水文地球化学基础 任加国 武倩倩著 地质出版社 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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任加国 著

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出版社： 地质出版社

ISBN：9787116089730

商品编码：1457108173

书名	水文地球化学基础	* ISBN编号	9787116089730
条形码	9787116089730	* 是否是套装	否
* 书名	水文地球化学基础	* 定价	23.80元
* 出版社名称	地质出版社	出版时间	2014年8月

沈照理替代版

前言

绪论

第一章地下水化学成分的组成

第二章地下水组分特征

第三章水文地球化学热力学基础

第四章同位素水文地球化学

第五章有机水文地球化学

第六章水文地球化学模拟

第七章水文地球化学调查与应用

第八章水岩界面质量传递模型

参考文献

本书全面系统地阐述了地下水的化学成分及形成作用.水文地球化学热力学计算同位素水文地球化学,有机水文地球化学,水文地球化学模拟,水一岩界面质量传递模型,水文地球化学调查及应用等方面的内容,引入大量例题,科研案例和实验内容,更加突出实践教学和实际应用

本书适合地下水科学与工程水文与水资源工程和环境工程等相关专业本科生的教学,也可以作为相关专业研究生及科研技术人员的参考用书

水文地球化学：从理论基石到前沿应用 本书深入探讨了水与地球化学要素相互作用的复杂机制，旨在为读者构建一个全面、系统的水文地球化学知识体系。 本书内容涵盖了水化学基本理论、水岩相互作用过程、关键元素迁移转化规律、以及水文地球化学在环境与资源领域中的实际应用。我们力求以严谨的科学态度和清晰的逻辑结构，展现水圈与岩石圈动态平衡下的化学驱动力。 第一部分：水化学基础与地球化学背景 第一章：水文地球化学学科概览 本章首先界定了水文地球化学的研究范畴、核心科学问题及其在现代环境科学中的重要地位。我们将追溯其发展脉络，从早期的水质分析到如今对地下水反应动力学和全球物质循环的深入理解。重点阐述了水圈的独特性质（如极性、溶解能力）如何决定了其作为地球化学介质的特殊性。 第二章：水体的物理化学性质 深入剖析水分子结构及其引发的宏观物理化学特性，包括介电常数、表面张力、氢键网络。详细讨论了溶解过程中的热力学基础，如溶解度的影响因素（温度、压力、离子强度），并引入活度概念，解释在真实水体中离子有效浓度的计算方法。水体的酸碱平衡是本章的重点，深入解析了水的离子积、Brønsted-Lowry酸碱理论在水文系统中的应用，以及不同水体pH值的控制机制。 第三章：水化学分析方法与数据处理 本章介绍了水化学研究中常用的采样技术、样品保存与预处理规范，确保数据的可靠性。详细阐述了主要离子（如 $ ext{Ca}^{2+}$, $ ext{Mg}^{2+}$, $ ext{Na}^{+}$, $ ext{K}^{+}$, $ ext{Cl}^{-}$, $ ext{SO}_{4}^{2-}$, $ ext{HCO}_{3}^{-}$）的常用分析方法，包括滴定法、离子色谱法（IC）和原子吸收光谱法（AAS）/电感耦合等离子体发射光谱法（ICP-OES）。同时，重点讲解了水文地球化学数据的质量控制、校正平衡性检验（如离子比值法、电荷平衡）以及利用统计学方法进行数据解译的原理。 第二部分：水岩相互作用的理论与过程 第四章：水岩反应的热力学基础 本章构建了理解水岩相互作用的理论框架。详细介绍了矿物溶解与沉淀反应的化学计量学和热力学原理，包括反应的吉布斯自由能 ($Delta G_r$)、平衡常数 ($K$) 与温度、压力之间的关系。系统阐述了矿物的溶解度积 ($ ext{K}_{ ext{sp}}$) 概念及其在预测水体饱和状态中的应用，特别是对于碳酸盐、硅酸盐和硫酸盐矿物的溶解-沉淀平衡。 第五章：矿物的表面化学与反应动力学 超越宏观的热力学平衡，本章聚焦于微观尺度的水-矿物界面过程。详细讨论了矿物表面的电荷、零点电荷 ($ ext{pH}_{ ext{PZC}}$) 及其在不同pH下对吸附/解吸过程的影响。深入解析了矿物反应的动力学模型，包括表面络合模型、扩散控制模型以及表面反应速率方程，解释了为什么许多水岩反应在自然界中是缓慢进行的，以及温度、有机质对反应速率的调控作用。 第六章：主要的硅酸盐和碳酸盐溶解机制 针对地壳中最普遍存在的矿物体系，本章进行了专题分析。