Меню Рубрики

Алекин о а химический анализ воды

Класс и группа устанавливаются соответственно по преобладающему аниону и катиону, содержание которых, содержание которых выражено в мг-экв/л. Тип воды выделяется по соотношению ионов:

IV тип (НСО3¯ = 0.
Химическая классификация состава воды С.А. Щукарева

Принадлежность воды к тому или иному классу в соответствии со схемой определяется содержанием главных ионов в количестве более 25 %-экв.

По преобладающим анионам воде присваивают название: хлоридная, сульфатная, гидрокарбонатная, хлоридно-сульфатная, хлоридно-гидрокарбонатная, сульфатно- гидрокарбонатная и хлоридно-сульфатно- гидрокарбонатная; по преобладающим катионам: натриевая, магниевая, кальциевая, натриево-магниевая, натриево-кальциевая, магниево-кальциевая, и натриево-магниево-кальциевая.

По общей минерализации каждый класс подразделяется на группы: А – до 1,5 г/л, В – 1,5 – 10 г/л и С – более 10 г/л.

Элемент НСО3¯ НСО3¯, SО4 2- НСО3¯, SО4 2- , СL¯ НСО3¯, СL¯ 4 2- 4 2- , СL¯ СL¯
Mg
Ca, Mg
Ca
Na, Ca
Na
Na, Ca, Mg
Na, Mg

Подземные воды часто содержатся в зоне аэрации (выше уровня водоносного горизонта) в тонких капиллярах грунтов. С наличием капиллярной каймы связан, например, процесс подтопления. Высота капиллярного поднятия зависит преимущественно от гранулометрического состава грунта (т.е. размера частиц и, соответственно, размера и количества пор). Ориентировочная высота капиллярного поднятия в песчано-глинистых грунтах составляет:

песок крупный: менее 0,1 м
песок средней крупности: 0,1 – 0,4 м
песок мелкий: 0,4 – 0,8 м
песок пылеватый: 0,8 – 1,2 м
супесь: 1,2 – 3,5 м
суглинок: 3,5 – 6,5 м
глина: 6,5 – 10,0 м

Подземные воды часто обладают агрессивностью по отношению к бетонам и металлам. Классификации подземных вод по степени агрессивного воздействия на различные конструкции приведены ниже в таблицах 2, 3 и 4.

Агрессивность среды к бетону на портландцементе по СНиП 11-28-73*

Показатели агрессивности среды Степень агрессивного воздействия среды Условия эксплуатации сооружений
Безнапорные сооружения Напорные сооружения
сильно- и средне-фильтрующие грунты, Кф ≥ 0,1 м/сут слабо-фильтрующие грунты, Кф 6,5 > 5 > 6,5
слабоагрессивная 6,5-6 5-4 6,5-6
среднеагрессивная 5,9-5 3,9-3 5,9-5,5
сильноагрессивная 2+ ]+b 2+ ]+b+40 2+ ]+b
слабоагрессивная а[Ca 2+ ]+b÷ а[Ca 2+ ]+b+40 ≥ а[Ca 2+ ]+b+40 а[Ca 2+ ]+b÷ а[Ca 2+ ]+b+40
среднеагрессивная > а[Ca 2+ ]+b +40 не нормируется > а[Ca 2+ ]+b +40
сильноагрессивная не нормируется не нормируется не нормируется
Содержание магнезиальных солей, мг/л, в пересчете на ион Mg 2+ неагрессивная ≤ 1000 ≤ 2000 ≤ 1000
слабоагрессивная 1001-1500 2001-2500 1001-1500
среднеагрессивная 1501-2000 2501-3000 1501-2000
сильноагрессивная > 2000 > 3000 > 2000
Содержание едких щелочей, г/л, в пересчете на ионы Na + +К + неагрессивная ≤ 50 ≤ 80 ≤ 30
слабоагрессивная 51-60 81-90 31-50
среднеагрессивная 61-80 91-100 51-60
сильноагрессивная > 80 > 100 > 60
Содержание сульфатов, мг/л, в пересчете на ионы SO4 2- неагрессивная 500 > 600 > 500
Содержание хлоридов, сульфатов, нитратов и др. солей и едких щелочей, г/л, при наличии испаряющих поверхностей неагрессивная 20 > 20

Примечания: 1. Значения приведены для бетона нормальной плотности;

2. Значения коэффициентов а и b для определения содержания свободной углекислоты даны ниже:

Бикарбонатная щелочность Суммарное содержание ионов Cl — и SO4 2-
0-200 201-400 401-600 604-800 801-1000 более 1000
град мг-экв/л а b а b а b а b а b а b
1,4 0,01 0,01
1,8 0,04 0,04 0,02 0,02 0,02
2,1 0,07 0,06 0,1 0,04 0,04 0,04
2,5 0,1 0,08 0,1 0,06 0,05 0,05
2,9 0,13 0,11 0,1 0,08 0,07 0,07
3,2 0,16 0,14 0,1 0,1 0,08 0,08
3,6 0,2 0,17 0,1 0,12 0,1 0,1
0,24 0,2 0,2 0,15 0,12 0,12
4,3 0,28 0,24 0,2 0,17 0,14 0,14
4,7 0,32 0,28 0,2 0,2 0,17 0,17
0,36 0,32 0,3 0,23 0,19 0,19
5,4 0,4 0,36 0,3 0,26 0,22 0,22
5,7 0,44 0,4 0,3 0,29 0,25 0,25
6,1 0,48 0,44 0,4 0,33 0,28 0,28
6,4 0,54 0,47 0,4 0,36 0,31 0,31
6,8 0,61 0,51 0,4 0,4 0,34 0,34
7,1 0,67 0,55 0,5 0,44 0,38 0,38
7,5 0,74 0,6 0,5 0,48 0,45 0,41
7,8 0,81 0,65 0,6 0,53 0,49 0,44
8,2 0,88 0,7 0,6 0,58 0,53 0,48
8,6 0,96 0,76 0,7 0,63 0,57 0,52
1,04 0,81 0,7 0,67 0,61 0,56

Агрессивность сульфатсодержащих подземных вод по отношению к бетонным сооружениям, расположенным в грунтах с Кф > 0,1 м/сут и открытых водоёмах

(по СНиП 2.03.11-85)

Цемент Показатель агрессивности жидкой среды* (по содержанию сульфатов в пересчёте на ионы SO4 2- , мг/л) при содержании ионов НСО3¯, мг-экв/л Степень агрессивного воздействия на бетон марки W4
0 – 3,0 3,0 – 6,0 > 6,0
Портландцемент по ГОСТ 10178-85* 250 – 500 500 – 1000 1000 – 1200 слабая
500 – 1000 1000 – 1200 1200 – 1500 средняя
> 1000 > 1200 > 1500 сильная
Портландцемент по ГОСТ 10178-85* с содержанием С3S(≤65%), С3А (≤7%), С3А+С3АF (≤22%) и шлакобетон, 1500 – 3000 3000 – 4000 4000 – 5000 слабая
3000 – 4000 4000 – 5000 5000 – 6000 средняя
> 4000 > 5000 > 6000 сильная
Сульфатостойкий цемент по ГОСТ 222660-94* 3000 – 6000 6000 – 8000 8000 – 12000 слабая
6000 – 8000 8000 – 12000 12000 – 15000 средняя
> 8000 > 12000 > 15000 сильная

Примечания: 1. При оценке степени агрессивности среды в условиях эксплуатации сооружений, расположенных в слабофильтрующих породах с Кф

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 8930 — | 7146 — или читать все.

