Анализ воды на полезные ископаемые

Исследовательская работа по проведению химического анализа проб воды. Методика простая и доступная, не требуются дефицитные реактивы.

Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 108 »

Советского района г. Казани

Исследовательская работа по теме

«Химический анализ воды в речке Нокса»

Работу выполнил ученик 7 класса

Руководитель: учитель химии

Латфуллина Резеда Нурахметовна

Кузнецов Андрей 6 класс.doc

2.1. Пробоотбор и подготовка воды к анализу

2.5. определение присутствия масел и жиров

4. Список использованной литературы

Наша республика богата природными источниками и водными ресурсами. А мой родной город расположен на прекрасном и живописном берегу великой реки Волга, в которую впадает.

А в р. Казанку в свою очередь впадает речка Нокса, которая протекает совсем рядом с нашей школой.

Целью моей работы является изучение химического состава и свойств воды речки Нокса.

Исходя из этой цели я поставил перед собой следующие задачи :

1. На основании качественного и количественного анализа определить

физические показатели качества воды.

2. Расширить и углубить знания о качестве воды, оказывающей влияние на

Актуальность выбранной мною темы в том, что вода является источником всего живого на Земле. Этой исследовательской работой я хотел расширить свои знания о составе и свойствах воды, с которой мы имеем дело ежедневно.

— забор пробы из речки Нокса;

— практические и лабораторные работы по определению физических

показателей, качественных и количественных анализов воды.

· Прямые факторы, непосредственно воздействующие на воду (т. е. действие веществ, которые могут обогащать воду растворёнными соединениями или, наоборот, выделять их из воды); состав горных пород, живые организмы, хозяйственная деятельность человека;

· Косвенные факторы, определяющие условия, в которых протекает взаимодействие веществ с водой: климат, рельеф, гидрологический режим, растительность, гидрогеологические и гидродинамические условия.

Самой чистой природной водой считают дождевую, снеговую воду; но и она, падая на поверхность земли, увлекает с собой взвешенные в воздухе минеральные, органические и организованные примеси (микроорганизмы). Проходя через слои земли, загрязнённые различными отбросами, вода получает продукты распада этих органических веществ.

При отборе проб воды используют посуду из бесцветного стекла или полиэтилена марок, разрешенных для контакта с питьевой водой. Посуда должна быть тщательно вымыта моющими средствами, многократно ополоснута водопроводной и дистиллированной водой, а непосредственно перед забором воды посуду несколько раз ополаскивают исследуемой водой. Пробки желательно использовать стеклянные или полиэтиленовые; корковые или резиновые пробки обертывают полиэтиленовой пленкой.
На практике удобно пользоваться банкой или бутылью. В местах с затрудненным доступом к воде банку или бутыль можно прикрепить к шесту.

Отбор проб воды на проточных водоемах производится 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования (водозабор для питьевого водоснабжения, места купания, организованного отдыха, территория населенного пункта), а на непроточных водоемах и водохранилищах — в 1 км в обе стороны от пункта от пункта водопользования.
Обычно пробы в створе отбирают в трех точках (у обоих берегов и в фарватерах); при ограниченных же технических же возможностях или на небольших водоемах допускается отбор проб в одной — двух точках (в местах наиболее сильного течения). Чаще всего пробы отбирают в 5-10 м от берега га глубине 50 см. Объектом особого внимания должны стать загрязненные реки. Для получения достоверных результатов анализ следует проводить как можно быстрее. В воде происходят процессы окисления-восстановления, физико-химические, биохимические, вызванные деятельностью микроорганизмов, сорбции, десорбции, седиментации и т.д. Могут изменяться и органолептические свойства воды — запах, цвет и др. Некоторые вещества способны адсорбироваться на стенках сосудов (железо, алюминий, медь, кадмий, марганец и др.), а из стекла бутылей могут выщелачиваться микроэлементы

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами. Запах воды водоемов не должен превышать 2 баллов, обнаруживаемых непосредственно в воде или (для водоемов хозяйственно-питьевого назначения) после ее хлорирования. Определения основано на органолептическом исследовании характера и интенсивности запаха воды при 20 и 60 °С. По предлагаемой методике определяют характер и интенсивность запаха.
100 мл исследуемой воды при комнатной температуре наливают в колбу вместимостью 150-200 мл с широким горлом, накрывают часовым стеклом или притертой пробкой, встряхивают вращательным движением, открывают пробку или сдвигают часовое стекло и быстро определяют характер и интенсивность запаха. Затем колбу нагревают до 60 °С на водяной бане и также оценивают запах.

(от живущих в воде и отмерших организмов, от влияния почв и т.п.) находят по классификации, приведенной в таблице 2.

