Hydrogeokemi

Hydrogeokemi er studiet av kjemiske prosesser som styrer sammensetningen av grunnvann og samspillet mellom vann, berggrunn, jord og organismer i undergrunnsøkosystemer. Faget kombinerer geokjemi, hydrogeologi og miljøkjemi for å forklare hvordan mineraler oppløses eller utfelles, hvorfor visse ioner dominerer i vannet, og hvordan vannets bevegelser påvirker kjemiske reaksjoner.

Hovedprosesser inkluderer vann–berggrunn interaksjon med oppløsning og utfelling av mineraler (for eksempel karbonater og sulfater), ionebytte på leirmineraler og redoksreaksjoner som styrer konsentrasjoner av jern, mangan, nitrat og sulfat. Karbonatsystemet (CO2/HCO3−/CO3^2−) gir pH-buffering, mens geologisk heterogenitet gir betydelige lokale variasjoner i geokjemien. Isotopstudier (for eksempel δ18O, δD, 87Sr/86Sr) brukes for å spore vannets opprinnelse og vandringsvei.

Data og metoder i hydrogeokemi omfatter innsamling av grunnvannsprøver og feltmålinger av pH, elektrisk ledningsevne og temperatur, samt analyse av hovedioner (Ca2+, Mg2+, Na+, K+, HCO3−, Cl−, SO4^2−) og andre kjemiske parametere. Laboratorieanalyser gir data om sporstoffer, organisk karbon og redoksparametere. Isotopiske metoder (for eksempel δ18O, δD, 87Sr/86Sr) brukes for å spore vannets opprinnelse og vandring. Geokjemiske modeller som PHREEQC lar vurdering av likevekt, metningstilstander og prosesser som oppløsning, utfelling, og ionebytte.

Anvendelser av hydrogeokemi inkluderer vurdering av grunnvannkvalitet og ressurstilgjengelighet, kartlegging av forurensningskilder og transport av kjemikalier, vurdering av saltvannsintrengning i kystområder, og utforming av tiltak for forurensingsbegrensning og vannforvaltning.