193.124.117.139 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник

Чтобы сделать необходимые выводы из полученных результатов анализа, следует систематизировать данные, позволяющие правильно судить о химическом составе воды.

В природной воде молекулы солей почти полностью диссоциированы на ионы, поэтому основной формой выражения результатов анализа воды является ионная. Содержание того или иного иона при лабораторных исследованиях выражается в граммах или миллиграммах в 1 л. Данные лабораторных анализов подземных вод в мг/л или г/л подлежат дальнейшей обработке:

1. Данные анализа пересчитываются в эквивалентную и процент-эквивалентную формы.

2. Вычисляют ошибки анализа, %.

3. Определяют все виды жесткости воды.

4. Классифицируют воду по величине общей жесткости, минерализации, активной реакции.

10.2.1 Пересчет анализа из ионной формы в процент-эквивалентную и вычисление ошибки анализа.

Для пересчета данных анализа из ионной формы в миллиграмм-эквивалентную необходимо количество миллиграммов каждого иона в 1 л воды разделить на его эквивалентную массу (ионная масса, деленная на валентность).

Для упрощения расчетов можно использовать пересчетные множители, которые представляют собой величину, обратную эквивалентной массе (табл. 10.1).

Эквивалентные массы ионов и множители для пересчета

миллиграмм-ионов на миллиграмм-эквиваленты

Катионы Эквива– лентная масса Множитель для пересчета Анионы Эквива– лентная масса Множитель для пересчета
H + 1,008 0,99206 Cl – 35,457 0,02820
K + 39,096 0,02558 Br – 79,916 0,01251
Na + 22,997 0,04348 I – 126,91 0,00788
NH4 18,040 0,05543 NO3 62,008 0,01613
Li + 6,940 0,14409 NO2 46,008 0,02174
Ca 2+ 20,040 0,04990 SO4 2– 48,033 0,02082
Fe 2+ 27,925 0,03581 HCO3 61,018 0,01639
Fe 3+ 18,617 0,05371 CO3 2– 30,005 0,03333
Al 3+ 8,993 0,11124 PO4 3– 31,658 0,03159
Mn 2+ 27,465 0,03641 HPO4 2– 47,994 0,02084
H2PO4 2– 96,996 0,01031
S 2– 16,033 0,06237
HS – 33,074 0,03024
HSiO3 77,098 0,01298
SiO3 2– 38,045 0,02630

Результаты определений для массовых анализов рекомендуется выражать в мг/л и %-экв целыми числами, а в мг-экв/л – с точностью до сотых.

Контроль результатов анализа воды проводится по эквивалентному содержанию ионов или по сухому остатку. Первый метод может быть применим только для полных, а второй – для полных и сокращенных химических анализов.

Процент погрешности анализа вычисляют по формуле:

, (10.1)

где А и К – суммы миллиграмм-эквивалентов соответственно анионов и катионов.

Ниже приводится допустимая погрешность при массовых анализа

Минерализация воды, мг-экв/л анионов Погрешность, ± относит. %
> 15
5-15 2-5
3-5 5-10
– , так как при высушивании сухого остатка гидрокарбонаты переходят в карбонаты по уравнению:

Для пересчета результатов анализа из миллиграмм-эквивалентов в процент-эквиваленты необходимо сумму миллиграмм-эквивалентов катионов и анионов принять порознь за 100% и вычислить процентное содержание каждого иона в отдельности.

В сокращенном анализе вычисленная по разности сумма эквивалентов щелочных металлов (К + + Na + ) условно пересчитывается на натрий.

Пример выражения результатов анализа воды в различных формах

Ионы мг/л мг-экв/л %-экв
Катионы: Na + K + Ca 2+ Mg 2+ 10,4 0,15 3,8 2,8
Итого 17,15
Анионы: Cl – SO4 2– HCO3 7,5 4,5 4,7
Итого: 16,7

10.2.2 Определение жесткости воды

Под жесткостью понимается свойство воды, обусловленное присутствием в ней солей кальция и магния.

Выражается жесткость воды в мг-экв/л. Различают пять видов жесткости: общую, устранимую (или временную); неустранимую (или постоянную), карбонатную и некарбонатную.

Общая жесткость обусловлена наличием всех солей кальция и магния и вычисляется путем суммирования мг-экв этих ионов.

Устранимая (временная) и карбонатная жесткости обусловлены одними и теми же гидрокарбонатными и карбонатными солями кальция и магния, но имеют различное значение.

Устранимая жесткость – величина экспериментальная. Она показывает, на сколько уменьшается общая жесткость воды после кипячения.

Карбонатная жесткость – величина расчетная, численно равная количеству мг-экв гидрокарбонатных и карбонатных ионов, содержащихся в воде. Если это количество больше, чем общая жесткость, карбонатную жесткость считают равной общей жесткости.

Неустранимая (постоянная) и некарбонатная жесткости обусловлены хлоридами, сульфатами и другими некарбонатными солями кальция и магния.

Неустранимая жесткость равна разности между общей жесткостью и устранимой (временной), а некарбонатная жесткость равна разности между общей жесткостью и карбонатной.

Природные воды по общей жесткости О.А.Алексин подразделяет на пять групп. Ниже дается оценка природных вод по степени жесткости.

Оценка воды Жесткость, мг-экв
Очень мягкая до 1,5
Мягкая 1,5 – 3
Умеренно-жесткая 3 – 6
Жесткая 6 – 9
Очень жесткая выше 9

Пример. Вычислим все виды жесткости по данным анализа воды, приведенным в табл. 10.3.

Н = [Cа 2+ ] + [Mg 2+ ] = 3,8 + 2,8 = 6,6 мг-экв.

Карбонатная жесткость равна 4,7 мг-экв.

Некарбонатная жесткость равна 6,6 – 4,7 = 1,9 мг-экв.

Следовательно, по степени жесткости, согласно классификации Алексина О.А., вода относится к жесткой.

Под минерализацией может подразумеваться одна из следующих величин: экспериментально определенный сухой (плотный) остаток; сумма ионов; сумма минеральных веществ; вычисленный сухой остаток. Сумма минеральных веществ – более полное выражение минерализации воды по сравнению с суммой ионов, так как она учитывает и недиссоциированные и неорганические вещества (SiO2, Fe2O3 и др.). Ниже приводится общая минерализация подземных вод в градациях, выделенных на основании классификации природных вод В.И.Вернадского и согласующихся с требованиями практического использования подземных вод.

