1 水文地球化学基础知识综述
1.1 化学原理
1.2 元素的起源及其原子结构
1.3 地下水的组成和溶质、气体和颗粒物的浓度
1.4 水同位素
1.5 收集地下水样本
1.6 不确定性
2 控制溶质的来源和机制
2.1 平流和扩散作为传输机制
2.2 外部溶质来源：降水、河流、湖泊和连续含水层
2.3 内部溶质来源：化石、遗物、遗留或合体
2.4 内部溶质源：放射性衰变
2.5 溶质的内部来源：风化
2.6 平衡变量
2.6.1 矿物溶解度：基本的热力学性质
2.6.2 温度：一种环境热力学特性
2.6.3 pH：环境热力学特性
2.6.4 Eh （Redox）：环境热力学变量
2.6.5 热力学活性：环境热力学性质
2.6.6 平衡计算
2.7 降水动力学
2.7.1 阳离子交换和吸附
2.7.2 吸附 — 去除溶质的过程
2.8 运输中的流体动力学分散
2.9 开放和封闭系统中的溶质控制
2.10 超滤（反渗透）作为溶质的物理控制
2.11 小结
3 与人体健康相关的地质微量元素
3.1 锰 （Mn）
3.2 砷 （As）
3.3 铀 （U）、镭 （Ra）、氡 （Rn）、钋 （Po） 和铅 （Pb） 的放射性核素
3.4 锶 （Sr）
3.5 氟化物 （F）
3.6 钼 （Mo）
3.7 铅 （Pb）
3.8 锑 （Sb）
3.9 硒 （Se）
3.10 锌 （Zn）
3.11 锂 （Li）
3.12 令人讨厌的元素
3.13 铁 （Fe）
3.14 硫化氢 （H2S） 和甲烷 （CH4）
3.15 小节总结：选定的微量地质元素
4 水文地球化学数据的图形显示
4.1 图设计原则
4.1.1 热图
4.1.2 等值线图
4.1.3 围栏图
4.1.4 累积频率
4.1.5 盒须图
4.1.6 直方图
4.1.7 饼图
4.1.8 X-Y 线性图
4.1.9 条形图
4.1.10 堆叠图
4.1.11 三线性图
4.1.12 棒图
4.1.13 刚性图
4.1.14 Scholler 图
4.1.15 杜罗夫图
4.2 小结
5 不同水文地球化学来源和过程的现场示例
5.1 以大气降水为主的含水层溶质：美国德克萨斯州和新墨西哥州的南部高平原含水层
5.2 以岩石风化为主的含水层溶质：美国密歇根州中部格兰德河流域上游
5.3 以离子交换为主的含水层溶质：美国大西洋沿海平原
5.4 以 pH 值升高为主的含水层溶质：阿曼苏丹国的蓝色水池
5.5 含水层溶质以低 pH 值为主
5.6 受超滤影响的含水层溶质：美国密歇根州 Saginaw Formation
5.7 以气体流失到大气中为主的溶质：来自阿联酋阿布扎比沿海 Sabkha 的氮和溴
5.8 Radon-222：以扩散为主的溶质
5.9 以土壤盐碱化为主的系统
5.10 评估原始状态
5.11 小节总结
6 溶质质量平衡：简单的质量通量建模
6.1 代表性控制体积 （RCV） 质量通量模型
6.2 孔隙体积
6.3 阿联酋阿布扎比 Sabkha 的质量通量建模
6.4 碳、氮和总溶质的全局质量通量建模
6.4.1 全球地下水中的碳
6.4.2 全球地下水中的氮
6.4.3 大陆的地下水风化
6.5 小结 174
7 地下水溶质的地球化学演化
7.1 石膏溶解后硫酸盐的演化
7.2 阳离子交换
7.3 黄铁矿氧化
7.4 溶质进化中的分子扩散
7.5 地下水和喀斯特地形的演变
7.6 全球地下水溶质的演变
7.7 小结
8 使用地质溶质量化物理水文特性
8.1 区域补给通量模型：氯化物质量平衡 （CMB）
8.2 使用氯化物质量平衡 （CMB） 估算水力传导率
8.3 径流通量与地形特征：氯化物质量平衡 （CMB）
8.4 相对地下水补给与地貌、土壤或土地利用/覆盖的关系
8.5 使用稳定水同位素定义 Macropore 或弥散补给
8.6 使用稳定水同位素的原始人补给水源
8.7 用碳 14 测定地下水的年代
8.8 古地下水表面补给通量和降雨量估计：阿联酋利瓦
8.9 全球活跃地下水量的估计
9 包起来
10 练习
11 参考资料
12 个盒子
方框 1 – 原子结构
方框 2 – 将活度计算应用于平均地下水成分
方框 3 – 在 MAC 笔记本电脑（Intel 和 Apple M Silicon Chip）上运行 Phreeqc 的说明
插文 4 – 水文地球化学思维的意外之旅
13 锻炼解决方案
14 符号
15 关于作者
