Физические свойства и химический состав подземных вод

План лекции

10.1. Физические свойства подземных вод.

10.2. Общая минерализация и солевой состав вод.

10.3. Жесткость воды.

10.4.Основные требования к качеству питьевых вод.

10.5. Агрессивность подземных вод по отношению к бетону и металлам.

10.6. Гидрохимическая зональность подземных вод

10.1. Физические свойства подземных вод

К физическим свойствам подземных вод относится прозрачность, цвет, запах, вкус, температура, плотность, электропроводность, радиоактивность.

Прозрачность воды зависит от наличия взвешенных частиц и примеси органических веществ. Оно оценивается высотой столба воды в см, через который читается специальный стандартный шрифт. Для питьевой воды прозрачность должна быть не менее 30 см.

Цвет воды также зависит от наличия примесей. Ржавый оттенок предают окислы железа, желтый - органические вещества. Закисные соединения железа и сероводород являются причиной зеленовато-голубоватого оттенка. Питьевая вода должна быть бесцветной.

Запах может быть обусловлен присутствием сероводорода, гуминовых кислот (болотный) или разлагающейся органикой (гниение сруба). Питьевая вода не должна иметь запаха. Вкус воде придают растворимые вещества:

органические соединения - сладковатый,

сульфаты магния - горький,

хлористый натрий - соленый (в малых концентрациях - сладковатый),

гидрокарбонаты кальция и магния - освежающий.

Слабо минерализованные воды неприятны на вкус.

Температура воды зависит от климатических условий, глубины залегания и влияния вулканических процессов. Подземные воды подразделяются следующим образом:

меньше +5°С - весьма холодная,

5-10° - холодная,

10-18° - тепловатая,

18-25° - умеренно теплая,

25-37° - теплая,

больше 37° - горячая.

Термальными называют воды, с температурой более 80°С.

Плотность зависит от минерализации и температуры. Электропроводность связана с наличием растворенных солей. Воды, содержащие радон, обладают радиоактивностью.

10.2. Общая минерализация и солевой состав вод

Все подземные воды содержат растворенные вещества, состав

и концентрация, которые различны. Суммарное содержание в воде солей называется общей минерализацией, которая оценивается по величине плотного (сухого) остатка, образующегося при выпаривании 1 литра воды. По общей минерализации выделяются следующие типы подземных вод:

пресные - менее 1 г/л,

слабо солоноватые — 1—3 г/л,

солоноватые - З-10г/л,

соленые - 10-35 г/л,

рассолы - более 35 г/л.

При характеристике химического состава указывается реакции воды (величина рН). Обычно подземные воды слабо щелочные (рН больше 7).

Главными химическими компонентами подземных вод являются анионы: Cl^-, SO₄^2-_, НСО₃^-, СО₃^2-, катионы:Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, а также Fe²⁺, Fe³⁺ коллоиды кремнезема, глинозема, другие компоненты, в том числе газы: CO₂, CH₄, O₂, N₂, H₂S и др. Существует несколько форм количественного выражения химического состава подземных вод. Ионная форма состоит в указании весового содержания химического компонента в 1 л воды (мг/л). Миллиграмм - эквивалентная запись получается делением весового содержания на эквивалентный вес химического компонента (мг-эвк). Наконец, существует еще процент - эквивалентная форма, при которой отдельно сумма миллиграмм - эквивалентов и катионов и анионов принимается за 100% и определяется доля каждого. Эта форма удобна для построения треугольных диаграмм. Часто используют запись в виде формулы М.Г. Курлова. Например:

В зависимости от соотношения анионов подземные воды делятся на три класса:

сульфатные, гидрокарбонатные, хлоридные,

и по соотношению катионов - на группы:

кальциевые, магниевые, натриевые.

Общее название определяется по совокупности аниона и катиона. Группы делятся на типы с учетом более детального анализа отношений основных компонентов.