Группа Минерализация, г/л
Пресные до 1
Слабосолоноватые 1-3
Сильносолоноватые 3-10
Соленые 10-50
Слабые рассолы 50-100
Крепкие рассолы > 100

Согласно данным анализа, приведенным в табл. 10.5, минерализация воды составляет (по сумме ионов):

240 + 6 + 77 + 34 + 265 + 218 + 286 = 1126 мг/л, или 1,1 г/л.

Вода по степени минерализации относится к слабосолоноватой.

Реакция воды выражается показателем рН, который представляет собой десятичный логарифм концентрации Н + , взятый с положительным знаком: рН = –lg[Н + ]. По величине активной реакции рН воды классифицируются следующим образом:

Наименование воды рН
Очень кислая 9

Агрессивность вод. Подземные воды обладают в той или иной степени свойством агрессивности по отношению к бетону, железобетону и металлам. Агрессивность обусловлена присутствием ионов водорода, свободной углекислоты, сульфатов и магния.

Различают несколько видов агрессивности: выщелачивания, общекислотную, углекислую, сульфатную, магнезиальную.

Агрессивность выщелачивания определяется по величине карбонатной жесткости воды. Вода считается агрессивной по отношению к бетону при карбонатной жесткости свыше 0,54¸2,14 мг-экв/л в зависимости от типа цемента в составе бетона.

Агрессивность общекислотная определяется по количеству водородных ионов (по рН). Вода считается агрессивной для всех типов цементов в пластах высокой водопроводимости:

а) при рН 2– , мг/л. В породах высокой проводимости для бетона на портландцементе вода считается агрессивной при содержании ионов Cl – и SO4 2– мг/л:

Cl – SO4 2–
0-3000 250-500
3001-5000 501-1000
> 500 > 1000

В породах слабой водопроводимости вода считается агрессивной при содержании иона SO4 2– > 1000 мг/л, для бетонов на пуццолановом, шлаковом и песчано-пуццолановом портландцементе – при содержании иона SO4 2– > 4000 мг/л независимо от содержания иона Cl – .

Агрессивность магнезиальная определяется по наличию в воде ионов Мg 2+ . Для портландцемента, находящегося в сильнопроницаемых породах, вода считается агрессивной при содержании иона Мg 2+ > 5000 мг/л, для других видов цемента – при содержании иона Mg 2+ более величин, приведенных ниже, мг/л:

SO4 2- Mg 2+
0-1000 > 5000
1001-2000 3001-5000
2001-3000 2001-3000
3001-4000 1000-2000

Пример. Требуется определить агрессивность воды – среды по отношению к бетонной напорной конструкции, расположенной в грунте, обладающем повышенной водопроводимостью. Исходные данные помещены в табл. 10.7.

Ионы Содержание Дополнительные показатели
мг/л мг-экв/л
Катионы: N + + K + (по разн.) Ca 2+ Mg 2+ 84,8 7,5 16,4 CO2 свободная – 119 мг/л
Анионы: Cl – SO4 2– HCO3 8,6 84,3 7,9 рН = 6,6 Карбонатная жесткость = 7,9 мг-экв

По приведенным данным вода обладает выщелачивающей агрессивностью по отношению к бетону на любом цементе, так как карбонатная жесткость (7,9 мг-экв) превышает допустимую норму
(2,4 мг-экв) и не обладает общекислотной агрессивностью, так как
рН 2– превышает 500 мг/л при содержании иона Cl – до 3000 мг/л.

Магнезиальной агрессивностью вода не обладает, так как содержание иона Mg 2+ не превышает 1000 мг/л.

Дата добавления: 2015-09-15 ; просмотров: 35 ; Нарушение авторских прав

источник

Классификация О.А. Алекина (рисунок 8) сочетает принцип деления подземных вод по преобладающим ионам и по соотношению между ними. По преобладающему аниону О.А. Алекиным /4/ выделяются три класса вод: гидрокарбонатная, сульфатная и хлоридная. По ведущему катиону различают группы кальциевых, магниевых и натриевых вод. Соотношение ионов позволяет установить различные типы вод. При выделении которых содержание ионов выражается в молярной форме (r)

1 тип r > r Ca 2+ + r Mg 2+ (гидрокарбонатный натриевый),

2 тип r 2+ + r Mg 2+ (сульфатный натриевый),

3 тип r + 2+ + r Mg 2+ или r Сl — >r Na +

4 тип r + =0

3 тип подразделяется: 3а rCl — + + r Mg 2+ (хлормагниевый),

3б rCl — + + r Mg 2+ (хлоркальциевый).

Рисунок 8 Классификация природных вод по О.А. Алекину

Типы гидрокарбонатных: Ca — I,II,III; Mg – I,II,III; Na – I,II,III

Типы сульфатных: Ca — IV,II,III; Mg – IV,II,III; Na – I,II,III

Типы хлоридных: Ca — IV,II,III; Mg – IV,II,III; Na – I,II,III

Эти гидрохимические оценки можно записать и в более сжатой форме. Если классы вод обозначить условными индексами (С-гидрокарбонатные воды, S-сульфатные, Cl-хлоридные), а типы римскими выделить символами ведущих катионов (Ca,Mg, Na), а типы римскими цифрами (I-IV), то химическая характеристика вод указанного состава запишется так: .

Эту краткую форму записи следует использовать, указывая класс воды по Алекину в таблице результатов химических анализов природных вод (таблица 5).

Формула М.Г. Курлова

При массовых определениях химического состава природных вод возникает необходимость обобщения, полученных результатов и изображения анализов воды в виде кратких формул, допускающих обзор и интерпретацию аналитического материала. Формула Курлова представляет собой псевдо-дробь, в числителе которой в порядке убывающего содержания записываются анионы, а в знаменателе катионы, выраженные в процентах (дробные величины процентов округляются до целых чисел). Слева от полученной «простой дроби» указывается содержание растворенных газов в мг/ дм 3 и величина минерализации воды в г/ дм 3 , справа от нее температура воды и дебит скважины в м 3 /сутки. Образец записи результатов анализа в виде формулы Курлова приводится ниже

.

Наименование водам дается по преобладающим (свыше 20% моль) анионам и катионам в порядке их возрастания (приведенный анализ читается – вода сульфатно-хлоридно-карбонатная, магниево-кальциевая).

Пересчет из ионной формы в солевую

Пересчет из ионной формы в солевую производится по правилу фрезенуса в соответствии с растворимостью солей. В первую очередь комбинируются малорастворимые, а затем более растворимые. Общая схема связывания следующая. Ионы Ca 2+ связываются последовательно с , , CI в зависимости от его содержания в процентах. В такой же последовательности связываются ионы Mg 2+ и Na + . Пересчет в солевую форму имеет важное значение при оценке питьевых, лечебных, технических и др. качеств воды, т.к. полезно принять во внимание не только абсолютное содержание ионов но и предполагаемые ассоциации анионов с катионами (соли).

Графические методы изображения результатов анализов воды

Для обобщения аналитического материала и его большей наглядности используются различные типы графиков:

1 Графики, изображающие результаты большего числа анализов (треугольники анионо-катионного состава и квадрат Н.И. Толстихина).

