《地下水水质评价》PPT课件.ppt

第八章：地下水水质评价,饮用水水质评价 工业用水水质评价 农业灌溉用水水质评价 地热水和矿泉水的水质评价,所谓水资源包括两个方面: 水质 水量 只有水质满足使用要求的情况下,水量才有意义。 水质型缺水和水量型缺水,饮用水水质评价,总要求： 满足人们生理感觉和无害于人体健康为原则。进行饮用水水质评价时应考虑水的性质和溶解的普通盐类，有毒成分及细菌成分，特别应注意地下水是否受到了细菌污染和毒性污染。,（一）饮用水对水的物理性质的要求,水的物理性质应当是无色、无味、无臭， 不含可见物及清凉可口（水温在为宜）。 水的物理性质实际上也是水的化学成分的间接反映。,（二）饮水水中普通盐类的评价,水的硬度：825德国度，1015德国度比较理想。 硫酸盐：200500mg/L以下。 3. 铁和锰：影响味道 碘 ：甲状腺肿大 锶和铍 ：0.003mg/L 铜和锌：1.0mg/L,（三）饮用水中对有毒物质的限制,砷：0.010.02mg/L 硒：0.01mg/L 镉：0.01mg/L 铬：0.05mg/L 5. 汞：0.001mg/L 铅：0.050.1mg/L 氟：0.51mg/L 氰化物：0.01mg/L 酚类：0.0010.002mg/L 合成洗涤剂：0.3mg/L,（四）饮用水中对细菌及有机污染物的限制,细菌指标 （）细菌族指数 :100 （）大肠杆菌族指数 :3 有机污染指标 （）氮化物 （）磷酸盐 （）硫氢化物 （）耗氧量和溶解氧,生活饮用水水质标准(GB ), 工业用水水质评价,（一）锅炉用水的水质评价 （二）水的侵蚀性评价 （三）地下水对铁管的侵蚀性,（一）锅炉用水的水质评价,成垢作用 当水煮沸时水中所含的一些离子、化合物可以相互作用而生成沉淀，依附于锅炉壁上形成锅垢，这种作用称为成垢作用。,通常有、 、 （）、及悬浊物质的沉渣等。这些物质是由溶解于水中的钙、镁盐类及胶体的 、，和悬浊物沉淀而成的。,锅垢的成分,锅垢的总重量, 式中：锅垢的总量（克立方米）； 悬浮物重量（毫克升）； 胶体重量（ ）,（毫克升）； 、各种离子的含量（毫克当量升）。式中的系数是按所生成的沉淀物重量计算出来的。,按锅垢总量对成垢作用进行评价,时为沉淀物很少的水； 时为沉淀物较少的水； 时为沉淀物较多的水； 时为沉淀物很多的水。,硬垢,硬垢主要是由碱土金属的碳酸盐，硫酸盐以及硅酸盐构成。附壁牢固、不易清除。软垢泥系由悬浊物质及胶体物质构成，易于洗刷清除。故在评价锅垢时还要计算硬垢数量以评价锅垢的性质。,0 （ ） 式中：硬垢总量，（克立方米）； 二氧化硅重量（毫克升）。 如果括弧中结果为负数时可略而不计。,硬垢系数（）,/ 当.时为软垢水 .时为软硬垢水 .时为硬垢水,起泡作用,起泡作用是水煮沸时在水面上产生大量气泡的作用。 如果气泡不能立即破裂，就会在水面以上形成很厚的极不稳定的泡沫层。泡沫太多时将使锅炉内水的汽化作用极不均匀和水位急剧地升降，致使锅炉不能正常运转。,起泡作用,产生这种现象的原因是由水中易溶解的钠盐，钾盐以及油脂和悬浊物，受炉水的碱度作用发生皂化的结果。在钠盐中促使水起泡的物质为苛性钠和磷酸钠。苛性钠除了可使脂肪和油质皂化外，还促使水中的悬浊物变为胶体状悬浊物。磷酸根与水中的钙、镁离子作用也能在炉水中形成高度分散的悬浊物。水中的胶体状悬浊物增强了气泡薄膜的稳固性，因而加剧了起泡作用。