Характер и род запаха воды естественного происхождения

Мокрой щепы, древесной коры

Прелый, свежевспаханной земли, глинистый

Не подходящий под предыдущие определения

(от промышленных выбросов, для питьевой воды — от обработки воды реагентами на водопроводных сооружениях и т.п.) называются по соответствующим веществам: хлорфенольный, камфорный, бензиновый, хлорный и т.п. Интенсивность запаха также оценивается при 20 и 60 °С по 5-балльной системе согласно табл. 3.

Интенсивность запаха воды

Отсутствие ощутимого запаха

Запах, не поддающийся обнаружению потребителем, но обнаруживаемый в лаборатории опытным исследователем

Запах, не привлекающий внимания потребителя, но обнаруживаемый, если на него обратить внимание

Запах, легко обнаруживаемый и дающий повод относится к воде с неодобрением

Запах, обращающий на себя внимание и делающий воду непригодной для питья

Запах настолько сильный, что вода становится непригодной для питья

Запах воды следует определять в помещении, где воздух не имеет постороннего запаха. Желательно, чтобы характер и интенсивность запаха отмечали несколько исследователей .

Чистые природные воды почти бесцветны, наличие окраски поверхностных вод обычно связано с присутствием гуминовых веществ и соединений железа. При загрязнении сточными водами наблюдается окрашивание, не свойственное природным водам. Цвет вод, содержащих большое количество взвешенных веществ определяют после отстаивания или фильтрования.

1. Заполните пробирку водой до высоты 10-12 см.
2. Определите цветность воды, рассматривая пробирку на белом фоне при достаточном боковом освещении (дневном, искусственном).

Большинство известных элементов, входящих в состав вод в сравнительно больших количествах, существуют в виде ионов. Для доказательства наличия этих ионов в воде использовалась методика качественного химического полумикроанализа. Качественный анализ пробы воды проводился на наличие в воде: катионов магния, железа(II,III), кальция, свинца, меди; анионов брома, йода, хлора, сульфата.

Хлориды являются составной частью большинства природных вод. Обнаружение большого количества хлоридов является показателем загрязнения природных вод бытовыми и промышленными сточными водами.

Для определения хлоридов используется 10% раствор нитрата серебра. Необходимо взять 5 мл исследуемой воды и добавить 3 капли 10% раствора нитрата серебра. При наличии ионов хлора возникает опалесценция или выпадает белый осадок. Приближенную количественную оценку дают в соответствии с таблицей:

источник

Гидрогеохимический метод поисков месторождений полезных ископаемых основан на изучении процессов взаимодействия подземных вод с вмещающими горными породами и особенностей миграции химических элементов в подземной гидросфере, которая в этом случае является объектом исследований. В результате систематического гидрохимического опробования подземных и связанных сними поверхностных вод на изучаемой площади выявляются и оконтуриваются водные ореолы и потоки рассеяния (аномалии), характеризующиеся повышенным по сравнению с фоновым содержанием отдельных микрокомпонентов либо определенных их комплексов. Проверка и всесторонняя оценка выявленных аномалий дают возможность устанавливать их связь с месторождениями полезных ископаемых или их проявлениями, даже если последние залегают на значительных глубинах (до 300-500 м).

Опыт показал возможность использования гидрогеохимических исследований для поисков различных видов полезных ископаемых (особенно рудных, нефти и газа) во всех ландшафтных зонах. Особенно эффективным гидрогеохимический метод оказывается в горных, предгорных и равнинных (полузакрытых) районах с неглубоким залеганием четвертичных пород, где вследствие значительной расчлененности рельефа и наличия многочисленных естественных водопроявлений (родники, мочажины, высачивания, озера, болота, ручьи, реки) легко устанавливаются водные ореолы рассеяния скры­тых рудных тел и залежей. В слаборасчлененных районах с ограниченным развитием естественных водопроявлений для более полного гидрохимического опробования необходимо заложить некоторое количество различных горных выработок (шурфов, канав, скважин), но даже в таких неблагоприятных гидрогеологических условиях нередко гидрогеохимические поиски месторождений оказываются более эффективными, чем все другие методы. Об эффективности метода свидетельствует открытие с его помощью около 30 месторождений и рудопроявлений, в том числе медно-никелевого Октябрьского месторождения, залегающего в зоне многолетней мерзлоты.

Гидрогеохимический метод поисков, будучи самым глубинным из всех геохимических методов, особенно эффективен при региональных геолого-гидрогеологических исследованиях; без каких-либо значительных дополнительных затрат он позволяет проследить региональные закономерности распространения полных ореолов рассеяния, оценить общие перспективы территории на те или иные виды полезных ископаемых и выделить наиболее перспективные на них районы или участки. Выполняемые гидрохимические исследования дают основу для решения других чисто гидрогеологических задач, о которых говорилось выше. Это существенно повышает геологическую и экономическую эффективность и гидрогеологических и гидрохимических исследований.