2 Графики, отражающие химический состав отдельных проб воды (колонки-диаграммы, циклограммы Н.И. Толстихина).

3 Графики, характеризующие изменение химического состава вод в определённом направлении (гидрохимический профиль А.А. Бродского).

источник

Исторически научная гидрохимия начала складываться с конца XVIII в. и особенно бурное развитие получила во второй четверти XX в. Формирование этой научной дисциплины носило специфический характер. Первоначально изучением химического состава природных вод занимались, главным образом, ученые-химики. Затем, под влиянием 10 практических нужд, гидрохимию пресных вод (озер, рек, источников) изучали гигиенисты и гидрологи; морских вод — океанографы; почвенных, ирригационных, пластовых и т.п. — почвоведы, агрономы; минеральных вод и грязей, связанных с бальнеологией — врачи, клиницисты.

Основой для объединения различных направлений в исследованиях по химии природных вод стали представления о круговороте воды в природе, единстве всех вод гидросферы и о необходимости единого подхода к их изучению. Фундаментом для такого объединения стал постулат «природная вода — минерал», высказанный в начале XIX в. французским кристаллографом, минералогом Рене Жюстом Гаюи, и вторично обоснованный академиком В.И.Вернадским в 1933-36 гг. В результате химию природных вод стали рассматривать как один из разделов геохимии.

Но в то же время В.И.Вернадский еще в труде «История природных вод» (второй том «Истории минералов земной коры») в 1933-36 гг. отмечал, что «исключительное значение воды, связанное с резким изменением состояния ее минералов в вертикальном разрезе планеты, выдвигает в этой группе минералов геолого-географические признаки на такое место, что их нельзя оставлять без внимания» (Вернадский, 1960, с. 191). Продолжая эту мысль, О.А.Алекин (1948) указывал, что если считать науки о природных объектах комплексными, то тогда гидрохимия должна входить в комплекс дисциплин о гидросфере, т.е. в гидрологию.

В своих работах О.А.Алекин выделял пять основных разделов гидрохимии: 1) теоретические основы гидрохимии (строение молекул воды, теория растворов и т.п.); 2) методика гидрохимических исследований, в т.ч. методы анализа, отбор и хранение проб, способы выражения результатов; 3) изучение круговорота веществ в гидросфере — проблемы 11 взаимодействия вод с горными породами, условия формирования и метаморфизации химического состава вод под влиянием различных фак- торов и т.п.; 4) исследование химического состава определенных видов вод, химической динамики водоемов и причин этих изменений в связи с изменениями химического состава воды в пространстве и во времени в комплексе физико-географических условий; 5) использование сведений о химическом составе природных вод в целях практического применения для нужд различных отраслей народного хозяйства — оценка качества питьевой воды, воды для промышленно-технических целей, коррозирующее влияние воды на строительные материалы и т.п.

Недостаточное внимание уделялось историческому аспекту второго раздела гидрохимии. В работах по истории аналитической химии освещены лишь отдельные аспекты, связанные с историей развития методов анализа природных вод (Соловьев, 1959; Баталин, 1961; Сабадвари, 1984). Такой анализ методов крайне необходим при ретроспективном поиске информации, создании сопоставимых рядов данных, а также для выделения исторических этапов развития гидрохимии. Есть несколько кратких обзоров, посвященных истории частных вопросов гидрохимических исследований (Алекин, 1948, 1953, 1970; Лукьянов, 1951; Максимович, 1955; Посохов, 1965; Соколов, Чеботарев, 1970), в которых основное внимание уделено проблемам третьего и пятого разделов.

Исследование химического состава определенных видов вод, химической динамики водоемов — «ядро» гидрохимии — четвертый раздел. Это — конституирующий центр, который определяет развитие всей науки в целом. Границы четвертого раздела простираются от непосредственного сбора данных о химическом составе вод, т.е. получения первичного гидрохимического материала, до высшей стадии гидрохимических теоретических обобщений — создания классификации природных вод.

Очевидно, что рассмотрение эволюции гидрохимии поверхностных вод суши в России целесообразно проводить по различным этапам мировой гидрохимии, имеющим отличия как по методам и задачам исследования, так и по научно-техническому уровню развития общества. В.И.Вернадский указывал, что «изучение природных вод должно основываться на физике и химии, но оно всегда выходит за пределы их исторически меняющегося содержания». Поэтому с особой остротой встает проблема периодизации эволюции гидрохимии как науки. О.А.Алекин предложил выделить три этапа истории гидрохимии: этап «фармакологический», с XVII в. — до первой половины XIX в.; этап «отображения химического состава веществ, растворенных в природной воде», со второй половины XIX в. — до первой четверти XX в.; современный этап, характеризующийся комплексным изучением изменения химического качества природных вод «в связи с физическими и биологическими процессами», со второй четверти XX в. — по настоящее время (Алекин, Воронков, 1946, с. 5-8).

Выделение различных этапов в истории гидрохимии, в том числе и временные границы этапов, относится к мировой гидрохимии, т.е. оно проведено с учетом работ, выполненных как в России, так и за границей и охватывает все воды гидросферы. Этапы развития гидрохимии таковы: 1. «Органолептический » (с древних времен — конец XVI в.). Этап, на котором представления о водах основывались лишь на человеческих ощущениях. Эти представления вошли без экспериментальных доказательств в философские концепции древних мыслителей. 2. «Качественный» (конец XVI — конец XVIII в.). Этап исследований, в основном, минеральных вод суши и соляных озер, только с применением методов качественного анализа, при этом крайне незначительного числа компонентов (до 15).

Интерес к природным водам в это время определяется, главным образом, требованиями бальнеологии и соледобычи. 3. «Количественный» (конец XVIII — середина XIX в.). Этап, характеризующийся расширением числа объектов исследования. Они охватывают практически все воды гидросферы, за исключением подземных глубинных вод и вод водохранилищ, с применением методов качественного и количественного (весового) анализа более чем 50 элементов и радикалов.

Недостаточный уровень теоретической интерпретации данных, полученных в те времена, их низкая точность не позволяют использовать фактический материал этого этапа в современных исследованиях. 4. «Аналитический» (середина XIX — начало XX в.). Этап характеризуется углубленным исследованием различных водных объектов методами количественного анализа (весовыми и объемными методами препаративного характера, основанными на предварительной изоляции, т.е. выделении в чистом виде индивидуальных химических веществ, последующем определении их состава и изучении свойств).

Фактический материал, полученный в этот период, может использоваться (и используется) в современных исследованиях. Химическое изучение природных вод развивается в комплексе с гидробиологическим и геохимическим, т.е. зарождается комплексный подход к исследованию природных вод на уровне эмпирических взаимосвязей. Интерес к природным водам на этом этапе, в значительной мере, определяется требованиями к изучению качества воды, предъявляемыми со стороны промышленности и санитарии. 5. «Физико-химический» (начало XX в. — настоящее время). Этап, характеризующийся применением в исследованиях методов физико-химического анализа как отдельных водных объектов, так и гидрохимических процессов, протекающие в них. Это дало возможность выявить общие гидрохимические закономерности, позволившие судить о химическом составе и характере взаимодействия веществ, находящихся в природных водах, без их предварительного разделения.

