【文章內容簡介】 高。人類和其它生物的活動，也影響著地下水成分的形成。由于污水、腐殖質和排泄物的滲入，使地下水中聚集了大量有機質、細菌和各種對人類有害的物質，水質變壞，造成水被污染。深層地下水中的脫硫細菌，能使水中的硫酸鹽分解，并產生硫化氫遺留于水中。由上述可知，在研究地下水成分的形成條件時，不能認為是某一個因素的影響，而是這些因素綜合影響的結果。因此，地下水的成分，不僅能反映地下水的起源，還可說明地區(qū)的水文地質條件和地質發(fā)展歷史。一． 地下水的化學成分1．地下水中的氣體ON2是氧化環(huán)境的標志，氧化環(huán)境是指開放的、與大氣相通的環(huán)境；H2S是還原環(huán)境的標志，還原環(huán)境是指封閉的、與大氣隔絕的環(huán)境。CH4是還原環(huán)境中常見氣體；CO2的來源有：大氣、土壤中的生物化學作用、在地殼深處，灰?guī)r遇熱分解產生400℃CaCO3 = CaO+CO2CO2是現(xiàn)代地殼活動強烈地區(qū)的標志性氣體，全球CO2含量高的地區(qū)與深大斷裂相吻合。2．地下水中的離子地下水中有七種常見離子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Cl、SO4HCO3七種。微量離子主要有：F、I、Fe3+等。二． 形成水中化學組分的作用地下水中的化學成分非常復雜，已發(fā)現(xiàn)地下水中有60多種元素，水中的元素一般通過以下幾個作用進入地下水中：溶濾作用：巖石中的某些可溶成分被溶解轉入地下水中而成為溶液的作用。溶濾作用的特點是：原有的巖石還存在，僅是可溶的離子進入水中，地下水流經巖石時，就帶有這種巖石的成分。蒸發(fā)濃縮作用：當地下水埋藏較淺時，由于水分不斷地被蒸發(fā)，地下水中的含鹽量便會相對地增加，這種作用稱為濃縮作用（濃縮作用大部分發(fā)生在潛水中）?；旌献饔茫簝煞N或兩種以上不同成分或礦化度的地下水相遇時，所形成的地下水在成分與礦化度上皆與混合前不同，這種作用稱為混合作用。陽離子吸附交替作用：巖石顆粒表面往往帶有負電荷，它可以吸附某些陽離子，當地下水與巖石表面接觸時，巖石中某些陽離子就會進入水中，因而改變地下水化學成分。陽離子吸附能力大小順序：H+Fe+2Fe+3Al+3Ba+2Ca+2Mg+2K+Na+。所以，陽離子吸附交替作用是自然淘凈作用的一種。三． 氡的特性（一）Rn的物理化學特性Rn是無色、無臭的惰性氣體，原子序數為86，,是Ra衰變的產物。Rn自身也衰變。Rn的射氣特性含有Ra的巖石，具有向周圍空間擴散氡氣的能力，這種能力稱為巖石的射氣作用巖石的射氣作用可用三個參數來說明：（l）射氣強度：1克巖石在1秒鐘內析出的自由氡射氣量。（2）射氣能力：1克巖石在其建立放射平衡（ Ra與Rn之間）的時間內析出的總射氣量。在巖石的空隙中，氡以自由氡、吸附氡、封閉氡等形式存在。所以，總射氣量包括以上幾種。氡的射氣能力Ci 等于巖石的射氣系數K與每克巖石中Ra的含量的乘積 Ci = K?Wra(3) 射氣系數：在單位時間內，析出到巖石空隙中的自由氡量與在同一時間間隔內形成的總射氣量的比值。 不同的巖石其射氣系數不同，如下表： 不同松散物的射氣系數土壤類型Kra泥炭土灰化土中粒灰化砂質粘土砂質粘黑土砂質灰黑土紅土～～ 不中巖石的射系數巖石類型樣品數K平均火成巖麻巖和花崗片麻巖花崗巖和花崗閃長巖花崗偉晶巖石英斑巖粗面流紋巖13112227沉積巖石英巖砂巖泥質巖泥灰?guī)r灰?guī)r8145419由表中可知，射氣系數較大的花崗巖類，其空隙中含有較多的Rn 。