हाइड्रोजियोकेमिस्ट्री – डिस्कवरी की एक यात्रा

प्रकाशन वर्ष: 2025

पृष्ठों की संख्या: 262

978-1-77470-118-8
https://doi.org/10.62592/CBIQ7579

Citation:Wood, W. W. (2025). Hydrogeochemistry – A journey of discovery. The Groundwater Project. https://doi.org/10.62592/VKTX1330.

रचयिता:

वॉरेन डब्ल्यू वुड, मिशिगन स्टेट यूनिवर्सिटी, यूएसए

रिलीज़: 12 फ़रवरी 2025

Hydrogeochemistry – A Journey of Discovery

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या क़िस्‍म

भूजल में जियोजेनिक विलेय (मानव गतिविधि से अप्रभावित रासायनिक तत्वों) की उत्पत्ति को समझना पारंपरिक जल संसाधन जांच की तुलना में व्यापक प्रभाव पड़ता है। मनुष्य लाखों वर्षों में विकसित हुआ, झरनों से पानी पीता है और विलेय रचनाओं और सांद्रता की एक संकीर्ण सीमा के भीतर रिसता है, जैसा कि लगभग सभी स्थलीय जानवरों, मछलियों और पौधों ने किया था। तदनुसार, यह हम पर निर्भर है कि हम इस महत्वपूर्ण विलेय संतुलन को बनाए रखें क्योंकि हम इस संसाधन का उपयोग करते हैं। यह इसकी उत्पत्ति और इसकी आयनिक एकाग्रता और संरचना को नियंत्रित करने वाले तंत्र के ज्ञान के माध्यम से सबसे अच्छा प्राप्त किया जाता है। यह मोनोग्राफ उन व्यक्तियों के लिए लिखा गया है जो भूजल भू-रसायन विज्ञान की वैचारिक समझ चाहते हैं। पहले चार अध्याय काफी हद तक वर्णनात्मक हैं, बुनियादी भू-रसायन विज्ञान को वैचारिक रूप से रेखांकित करते हैं, अंतिम चार अध्याय विलेय के संभावित स्रोतों का मूल्यांकन करने के लिए बुनियादी द्रव्यमान संतुलन तकनीकों का उपयोग करते हैं और भौतिक जलभृत गुणों का अनुमान लगाने के लिए तकनीकों का उपयोग करते हैं। https://youtu.be/4mRFYIcDfgw

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सामग्री

1 हाइड्रोजियोकेमिकल फंडामेंटल की समीक्षा

1.1 रासायनिक प्रिंसिपल

1.2 तत्वों की उत्पत्ति और उनकी परमाणु संरचना

1.3 भूजल संरचना और विलेय, गैस, और कणों की एकाग्रता

1.4 जल समस्थानिक

1.5 भूजल के नमूनों का संग्रह

1.6 अनिश्चितता

2 विलेय को नियंत्रित करने वाले स्रोत और तंत्र

2.1 परिवहन तंत्र के रूप में सहायक प्रवाह और प्रसार

2.2 बाहरी विलेय स्रोत: वर्षा, नदी, झीलें और सन्निहित जलभृत

2.3 आंतरिक विलेय स्रोत: जीवाश्म, अवशेष, विरासत, या कोनेट

2.4 आंतरिक विलेय स्रोत: रेडियोधर्मी क्षय

2.5 विलेय का आंतरिक स्रोत: अपक्षय

2.6 संतुलन चर

2.6.1 खनिज घुलनशीलता: एक मौलिक थर्मोडायनामिक गुण

2.6.2 तापमान: एक पर्यावरणीय थर्मोडायनामिक गुण

2.6.3 पीएच: एक पर्यावरणीय थर्मोडायनामिक गुण

2.6.4 Eh (रेडॉक्स): एक पर्यावरणीय थर्मोडायनामिक चर

2.6.5 थर्मोडायनामिक गतिविधि: एक पर्यावरणीय थर्मोडायनामिक गुण

2.6.6 संतुलन गणना

2.7 वर्षण के कैनेटीक्स

2.7.1 धनायन विनिमय और सोखना

2.7.2 सोखना – विलेय हटाने की एक प्रक्रिया

2.8 परिवहन में हाइड्रोडायनामिक फैलाव

2.9 खुले और बंद सिस्टम में विलेय नियंत्रण

2.10 विलेय पर भौतिक नियंत्रण के रूप में अल्ट्राफिल्ट्रेशन (रिवर्स ऑस्मोसिस)

