地下水化学组分存在形式及其SI值计算

饱和指数

第19卷第3期2005年8月文章编号:

1671-1211(2005)03-0200-03

资源环境与工程

ResourcesEnvironment&EngineeringVol 19TotalNo 56

地下水化学组分存在形式及其SI值计算

郭张军,宋汉周

(河海大学土木工程学院,江苏南京 210098)

摘 要:地下水化学组分形式主要为络阴离子和单一离子,但络合物也是地下水化学组成不可忽视的存在形式。络合物的存在对饱和指数SI值具有重要影响。关键词:地下水;组分存在形式;络合物;饱和指数SI值中图分类号:

P641.12 文献标识码:A

0 引言

常规水化学分析中得到的是某种离子的总量,实际上,由于水体中离子间的络合作用,化学元素在水中的存在形式是多种多样的,既有离子态形式,也

有分子态形式;既有简单离子存在,也有呈复杂络合离子存在。在水化学分析中,仅给出某组分存在形式含量之和,只从某组分总量的变化往往不足以判断天然水组成的控制机理。我们需要知道各种络合形式,才能深入认识天然水化学成分形成的物理化学过程和污染物的相互作用本质

[1,2]

络合物,又称离子对,是由一中心离子(一般是金属阳离子)和其周围的配位体(一般为阴离子或中性成分)以配位键的方式结合在一起的复杂缔合物。这种离子对可能是带电的(如CaHCO3、MgHCO3、NaCO3、Fe(OH)3等),也可能是不带电的(如Mg SO4、CaSO4、NaHCO3、Fe(OH)3等)。

地下水溶解组分形式的确定,在地下水与矿物溶解平衡的研究中是不可缺少的重要组成。大量研究结果表明,构成地下水化学组分形式主要为单一

00+

离子和络阴离子,但MgSO4、CaSO4、MgHCO3等也是地下水化学组成不可忽视的络合形式,地下水溶解组分的存在形式有三种:

2+2+++

(1)单一离子形式。如Ca、Mg、Na、K、Cl、F等。

(2)络阴离子形式。如SO4、CO3、HCO3、NO3、CrO4、PO4等。

(3)复杂络合物。它包括无机络合物及有机络合物。地下水中络合物存在形式及存在量,目前还无法完全确定。无机组分的总浓度可表示为:

Ci=

-2-3-2-2----0

--+

+

。

国外有许多学者致力于地下水、地表水和海水中组分存在形式及其含量的研究,其内容包括:不同性质的水体相混合时,络合存在形式会发生什么样的变化?络合存在形式对吸附作用有何种影响

[3]

?

络合存在形式对矿物的沉淀溶解有何影响(包括热

[4]

力学和动力学方面)?并致力于如何确定组分存在形式及含量的方法研究

[5,6]

。

1 地下水化学组分存在形式

地下水是一种复杂溶液,其溶解组分以各种形式存在。所谓组分存在形式是指构成水溶液中游离离子(包括单一离子、络阴离子)和络合物(或称离

子对)的统称。地下水的化学组成及其存在形式非常复杂,即水溶液中的组分除了以简单的离子形式存在外,还包括一些络合组分形式即络合物。所谓

C(游离离子)+ C(无机络合物)+

C(有机络合物)

式中的游离离子包括单一离子及络阴离子。地下水中存在哪种络合物,所占比例多少,随地下水化学成分的组成及浓度而变化。如果构成地下水中的主要离子为Ca、Mg、Na、SO4、Cl、HCO3、和

2+

2+

+

2---

收稿日期:2005-04-18;改回日期:2005-05-08

作者简介:郭张军(1980-),男,在读硕士生,水文地质专业。E-mai:lgzj0224@