地下水中主要化学成分

1.地下水中常见的成分

地下水不断与岩石作用，溶解了岩石中各种可溶成分，使地下水成为一种复杂的天然溶液。目前，在地下水中已经发现的化学元素有60多种。地下水中的这些化学成分通常以离子状态、化合物状态和气体状态存在，而以离子状态存在为最多。

地下水中含有数十种离子成分，常见的阳离子有H＋、Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋、Fe2＋、Fe3＋、Mn2＋等；常见的阴离子有OH－、Cl－、等。上述离子中的C1－、、Na＋、K＋、Mg2＋、Ca2＋等7种是地下水的主要离子成分，它们分布最广，在地下水中占绝对优势，它们决定了地下水化学成分的基本类型和特点。

地下水中含有多种气体成分，常见的有O2、N2、CO2、H2S。

地下水中呈分子状态的化合物（胶体）有Fe2O3、A12O3和H2SiO3等。

2.氢离子浓度（pH值）

氢离子浓度是指水的酸碱度，用 pH 值表示。pH＝lg[H＋]。根据 pH 值可将水分为5类（见表4.3）。

表4.3　水按 pH 值分类

地下水的氢离子浓度主要取决于水中 和H2CO3的数量。自然界中大多数 地下水的 pH 值在6.5～8.5之间。

氢离子浓度为一般酸性侵蚀指标。酸性侵蚀是指酸可分解水泥混凝土中的 CaCO3 成分，其反应式为

2CaCO3+2H+→Ca(HCO3)2+Ca2+

3.总矿化度(www.xing528.com)

水中离子、分子和各种化合物的总量称为总矿化度，以 g/L 表示。它表示水的矿化程度，通常以在 105～110 °C 温度下将水蒸干后所得干涸残余物的含量来确定。根据矿化程度可将水分为5类（见表4.4）。

表4.4　地下水按矿化度分类

矿化度与水的化学成分之间有密切的关系：淡水和微咸水常以 为主要成分，称为重碳酸盐水；咸水常以 为主要成分，称为硫酸盐水；盐水和卤水则往往以C1－为主要成分，称为氯化物水。

高矿化水能降低混凝土的强度，腐蚀钢筋，促使混凝土分解，故拌和混凝土时不允许用高矿化水，在高矿化水中的混凝土建筑亦应注意采取防护措施。

4.水的硬度

水中 Ca2＋、Mg2＋的总含量称为总硬度。将水煮沸后，水中一部分 Ca2＋、Mg2＋的重碳酸盐因失去CO2而生成碳酸盐沉淀下来，致使水中Ca2＋、Mg2＋的含量减少，由于煮沸而减少的这部分Ca2＋、Mg2＋的总含量称为暂时硬度。其反应式为

总硬度与暂时硬度之差称为永久硬度，相当于煮沸时未发生碳酸盐沉淀的那部分Ca2＋、Mg2＋的含量。

我国采用的硬度表示法有两种：一种是德国度，每一度相当于1 L水中含有10 mg的CaO或7.2 mg的MgO；另一种是每升水中Ca2＋和Mg2＋的毫摩尔数。1 毫摩尔硬度＝2.8德国度。根据硬度可将水分为5类（见表4.5）。

表4.5　水按硬度分类