁木齐市
乌鲁木齐市:河谷区、西山及山前倾斜平原地段超标项目最高的是硫酸盐,且呈波动下降,其次是总硬度、溶解性总固体、硝酸盐、亚硝酸盐、氯盐,超标率在13—50%,氨氮多年超标率较小,且变化不大,酚、耗氧量、碘每年均有超标。昌吉—石河子地区:大部分地段属未超标和轻度超标,中度和重度超标多呈岛状分布于个别地带,以城镇区为主。矿化度、
(5)通辽市
通辽市科尔沁区,地下水主要超标项目有全Fe、Cl-、
图5-20 低平原第四系承压水水质动态
(据赵海卿等,2009)
a—齐齐哈尔市富拉尔基纺织厂;b—齐哈尔市龙沙区水源
❷ 请问:市面上出售的纯净水(娃哈哈,乐百氏等)能当作去离子水在化学实验中使用吗
理论上说是可以的,就看商家是不是真的保证了质量。其实要看是什么化学实验了,一般中学生的实验不用太严格,极少量的离子不会对实验结果产生影响,市场上卖的纯净水足够了;如果是更高要求的化学分析实验,那就还是考虑实验室自己制备的吧
❸ 纯水,河水,海水,城市自来水,瓶装矿泉水,蒸馏水,高纯去离子水的区别
普通蒸馏水电导率一般为10us/cm
三级水电导率一般为5us/cm
蒸馏水、去离子水的区别是制取工艺不同,纯蒸馏水是通过加热冷凝制取,缺点是生产成本太高,水质纯度一般,而且产量小。
去离子水是通过离子交换制取,优点是生产成本低,产量大。现在一般和反渗透配套使用生产高纯水。
三级水不能和蒸馏水、去离子水比较。三级水只是蒸馏水和去离子水的标准之一,用来划定水质纯度的指标
实验室用水检验标准(25摄氏度条件下)
三级水电导率≦5us/cm(蒸馏水)
二级水电导率≦1us/cm (纯水)
一级水电导率≦0.1us/cm (高纯水)
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