,起泡系数（）, 当时为不起泡的水（机车锅炉一周换一次水） 时为半起泡的水（机车锅炉天换一次水） 时为起泡的水（机车锅炉天换一次水）。,腐蚀作用,由于水中氢置换铁使炉壁受到损坏的作用称为腐蚀作用。 氢离子可以是水中原有的，也可以由于炉中水温增高，从某些盐类水解而生成。此外，溶解于水中的气体成分。如氧、硫化氢及二氧化碳等也是造成腐蚀作用的重要因素。锰盐、硫化铁有机质及脂肪油类，皆可作为接触剂而加强腐蚀作用的进行。温度增高以及增高后炉中所产生的局部电流均可促进腐蚀作用。炉中随着蒸气压力的增大，水中铜的危害也随之加重，往往在汽机叶片上会形成腐蚀。,腐蚀作用,腐蚀作用对锅炉的危害极大，它不仅只是减少锅炉的使用寿命，尚有可能发生爆炸事故。,水的腐蚀性评价-腐蚀系数（）,对酸性水： .（ ） 对碱性水： .（ ）,水的腐蚀性评价-腐蚀系数（）,为腐蚀性水 但.为半腐蚀性水 .为非腐蚀性水 其中的单位以毫克升表示。,锅炉用水总要求,锅炉用水必须是中性或弱碱性的，即值变动在.之间； 水中不应含有过量的脂肪油类，对于高压锅炉一般要求不能大于毫克升，只有对水管式的无过热器的锅炉才允许在毫克升以内；对水的硬度要求尽可能小，对于高压锅炉来说，基本上不允许有硬度存在（不超过微克当量升）；,锅炉用水总要求,水中含氧量限制在. 毫克升，对于高压锅炉要求小于微克升。 其他成分，如游离、 、 、及 等化合物以及铁、锰、钼、铜等离子尽可能要少，水中一般不允许含有机质及悬浮物。,（二）水的侵蚀性评价,地下水中含有某些成分时，对建筑材料中的混凝土、金属等有侵蚀性和腐蚀性。当建筑物经常处于地下水的作用时，则应评价地下水的侵蚀性。例如各种建筑物的地下基础常用混凝土建筑、地下矿坑中的建筑和设备等。,地下水对混凝土的侵蚀作用,（）分解性侵蚀 分解性侵蚀作用就是酸性水溶滤氢氧化钙和侵蚀性碳酸溶滤碳酸钙而使水泥分解破坏的作用。 分解性侵蚀又分为一般酸性侵蚀和碳酸侵蚀两种。,一般酸性侵蚀,水中的氢离子与氢氧化钙起反应使混凝土溶滤破坏。其反应式为： （） 酸性侵蚀的强弱主要取决于水的值。值越低，水对混凝土侵蚀性就越强。,碳酸性侵蚀,由于碳酸钙在侵蚀性二氧化碳的作用下而溶解，使混凝土遭受破坏。混凝土表面的石灰在空气和水中的作用下，首先生成一层碳酸钙，进一步的作用形成易溶于水的重碳酸钙，重碳酸钙溶解后则使混凝土破坏。其反应式为： ,这是一个可逆反应，碳酸钙溶于水中后，要求水中必须含有一定数量的游离以保持平衡，如果水中游离减少，则方程式向左进行即发生碳酸钙沉淀。水中的这部分称为平衡二氧化碳。若水中的游离大于当时的平衡，则可使方程向右进行即碳酸钙被溶解，直至达到新的平衡为止。与反应消耗的那部分游离称为侵蚀性二氧化碳。,分解性侵蚀判断标准,分解性侵蚀指数是分解性侵蚀总指标： /(. .) 式中 水中 含量（毫克当量升）； 按表中查得的数值。 当水的实际时，水无分解性侵蚀； 当水的实际时，则有分解性侵蚀性。,分解性侵蚀判断标准,. 值为酸性侵蚀指标。 当水的实际值小于表中所列数值时，则有酸性侵蚀。,分解性侵蚀判断标准,游离为碳酸侵蚀指标。 当水中游离含量（毫克升）大于表9中公式的计算值（）时，则有碳酸性侵蚀。 表中公式为： 式中水中含量（毫克升）； 和按表查取的数值； 按表查取的数值。 根据以上三个指标的判断，如有任何一种侵蚀性存在，均为具有分解性侵蚀。