1）地下水中常见的成分

地下水含有多种元素，有的含量大，有的含量甚微。地壳中分布广、含量高的元素，如O，Ca，Mg，Na，K等在地下水中最常见。有的元素如Si，Fe等在地壳中分布很广，但在地下水中却不多；有的元素如Cl等在地壳中极少，但在地下水中却大量存在。这是因为各种元素的溶解度不同的缘故。所有这些元素都是以离子、化合物分子和气体状态存在于地下水中的，并且以离子状态为主。

地下水中含有数十种离子成分，常见的阳离子主要有：及Fe2+等，阴离子主要有：及等，但一般情况下在地下水化学成分中占主要地位的是以下6种离子：离子。它们决定了地下水化学成分的基本类型和特点，是人们评价地下水化学成分的主要项目。

地下水中溶解的气体有N2，O2，CO2，H2S，CH4及Rn等。一般情况下，地下水的气体含量不高，每升只有几毫克到几十毫克。地下水中的氧气和氮气主要来源于大气，它们随着大气降水及地表水补给地下水。硫化氢是在缺氧的环境中由于微生物的作用，将4还原成H2S的。CO2来源于大气中的CO2，或有机物氧化以及深部碳酸盐岩石在高温下分解而成。

以碳、氢、氧为主的有机质，经常以胶体方式存在于地下水中。大量有机质的存在，有利于进行还原作用，从而使地下水化学成分发生变化。很难以离子状态溶于水的化合物也往往以胶体状态存在于地下水中，其中分布最广的是Fe（OH）2，Al（OH）3及SO2。

2）氢离子浓度（pH值）

地下水酸碱度用氢离子浓度或pH值来衡量。地下水的氢离子浓度主要取决于水中的和H2CO3的数量。pH值是水中氢离子浓度的负对数值，即pH=lg［H+］。纯水中，H+和OH-的浓度是相等的，即［H+］=［OH-］=10-7，pH=7，水呈中性。水中H+的离子浓度大于OH-的浓度，即pH<7时，水呈酸性；水中H+的离子浓度小于OH-的浓度，即pH>7时，水呈碱性。自然界中大多数地下水的pH值为6.5～8.5。根据pH值可将水分为五类，见表6.4。

表6.4　按pH值划分水的类型

3）总矿化度

地下水中所含各种离子、分子与化合物（不包括气体）之总和称为地下水的总矿化度，以g/L表示来水的矿化程度。通常以在105～110℃温度下蒸干后所得的干涸残余物的含量来确定。根据矿化程度可将水分为5类，见表6.5。(www.daowen.com)

表6.5　水按矿化度的分类单位：g/L

矿化度与水的化学成分之间有密切的关系：淡水和微咸水常以为主要成分，称重碳酸盐水；咸水常以为主要成分，称硫酸盐水；盐水和卤水则往往以Cl-为主要成分，称氯化物水。

高矿化水能降低混凝土的强度，腐蚀钢筋，促使混凝土分解，故拌合混凝土时不允许用高矿化水。高矿化水中的混凝土建筑应注意采取保护措施。

4）硬度

地下水中钙镁离子的含量是以硬度来表征的。地下水中Ca2+和Mg2+的含量超出一定指标时，如作为生活和工业用水都有不良影响：会使肥皂去污力下降；在锅炉中成垢，水垢不易传热，浪费燃料，甚至会因传热不均而引起爆炸。因此人们对水中的Ca2+，Mg2+含量给予了高度的重视。水中Ca2+，Mg2+含量的多少用“硬度”来表示。

硬度的大小，我国目前广泛采用德国度（H°）表示方法。一个德国度相当于1L水中含有10mgCaO或7.2mgMgO。

由于1L水中含28mgCaO相当于1mg当量，所以，1mg当量的硬度相当于以德国度表示的硬度2.8度，于是，知道了Ca2+，Mg2+的毫克当量数后再乘以2.8，即可换算成德国度。地下水按硬度可分为5类，见表6.6。

表6.6　地下水按硬度分类