一般來說，射氣系數與巖、土的結構、風化程度、空隙度、濕度、鐳的分布有關?？紫栋l(fā)育的土壤一般射氣系數高于孔隙較少的土壤。(二).氡的溶解特性氡可溶于水中，在地下水中，主要以溶解氡和氣氡的形式存在。氡在液體中的射氣濃度（ Rn液/V液）與氣體中的射氣濃度（ Rn氣/V氣）成正比，即：(Rn液/V液)=ω（Rn氣/V氣）式中: ω為射氣系數(ω= + e–), 是與溫度t 有關的函數,如表: 氡氣的溶解系數與溫度的關系t (℃) 0510203040506070ω由表可見，隨著水溫度升高，氡的溶解系數減小。所以，相同條件下，冷水含氡量高于熱水。此外，氡射氣系數隨礦化度升高而減小。(三).氡的積累與衰變當地下水與巖石接觸后，巖石中鐳誤變所產生的氡便開始在水中積累。水中氡的積累濃度由公式：Ct = Cmax (1―e―λt ) 決定。Ct ：水與巖石接觸，經歷時間后水中氡的濃度（Bg/L)；Cmax：巖石提供的最大氡濃度（Bg/L)；t ：水與巖石接觸的時間（天）；λ：氡的衰變常數= 。e :自然對數的底。1―e―λt: 氡的積累函數.l氡的衰變按公式: Ct = Co e―λt Ct : t 天后,水中氡的濃度。Co : 水脫離巖石時的氡的濃度。e―λt : 氡的衰變函數值。 氡的衰變函數值t510152025304050e―λt由表可知,當t趨近于30天時, e―λt趨近于0, 1―e―λt趨近于1,水中氡的濃度接近于最大值。（四）氡的遷移氡射氣在地下水體中的遷移是一個復雜的過程,大量的試驗和研究表明,氡射氣的遷移經歷了兩個過程:原始遷移：氡從巖石進入到水中的過程；二次遷移：氡在水中的遷移。二次遷移是氡的遷移的主要形式。氡的遷移主要通過以下幾個作用：1．擴散作用：氡射氣的分子由于熱運動而向濃度小的方向移動，稱為擴散作用。氡在巖石中的擴散取決于巖石的空隙度、透水性、濕度、結構、溫度等。當上述條件或某些條件改變，氡射氣的擴散性必然發(fā)生改變。2．對流作用：在氡射氣的遷移作用中，對流作用僅次于擴散作用。當巖層中存在著壓力差時，氡射氣可從壓力高的部位向壓力低的部位遷移。因此，氡射氣從深部向地表遷移主要靠對流作用。3．水的攜帶作用：由于氡溶解于水中，因而地下水就成為氡射氣遷移的載體，其運動速度往往比擴散作用快得多。4．伴生氣體的壓力作用：氡是一種微量氣體元素，在大多數情況下，可在其它濃度大的土壤氣體如ONCO2擴散壓力的推動下進行遷移。5．地熱作用：由于地熱梯度的存在，氣體在向冷的部位遷移時，帶動了氡的遷移。綜上所述，氡的濃度受多種因素的影響。（五）氡與地震地殼中的氡有自己的衰變規(guī)律，不同巖土中有不同的氡射氣特性，氡在巖土中可以溶解與吸附，氡在水中可以擴散、遷移。通常認為，地震孕育過程是與地殼活動聯(lián)系在一起的，無論是在震源體中還是包含有震源的區(qū)域構造活動場中，應力的積累總會導致巖土的變形與破壞，在震源體中，其完整的過程是首先，彈性變形，然后微破裂，最張望發(fā)展到宏觀破裂并發(fā)生地震。在震源體外圍甚至在更遠的地方，顯然是一般不可能使應力的積累到引起巖土宏觀破裂的程度。然而，巖土變形的各個階段，不僅會改變介質的受力狀態(tài)，而且還會引起巖土空隙的變化，水流條件的改變，由此可以引起巖土中氡射氣量的變化，引起水巖作用，濃度不等的氡水間的混合等，甚至巖土變形發(fā)展到一定階段，可能促使巖石破裂而發(fā)生振動，