,（）结晶性侵蚀,结晶性侵蚀主要是硫酸侵蚀，是含硫酸盐的水与水泥发生反应，在混凝土的孔洞中形成石膏和硫酸铝盐（又名结瓦尔盐）的晶体。这些新化合物的体积增大（例如石膏增大 体积倍，硫酸铝盐可增大体积.倍），由于结晶膨胀作用而导致混凝土力学强度降低，及至破坏。,石膏是生成硫酸铝盐的中间产物，生成硫酸铝盐的反应式为： （）,结晶性侵蚀并不是孤立进行的，它常与分解性侵蚀作用相伴生。往往有分解性侵蚀时更能促进这种作用的进行。另外硫酸侵蚀性尚与水中氯离子含量及混凝土建筑物在地下所处的位置有关，如建筑物处于水位变动带，这种结晶性侵蚀作用就更增强。近年来为了防止 对水泥的破坏作用，在 含量高的水下建筑物中均采用抗硫酸盐的水泥。, 的含量（毫克升）是结晶性侵蚀评价的指标。当水中 的含量分别大于表中的数值时，便有结晶性侵蚀作用。普通水泥还与的含量有关，抗硫酸水泥则无关。,（）分解结晶复合性侵蚀,主要是水中弱盐基硫酸盐离子的侵蚀，即水中、 、等含量很多时，与水泥发生化学反应，使混凝土力学强度降低，甚至破坏。例如水中的 与混凝土中结晶的 （）起交替反应，形成 （）和易溶于水的 ，使混凝土遭受破坏。,分解结晶复合性侵蚀的评价指标为弱基硫酸盐离子，主要用于被工业废水污染的侵蚀性鉴定。 当毫克升，且满足下式时即有侵蚀性： 式中水中、等的总量，或其中任一种或几种离子的含量（毫克升）； 水中的含量（毫克升）； 按表中查得的数值。 若毫克升，则无论含量多少，均无侵蚀性。,地下水对铁管的侵蚀性,当地下水的低，水中含有溶解氧、游离硫酸、及其它重金属硫酸盐时，便对铁管或其他铁质材料产生强烈的侵蚀破坏作用。因此，当设计长期浸没于地下水中铁质管道或其它构件时，应当考虑这种环境地下水的侵蚀破坏性。特别在硫化物矿床和硫煤矿床中常形成酸性矿山水，对探矿采矿设备的破坏性很大。因此，研究如何防治酸性水具有实际的意义。,当水的小于.时，将有侵蚀性；值小于的水对铁有强烈的侵蚀性。 水中含溶解氧时使铁管发生氧化作用，使铁管锈蚀。当与同存于水中时，氧的侵蚀作用加剧。,农田灌溉用水水质评价,一、农田灌溉用水对水质的要求 灌溉用水水质的好坏主要是从水温、水的总矿化度及溶解盐类的成分三个方面对农作物和土壤的影响来考虑的。其次，有时也考虑水的 值和水中有毒元素的含量对农作物和土壤的影响。 灌溉水要求有适宜的温度。在我国北方以 为宜，而对于南方的水稻生长地区以 为宜，过低或过高对作物生长都不利。我国北方地下水的温度一般偏低，可将水取出后引入地表水池晾晒或加长渠道等措施来提高水温。这样做还能使对作物生长不利的低氧化物（特别是氧化铁）发生氧化。利用温泉灌溉时，也应用同样方法降温后再灌溉。,水的矿化度不能太高，一般以不超过.克升为宜，矿化度大于.克升时则应视水中所含盐的种类及作物种类而定。不同作物对矿化水的抗耐程度是不同的。例如我国华北平原不同作物对矿化地下水的抗耐程度为：矿化度小于克升的水，一般作物生长正常；矿化度克升的水，水稻、棉花生长正常，小麦受抑制；矿化度克升的水，水量充足时水稻可以生长，棉花受显著抑制，小麦不能生长；矿化度克升的水，作物不能生长，可产少量耐盐牧草，大部分为光板地。此外，矿化水的灌溉效果还与耕作层土壤性质有关，透水性弱、排水困难的土壤比透水性强的土壤效果差。,水中所含盐类成分不同对作物有不同的影响。