В связи со сказанным целесообразно затронуть вопрос о месте и роли гидрогеохимического метода поисков месторождений полезных ископаемых. Наибольший геолого-поисковый эффект обеспечивается при комплексном проведении различных геохимических методов поисков (литохимического, биохимического, атмохимического) и гидрогеологических исследований (без чего невозможна правильная интерпретация результатов гидрохимического опробования), т.е. при комплексной геолого-гидрогеологической съемке. Оправданным, особенно в районах перспективных на обнаружение тех или иных месторождений полезных ископаемых и благоприятных по гидрогеологическим условиям для гидрохимического опробования, представляется применение этого метода и в составе гидрогеологической съемки на всех этапах ее проведения.

В соответствии с масштабностью и стадийностью гидрогеохимические поиски делятся на среднемасштабные (рекогносцировочные), крупномасштабные (поисковые) и детальные.

Рекогносцировочные поиски в масштабах 1:100000-1:200 000 и мельче осуществляются с целью изучения условий формирования химического состава подземных вод в пределах крупных регионов, оценки общих перспектив рудоносности и выделения перспективных районов. Поисковые гидрогеохимические исследования (масштаб 1:50 000-1:25 000) проводятся с целью выявления водных ореолов и потоков рассеяния рудообразующих элементов и перспективных для последующих работ площадей. Детальные гидрогеохимические исследования (масштаб 1:10000 и крупнее) проводятся на участках проявления рудной минерализации и наиболее перспективных гидрогеохимических аномалий для выделения и оконтуривания рудных участков и тел, изучения природы аномалий и т.д. В процессе поисков выполняются площадные и профильные гидрогеохимические исследования с опробованием встречающихся естественных и искусственных водопроявлений и проведением режимных наблюдений. Число точек гидрохимического опробования в зависимости от сложности геолого-гидрогеологических условий составляет при региональных исследованиях 0,2-1,2, при поисковых 1,4-4,5 и при детальных от 5 до 20 на 1 км 2 изучаемой площади.

Отбираемые в процессе поисков пробы воды анализируются с целью определения макро- и микрокомпонентов, газового (СО₃, О₂, Н₂S, N₂, СН₄ и др.) и микробиологического составов. Анализы воды могут быть сокращенными, полными и специальными. Для определения микрокомпонентного состава пробы воды предварительно концентрируются (испарением, соосаждением, сорбцией, экстракцией) и направляются на последующий анализ (спектральный, полярографический, колориметрический, фотометрия пламени и др.). Определение макрокомпонентов и некоторых микрокомпонентов осуществляется в полевых условиях с помощью походных лабораторных комплектов (ПЛАВ, МЛАВ, Комар-2 и др.).

Выявление гидрогеохимических аномалий, их интерпретация и оконтуривание участков с предполагаемым скрытым оруденением проводится с помощью различных методических приемов и статистических методов анализа распределения элементов-индикаторов рудных тел в подземных водах с учетом гидродинамических, металлогенических, ландшафтных и геолого-структурных особенностей района поисков.

Наиболее перспективным представляется гидрогеохимический метод поисков сульфидных, полиметаллических, медно-никелевых, сурьмяно-ртутных, цветных, редкометальных, урановых и других рудных месторождений, а также месторождений нефти, газа, минеральных и промышленных вод.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

Чистая вода – это бесценный дар, который ничем не заменишь. Экологически чистая питьевая вода — наиболее важный продукт питания, так как она прямым образом влияет на здоровье человека. Из беседы с врачом ЦРБ я узнала, что вода может вызывать заболевания кожи, почек, центральной нервной, сердечнососудистой, иммунной и гормональной системы. Меня заинтересовало, какое влияние оказывают физико-химические показатели на организм человека. Как связаны физико-химические показатели воды и здоровье человека? Важно знать какую воду мы пьем. Но какую воду взять для исследования? Чтобы ответить на этот вопрос, я провела социологический опрос.После проведенного мною соц. опроса, я узнала, что многим жителям с. Новоселова по вкусовым качествам нравится вода деревни Николаевки, а в весенне-летний период пользуется популярностью вода из природных родников. Природного родника под горой «Маяк» и Куллогского родника с правобережной стороны района. В летний период жители нашего района купаются в Красноярском водохранилище. А какое действие оказывает вода водохранилища на кожу человека? Для того, чтобы ответить на поставленные вопросы, я решила провести исследование четырех природных источников воды на физико-химические показатели.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Цель работы: исследовать воду природных источников района на физико-химические показатели, выяснить каким образом физико-химические показатели воды влияют на здоровье человека.

Изучить теоретический материал о природных источниках воды, о влиянии физико-химических показателей на здоровье человека.

Провести социологический опрос среди населения на предмет популярности источников воды, использования этой воды и ее влиянию на организм человека.

Провести эксперимент на органолептические показатели воды разных источников в лаборатории водозабора ООО «Водоканал Плюс».

Посетить водозабор, ЖКХ «Коммунальщик», ЦРБ, главного архитектора Новоселовского района с целью получения информации.

Составить информационный лист о проведенных исследованиях на физико-химические показатели каждого образца воды, взятого из природного источника и их влиянии на организм человека.

