tính chất vật lý và hóa học của nước dưới đất

Trường Đại Học Tài Nguyên & Môi Trường TPHCM
Khoa: Địa Chất Và Khoáng Sản
môn: địa chất thủy văn

CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ VÀ
THÀNH PHẦN HÓA HỌC CỦA NƯỚC DƯỚI ĐẤT
GVBM: THIỀM QUỐC TUẤN
Nhóm Nguyễn Kiều Hoàng Việt
Nguyễn Minh Thiên
Trần Thái Thịnh
Nguyễn Ngọc Khiết Tâm
Lê Hồng Trang


I. CÁC TÍNH CHẤT VẬT LÝ
Trong địa chất thủy văn, người ta chú ý đến các tính chất vật lý sau
đây của nước dưới đất:

Nhiệt Độ, Độ Trong Suốt, Màu, Mùi, Vị, Tỷ
Trọng, Tính Nhớt, Dẫn Điện Và Tính Phóng
Xạ


1. Nhiệt độ
• Biến đổi trong một giới hạn rất lớn tùy thuộc vào cấu tạo địa chất, lịch sử phát triển, các
điều kiệ. Địa lý tự nhiên và động thái của nguồn cung cấp chung.
• Thường thay đổi tùy thuộc vào điều kiện khí hậu, địa chất thủy văn và các điều kiện khác
• Nước có nhiệt độ từ 35-37 0C thích hợp dung để chữa bệnh vì chúng có nhiệt độ gần với
thân nhiệt con người nhất
• Nhiệt độ của nước có ảnh hưởng khá lớn đến thành phần hóa học của no

2. Độ trong suốt
- Đại bộ phận nước dưới đất là trong suốt. Độ trong suốt của nước dưới đất giảm là do hàm
lượng chất khoáng hòa tan trong nước, hàm lượng các hỗn hợp cơ học, các chất hữu cơ và
các chất keo.
-

Tùy theo độ trong suốt người ta chia thành các cấp:

-

Trong suốt

-

Hơi đục

-

Đục

-

Rất đục.

- Nước dưới đất thường thuộc loại nước trong suốt.
- Độ trong suốt được xác định chính xác trong điều kiện phòng thí nghiệm


3. Màu

-

Màu của nước dưới đất do thành phần hóa học và các tạp chất gây nên.

-

Phần lớn nước dưới đất: không màu đôi khi có màu vàng, xanh lá,..

-

Nước cứng có màu xanh nhạt.

4. Mùi:
-. Không mùi nhưng đôi khi vẫn cảm nhận được mùi H2S
-. Thường liên quan đến sự hoạt động của vi khuẩn phân hủy chất hữu cơ

5. Vị:
- Do có mặt của các chất muối khoáng hòa tan, các khí quyết định và có các hợp chất khác


6.

Tỷ trọng

- Tỷ trọng được xác định bằng tỉ số giữa trọng lượng với thể tích trong điều kiện nhiệt độ nhât
định.
- Tỷ trọng của nước bằng 1 ứng với tỷ trọng của nước cất ở nhiệt độ 4oC
- Phụ thuộc vảo nhiệt độ, lượng muối, khí hòa tan và các phân tử lơ lững.
dao động từ 1-1,4g/cm3.
- Dụng cụ: tỉ trọng kế

7. Tính chịu nén

  tích nước dưới tác dụng của áp
• Tính chịu nén thể hiện sự biến đổi thể
suất.
• Phụ thuộc vào lượng khí hòa tan, nhiệt độ, thành phần hóa học của nước.

• Hệ số chịu nén (hệ số đàn hồi thể tích): β=
• Thay đổi trong phạm vi β=(2,7-5).10-5 Pa


8. Độ nhớt
•

  phân tử chất lỏng.
Độ nhớt đặc trưng bằng sức kháng trong các

•

Có 2 loại: độ nhớt động ( và độ nhớt tĩnh

•

Phụ thuộc chủ yếu vào nhiệt độ và lượng muối hòa tan trong nước.
Nhiệt độ tăng độ nhớt giảm, lượng muối hòa tan tăng thì độ nhớt tăng theo.

