Х И М И Ч Е С К И Е С В О Й С Т В А

4.1. Солёность (минерализация). В химии, технике и в быту данное свойство воды называют солёностью, а гидрогеологи-практики называют его минерализацией, что некорректно, т.к. вызывает терминологическую нечёткость (определение термина «минерализация» было приведено).

По солёности подземные воды подразделяются на следующие типы:

a. ультрапресные (минерализация менее 0,25 г/дм³ ),

b. пресные (минерализация 0,25 – 1,00 г/дм³),

c. слабосолоноватые (минерализация 1 – 3 г/дм³),

d. солоноватые (3 – 10 г/дм³),

e. солёные (10 -- 35 г/дм³),

f. рассолы (35 – 100 г/дм³),

g. крепкие рассолы или рапа (более 100 г/дм³).

Для питьевого водоснабжения допускаются пресные воды, а также (при отсутствии в данном районе достаточных ресурсов пресных вод и при наличии специального разрешительного документа со стороны санитарно-эпидимиологических органов) ультрапресные и слабосолоноватые воды.

4.2. Водородный показатель. Иногда его называют кислотно-щелочным показателем, иногда – реакцией воды. Как уже говорилось, вода может диссоциировать на ион водорода (Н⁺) и гидроксильную группу ионов (ОН^--). Первый является признаком кислоты, вторая – признаком щёлочи. В чистой воде, в которой отсутствуют примеси, концентрации водородного иона и гидроксильной группы ионов одинаковы и крайне незначительны: около 10^-7 моль/дм³. Если в воде присутствуют примеси кислот, концентрация Н⁺ увеличивается до 10^-6 , 10^-5 моль/дм³ и т.д. Если же имеются примеси оснований (щелочей), то концентрация Н⁺ падает до 10^-8 , 10^-9 моль/дм³ и т.д. Для оценки водородного показателя воды применяется параметр pH, представляющий собой десятичный логарифм концентрации водородного иона в моль/дм³, взятый с обратным знаком. Вода с pH 6,5 – 7,5 называется нейтральной, с pH 5,0 – 6,5 -- слабо кислой, с pH 3,5 – 5,0 – кислой, с pH менее 3,5 -- очень кислой. Вода с pH 7,5 – 9,0 называется слабо щелочной, с pH 9,0 – 10,5 – щелочной, с pH более 10,5 – очень щелочной. Для питьевого водоснабжения допускается нейтральная вода (pH от 6,5 до 7,5).

4.3. Окислительно-восстановительный потенциал. Химические реакции, при которых одно вещество приобретает электроны, а другое вещество их отдаёт, называются окислительно-восстановительными. Вещество, приобретающее электроны, называется окислителем, а вещество, отдающее электроны, -- восстановителем. В подземных водах окислители и восстановители представлены растворёнными газами и органическими веществами. Если в воде преобладают окислители, она характеризуется окислительными свойствами, а в обратном случае – восстановительными свойствами. Окислительно-восстановительный потенциал обозначается индексом eh и измеряется в милливольтах (мВ). В том случае, когда в воде преобладают окислители, она имеет eh cо знаком плюс (например, + 5 мВ). В случае, когда окислители и всстановителя взаимно нейтрализованы, eh = 0. При преобладании востановителей eh вода имеет знак минус (например, - 5 мВ). Подземные воды глубоких горизонтов имеют чаще всего отрицательный eh (за счёт сероводорода H₂S, метана СН₄ и других углеводородов). Поверхностные воды имеют всегда положительный потенциал (за счёт растворённого кислорода О₂ и других газовых и органических окислителий). Подземные воды неглубоких горизонтов имеют обычно нулевой eh. Окислительно-восстановительный потенциал измеряется с помощью высокоточной аппаратуры (платиновые электроды, чувствительные вольтметры).

4.4. Жёсткость. Это – химическое свойство воды, выражающееся в образовании твёрдого осадка («котлового камня») на стенках и днищах ёмкостей, в которых производится нагревание или кипячение воды, в замедлении и ухудшении варки пищи, стирки, мытья тела и ряда других процессов. Жёсткость вызывается повышенным содержанием в воде ионов Ca²⁺ и Mg²⁺ и выражается суммой концентраций этих двух катионов в миллимолях. При этом существует 3 вида жёсткости: общая (сумма концентраций ионов кальция и магния в миллимолях), устранимая (сумма концентраций ионов кальция и магния, соответствующая концентрации гидрокарбонатного иона HCO₃^--) и неустранимая (та часть суммы концентраций ионов кальция и магния, которая превышает концентрацию гидрокарбонат-иона). Устранимая жёсткость обычно меньше общей жёсткости, но иногда может быть равна ей (когда концентрация гидрокарбонат-иона равна или превышает суммарную концентрацию ионов кальция и магния). Неустранимая жёсткость обычно меньше общей жёсткости, но иногда может быть равна ей (когда гидрокарбонат-ион в воде полностью отсутствует) или равна нулю (когда концентрация гидрокарбонат-иона равна или превышает суммарную концентрацию ионов кальция и магния). Предельно допустимая норма общей жёсткости для питьевой воды составляет 7 ммоль/дм³ (такая вода называется мягкой). Однако, при отсутствии в каком-то районе такой воды и с разрешения органов санэпиднадзора, для питьевых целей допускается вода с общей жёсткостью 7-10 ммоль/дм³.

4.5. Агрессивность. Агрессивностью воды называется её способность химически разрушать твёрдые вещества природного или технического происхождения. Агрессивность подземных вод подразделяется на сульфатную, углекислотную, общекислотную ( или коррозионную) и магнезиальную. Сульфатная агрессивность возникает при высоких концентрациях сульфат-иона и проявляется в виде окислительной реакции по схеме: SO₄^2-- - SO₃^2-- - HS^-- - S^2-- (сульфат – сульфит – гидросульфид – сульфид). Сульфатная агрессивность оценивается по концентрации сульфат-иона, выраженной в мг/дм³: а) неагрессивная вода (0 – 250 мг/дм³), б) слабо агрессивная вода (250 – 500 мг/дм³), в) агрессивная вода (500 – 750 мг/дм³), г) очень агрессивная вода (более 750 мг/дм³). Сульфатная агрессивность подземных вод проявляется в коррозии (ржавлении) металлических деталей и конструкций и может вызвать их разрушение. Углекислотная агрессивность возникает при повышенной концентрации растворённого в воде диоксида углерода (углекислого газа) и вызывает растворение природных и технических карбонатов (известняк, мел, мрамор, бетон и др.) в соответствии с реакцией карбонатного равновесия:

CaCO₃ + CO₂ + H₂O = Ca²⁺ + 2 HCO₃^—

Магнезиальная агрессивность воды возникает из-за повышенной концентрации иона магния, который в результате ионного обмена может частично замещать кальций в горных породах и строительных материалах, содержащих карбонат кальция. Магний имеет по сравнению с кальцием меньшую плотность и прочность, что приводит, например, к разрыхлению бетона (данное явление называется на жаргоне строителей «бетонной бациллой»).

Дата добавления: 2015-08-05