Объект исследования: вода из природных источников.

Предмет исследования: физико-химические показатели воды и их влияние на организм человека.

Гипотеза: физико-химические показатели воды непосредственно оказывают влияние на организм человека, родники подземных источников воды насыщены солями больше, чем поверхностные воды.

Методы и методики

Изучение теоретического материала

Проведение социологического опроса среди населения

Социологический опрос

Данный социологический опрос проводится с целью выяснения информации у населения на предмет популярности источников воды. Социологический опрос поможет мне определиться, вода каких природных источников наиболее популярна среди населения с. Новоселова. Знают ли респонденты, какое влияние оказывают физико-химические показатели воды на здоровье человека.

Результаты, полученные при проведении социологического опроса среди населения.

По результатам социологического опроса выяснили, что большая часть респондентов владеют информацией о том, какие природные источники известны в Новоселовском районе и используют ее для питья. Половина респондентов использует воду из природных источников регулярно. На основе данной информации пришли к решению, что исследовать буду воду природных источников: родника «Маяк», дер. Николаевки, Куллогского родника и водохранилища. (приложение1)

Литературный обзор.

Природные источники воды. Краткая характеристика.

Группы природных источников воды

поверхностные источники подземные источники искусственные источники

Краткое описание местонахождения источников воды

1) Красноярское водохранилище, или Красноярское море — искусственный водоём, созданный на Енисее при строительстве Красноярской ГЭС. Является одним из крупнейших по объёму искусственных водоёмов в мире, в России занимает по этому показателю второе место (после Братского водохранилища). [2] Запас воды в водохранилище составляет более 70 млрд. кубометров. На Новосёловский отрезок водохранилища при максимальном уровне водной поверхности приходится около 18 млрд. кубометров воды -т.е. примерно 26% от общего объёма. Дно водохранилища сложено галечником, частично прикрытым илистыми наносами. Питание водохранилища осуществляется за счёт осадков, подземных вод и рек, которых на территории района впадает около 20. различных по величине. Вода в поселок подается сетевым насосом и проходит следующие стадии очистки: отстаивание, фильтрация через сорбент, хлорирование и поступает в РЧВ. Такая технологическая схема водоподготовки, с применением для окисления и обеззараживания установок нового поколения «Аквахлор-100», а так же применение для загрузки фильтров графитированного сорбента СГН-30, обладающим уникальны­ми свойствами, позволяет получить питьевую воду высокого качества, по всем пока­зателям соответствующую требованиям СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая вода. Гигие­нические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснаб­жения. Контроль качества». [3]

2) Деревня Николаевка входит в состав Светлолобовского сельского поселения Новоселовского района. Расположена на взгорье, на берегу реки Сухашка, приток реки Чулым. [4] Население обеспечивается питьевой водой, которую глубинный насос качает из подземных, подводных пластов. Воды преимущественно гидрокарбонатные натриевые и кальциевые, подземный водный бассейн с песчаной почвой, которая хорошо фильтрует воду. Вода поступает в водонапорную башню из скважины, глубина которой около 30 метров, а далее в систему водоснабжения к потребителю. [6]

3)Родник «Маяк» расположен в 4 км от села Новоселова под горой, на которой стоит

Маяк. Питается родник грунтовыми и межпластовыми водами, по режиму- постоянный, по гидродинамическим признакам- нисходящий, родник заключен в стальную трубу, стекает с высоты. При выходе воды образует небольшой водонакопитель, из которого вытекает ручей, шириной около 40 см, относящийся к водозбору реки Енисей. Дно песчано-галичное, территория возле родника не замусорена, родник не благоустроен.

Куллогский Родник расположен в 5 км от деревни Куллог, стекает с горы.

Расположен в широколиственном лесу. Питается родник грунтовыми и межпластовыми водами, по режиму- постоянный, по гидродинамическим признакам- равнинный, родник заключен в стальную трубу, вытекает из горы. При выходе воды образует небольшой водонакопитель, из которого вытекает ручей, шириной около 40 см, относящийся к водозбору реки Енисей. Дно каменистое, территория возле родника не замусорена, родник благоустроен. Родник в 2006 году был освещен настоятелем Свято – Крестовоздвиженского храма села Новоселова.

Химические показатели

Вода в своем составе может иметь разные химические элементы. Но именно концентрация этих элементов играет важную роль при определении пригодности или непригодности воды для той или иной цели. Главным инструментом или методом оценки состояния качества воды, в том числе определения концентрации веществ в воде является — физико-химический метод исследования воды.

Физико-химические показатели воды и организм человека

Характеристика

Источник показателя

Землистый, илистый, травянистый, болотный запах, рыбный или огуречный запах, гнилостный запах, запах сероводорода.

Запах воды обусловлен наличием в ней пахнущих веществ, которые попадают в нее естественным путем и со сточными водами

Различают четыре основные виды вкуса: горький, сладкий, соленый и кислый.

