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1原理1

1.1平衡反应1

1.1.1绪论1

1.1.2热力学基础5

1.1.2.1质量作用定律5

1.1.2.2吉布斯（Gibbs）自由能7

1.1.2.3吉布斯（Gibbs）相律8

1.1.2.4活度9

1.1.2.6.1离子离解理论11

1.1.2.6活度系数的计算11

1.1.2.5离子强度11

1.1.2.6.2离子相互作用理论14

1.1.2.7离子离解与离子相互作用理论的比较16

1.1.3气相与液相界面上的相互作用19

1.1.3.1亨利（Henry）定律19

1.1.4固相与液相界面上的相互作用21

1.1.4.1溶解与沉淀21

1.1.4.1.1溶度积21

1.1.4.1.2饱和指数23

1.1.4.1.3边界矿物相25

1.1.4.2吸附作用27

1.1.4.2.1疏水／亲水物质28

1.1.4.2.2离子交换28

1.1.4.2.3吸附作用的数学表达方式34

1.1.5液相中的相互作用38

1.1.5.1络合作用38

1.1.5.2氧化还原作用41

1.1.5.2.1氧化还原电位的测定41

1.1.5.2.2氧化还原电位的计算42

1.1.5.2.3氧化还原平衡的优势场图解表示46

1.1.5.2.4氧化还原的缓冲剂51

1.1.5.2.5氧化还原反应的意义52

1.2反应动力学55

1.2.1不同化学过程的反应动力学55

1.2.1.1半衰期55

1.2.1.2矿物溶解的动力学56

1.2.2反应速度的计算57

1.2.2.1连续反应58

1.2.2.2平行反应59

1.2.3影响反应速度的因素60

1.2.4研究动力学控制反应的经验方法61

1.3.1绪论64

1.3.2流动模型64

1.3物质的反应迁移64

1.3.3迁移模型65

1.3.3.1基本概念65

1.3.3.2理想的迁移关系67

1.3.3.3实际的迁移关系67

1.3.3.3.1双孔隙度含水层中的交换作用69

1.3.3.4迁移模拟的数值方法71

1.3.3.4.1有限差分／有限单元法71

1.3.3.4.2耦合的方法73

2.1.1地球化学运算法则75

2.1概述75

2水文地球化学模拟程序75

2.1.2基于最小自由生成焓方法的程序78

2.1.3基于平衡常数方法的程序78

2.1.3.1 PHREEQC79

2.1.3.2 EQ3/680

2.1.3.3 PHREEQC与EQ3/6的比较81

2.1.4热力学数据库84

2.1.4.1概述84

2.1.4.2热力学数据库的构成87

2.1.5模拟过程中的问题和误差来源89

2.2.1.1输入（Input）94

2.2.1 PHREEQC的视窗界面结构94

2.2 PHREEQC的应用94

2.2.1.2数据库（Database）103

2.2.1.3输出（Output）104

2.2.1.4网格（Grid）105

2.2.1.5曲线图（Chart）106

2.2.2 PHREEQC模拟的入门实例106

2.2.2.1平衡反应106

2.2.2.1.1例1：标准输出——海水分析106

2.2.2.1.2例2：平衡反应——石膏溶解109

2.2.2.2动力学模拟的入门实例111

2.2.2.2.1动力学批次反应（Batch Reaction）112

2.2.2.2.2 PHREEQC中的Basic115

2.2.2.3物质反应——迁移模拟的入门实例119

3作业125

3.1平衡反应126

3.1.1地下水－岩石圈126

3.1.1.1标准输出－井水分析126

3.1.1.2石膏溶解的平衡反应127

3.1.1.3石膏溶解的不平衡反应127

3.1.1.4石膏在井水中溶解与温度的关系127

3.1.1.5石膏在蒸馏水中溶解与温度的关系127

3.1.1.8方解石在开放和封闭体系中溶解的比较128

3.1.1.6方解石溶解与温度和CO2分压的关系128

3.1.1.7方解石与白云石的溶解128

