地下水硬度升高机理浅析.pdf

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地下水硬度升高机理浅析地下水硬度升高机理浅析摘要地下水硬度升高是当今地下水环境问题中一个相当突出的问题。

它的产生及恶化对人类利用地下水有严重的影响，而其原因又是复杂多样的，本文通过对不同地区地下水硬度升高现象进行分析总结，以探究地下水硬度升高的机理。

地下水硬度升高主要是由于人为排放三废污染物和过量开采地下水引起。

关键词地下水硬度；过量开采；污染一、机理分析一、机理分析地下水是现今很多地方的主要供水源，广泛用于市政、工业、农业，其已成为制约我国区域经济的重要因素。

地下水硬度这一地下水水质的重要指标在很多区域已随人类对地下水开发利用的加大而不断升高，其变化必将对地下水的使用造成严重后果。

对不同地方地下水硬度升高的现象进行研究，发现其主要有两方面的原因，一方面是由于污染而导致的硬度发生变化，另一方面是由于地下水的过量开采而引起的地下水水动力场和水文地球化学环境改变而引起的硬度变化12。

1.1.污染。

污染。

工业和生活污水渗漏进入地下水，某些含较高Ca2+、Mg2+的污水直接导致地下水的硬度升高。

这种现象在国内出现的很普遍，比如河南新乡市3。

2.2.地下水过量开采地下水过量开采。

随着人类对淡水需求量的增大，地下水开采量急剧攀升，在我国很多地方都出现了地下水过量开采的现象，由此引起地下水水位降低，地下水漏斗形成并向外扩大。

进而引起地下水的水动力场和水文地球化学环境的改变，污染载体与包气带和含水围岩之间发生一系列的水文地球化学作用,促使土壤及其下层沉积物的钙镁易溶盐,难溶盐及交换性钙镁由固相向水中转移,从而使地下水硬度增高。

这其中包括的作用主要有酸性溶滤作用、碳酸溶滤作用、盐效应及阳（阴）离子交替吸附等,现就各种作用分别讨论如下：

2.12.1酸性溶滤作用。

酸性溶滤作用。

过量开采地下水造成区域性地下水漏斗形成，特别是在我国华北平原的沧州、石家庄等地区，这种现象尤为突出。

地下水水位下降，区域性降落漏斗形成，使得原来为饱水带的地带形成包气带氧化环境,而人为排放的硫化物进入地下后在此被充分氧化,污染溶液的PH值降低,从而使溶滤作用加强,使大量的Ca、Mg由化合态变成游离态,导致地下水永久硬度增高。

这种地下水硬度升高的机理在长春市的地下水硬度升高的研究中有所发现。

其关系见图一4。

图一长春市地下水硬度与pH回归直线2.22.2碳酸溶滤作用。

碳酸溶滤作用。

工业、生活污水，垃圾，以及土壤中的有机质降解过程中会产生CO2，会打破原来地下水中的CO2平衡，促使CaCO3溶解，具体原理为CaCO3+H2O+CO2HCO3-+Ca2+，通过对土壤、岩石中MgCO3、CaCO3的溶滤作用使得Ca2+、Mg2+含量增加，进而引起地下水硬度的升高。

2.32.3盐效应。

盐效应。

盐效应促进地下水硬度升高。

由于地下水中离子总量的增加,离子强度明显增强,致使水中CaCO3、MgCO3的数量增多,从而大大减少了水中游离性离子Ca2+、Mg2+、HCO-的数量,导致水中碳酸盐矿物的饱和度降低,Ca2+、Mg2+的饱和度降低,Ca2+、Mg2+从过饱和状态变为中等饱和状态或不饱和状态,必然促进CaCO3与MgCO3的溶解,使更多的Ca2+、Mg2+进入浅层地下水中引起硬度升高。

这种机制可见于西宁地区地下水硬度升高的研究中5.2.42.4阳（阴）离子交替吸附作用阳（阴）离子交替吸附作用。

由于水资源匮乏，我国许多地区利用污水进行灌溉，污水中含有大量的Cl-、Na+等，这些富含可溶盐的污水，产生的阳离子交换作用导致浅层地下水永久硬度的不断升高，当含有大量Cl-、Na+等盐类的水渗入地下，污水渗流经富含饱和胶体的粘性土层时，就能发生交换性反应，使入渗的水中Ca2+、Mg2+浓度增加，补给浅层地下水后，造成地下水硬度升高。

在对北京大兴区农业生产区地下水的研究中就有对此机理的发现。

图二就反映了北京大兴区地下水中Cl-浓度与总硬度变化的关系6。

图二北京市大兴区Cl-与总硬度变化的关系二、二、意见及建议意见及建议面对国内的地下水硬度升高的问题，我认为应该采取以下措施以控制其继续快速升高：

对生活、工业等产生的污染进行处理，达标后再排放，严禁乱排放；规范垃圾填埋场，建设专业的垃圾填埋场，取缔不达标的垃圾填埋场；禁止使用污水直接灌溉；有计划的开采地下水，监控地下水量、水位动态，防治过量开采。

参考文献参考文献1沈照理，朱宛华，钟佐燊水文地球化学基础M北京:

地质出版社，2王焰新地下水污染与防治M北京:

高等教育出版社，3刘永良，周卫，潘国营，轩吉善新乡市地下水硬度升高机理和原因试验研究J2009，4吕航，李泽文，秦健，邱彪长春市地下水硬度异常及形成机理分析J，2007，5龚剑平西宁地区地下水硬度升高原因和机理探讨J，1990，6姜体胜，杨忠山，黄振芳，史俊杰，蔡乐北京郊区浅层地下水总硬度变化趋势及其机理浅析J，2010。