.Вкус и привкус воде придают ей растворенные в ней соединения, газы и примеси.

При отсутствии окраски вода считается бесцветной.

Цвет воды зависит от их химического состава, наличия микроорганизмов, частиц ила, глины и других примесей.

Вода со значительным содержанием органических веществ становится мутной.

Прозрачность воды зависит от количества растворенных в ней веществ, содержания механических частиц и коллоидов.

Источники поступления ионов

Соленый и горько-соленый привкус,

нарушение деятельности желудочно-

Бытовые и промышленные сточные воды.

Соленый и горько-соленый привкус,

нарушение деятельности желудочно-

Сброс сточных вод, содержащих органические и неорганические соединения серы, сгорание топлива, кислотные дожди.

Образование метгемоглобина, частичная потеря активности

гемоглобина в переносе кислорода.

Источники поступления ионов

Неприятный красно-коричневый осадок при отстаивании воды, ухудшение вкуса, развитие железобактерий, возникновение аллергических реакций.

Применение на муниципальных станциях очистки воды железосодержащих коагулянтов, из-за коррозии «черных» (изготовленных из чугуна или стали) водопроводных труб.

Накопление солей в организме, заболевание суставов (артриты,

полиартриты), образование камней в почках, желчном и мочевом пузырях.

Природные залежи известняков, гипса и доломитов, поступающие в воду, микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий.

Сточные воды, химическое загрязнение.

При понижении или повышении pH возможно обострение заболеваний желудочно-кишечного тракта.

Величина рН зависит от содержания карбонатов, гидрокарбонатов, других солей, подверженных гидролизу, гуминовых веществ и др.

Практическая часть

В воде растворены чуть ли не все элементы периодической таблицы Менделеева. Достигая определенной концентрации в организме, большинство элементов начинают свое губительное воздействие на органы и системы органов. Значит, употребление такой воды влечет за собой множество разнообразных проблем. Действительно ли родниковая вода оказывает положительное действие на организм? Какими физико-химическими показателями отличается вода из родников от питьевой воды из деревни Николаевки и воды водохранилища?

Исследование проводилось в лаборатории водозабора ООО «Водоканал Плюс» и в лаборатории Новоселовской СОШ№5 с. Новоселова

Методика проводимого исследования.

Эксперимент №1. Определение органолептических показателей.[3] [7]

К органолептическим характеристикам относятся цветность, мутность, прозрачность, запах, вкус и привкус.

Опыт №1. Определение цветности и мутности.

Исследование проводилось в лаборатории водозабора ООО «Водоканал Плюс» с. Новоселово. Все исследования проводились на таком приборе, как фотоэлектроколориметр. Пробы воды отбирались в чистые, стерилизованные стеклянные банки объемом 1,5 литра. Оставшийся в банке воздух не превышал 10-15 мл. Температура исследуемой воды должна быть не более и не менее 20°. Температура воды измерялась при помощи стандартного термометра погружением его в банку с водой. (приложение2) Пробы анализировались в течение последующих нескольких часов. Данный прибор измеряет цветность, мутность растворов? Для анализа была взята исходная воды, вода из РЧВ, вода из водохранилища в районе очистных сооружений, из колонки деревни Николаевки, родника «Маяк» и родника деревни Куллог. Всего было проведено 6 экспериментов.

источник

Обеспеченность чистой водой в достаточном количестве является одним из условий социально-экономического благополучия общества. Но в настоящее время из-за пагубного влияния деятельности человека на природу, стремительного развития промышленности и в связи с нехваткой средств и ресурсов на решение экологических проблем, происходит необратимый процесс загрязнения окружающей среды, уже практически не остается идеально чистой воды. Поэтому при использовании воды из индивидуальных источников водоснабжения, водозаборных скважин необходимо проводить ионометрию.

Ионометрия — современное прогрессивное направление в развитии потенциометрического метода анализа и исследования.

К ионометрии относятся давно известный метод -рН— метрия и новые методы прямой потенциометрии — катионо-метрия и анионометрия.

Ионометрия находит широкое применение в науке и технике: в технологии для автоматического контроля производственных процессов, при анализе и контроле чистоты водного пространства и окружающей атмосферы, в аналитической химии, биологии, геологии, почвоведении, медицине, океанологии и т.

Ионометрия основана на применении ионоселективных мембранных электродов, функционирующих по механизму переноса ионов, т.

По способу выполнения различают методы: а) прямые (ионометрия, прямая кулонометрия, полярография, вольтамперометрия и др.

Химический анализ воды – это наиболее достоверный и надежный способ оценки пригодности воды для водопользования. Он позволяет выявить содержание и массовую концентрацию химических элементов в воде. При нахождении нового источника необходимо использовать химический анализ воды, результаты которого сравниваются с государственными требованиями, и делается вывод о пригодности/непригодности воды для питья и хозяйственных нужд.