详细梳理了长石、云母、火山岩等硅酸盐矿物在不同水文地球化学条件下的水解、氧化和蚀变反应路径。在碳酸盐部分，重点讨论了方解石、白云石的溶解速率差异，以及 $ ext{CO}_2$ 分压（或大气/土壤 $ ext{CO}_2$）对碳酸盐岩喀斯特化过程的控制机制。 第三部分：关键地球化学元素的迁移与转化 第七章：氧化还原过程与电子转移 本章探讨了水文地球化学体系中能量驱动的电子转移反应。详细介绍了氧化还原电位 ($ ext{Eh}$) 概念，并将其作为水体环境参数的表征指标。系统分析了硫（S）、铁（Fe）、锰（Mn）等变价元素在厌氧与好氧条件下的转化路径，特别是硫化物氧化对酸性矿山排水（AMD）的形成机制的贡献，以及铁锰的沉淀-再溶解过程对营养盐迁移的影响。 第八章：溶解性有机质（DOM）的水文地球化学 有机质是影响水化学性质和污染物迁移的关键因素。本章探讨了陆源和水生源溶解性有机质的结构特征、分子量分布及其作为络合剂、还原剂的功能。详细分析了 $ ext{DOM}$ 与金属离子（如 $ ext{Cu}$, $ ext{Zn}$, 稀土元素）形成的有机络合物的稳定性常数，以及 $ ext{DOM}$ 在地下水中的降解途径（光解、微生物降解）对其地球化学行为的调控。 第九章：痕量元素与放射性核素的迁移行为 本章关注那些浓度极低但环境或经济价值重大的元素。系统阐述了砷（As）、氟（F）、碘（I）等在水岩相互作用中的特异性吸附机制（如配位体交换）。重点讨论了铀（U）、镭（Ra）、氡（Rn）等天然放射性核素在地下水系统中的富集与迁移规律，解释了其地球化学分异的驱动力，为核环境安全评估提供理论支持。 第四部分：水文地球化学的应用领域 第十章：地下水资源与水化学类型 本章将理论知识应用于区域地下水系统评价。通过Piper图、$ ext{Gibbs}$ 图等经典工具，对不同区域地下水的水化学类型进行分类和识别。深入分析了地下水化学演化的主要控制因素，包括岩石类型、水动力条件、蒸发浓缩和人为活动（如农业施肥、工业废水排放），并介绍如何利用水化学证据追踪地下水的补给区和流动路径。 第十一章：环境污染与修复中的应用 本章探讨了水文地球化学在环境问题中的诊断和治理作用。详细分析了污染羽的地球化学过程，如有机污染物（如氯代烃）的生物地球化学转化、重金属的迁移和固定。介绍了基于地球化学原理的污染场地修复技术，包括渗透反应墙（PRB）、化学氧化/还原、以及强化微生物还原/氧化（ISCO/ISCR）的技术原理及效果评价。 第十二章：地球化学示踪与非常规资源勘探 本章展示了水文地球化学在地球科学前沿的工具性价值。阐述了稳定同位素（如 $ ext{H}$, $ ext{O}$, $ ext{C}$, $ ext{S}$）在水体来源示踪、补给机制分析和温度重建中的应用。同时，深入介绍了水化学异常在矿产资源（如热液型矿床、油气田伴生气水）和地热资源勘探中的地球化学信号识别方法，为资源开发提供地球化学靶区约束。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种深沉的蓝色调，配上那些抽象的水流和岩石纹理的图案，立刻就营造出一种专业又神秘的氛围。翻开书页，纸张的质感也相当不错，摸上去不滑腻也不粗糙，阅读体验很舒适。我尤其欣赏它在排版上的用心，那些复杂的化学结构式和水文循环图表，清晰得让人一目了然。图文的配合度极高，很多时候，一张精美的插图胜过千言万语的解释，特别是关于地下水与矿物相互作用的剖面图，细节处理得非常到位，这对于我们这些需要反复查阅和理解复杂过程的学习者来说，简直是福音。虽然内容本身是偏硬核的科学知识，但良好的物理呈现，极大地降低了初次接触时的心理门槛，让人愿意沉下心来慢慢啃读，而不是望而生畏。可以说，光是拿着这本书，就能感受到出版方对学术书籍品质的坚持，这比那些内容堆砌却毫无美感的教材要强太多了。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期在野外工作的技术人员，我最看重的是教材的实用性和前沿性。这本书在案例分析部分的深度令人印象深刻。它不只是罗列了实验室数据，而是选取了几个典型的地质环境——比如火山岩区的酸性淋溶、沉积盆地的成岩作用，以及城市化区域的污染迁移——进行深入剖析。更难得的是，它不仅介绍了如何“识别”问题，更重要的是，提供了如何“量化”和“预测”的工具。比如在水化学类型判别这一节，作者详细对比了Piper图、吉布斯图等不同工具的适用范围和局限性，甚至还提到了近些年发展起来的一些基于机器学习的地球化学模型初步应用。这种既扎根于经典理论，又积极拥抱现代计算方法的态度，让这本书的价值远超出了纯粹的理论参考书，更像是一本指导实践的工具手册。