Для этапа характерно развитие теоретических основ гидрохимии и экспериментальное моделирование природных процессов, следствием чего явился переход к изучению, на основе строгих научно обоснованных закономерностей, кинетики различных процессов, протекающих в природных водах; переход к исследованию природных вод на уровне изучения их изотопного состава. Разработка классификаций природных вод на генетической основе, с целью построения в будущем единой генетической классификации всех природных вод с учетом особенностей гидрохимического режима водоемов, а не статики химического состава их воды.

источник

Изображение их результатов и оценка пригодности

Для различных целей

Вода является сильнейшим растворителем горных пород и представляет раствор сложного состава с очень широким диапазоном содержания растворенных веществ как по числу, так и по концентрации. Химический состав воды определяет возможность применения её для различных целей (хозяйственно-питьевого использования, орошения), а также агрессивное свойство по отношению к цементу бетона и пр.[1,2,4,5]. Важнейшими компонентами природных вод являются ионы: Са 2+ , Mg 2+ , Na + , K + , NH + 4, HCO3 — , CO3 2- , SO4 2- , NO3 — , а также газы: CO2, H2S, O2 и др.Количественное содержание этих ионов в исследуемой воде устанавливается методами аналитической химии [6].

Целью данной практической работы являются – основываясь на знаниях, полученных по курсу «Общая химия» уметь анализировать химический состав природных вод, графически изображать их результаты, оценивать пригодность для различных целей.

Формы выражения результатов химического анализа

Различают весовую, молярную (эквивалентную) и процент молярную (эквивалентную) формы, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки [4,6,7].

Массовая или весовая форма

Массовая или весовая форма представляя собой основную форму выражения результатов химического вещества, характеризуется тем, что содержание ионов в исследуемой воде определяется в весовых единицах – в граммах или миллиграммах на дм 3 (г/дм 3 , мг/дм 3 ).

Существенным недостатком весовой формы следует считать невозможность проверки результатов выполненного анализа, ввиду того, что суммы весового количества анионов и катионов между собой не совпадают.

Молярная (эквивалентная) форма

Переходя к молярной форме содержание каждого иона, следует выражать не в весовых единицах (г/дм 3 , мг/дм 3 ), а в молярных (моль/дм 3 , моль/дм 3 ). Для пересчёта в молярную (эквивалентную) форму весовое количество иона, полученное при анализе воды делится на его молярный (эквивалентный) вес (таблица 4). Аналогичный результат достигается умножением весового содержания иона на соответствующий пересчётный множитель, представляющий собой величину обратную мольному весу.

Таблица 4 Молярные веса и пересчётные коэффициенты

Катио-ны Молярный (эквивалентный) вес катионов Пере- счётный коэфф. Анио-ны Молярный (эквивалентный) вес анионов Перерас- чётный коэфф.
Са 2+ 20,04 0,0499 HCO3 61,02 0,0164
Mg 2+ 12,16 0,0822 SO4 2- 48,03 0,0208
Na + 22,997 0,0438 Cl — 35,45 0,0282
K + 39,096 0,02558 CO3 2- 30,01 0,0333
NH + 4 18,040 0,0554 NO3 62,008 0,01613

В связи с тем, что раздельное определение ионов Na + и К + при анализе воды в полевых условиях встречает большие трудности, содержание этих ионов находится суммарно как разность между суммой эквивалентов анионов и суммой эквивалентов катионов Са 2+ и Mg 2+ .

Ввиду того, что ионы реагируют между собой в молярных (эквивалентных) количествах, сумма эквивалентов анионов должна равняться сумме эквивалентов катионов. Пересчёт в молярную (эквивалентную) форму определяет, таким образом, возможность проверки результатов выполненного анализа.

Процент – мольная (эквивалентная) форма

Для вычисления содержания каждого иона в процентах (% — моль), сумму эквивалентов анионов (∑ r А) и сумма эквивалентов катионов (∑ r К) принимают в отдельности за 100%,после чего рассчитывают процентное содержание каждого иона по отношению к этой сумме.

Пересчёт в процент – мольную (эквивалентную) форму осуществляется для выявления ионов, преобладающих в исследуемой воде, для сопоставления химического состава подземных вод различной минерализации, с целью классификации этих вод и графического изображения результатов анализа.

Определение состава природных вод

Жёсткость воды

Жёсткость воды определяется содержанием растворённых солей, кальция и магния. Различают общую, устранимую и постоянную жёсткости воды. Общая жёсткость обусловлена суммарным содержанием ионов Ca 2+ и Mg 2+ , устранимая представляет собой ту часть жёсткости, которая вызывается бикарбонатами Ca 2+ и Mg 2+ и устраняется кипячением воды, постоянная равно общей жёсткости минус устранимая. Общая жёсткость принято выражать в миллиграмм – моль (эквивалент) на дм 3 (ммоль/дм 3 ) и в немецких градусах ( о Н). Миллиграмм – моль жёсткости соответствует раздельному содержанию в дм 3 воды эквивалентных количеств Ca 2+ , Mg 2+ и CaО, а именно 20,04 мг Ca 2+ , 12,16 мг Mg 2+ или 28 мг CaО. Немецкий градус жесткости эквиваленте содержанию 10 мг CaО в литре воды. Сопоставляя названные показатели жесткости по величине CaО устанавливаем, что один ммоль жесткости равен 2,8 немецких градусов.

Значение общей жесткости воды в ммоль/дм 3 находится суммированием содержания иона Ca 2+ и Mg 2+ в молярной форме. Умножая полученную величину на 2,8 находим общую жесткость в немецких градусах.

Минерализация воды

Минерализация воды определяется содержанием растворенных минеральных веществ и рассчитывается как арифметическая сумма весовых количеств всех ионов в дм 3 воды. При подсчете минерализации суммарное содержание ионов, выраженное в миллиграммах на дм 3 переводится в граммы, с округлением до первого знака после запятой.

Пример: сумма ионов составляет 14176 миллиграмм, минерализация воды 14,2 г/ дм 3 .

Содержание растворенных газов, температура, дебит

Полный химический анализ воды предусматривает определение растворенных газов (СО2, Н2S и др.) содержание которых выражается миллиграммами на дм 3 (мг/ дм 3 ). При полевых исследованиях устанавливается температура природных вод (Т) и определяется дебит источников или скважин путем замера вытекающей или откачиваемой из них воды.

Дебит (Д) выражается литрами в секунду (л/с) или кубометрами в сутки (м 3 /сутки).