Анализ проводится в испытательной лаборатории, аккредитованной в соответствии с ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006. Лаборатория ООО «Спецгеологоразведка» соответствует данному требованию: имеет паспорт аккредитации, все приборы поверены и готовы к проведению исследований.

Высококвалифицированные специалисты лаборатории ООО «Спецгеологоразведка» выполняют анализы питьевой воды по 22 показателям: обобщенным, неорганическим и органическим химическим веществам из вновь пробуренных и уже эксплуатируемых скважин, систем водоснабжения населенных пунктов. Определяется катионно-анионный состав, цветность, мутность, окисляемость, содержание диоксида углерода, ph. Современное аналитическое оборудование испытательной лаборатории позволяет реализовывать различные методы химического анализа поверхностных и подземных вод:

Специалисты лаборатории оценивают заданные характеристики и их соотношение, проводя качественный и количественный химический анализ воды в соответствии с ГОСТами. Точность и качество анализа достигаются избирательностью применяемых методов — возможностью определить нужные компоненты без помех со стороны других, присутствующих в водных пробах веществ. Высокой избирательностью характеризуются ионометрия, с помощью которой определяется водородный показатель (ph). Особенно ценно иметь возможность устанавливать многие компоненты из одной пробы, чему способствует спектрофотометрия. Она так же позволяет определить концентрацию тяжелых металлов, одних из приоритетных загрязнителей подземных вод. Избирательность и универсальность метода не противоречат друг другу. В результате общий анализ воды на содержание разных элементов становится экспрессным, быстрым и менее трудозатратным. По итогам проведенных исследований составляется протокол с интерпретацией полученных данных о составе и структуре воды.

Лабораторный анализ воды дает ответ на значимый вопрос: насколько вода, которую вы пьете каждый день или используете в приготовлении пищи, отличается от идеальной по своему составу. Вода проверяется на соответствие СанПин по содержанию химических веществ и по бактериологическому составу. В результате вы проинформированы, каково содержание примесей, вредных веществ и микроорганизмов в воде, которая ежедневно к вам поступает на стол.

• Выявить вредные и опасные для здоровья примеси и вещества в воде. Определить их количество.
• Выявить недостающие полезные микроэлементы в воде.
• Сделать грамотный подбор оборудования по очистке воды для дачи, коттеджа или для загородного дома.
• Запроектировать оборудование водоподготовки и очистки сточных вод производственного предприятия.

источник

Типы химического анализа воды при гидрогеологических исследованиях. Химические классификации типов подземных вод

Химический анализ природных вод в практике гидрогеологических работ предусматривает следующие задачи:

а) изучение закономерностей формирования и распространения природных вод различного состава;

б) исследование природных вод как поискового критерия на месторождения полезных ископаемых – нефти, газа, солей, меди, свинца, молибдена и др.;

в) оценка природных вод как химического сырья для получения иода, брома, бора, меди и других веществ;

г) оценка состава и свойств природных вод для питьевого, техни­ческого, сельскохозяйственного, лечебного и других видов использования.

Для общей характеристики состава и свойств воды применяют три типа анализа воды – полевой, сокращенный и полный.

Полевой анализ включает определение физических свойств, pH, Cl — , SO₄ 2- , NO₃ — , HCO₃ — , СO₃ 2- , Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ , CO₂, H₂S, O₂. Вычисляются Na + + K + , Mg 2+ или Ca 2+ , карбонатная жесткость, сумма минеральных веществ. Полевой анализ производится в полевых условиях с помощью походной лаборатории. Применяется при массовых определениях для предварительных характеристик вод изучаемого района.

Сокращенный анализ включает определение физических свойств, pH, Cl — , SO₄ 2- , NO₃ — , HCO₃ — , СO₃ 2- , Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , NH₄ + , NO₂ — , H₂S, CО₂, H₂SiО₃, окисляемости, сухого остатка. Вычисляются Na + + К + , жесткость общая, карбонатная, СО₂ агрессивная. Сокращенный анализ производится более точными методами в стационарной лаборатории. Он позволяет произвести контроль анализа. Применяется при массовых определениях для характеристики вод района.

Полный анализ включает определение физических свойств, pH, Cl — , SO₄ 2- , NO₃ — , HCO₃ — , СO₃ 2- , Na + , К + , Са 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , NH₄ + , NO₂ — , H₂S, CО₂, H₂SiО₃, окисляемости, сухого остатка. Вычисляются .жесткость общая, карбонатная, СО₂ агрессивная. Полный анализ производится наиболее точными методами в стационарной лаборатории. Позволяет произвести контроль определений по сухому остатку и по суммам миллиграмм-эквивалентов катионов и анионов.

При проведений специальных исследований необходимы определения состава спонтанных и растворенных газов. В газах определяются: H₂S + СО₂,О₂, СН₄, N₂+- редкие, Аr + Кr + Хе, Не + Ne и тяжелые углеводороды.