评分☆☆☆☆☆

这本书的专业术语处理方式，体现了作者深厚的学术功底和对读者群体的体贴。在第一次出现一个关键术语，比如“水力弥散系数”或者“共沉淀作用”时，作者总会用括号或脚注的形式，清晰地给出其英文原词，并且附带一个简洁到位的定义。这种严谨的处理方式，极大地避免了跨学科交流时的理解偏差，也方便了读者进行后续的国际文献检索。我注意到，即便是那些极为拗口的有机地球化学物质，作者也给出了简洁的分子结构示意图，这比单纯的文字描述要高效得多。此外，书中对不同研究学派观点差异的呈现，也处理得非常平衡和客观，没有明显的倾向性，而是鼓励读者自己去批判性地思考和选择最适合自己研究背景的模型或方法，这种开放的学术态度非常值得称赞。

评分☆☆☆☆☆

如果说有什么地方让我感到略微“挑战性”的话，那主要集中在最后关于同位素地球化学那几章。尽管同位素分馏的原理介绍得非常细致，涉及到能级和零点能的微小变化，但这些内容对非物理化学背景的读者来说，理解起来仍然需要极大的专注力。不过，即使在这部分，作者也巧妙地加入了“如何解释碳酸盐岩中氧同位素温度计的结果”这类实际应用问题，将晦涩的理论与具体的地质温度重建联系起来。整本书的阅读体验，就像是跟随两位经验丰富的大师进行了一次漫长而深入的学术考察，他们不仅带你看到了风景（现象），更教会了你如何使用工具（方法论）去测量风景的深度和广度。尽管有些部分需要反复研读，但每一次回顾，都能带来新的领悟，这正是一本优秀学术专著的魅力所在。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事逻辑构建得非常精妙，它没有直接跳入那些高深的反应动力学模型，而是采取了一种“由表及里”的引导方式。开篇对于水圈的宏观描述，迅速将读者的思维拉入到全球水循环的大背景下，然后才缓缓深入到流域尺度，最后才聚焦到微观的化学反应界面。这种层层递进的结构，使得那些原本可能显得孤立的概念，如离子交换、氧化还原电位等，都有了清晰的上下文联系。我发现作者在解释“平衡态”和“非平衡态”下的地球化学过程时，使用了非常生动的类比，比如将矿物溶解比作“排队等待的顾客”，将反应速率比作“队伍行进的速度”，一下子就把抽象的速率常数和活度系数变得具象化了。对于那些自学入门的人来说，这种“生活化”的解释策略，无疑是建立正确物理图像的基石，它确保了读者在掌握公式之前，已经对背后的自然现象有了直观的把握。