2.11 खंड लपेटें

3 मानव स्वास्थ्य से संबंधित जियोजेनिक ट्रेस तत्व

3.1 मैंगनीज (Mn)

3.2 आर्सेनिक (जैसा)

3.3 यूरेनियम (U), रेडियम (Ra), रेडॉन (Rn), पोलोनियम (Po), और लेड (Pb) के रेडियोन्यूक्लाइड

3.4 स्ट्रोंटियम (सीनियर)

3.5 फ्लोराइड (एफ)

3.6 मोलिब्डेनम (मो)

3.7 लीड (पीबी)

3.8 सुरमा (एसबी)

3.9 सेलेनियम (एसई)

3.10 जिंक (Zn)

3.11 लिथियम (ली)

3.12 उपद्रव तत्व

3.13 लोहा (Fe)

3.14 हाइड्रोजन सल्फाइड (एच₂एस) और मीथेन (सीएच₄)

3.15 अनुभाग लपेटें: चयनित ट्रेस जियोजेनिक तत्व

4 हाइड्रोजियोकेमिकल डेटा का चित्रमय प्रदर्शन

4.1 ग्राफ डिजाइन के प्रिंसिपल

4.1.1 हीट मैप

4.1.2 कंटूर मैप

4.1.3 बाड़ आरेख

4.1.4 संचयी आवृत्ति

4.1.5 बॉक्स और व्हिस्कर प्लॉट

4.1.6 हिस्टोग्राम

4.1.7 पाई आरेख

4.1.8 X–Y रैखिक ग्राफ

4.1.9 बार आरेख

4.1.10 स्टैक्ड आरेख

4.1.11 त्रिरेखीय आरेख

4.1.12 स्टिक आरेख

4.1.13 कठोर आरेख

4.1.14 स्कोलर आरेख

4.1.15 ड्यूरोव आरेख

4.2 अनुभाग लपेटें

विभिन्न हाइड्रोजियोकेमिकल स्रोतों और प्रक्रियाओं के 5 क्षेत्र उदाहरण

5.1 वायुमंडलीय वर्षा का प्रभुत्व वाला जलभृत विलेय: टेक्सास और न्यू मैक्सिको, संयुक्त राज्य अमेरिका का दक्षिणी उच्च मैदान जलभृत

5.2 रॉक अपक्षय का प्रभुत्व वाला जलभृत विलेय: ऊपरी ग्रैंड रिवर बेसिन, सेंट्रल मिशिगन, यूएसए

5.3 आयन एक्सचेंज द्वारा हावी एक्विफर विलेय: अटलांटिक तटीय मैदान, यूएसए

5.4 एलिवेटेड Ph का प्रभुत्व वाला एक्विफर विलेय: ओमान सल्तनत के नीले पूल

5.5 जलभृत विलेय कम पीएच का प्रभुत्व

5.6 अल्ट्राफिल्ट्रेशन से प्रभावित एक्वीफर विलेय: सागिनॉ फॉर्मेशन, मिशिगन, यूएसए

5.7 वायुमंडल में गैस के नुकसान से प्रभावित विलेय: अबू धाबी, संयुक्त अरब अमीरात के तटीय सबखा से नाइट्रोजन और ब्रोमीन