Гидрохимический метод поисков н разведки полезных ископаемых вызывает необходимость определений Li, Rb, Cs, Ва, Вr, I, F, Р, As, В, Сu, Pb, Zn, Cd, Ni, Со, V, Ra, Rn, органических веществ и т. д.

Разноообразие химического состава природных вод вызывает необходимость их систематизации и классификации. Ниже приводится краткое описание некоторых распространенных классификаций.

Классификация Пальмера по соотношению анионов и катионов. Классификация построена по принципу соотношения различных групп анионов и катионов, обусловливающих характерные свойства природных вод. Выделяются пять групп катионов и анионов и шесть характерных свойств воды. Данные анализа выражаются в процент-эквивалентной форме. Катионы и анионы, близкие по своим химическим свойствам, объединяются в следующие группы:

Группа а – сумма процент-эквивалентов катионов щелочных металлов (Na + + К + + Li + ).

Группа е – сумма процент-эквивалентов катионов щелочноземельных металлов (Са 2+ + Mg 2+ + Ва 2+ ).

Группа S – сумма процент-эквивалентов анионов сильных кислот (SO₄ 2- + Cl — + NO₃ — )

Группа А – сумма процент-эквивалентов аиионов слабых кислот (СО₃ 2- + HCO₃ — + HS — + HSiO₃ — ).

Группа т – сумма процент-эквивалентов водород-иона и катионов тяжелых металлов (Н + + Fe 2+ + Fe 3+ + Сu 2+ и др.).

Характерные свойства воды, определяемые присутствующими в водах группами ионов, подразделяются на шесть следующих сочетаний:

На рис. 5.1 изображена схема свойств воды, иллюстрирующая шесть характеристик Пальмера.

По соотношению различных катионов и аниоиов (в процент-эквивалентах) выделяется, по Пальмеру, пять классов вод.

I. Сумма анионов сильных кислот меньше суммы катионов щелочных металлов: S S > а.

IV. Сумма анионов сильных кислот равна сумме катионов щелочных и щелочноземельных металлов: S = (а + е).

V. Сумма аиионов сильных кислот больше суммы катионов щелочных и щелочноземельных металлов: S > (а+ е).

Рис. 5.1. Схема химических свойств воды

Каждый из этих классов характеризует не более чем четыре свойства воды (табл. 5.1).

I класс – воды щелочные, образующиеся при растворении продуктов выветривания изверженных пород в результате процессов обменной адсорбции кальция на натрий. Характерны для вод нефтяных месторождений.

II класс – промежуточный между классами I и III

III класс – воды с постоянной и временной жесткостью. Воды коры выветривания.

IV класс – воды только с постоянной жесткостью. Содержат преимущественно хлориды и сульфаты щелочных металлов. Воды морей и соленых озер.

V класс – кислые воды. Содержат сульфаты железа, алюминия и тяжелых металлов. Воды окисленной зоны рудных месторождений.

Пересчет результатов анализа вод, по Пальмеру, производится путем комбинирования процент-эквивалентов катионов и анионов по вышеизложенному принципу. Ниже приводится пример пересчета данных анализа воды, приведенных в табл. 5.2.

Свойства воды в каждом из пяти классов, по Пальмеру

Вода, таким образом, должна быть отнесена к I классу.

Для графического изображения классификации вод по Пальмеру используется график (рис. 5.2), представляющий собой три равных горизонтальных столбика, каждый из которых разделен на 100 равных частей.

На верхнем столбике откладывают процент-эквиваленты катионов (K + + Na + , Mg 2+ + Са 2+ , Fe 2 +, Mn 3+ и других тяжелых металлов), на нижнем – процент-эквиваленты анионов (SO₄ 2- , Cl — , NO₃ — , СО₃ 2- + HCO₃ — ). На среднем столбике откладывают характерные свойства воды.

Задание 1. и По данным результатов анализа воды (прилож. 4) определить её класс (по Пальмеру) построить график состава.

Рис. 5.2. График пяти классов воды, по Пальмеру

Нумерация природных вод, по Н. И. Толстихину.

Классификация Н.И. Толстихина, известная под названием «Нумерация природных вод», не только выделяет некоторые группы, но и охватывает все разнообразие вод, встречающихся в природе. Сущность нумерации заключается в том, что вычисленные в процент-эквивалентах группы катионов и анионов наносят на диаграмму, изображенную на рис. 5.3.

Диаграмма представляет собой квадрат, который разделен на десять вертикальных и десять горизонтальных рядов, образующих сто малых квадратов. Каждый имеет свой номер. Для определения номера воды поступают следующим образом. На горизонтальной стороне квадрата слева направо откладывают сумму процент-эквивалентов Са 2+ + Mg 2+ + Fe 2+ или справа налево – сумму процент- эквивалентов Na + + К + . На вертикальной стороне снизу вверх откладывают сумму процент-эквивалентов СО₃ 2- + HCO₃ — или сверху вниз — сумму процент- эквивалентов SO₄ 2- + Cl — . Точка пересечения ординаты и абсциссы указывает на состав данной воды. Вода получает номер того малого квадрата, в который попадает точка ее анализа.

