Порядок расчета

Ниже приводятся подробные пояснения к расчетам по обработке результатов химического анализа подземных вод, отображенные в вышележащей таблице 2.3.

1. Расчет ионов из мольной формы (ммоль/дм³, мг-экв/л) в массовую ионную форму (мг/дм³, мг/л).

Зная содержание в воде иона в мольной форме (ммоль/дм³, мг-экв/л), можно определить его содержание в массовой форме (мг/дм³, мг/л).

Например, содержание гидрокарбоната-иона в задании равно: (48,0 • 61 = 2928,0 мг/дм³ или мг/л), где 48,0 (ммоль/дм³, мг-экв/л), – содержание иона по условию задачи, 61,0 – пересчетный коэффициент.

2. Для определения погрешности анализа воды отдельно суммируют содержание анионов и катионов в мольной (мл-эквивалентной) форме (ммоль/дм³, мг-экв/л). Сумма анионов равна 80,0 (ммоль/дм³, мг-экв/л), сумма катионов равна 80,3 (ммоль/дм³, мг-экв/л). Отсюда, относительная погрешность (Х) анализа равна:

(2.6)

3. Далее выражают химический состав воды в в процент-мольной форме (%-моль, %-экв), приняв суммы анионов и катионов за 100 % каждую, и записывают по порядку в следующую графу таблицы.

Например, сумму анионов и катионов равную 160,3 (ммоль/дм³, мг-экв/л) принимают за 200 %, и, в частности, хлор-ион равен 16 (ммоль/дм³, мг-экв/л), его принимают за неизвестное процент-мольное число (Cl^- = х, в %-моль). Решая пропорцию, получаем значение хлора-иона в процент-мольной форме (%-экв), то есть, Cl^- = х = (16 • 200/160,3) = 20 %-экв, и т.д. для всех ионов.

4. В связи с тем, что при анализе воды сухой остаток не определялся, (то есть минерализация воды), вычисляют его приближенно. При выпаривании все не газообразные вещества, кроме гидрокарбоната-иона, переходят в сухой остаток. Гидрокарбонат-ион распадается по уравнению:

(2.7)

При этом в виде диоксида углерода и паров воды теряется около половины его массы (точно 0,508). Экспериментально определенный сухой остаток всегда больше вычисленного (с учетом 1/2 НСО₃^-), иногда на 5÷12 %.

Учитывая это, общую минерализацию (сухой остаток) приближенно вычисляют с учетом поправочного коэффициента равного 1,1 по уравнению:

(2.8)

или расчетная минерализация равна:

(2.9)

5. Концентрация водородных ионов характеризует кислотно-щелочные свойства воды. Вода обладает общекислотной агрессией (рН = 5,6).

Классификация воды по общей минерализации, температуре и водородному показателю приведена в таблице 2.4.

6. Общую жесткость определяют как сумму катионов кальция и магния, выраженных в ммоль/дм³ или мг-экв/л, например:

(2.10)

По этому показателю данная вода классифицируется как очень жесткая (см. таблицу 2.4). Например, магнитная обработка воды резко снижает образованиенакипи на стенках котлов ТЭЦ.

7. В данном случае формула Курлова имеет такой вид:

(2.1.1)

В наименование состава воды включаются анионы гидрокарбоната - НСО₃^- и катионы натрия и кальция – Na⁺ и Ca²⁺, содержание которых превышает 25 процент-молей (%-экв).

По этой записи воду следует называть: вода – железистая, углекислая, сильносолоноватая, гидрокарбонатно-натриево-кальциевая, кислая, теплая, очень жесткая. Вода высокодебитная, обладает общекислотной агрессией.

Таблица 2.4 - Классифицируемые показатели подземных вод

Все воды, согласно классификации Алекина (см. рисунок 2.3) делятся по преобладающему аниону на три класса:

I класс – гидрокарбонатный – С – (НСО₃^-+CO₃^2-), он объединяет маломинерализованные воды рек, пресных озер и немногие озера с повышенной минерализацией;

II класс – сульфатный – S – (SO₄^2-), по распределению и минерализации занимает промежуточный характер между I и III классами;

III класс – хлоридный – C1 – (Cl^-), объединяет минеральные воды морей, лиманов, реликтовых и материнских озер, подземные воды солончаковых районов, пустынь и полупустынь.

Распределение подземных вод на классы уточняется делением каждого класса на три группы по преобладанию одного из катионов: Ca²⁺, Mg²⁺, ∑Na⁺+K⁺. Каждая группа подразделяется на три типа по соотношению между миллимолями ионов (ммоль/дм³).

Вывод:

Учитывая общую минерализацию, химический состав, содержание ионов водорода (рН), температуру и вычисленную жесткость, а также соотношение всех компонентов, показанных на графиках-треугольниках Ферре, окончательно дают воде наименование.

Вода - железистая, углекислая, сильносолоноватая, гидрокарбонатно-натриевая, теплая, кислая, очень жесткая. Вода высокодебитная, обладает общекислотной агрессией.

Вода относится к типу 3а, а именно:

Cl^- < Na⁺ + Mg²⁺ или 16 мг-экв/л < (50 + 5) мг-экв/л.

Итак, по классификации О.А. Алекина обозначение воды – С_III^Nа – класс гидрокарбонатных вод, группа натрия, тип третий.