5.8 रेडॉन-222: प्रसार का प्रभुत्व वाला विलेय

5.9 मृदा लवणीकरण के प्रभुत्व वाली प्रणालियाँ

5.10 प्राचीन स्थिति का मूल्यांकन

5.11 खंड लपेटें

6 विलेय द्रव्यमान संतुलन: सरल मास फ्लक्स मॉडलिंग

6.1 प्रतिनिधि नियंत्रण मात्रा (RCV) मास फ्लक्स मॉडल

6.2 ताकना वॉल्यूम

6.3 अबू धाबी, संयुक्त अरब अमीरात के सबखा में मास फ्लक्स मॉडलिंग

6.4 कार्बन, नाइट्रोजन और कुल विलेय का वैश्विक द्रव्यमान प्रवाह मॉडलिंग

6.4.1 वैश्विक भूजल में कार्बन

6.4.2 वैश्विक भूजल में नाइट्रोजन

6.4.3 महाद्वीपों का भूजल अपक्षय

6.5 खंड लपेटें 174

7 भूजल विलेय का भू-रासायनिक विकास

7.1 जिप्सम के विघटन से सल्फेट का विकास

7.2 धनायन विनिमय

7.3 पाइराइट ऑक्सीकरण

7.4 विलेय विकास में आणविक प्रसार

7.5 भूजल और कार्स्ट स्थलाकृति का विकास

7.6 वैश्विक भूजल विलेय के विकास पर

7.7 अनुभाग लपेटें

8 जियोजेनिक विलेय का उपयोग करके भौतिक हाइड्रोलॉजिकल गुणों की मात्रा निर्धारित करना

8.1 क्षेत्रीय रिचार्ज फ्लक्स का मॉडल: क्लोराइड मास बैलेंस (सीएमबी)

8.2 क्लोराइड द्रव्यमान संतुलन (सीएमबी) का उपयोग करके हाइड्रोलिक चालकता का अनुमान

8.3 स्थलाकृतिक विशेषताओं के लिए अपवाह प्रवाह: क्लोराइड मास बैलेंस (सीएमबी)

8.4 भू-आकृति विज्ञान, मृदा, अथवा भूमि उपयोग/आवरण के फलन के रूप में सापेक्ष भूजल पुनर्भरण

8.5 स्थिर जल समस्थानिकों का उपयोग करके मैक्रोपोर या डिफ्यूज़ रिचार्ज को परिभाषित करना

8.6 स्थिर जल समस्थानिकों का उपयोग करके पैलियो रिचार्ज का जल स्रोत

8.7 कार्बन -14 के साथ भूजल डेटिंग

8.8 पैलियो भूजल सतह से पुनर्भरण प्रवाह और वर्षा का अनुमान: लिवा, संयुक्त अरब अमीरात

8.9 सक्रिय वैश्विक भूजल मात्रा का अनुमान

9 लपेटें

10 अभ्यास

11 संदर्भ

12 बक्से

बॉक्स 1 – परमाणु संरचना

बॉक्स 2 – औसत भूजल संरचना के लिए गतिविधि गणना लागू करना

Box 3 – MAC ल्यापटपमा Phreeqc चलाउन निर्देशहरू (Intel र Apple M सिलिकन चिप)

बॉक्स 4 – हाइड्रोजियोकेमिकल थिंकिंग में एक अप्रत्याशित यात्रा

13 व्यायाम समाधान

14 नोटेशन

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1.1 रासायनिक प्रिंसिपल

1.2 तत्वों की उत्पत्ति और उनकी परमाणु संरचना

1.3 भूजल संरचना और विलेय, गैस, और कणों की एकाग्रता

1.4 जल समस्थानिक

1.5 भूजल के नमूनों का संग्रह

1.6 अनिश्चितता

2 विलेय को नियंत्रित करने वाले स्रोत और तंत्र

2.1 परिवहन तंत्र के रूप में सहायक प्रवाह और प्रसार

2.2 बाहरी विलेय स्रोत: वर्षा, नदी, झीलें और सन्निहित जलभृत

2.3 आंतरिक विलेय स्रोत: जीवाश्म, अवशेष, विरासत, या कोनेट

2.4 आंतरिक विलेय स्रोत: रेडियोधर्मी क्षय

2.5 विलेय का आंतरिक स्रोत: अपक्षय

2.6 संतुलन चर

2.6.1 खनिज घुलनशीलता: एक मौलिक थर्मोडायनामिक गुण

2.6.2 तापमान: एक पर्यावरणीय थर्मोडायनामिक गुण

2.6.3 पीएच: एक पर्यावरणीय थर्मोडायनामिक गुण

2.6.4 Eh (रेडॉक्स): एक पर्यावरणीय थर्मोडायनामिक चर

2.6.5 थर्मोडायनामिक गतिविधि: एक पर्यावरणीय थर्मोडायनामिक गुण

2.6.6 संतुलन गणना

2.7 वर्षण के कैनेटीक्स

2.7.1 धनायन विनिमय और सोखना

2.7.2 सोखना – विलेय हटाने की एक प्रक्रिया

2.8 परिवहन में हाइड्रोडायनामिक फैलाव

2.9 खुले और बंद सिस्टम में विलेय नियंत्रण

2.10 विलेय पर भौतिक नियंत्रण के रूप में अल्ट्राफिल्ट्रेशन (रिवर्स ऑस्मोसिस)