3.1.1.9黄铁矿的风化129

3.1.2大气－地下水－岩石圈131

3.1.2.1土壤CO2影响下的雨水131

3.1.2.2土壤中的缓冲体系131

3.1.2.3含硫热泉水的沉淀析出131

3.1.2.4岩溶溶洞中钟乳石的形成132

3.1.2.5蒸发作用133

3.1.3地下水135

3.1.3.1铁体系的pe-pH图135

3.1.3.3铀存在形态随pH值的变化138

3.1.3.2在C或S存在条件下铁体系的Fe-pe-pH图的变化138

3.1.4地下水的来源139

3.1.4.1泉水的来源140

3.1.4.2干旱地区古地下水的开采141

3.1.4.3盐水－／淡水－界面143

3.1.5人类对地下水的利用144

3.1.5.1取样：EDTA滴定测定Ca144

3.1.5.2碳酸侵蚀144

3.1.5.3水的曝气处理——井水145

3.1.5.4水的曝气处理——含硫泉水145

3.1.5.5水的混合146

3.1.6地下水修复147

3.1.6.1甲醇对硝酸盐的还原147

3.1.6.2 Fe（0）－墙（障）147

3.1.6.3用石灰石来升高pH值147

3.2反应动力学148

3.2.1黄铁矿的风化148

3.2.2石英－长石的溶解148

3.2.3在氧化还原敏感元素（Fe、As、U、Cu、Mn、S）的还原作用下，地下含水层中有机物的降解149

3.2.4非饱和带中氚的衰减150

3.3.2岩溶泉水的出露155

3.3.1测渗计155

3.3物质的反应迁移155

3.3.3岩溶作用（裂隙侵蚀）156

3.3.4酸性矿坑水pH值的升高157

3.3.5原地浸取（In situ leaching）158

4解答161

4.1平衡反应161

4.1.1地下水－岩石圈161

4.1.1.1标准输出－井水分析161

4.1.1.2石膏溶解的平衡反应163

4.1.1.4石膏在井水中溶解与温度的关系164

4.1.1.3石膏溶解的不平衡反应164

4.1.1.5石膏在蒸馏水中溶解与温度的关系165

4.1.1.6方解石溶解与温度和CO2分压的关系165

4.1.1.7方解石与白云石的溶解166

4.1.1.8方解石在开放和封闭体系中溶解的比较167

4.1.1.9黄铁矿的风化168

4.1.2大气－地下水－岩石圈170

4.1.2.1土壤CO2影响下的雨水170

4.1.2.2土壤中的缓冲体系170

4.1.2.3含硫热泉水的沉淀析出170

4.1.2.4岩溶溶洞中钟乳石的形成171

4.1.2.5蒸发作用172

4.1.3地下水174

4.1.3.1铁体系的pe-pH图174

4.1.3.2在C或S存在条件下铁体系的Fe-pe-pH图的变化175

4.1.3.3铀存在形态随pH值的变化177

4.1.4地下水的来源179

4.1.4.1泉水的来源179

4.1.4.2干旱地区古地下水的开采179

4.1.4.3盐水－／淡水－界面181

4.1.5.1取样：EDTA滴定测定Ca182

4.1.5人类对地下水的利用182

4.1.5.2碳酸侵蚀183

4.1.5.3水的曝气处理——井水183

4.1.5.4水的曝气处理——含硫泉水183

4.1.5.5水的混合185

4.1.6地下水修复187

4.1.6.1甲醇对硝酸盐的还原187

4.1.6.2 Fe（0）－墙（障）188

4.1.6.3用石灰石来升高pH值189

4.2.1黄铁矿的风化190

4.2反应动力学190

4.2.2石英－长石的溶解192

4.2.3在氧化还原敏感元素（Fe、As、U、Cu、Mn、S）的还原作用下，地下含水层中有机物的降解194

4.2.4非饱和带中氚的衰减197

4.3物质的反应迁移199

4.3.1测渗计199

4.3.2岩溶泉水的出露200

4.3.3岩溶作用（裂隙侵蚀）201

4.3.4酸性矿坑水pH值的升高202

4.3.5原地浸取（In situ leaching）204

参考文献207

关键词索引（德中文对照）211