•

Độ nhớt của chất lỏng thường được biểu diễn bằng độ nhớt tĩnh:

-

(m2/s)


9. Độ dẫn điện
-

Độ dẫn điện chứa các dung dịch điện li gây ra và tỉ lệ thuận với lượng muối
hòa tan trong nước.

-

Nước cất không phải là dung dịch dẫn điện

-

Dụng cụ: tỉ điện trở (sức kháng của vật dẫn điện dạng trụ thẳng, dài 1m và
S=1m2, đơn vị: Ωm)

10. Độ phóng xạ
• Độ phóng xạ do sự có mặt của urani, rani và radon ( chất khi của phóng xạ) gây nên
• Đơn vị đo hàm lượng radon là curi (là lượng radon tồn tại trong cân bằng phóng xạ với 1g
radi).


II. CÁC TÍNH CHẤT HÓA HỌC
• Nước dưới đất là một hệ thống hóa lý rất phức tạp

• Phức hợp muối - ion của nước dưới đất là các thô nguyên tố, vi nguyên tố, các nguyên tố phóng
xạ.
• Trong bất kỳ nước thiên nhiên nào cũng có chất hữu cơ, vi sinh vật, chất keo, hỗn hợp hóa học
và các chất khí hòa tan.
• Do tiếp xúc trực tiếp với đất đá, NDĐ có khoảng 62 nguyên tố của hệ thống tuần hoàn
Menđêlêec


•  



Độ pH Các ion H+ có trong NDĐ do sự phân ly của nước và các axit. Được biểu thị bằng công thức:
pH= -

Dựa vào độ pH chia nước dưới đất thành 5 loại:
Độ pH
Nước có tính axit mạnh

<5

Nước có tính axit

5-7

Nước trung tính

7

Nước có tính kiềm

7-9

Nước có tính kiềm mạnh

>9


Độ cứng của NDĐ là các ion Ca2+ và Mg2+ có trong nước, gây ra sự tích đọng
cặn trong nồi hơi
Độ cứng
Nước rất mềm

<1,5mg đương lượng

Nước hơi mềm

3 – 6mg đương lượng

Nước mềm

1,5 – 3mg đương lượng

Nước cứng

6 – 9mg đương lượng

Nước rất cứng

>9mg đương lượng

 Độ khoáng hóa của nước là tổng hàm lượng các chất khoáng phát hiện dược khi phân
tích hóa học nước. Độ khoáng hóa của nước là một chỉ tiêu quan trọng để phân loại nước
dưới đất.
•

Dựa vào độ tổng khoáng hóa có thể phân loại nước ra các nhóm sau:
Tổng lượng
khoáng hóa (g/l)

Đặc tính

< 0.2
0.2-0.5
0.5 – 1
1–3
3 – 10
10 – 35
35 – 50
50 – 400

Siêu nhạt
Nhạt
Độ khoáng hơi cao
Hơi mặn
Mặn
Độ mặn cao
Chuyển thành nước muối
Nước muối

Thành phần hóa học

Thường là bicacbonat
Bicacbonat – Sunfat
Sunfat – Clorua
Chủ yếu là Clorua
Clorua


III. Các loại phân tích hóa học


IV. Biểu diễn thành phần phần hóa học

•  dưới dạng công thức kurlov:

K * M T * pH
Trong đó:
• K: khí hòa tan (g/l) theo thứ tự giảm dần
• M: độ tổng khoáng hóa (g/l)
• A: các ion âm dl, theo thứ tự giảm dần
• B: các ion dương đl, theo thứ tự giảm dần
• T: nhiệt độ mẫu nước (oC)
• pH: độ pH


V.

Các quá trình hình thành

• Dựa vào nguồn gốc và điều kiện hình thành các thành phần hóa học trong
quá trình phát triển của vỏ trái đất :
 Nguồn gốc khí quyển ( sự ngấm nước khí quyển vào đất đá)
Nguồn gốc biển ( đọng trầm tích ở đại dương, biển, vũng, vịnh,..)
Nguồn gốc magma ( nước nguyên sinh)
Nguồn gốc biến chất( nước tái sinh, khử Hyrat)