2.11 खंड लपेटें

3 मानव स्वास्थ्य से संबंधित जियोजेनिक ट्रेस तत्व

3.1 मैंगनीज (Mn)

3.2 आर्सेनिक (जैसा)

3.3 यूरेनियम (U), रेडियम (Ra), रेडॉन (Rn), पोलोनियम (Po), और लेड (Pb) के रेडियोन्यूक्लाइड

3.4 स्ट्रोंटियम (सीनियर)

3.5 फ्लोराइड (एफ)

3.6 मोलिब्डेनम (मो)

3.7 लीड (पीबी)

3.8 सुरमा (एसबी)

3.9 सेलेनियम (एसई)

3.10 जिंक (Zn)

3.11 लिथियम (ली)

3.12 उपद्रव तत्व

3.13 लोहा (Fe)

3.14 हाइड्रोजन सल्फाइड (एच2एस) और मीथेन (सीएच4)

3.15 अनुभाग लपेटें: चयनित ट्रेस जियोजेनिक तत्व

4 हाइड्रोजियोकेमिकल डेटा का चित्रमय प्रदर्शन

4.1 ग्राफ डिजाइन के प्रिंसिपल

4.1.1 हीट मैप

4.1.2 कंटूर मैप

4.1.3 बाड़ आरेख

4.1.4 संचयी आवृत्ति

4.1.5 बॉक्स और व्हिस्कर प्लॉट

4.1.6 हिस्टोग्राम

4.1.7 पाई आरेख

4.1.8 X–Y रैखिक ग्राफ

4.1.9 बार आरेख

4.1.10 स्टैक्ड आरेख

4.1.11 त्रिरेखीय आरेख

4.1.12 स्टिक आरेख

4.1.13 कठोर आरेख

4.1.14 स्कोलर आरेख

4.1.15 ड्यूरोव आरेख

4.2 अनुभाग लपेटें

विभिन्न हाइड्रोजियोकेमिकल स्रोतों और प्रक्रियाओं के 5 क्षेत्र उदाहरण

5.2 रॉक अपक्षय का प्रभुत्व वाला जलभृत विलेय: ऊपरी ग्रैंड रिवर बेसिन, सेंट्रल मिशिगन, यूएसए

5.3 आयन एक्सचेंज द्वारा हावी एक्विफर विलेय: अटलांटिक तटीय मैदान, यूएसए

5.4 एलिवेटेड Ph का प्रभुत्व वाला एक्विफर विलेय: ओमान सल्तनत के नीले पूल

5.5 जलभृत विलेय कम पीएच का प्रभुत्व

5.6 अल्ट्राफिल्ट्रेशन से प्रभावित एक्वीफर विलेय: सागिनॉ फॉर्मेशन, मिशिगन, यूएसए

5.7 वायुमंडल में गैस के नुकसान से प्रभावित विलेय: अबू धाबी, संयुक्त अरब अमीरात के तटीय सबखा से नाइट्रोजन और ब्रोमीन

5.8 रेडॉन-222: प्रसार का प्रभुत्व वाला विलेय

5.9 मृदा लवणीकरण के प्रभुत्व वाली प्रणालियाँ

5.10 प्राचीन स्थिति का मूल्यांकन

5.11 खंड लपेटें

6 विलेय द्रव्यमान संतुलन: सरल मास फ्लक्स मॉडलिंग

6.1 प्रतिनिधि नियंत्रण मात्रा (RCV) मास फ्लक्स मॉडल

3.14 हाइड्रोजन सल्फाइड (एच₂एस) और मीथेन (सीएच₄)