Химическая классификация природных вод

Классификация О.А. Алекина

Классификация О.А. Алекина (рисунок 8) сочетает принцип деления подземных вод по преобладающим ионам и по соотношению между ними. По преобладающему аниону О.А. Алекиным /4/ выделяются три класса вод: гидрокарбонатная, сульфатная и хлоридная. По ведущему катиону различают группы кальциевых, магниевых и натриевых вод. Соотношение ионов позволяет установить различные типы вод. При выделении которых содержание ионов выражается в молярной форме (r)

1 тип r > r Ca 2+ + r Mg 2+ (гидрокарбонатный натриевый),

2 тип r 2+ + r Mg 2+ (сульфатный натриевый),

3 тип r + 2+ + r Mg 2+ или r Сl — >r Na +

4 тип r + =0

3 тип подразделяется: 3а rCl — + + r Mg 2+ (хлормагниевый),

3б rCl — + + r Mg 2+ (хлоркальциевый).

Рисунок 8 Классификация природных вод по О.А. Алекину

Типы гидрокарбонатных: Ca — I,II,III; Mg – I,II,III; Na – I,II,III

Типы сульфатных: Ca — IV,II,III; Mg – IV,II,III; Na – I,II,III

Типы хлоридных: Ca — IV,II,III; Mg – IV,II,III; Na – I,II,III

Эти гидрохимические оценки можно записать и в более сжатой форме. Если классы вод обозначить условными индексами (С-гидрокарбонатные воды, S-сульфатные, Cl-хлоридные), а типы римскими выделить символами ведущих катионов (Ca,Mg, Na), а типы римскими цифрами (I-IV), то химическая характеристика вод указанного состава запишется так: .

Эту краткую форму записи следует использовать, указывая класс воды по Алекину в таблице результатов химических анализов природных вод (таблица 5).

Формула М.Г. Курлова

При массовых определениях химического состава природных вод возникает необходимость обобщения, полученных результатов и изображения анализов воды в виде кратких формул, допускающих обзор и интерпретацию аналитического материала. Формула Курлова представляет собой псевдо-дробь, в числителе которой в порядке убывающего содержания записываются анионы, а в знаменателе катионы, выраженные в процентах (дробные величины процентов округляются до целых чисел). Слева от полученной «простой дроби» указывается содержание растворенных газов в мг/ дм 3 и величина минерализации воды в г/ дм 3 , справа от нее температура воды и дебит скважины в м 3 /сутки. Образец записи результатов анализа в виде формулы Курлова приводится ниже

.

Наименование водам дается по преобладающим (свыше 20% моль) анионам и катионам в порядке их возрастания (приведенный анализ читается – вода сульфатно-хлоридно-карбонатная, магниево-кальциевая).

Последнее изменение этой страницы: 2016-08-26; Нарушение авторского права страницы

источник

В экономике Республики Саха (Якутии) особое значение имеет Усть-Майский район, являющийся одним из старейших центров развития золотодобывающей промышленности на Северо-Востоке России. Он расположен в среднем течении р. Алдан, самой крупной золотоносной артерии Южной Якутии, оказывающей загрязняющее влияние на водные ресурсы района. В последнее время в Усть-Майском районе сложилась неблагоприятная обстановка с обеспечением населения качественной водой. В связи с этим были проведены работы по оценке изменения качества поверхностных водных ресурсов под воздействием хозяйственной деятельности для безопасного использования населением.

Целью работы явилось исследование гидробиологического и гидрохимического состояния воды среднего течения р. Алдан для оценки возможностей ее использования населением.

Материал для работы был получен в ходе проведения полевых работ по отбору гидрохимических и гидробиологических проб в 2002 и 2004 гг., а также аналитических лабораторных исследований. Отбор проб воды на гидрохимический анализ, их хранение осуществлялись согласно ГОСТам [3-4]. Транспортировка проб проводилась в пластиковой и стеклянной таре, обеспечивающих их сохранность. Пробы воды и донных отложений были проанализированы в лабораториях Якутского республиканского центра Госсанэпиднадзора с использованием общепринятых методик [2,9,10].

Гидробиологическое исследование, включающее в себя сбор и обработку проб зоопланктона и зообентоса, проводилось согласно методикам [1,5,8]: в полевых условиях качественные пробы зоопланктона отбирались сеткой Апштейна путем процеживания 100 л воды. Качественные пробы зообентоса отбирались путем смыва донных организмов с камней, количественные — собирались с помощью скребка с площадью захвата 0,2 м2; биоматериал подвергался фиксированию формалином. В лабораторных условиях производилась выборка организмов из отмытых проб, их взвешивание на торсионных весах, определение качественного состава при помощи бинокуляра МБС-1 и микроскопа Laboval. При определении видовой принадлежности донной фауны использовались отечественные определители пресноводных беспозвоночных [6-7].Всего было отобрано и обработано 22 пробы зоопланктона и зообентоса с 11 станций.

Гидрохимические работы. Для оценкигидрохимического состояния воды среднего течения р. Алдан былиотобраны и проанализированы пробы воды на 18 станциях, расположенных выше и ниже по течению р. Алдан в населенных пунктах Усть-Мая, Эжанцы, Эльдикан и Кюпцы(рис. 1).

Рис. 1. Схема расположения станций отбора гидрохимических и и гидробиологических проб в среднем течении р.Алдан

Определены следующие компоненты: органолептические свойства, газовый и солевой составы, органические вещества, биогенные элементы, нефтепродукты, СПАВ, фенолы и тяжелые металлы. Всего было выполнено 358 определений.

В результате получена оценка гидрохимического состояния воды среднего течения р. Алдан и его притоков, полученная путем сравнения данных лабораторных исследований с предельно-допустимыми концентрациями для водоемов рыбохозяйственного значения (далее ПДКрх).

Отбор и анализ проб воды на четырех станциях, расположенных на р. Алдан выше возможных источников загрязнения (фон) выявил следующее. Состав воды р. Алдан гидрокарбонатно-кальциевый, малой минерализации, реакция среды слабощелочная. Цветность высокая, превышающая предельно-допустимую концентрацию (ПДКрх) в 2-3 раза. Содержание органических веществ и железа общего повышенное, что свидетельствует о высоком содержании гумусовых веществ. В пробах отмечены фтор(0,22 мг/дм3, 0,45 мг/дм3), марганец и следы ртути. Из загрязняющих веществ отмечены нефтепродукты (5-10 ПДК) и фенолы (5-9 ПДК), что лимитирует хозяйственное использование этих рек.

Для оценки влияния р. Мая были проанализированы пробы воды, отобранных с трех станций. Определено, что вода р. Мая гидрокарбонатно-кальциевая с нейтральной реакцией среды, маломинерализованная с небольшим содержанием биогенных и органических веществ. Река немного обогащает химический состав р. Алдан ионами кальция, магния и гидрокарбонатов. Содержание нефтепродуктов, составляет 6 ПДКвр, что лимитирует рыбохозяйственное использование водоема.

Химический состав р. Аллах-Юнь характеризуют пробы воды, отобранные с трех станций. Вода малой минерализации (90-109 мг/дм3) по сухому остатку, мягкая, гидрокарбонатно-кальциевого состава. Реакция воды близка к слабощелочной.

