思考问题和练习

1.无防渗的污水渗坑,常规离子浓度中等,但NH4-N、细菌、有机物含量较高,下伏层为4m深的砾石含水层。监测结果表明,潜水水的硬度、NO3-N和浓度远高于天然水,但NHt-N浓度很低。试描述一下潜水化学成分变化的水文地球化学假说(提示:从阳离子交换、氮转化、氧化还原反应分析)。

2.在野外进行了80×80cm深180cm的大型土柱试验。在土壤表面种植作物。175cm深度的灌溉水和渗水分析结果如下:

水文地球化学基础

表中列出了试验开始后前20天渗水量的平均值,R-N为有机氮。水渗透土柱后,什么样的水文地球化学作用使组分浓度发生变化?

3.一个潜水含水层,上部为10m厚的粗砂,下部为含粘土透镜体的中细砂,水位4.5m,勘探和取样分析表明,上层水流向下层,上层水中DO为2-6 mg/30-50 mg/L,已证实水来自肥料。下层水中Do为0 mg/L,为微量。潜水主要由大气降水补给。试着解释为什么当水从上面的含水层流向下面的含水层时会急剧下降。

4.假设用含NH4-N50mg/L、Ca2+=60mg/L、Mg2+=12mg/L的污水灌溉,灌区地下水埋深2m,非饱和土壤CEC为7.2meq/100g,水田连续灌溉100天,灌溉面积为。假设污水全部被包气带土层吸附,那么100m2灌区下包气带土层的吸附能力是多少?地下水被污染了吗?(提示:参考本章例子l;答:包气带土层吸附量为89.64kg。)

5.为什么Cr比Hg、Pb、Cd更容易污染地下水?

6.某铅锌矿酸性矿坑排水的pH值为3,Pb2+为4 mg/L,当酸性矿坑排水流经石灰石时,会发生以下反应:

水文地球化学基础

结果,pH值上升到7.8,Pb2+下降到0.3毫克/升..Eh在流动过程中变化不大。试描述pH值升高和Pb2+降低的原因,并列出相应的化学反应式。

7.在实验室进行了F-的吸附平衡试验,得到了以下数据:c,F-在溶液中的平衡浓度;氟吸附在土壤中。

水文地球化学基础

请用图解法(或回归法)得出Langmuir等温吸附方程和Sm。(答案:Langm-uir等温吸附方程,C/S = 0.0184+0.00439c,R = 0.9980,SM = 227.8mg/kg)。

8.德国某地,潜水被含砷烟道冲洗污染。1971年,地下水中As平均值为22.7 mg/L,Fe2+为0.2-140mg/L;1976.10—1977.5期间,通过17注水孔向含水层注入KMnO4浓度为2000mg/L的水,注入KMnSO429kg。结果地下水中砷的浓度迅速下降到0.06 mg/L..问:(1)治理前(1971年),地下水中砷的存在形态;(2)注入KMnO4后,地下水中砷的存在形式及地下水中砷浓度迅速下降的原因。

9.已知沉积物中F0C为0.01,三氯乙烯、四氯乙烯、林丹和DDT的lgK0wc值分别为2.29、2.60、3.72和6.19。计算这四种有机化合物的K0c和Kd值,说明哪些有机化合物在沉积物中最容易迁移,哪些最难迁移。【提示:使用公式5.23和5.15;答:三氯乙烯、四氯乙烯、林丹和滴滴涕的K0c和Kd值分别为(L/kg):419.5、618.5、2515.8、55508.1和4.20、6.19。

10.为什么微生物(细菌和病毒)不会形成大面积的地下水污染?为什么地下水的微生物污染经常出现在雨后?

11.以下是研究区域的背景值(或背景区间值)和水样A、B、c的实测浓度,请评价三个水样的污染程度(用综合污染指数法)。

12.地下水污染评价和地下水环境质量评价的异同?

13.地下水源保护区划分一级保护区和二级保护区的原则和方法有何异同?

14.地质环境中元素的丰度对人体健康有什么影响?并举例说明。

水文地球化学基础

单位是lmg/l。