对作物生长最有害的是钠盐，而尤以危害最大，它能腐蚀农作物根部，使作物死亡，还能破坏土壤的团粒结构；其次为，它能使土壤盐化变成盐土，使作物不能正常生长，甚至枯萎死亡。,我国农业部及有关单位于上联合颁发了农田灌溉水质标准试行条例。其中对水质标准的规定见表。,二、农田灌溉水质评价方法,灌溉系数法,时为完全适用的水 时为适用的水 .时为不太适用的水 时为不能用的水 反映了水中的钠害值，但忽略了全盐的作用,钠吸附比值（）法,式中、表示各离子在每升水中的毫克当量数。,当时为有害的水； 时为有害边缘水； 时为相当安全的水。 钠吸附比值也是反映钠害的，应用时应与全盐量结合进行评价，但颇为烦琐。,盐度、碱度和矿化度的评价法,（）盐害：主要指氯化钠和硫酸钠这两种盐分对农作物和土壤的危害。,盐度（单位为毫克当量升）计算方法为： 当时， 盐度 时， 盐度,（）碱害：也称苏打害。主要是指碳酸钠和重碳酸钠对农作物和土壤的危害。,碱度计算方法为： 碱度（ ）（） 计算结果为负值时，盐害起主导作用。,（）盐碱害：即盐害与碱害共存。当盐度大于，并有碱度存在时即称为盐碱害。 （）综合危害：除盐害碱害外，水中的氧化钙、氧化镁等其他有害成分与盐害碱害一起，对农作物和土壤产生的危害称为综合危害。综合危害的程度主要决定于水中所含各种可溶盐的总量，所以用矿化度（克升）来说明。,三、灌溉水质肥效的评价,一般认为地下水中硝态氮的含量达到（相当于毫克升）时便可称为肥水。 硝态氮含量愈高肥效愈好。但是，硝态氮含量高时往往水中其他有害盐类也相应地增多，对作物又有危害的一面。所以对肥水评价时，不能简单地仅依据水中含氮量的多少为指标，还必须考虑水中伴生盐类对作物的影响。,1、肥盐比 硝态氮含量与全盐量的比值。 硝态氮含量高、肥盐比大于.的水为优质水； 硝态氮含量中等，肥盐比为.的为好的水； 硝态氮含量较低，肥盐比为. .0的水为可用的水，需渗入淡水稀释； 硝态氮含量低，肥盐比小于 .的水一般不宜使用。,肥水评价标准（表）可供参考。 表中对盐度按下列情况分别计算： 当时： 有，或存在时， 则盐度； 有，存在时， 则盐度 ；, 有， 存在时， 则盐度 （此时要考虑碱害）； 当时有或 存在，盐度，水中无残余碳酸钠存在时，主要为盐害，当存在残余碳酸钠，且盐度小于时，主要为碱害，当盐度大于，又有残余碳酸钠存在时，盐害、碱害皆有。,矿泉水的水质评价,泉水中的某些特殊矿物盐类、微量元素或某些气体含量达到某一标准或具一定温度时，使泉水具有特殊的用途，称其为矿泉水。它是一种宝贵的地下矿产资源。按矿泉水的用途，可分为三大类，即工业矿水、医疗矿水和饮用矿泉水。,从地下深处自然涌出的或经人工揭露的、未受污染的地下矿水；含有一定量的矿物盐、微量元素或二氧化碳气体；在通常情况下，其化学成分、流量、水温等动态在天然波动范围内相对稳定,一、饮用矿泉水水质评价标准,饮用矿泉水，系指可以作为瓶装饮料的天然矿泉水。它必须是深处地下水的天然露头或人工开发的深层地下水源；水中必须含有益于人体健康的一种或几种化学成分，如游离二氧化碳、偏硅酸、锂、锶等。,二、饮用矿泉水水质评价原则,为了确保饮用矿泉水的质量和产量，在进行水质评价时，必须以国家规定的标准为依据。 标准中没有规定的某些成分，则应参照一般饮用水标准评价。 当两者的规定有矛盾时，则以饮用矿泉水的标准为准。在评价过程中，还要结合饮用矿泉水产地的地