Река Аллах-Юнь привносит заметное количество взвешенных веществ (21,0 мг/дм3). Содержание биогенных элементов низкое. Содержание железа общего превышает допустимый предел и составляет 2-3 ПДК.Река обогащает воды р. Алдан хлоридами, повышает содержание нефтепродуктов. Во всех пробах присутствует фтор, а в устье отмечены следы ртути.

Гидрохимическое состояние р. Алдан выше и ниже пос. Усть-Мая, Эльдикан и Эжанцы характеризуют пробы воды, отобранные с 8 станций. Вода мягкая, содержание биогенов низкое. Ниже поселков отмечено повышенное содержание железа, органических веществ (для водоемов питьевого назначения), нефтепродуктов (5-6 ПДКрх), фенолов (2-6 ПДКрх). На станциях, расположенных выще пос. Усть-Мая и с. Кюпцы, отмечено высокое содержание нефтепродуктов, составляющее 8-11ПДКрх. На станции выше с. Кюпцы вода имеет высокую цветность, повышенное содержание биогенных и органических веществ и высокое содержание нефтепродуктов, составляющее 8 ПДК.

На р. Алдан ниже пос. Усть-Мая, Эжанцы и Эльдикан наблюдается высокое содержание взвешенных веществ, натрия, сульфатов, железа общего, органических веществ, нефтепродуктов, что связано с влиянием бытовых сточных вод.

Гидробиологические работы. Изучение состояния водоемов включает в себя биологический анализ особенностей структуры и состава водных биоценозов – зоопланктона и зообентоса, которые чутко реагируют на интенсивность и глубину воздействия загрязнений.

В результате исследований выявлено, что видовой состав зоопланктона среднего течения р. Алдан состоит из 21 вида, его систематический состав включает 14 видов ветвистоусых раков, 4 вида веслоногих раков и 3 вида коловраток.

Анализ количественных и качественных показателей зоопланктона показал, что район исследований можно разделить на две зоны: 1) приточную, включающую левые притоки р.Алдан – рр. Мая и Аллах-Юнь и 2) р. Алдан выше и ниже пос. Усть-Мая, Эжанцы, Эльдикан и Кюпцы.

Видовой состав первой зоны небогат и ограничен тремя видами зоопланктона. Так, в р. Аллах-Юнь с относительно высокой скоростью течения (1,3 м/c) планктонных организмов не обнаружено, а пробы загрязнены растительными и животными остатками дрифтового происхождения.

Зоопланктон устьевой части р. Мая насчитывает 3 вида, его структура представлена двумя группами – ветвистоусыми и веслоногими раками. В планктоне реки встречены Acroperus и Bosmina, характерные для плесовых участков с наносными иловыми отложениями. За их счет общая численность зоопланктона достигает 220 экз./м3, а биомасса – 13,4 мг/м3. В пойме р. Мая отмечено наличие нематод и олигохет, указывающих на загрязненность участка сельскохозяйственной деятельностью.

Фаунистический состав зоопланктона среднего течения р. Алдан насчитывает 12 видов, что в четыре раза разнообразнее, чем в притоках Мая и Аллах-Юнь. Благоприятные гидрологические условия сказались на составе и количественных показателях гидробионтов.

Максимальные значения численности зоопланктона в 360 экз./м3 и биомассы – 24 мг/м3 отмечены на ст. 8. В пробе, взятой у водозабора р. Алдан (ст. 11) присутствовали сапробные организмы Chydorus и Biapertura, относящихся по индикаторной значимости к средней степени загрязнения, что делает воду непригодной для питья без кипячения.

Пробы воды, отобранные на водоразделе среднего Алдана, между рр. Мая и Аллах-Юнь (ст.1-2 и ст.7), имели низкие и нулевые количественные показатели, что характеризует этот участок как ихтиологически малопродуктивным. В пробе воды, отобранных ниже устья р. Аллах-Юнь (ст.5), отмечена бедность фаунистического состава, где отмечена одна группа – ветвистоусые раки численностью 80 экз./м3 и биомассой 3,4 мг/м3.Это связано, по всей вероятности, с влиянием загрязненных вод р. Аллах-Юнь. На последующих станциях (3 и 4) р. Алдан зафиксировано увеличение численности и биомассы зоопланктона в 4 раза за счет видов из ветвистоусых раков, среди которых изобиловали виды Pleuroxus, в большинстве своем относящихся к олигосапробным организмам, т.е. принадлежащих к индикаторам чистой воды.

Зообентос является хорошим показателем качества воды водотоков и играет одну из главных ролей в процессе самоочищения и трансформации органических веществ. Структура сообществ донных беспозвоночных может указать на существование загрязнения водотока даже в тех случаях, когда на данный момент вода по химическим показателям чистая.

Качественное и количественное распределение донной фауны носит мозаичный характер и зависит от целого ряда биотических и абиотических факторов.

Основу донной фауны в среднем течении р.Алдан составляют пелореофильные организмы, обитающие на илистых грунтах. За период исследования нами были обнаружены представители семи систематических групп: нематоды, олигохеты, моллюски, клещи, поденки, веснянки и хирономиды. Из всех групп донных организмов первое место по встречаемости и распространенности занимают хирономиды – обитатели всех без исключения биотопов. Второе место занимают олигохеты – организмы, способные выдержать большую антропогенную нагрузку. Моллюски, клещи, поденки и веснянки немногочисленны.

Выявлено, что количественные показатели донной фауны в районе исследования были низкими. Биомасса бентоса колебалась от 0,067 до 0,345 г/м2, численность от 75 до 120 экз./м2.

Одним из показателей экологического состояния водоема является дрифт бентоса. В районе исследований наибольшим перемещениям вниз по течению подвержены личинки поденок, веснянок и двукрылых, особенно на рр. Мая и Аллах-Юнь. Наибольший снос донных организмов наблюдался на рр. Аллах-Юнь и Мая, где нарушение естественного режима достигло больших размеров. Так, на р. Аллах-Юнь встречено только три группы донных организмов: это олигохеты, нематоды и хирономиды. Определено, что самые низкие показатели по биомассе бентоса отмечены на р. Аллах-Юнь — 0,007 г/м2,на р. Мая – 0,10 г/м2.

Другой важный фактор, оказывающий влияние на качество воды и состояние донных организмов – бытовые стоки поселков. Так, на станции 8, расположенной выше пос.Усть-Мая, доминантами как по численности, так и по биомассе были поденки и хирономиды, а ниже поселка (ст.7).С увеличением поступления в воду органических веществ и ухудшением газового режима доминирующее положение стали занимать олигохеты и хирономиды, а в пробах появились нематоды. Такая же картина наблюдалась выше и ниже пос. Эжанцы и Эльдикан. Загрязнение р. Алдан бытовыми сбросами носит локальный характер, а с удалением отисточников загрязнения происходит постепенное самоочищение реки.

Таким образом, оценка гидрохимического состояния поверхностных вод среднего течения р. Алдан позволила установить, что исследуемые воды маломинерализованные, мягкие, с преимущественно нейтральной средой. В ионном составе преобладают гидрокарбонаты и кальций. Содержание большинства нормируемых ингредиентов не ограничивает хозяйственное использование воды. Однако повышенное количество органических и взвешенных веществ, а также нефтепродуктов и фенолов, содержание которых превышает допустимые пределы, лимитирует использование воды и требует ее дополнительной очистки. Следы ртути в устье р. Аллах-Юнь свидетельствуют о поступлении загрязненных вод с верховьев реки, в местах расположения горнопромышленных участков и старательских артелей.

В результате проведения гидробиологических исследований в среднем течении р. Алдан выявлено следующее. Определено различие количественных и качественных показателей по зоопланктону в среднем и верхнем течениях реки: численность зоопланктона в среднем течении реки в три, а биомасса в шесть раз выше показателей верховий реки. Обнаружены пробы, загрязненные растительными и животными остатками дрифтового происхождения. Определено сокращение видового разнообразия, биомассы и численности зообентоса среднего течения р. Алдан. Наибольшее сокращение произошло на рр. Аллах-Юнь и Мая, где зафиксированы минимальные количественные показатели донных беспозвоночных и наименьшее число групп. Поселки также являются источником загрязнения воды органическими веществами и ухудшения газового режима, о чем свидетельствует массовое развитие нематод и олигохет.

Таким образом, материалы, собранные при проведении гидробиологических и гидрохимических исследований, свидетельствуют о напряженной экологической обстановке верховий Алдана, вызванной влиянием промышленных горных разработок. Кроме того, воды р. Аллах-Юнь, загрязненные вследствие гидромеханизированных работ взвешенными веществами, нарушают естественный фон водной среды и создают экологически неблагоприятную обстановку в Усть-Майском районе, что подтверждает значение водного фактора в состоянии здоровья населения.

Саввинов Г.Н., д. б. н., директор Федерального государственного научного учреждения Институт прикладной экологии Севера Министерства образования и науки РФ, г. Якутск;

Гермогенов Н.И., д.б.н., зав. отделом Института биологических проблем криолитозоны СО РАН, г. Якутск.

источник

Библиографическое описание: Кузьмина К. А., Рожков Ю. Ф. Что мы пьем или к вопросу о качестве воды р. Лены в городе Олёкминске // Юный ученый. — 2017. — №1.1. — С. 26-28. URL: http://yun.moluch.ru/archive/10/677/ (дата обращения: 01.06.2019).

Быстрый рост городов приводит к непрерывному увеличению количества хозяйственно-бытовых стоков в водоемы. Как показывают результаты исследований воды, за последние годы санитарное состояние водных объектов ухудшается, что связано как с продолжающимся антропогенным загрязнением, так и с ежегодными природными катаклизмами в виде весенних разливов при вскрытии рек, осенних наводнений после затяжных дождей. Кроме того, отмечается ухудшение качества водопроводной воды при движении от Водоканала до конечного потребителя по изношенным водопроводным трубам.

Основной целью работы является изучение качества питьевой воды. Для достижения цели необходимо решить следующие задачи: изучить методику химического анализа питьевой воды; исследовать и проанализировать качество питьевой воды; определить причины водного загрязнения; дать оценку качества воды р. Лены.

Исследования по качеству воды проводились на основе сбора информаций у жителей района, отбору и анализу проб воды. В качестве объекта была выбрана река Лена, как основной источник водоснабжения. Физико-химический анализ воды проводили по общепринятым методикам ГОСТ стандарта ЦГСЭН.

Нами были использованы три методики химического анализа воды: общей минерализации воды, кислотности (рН), растворенного кислорода. Были проанализированы двадцать проб водопроводной воды отобранной в разных районах города Олекминска. Кроме того были использованы результаты анализов проб водопроводной воды, сделанные химико-биологической лаборатории «Водоканала» (г. Якутск) и ветеринарно-испытательной лабораторией Управления ветеринарии Олекминского района. Определяли основные показатели качества воды: цветность, мутность, щелочность, жесткость, кальций, магний, остаточный хлор, железо общее, аммиак и ионы аммония, нитрит и нитрат – ионы, сульфаты.

Основные результаты и выводы.

1. По химическому составу, вода реки Лены принадлежит к гидрокарбонатному классу (по классификации О. А. Алекина).

2. Река Лена по комплексу гидрохимических показателей относится к 3 классу по ГОСТ- 2761-84 и оценивается как «умеренно-загрязненная».

3. По показателю кислотности (рН) все пробы воды имеют нейтральную и слабощелочную реакцию в диапазоне от 7,48 до 8,02.

4. По показателю общей минерализации содержание минеральных примесей в пробах водопроводной воды лежит в диапазоне от 275 до 350 мг/л, что соответствует категории «вода, не рекомендуемая к употреблению». Для нормальной, рекомендуемой к употреблению воды диапазон содержания минеральных примесей от 101 до 200 мг/л.

5. Наблюдаются значительные колебания химического состава воды р. Лена. При этом часто отмечается превышение ПДК особенно весной. В 1996 и 2000 гг. по щелочности, в 1995 и 1998 году по железу, в 1994, 1998, 2002 по аммонию и аммиаку, в 1994, 1998 гг. по нитритам.

6. По мере движения водопроводной воды из Водоканала по системе труб до конечного потребителя отмечается ухудшение качества воды. По железу отмечается превышение ПДК в 6,6 – 40 раз, по аммонию от 4 до 44 раз. Ни одной из проб водопроводной воды, отобранной в черте г. Олекминска не было соответствующей нормативам ПДК (по железу и аммонию).

7. Проанализировав таблицу качества водопроводной воды в г.Олекминске (табл. 3) мы видим, что минимальное значение железа в воде составляет 2,0 мг/л на Молодежной 25 кв. 7, максимальное значение составляет 12,0 мг/л на Озерной. Судя по значениям концентрации железа трубы по адресам: Набережная 8, Озерная, Энергетиков 6, Спасская 79 подверглись наибольшей коррозии и отмечено превышение ПДК в 40 раз. Во всех пробах общего железа очень много, поэтому такую воду нежелательно использовать.

8. По аммоний – ионам минимальное содержание отмечено по адресам К. Миллера 89, Филатова 15, Спасская 79 – 2,0 мг/л ; максимальное по адресам Набережная 8, Строда 7- 22 мг/л. Так как повышенное содержание аммония связано с распадом белков, то превышение ПДК по аммонию в 40-44 раза в пробах по адресам Строда 7, К. Абагинского 35, Молодежная 25, Набережная 8 говорит о микробиальном налете и загрязнении водопроводных труб, подходящих к этим адресам. Подобная вода непригодна к использованию.

9. Сравнение проб водопроводной воды, водопроводной воды с использованием фильтров и бутилированной воды показало наилучшее качество бутилированной воды. Поэтому для всех потребителей мы рекомендуем для питья и приготовления пищи использовать бутилированную воду.

Химический состав водопроводной воды в черте города Олекминска

источник

Читайте также:  Анализы на микробиологические показатели воды