Рис. 5.3. График-квадрат нумерации природных вод,

Определить номер воды можно и арифметическим путем. Для этого округляют единицы процент-эквивалентов группы Na + + К + до полного десятка и полученное число десятков складывают с процент-эквивалентами группы SO₄ 2- + Cl — . При этом, если последняя группа окажется однозначным числом, она в расчет не принимается.

Пример расчета. Группа Na + + К + равна 54, число принимается равным 6. Группа SO₄ 2- + Cl — равна 49, число принимается равным 5. В приводимом примере вода по графику (рис. 5.3)

будет иметь № 46. В нем группа Na + + К + равна 18,50+ 3,78= 22,28 и число десятков в этой группе принимается равным 3. Группа SO₄ 2- + Cl — представлена однозначным числом 4,52 и в расчет не принимается.

На основании номера воды можно судить о сумме процент-эквивалентов групп а, е, S, А по принадлежности воды к I, II, III и IV классам Пальмера.

Номер воды не характеризует количества SO₄ 2- и Cl — , а дает их сумму. Н. И. Толстихин рекомендует устранить этот недостаток путем написания за номером воды количества процент-эквивалентов SO₄ 2 . Как дополнение к нумерации вод представляет интерес составление графиков-треугольников отдельно для катионов и анионов (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Графики-треугольники для катионов и анионов

Для газов Н. И. Толстихиным предложен график-треугольник, стороны которого разделены на 100 частей (рис. 5.5). Применение последнего сходно с применением графика-квадрата.

Большое сходство с квадратом Н. И. Толстихина, дополненным треугольниками анионного и катионного состава, имеет графическое изображение состава воды в виде ромба с треугольниками катионного и анионного состава, опубликованное С. Девисом, Р. де Уистом и показанное на рис. 3.16. Характерно, что химический состав воды на данном рисунке называется в последовательности: катион – анион, в российской литературе воду называют в обратном порядке.

Рис. 5.5. График-треугольник для газов

Задание 2. По данным результатов анализа воды (прилож. 4) определить её номер (по Н. И. Толстихину).

График-квадрат А. А. Бродского. На графике (рис. 5.6а) по оси абсцисс откладывают первые и вторые по преобладанию катионы. Результаты каждого анализа наносят в один из 36 квадратов графика. Таким образом, в каждом квадрате представлен определенный тип воды. Химический состав воды наносят на график не в виде точки, а в виде значка, отображающего ту или иную степень минерализации. Для обобщения различных вод большого региона вводят условные обозначения – значки и индексы в виде букв. При применении условных обозначений любая вода может быть охарактеризована не только посредством наглядного изображения на графике, но и при помощи полного индекса, указывающего ее местоположение в том или ином квадрате. В прилагаемой табл. 11 вода А имеет индекс II5А, вода Б – III2Б.

Рис. 5.6. Классификация воды по содержанию ионов (в %-экв),

по С. Денису и Р. де Уисту: А – кальцево-карбонатная; В – кальциево-натриево-хлоридная вода; С – натриево-кальциево-магниево-сульфатная вода

Гидрохимический профиль, по А. А. Бродскому. Гидрохимический профиль строят следующим образом. По оси абсцисс (рис. 5.7б) откладывают в определенном масштабе расстояния между точками взятия проб воды. Для изучения изменения состава воды во времени или с глубиной на этой же оси вместо расстояния можно откладывать время или глубину отбора проб. По оси ординат, откладывают содержание ионов в миллиграмм-эквивалентах. В начале наносят в определенном порядке анионы. Первые точки от нуля ставят для гидрокарбонат-иона и соединяют между собой кривой.

Площадь, образованную этой кривой и осью абсцисс, штрихуют согласно условным обозначениям. Затем откладывают точки дли сульфат-иона и в той же последовательности – для хлорид-иона. При наличии в воде нитрат-иона он также выделяется на профиле, но уже выше линии хлорид-иона.

Химический состав вод А и Б

Примечание. Кроме того, вода Б содержит 1300 мг/л СО_2, рН = 6,5 и имеет температуру 40 о С. Дебит данного водоисточника 1000 л/сутки.

Все эти точки также соединяют между собой кривыми, а площади между кривыми соответственно штрихуют. На профиль, образованный анионами, таким же образом наносят катионный состав в последовательности: Са 2 + –Mg 2 + –Na + –К + . При этом заштриховывают только площадь, соответствующую ионам магния. Так как суммы миллиграмм-эквивалентов анионов и катионов всегда равны, то в любом месте графика кривая нитрат-иона (или, при его отсутствии, кривая хлорид-иона) совпадает с кривой щелочных металлов.

На рис. 5.7б скв. II и III расположены от скв. I на расстоянии соответственно 4,5 и 11,3 км. Скв. I имеет воду с содержанием (мг-экв/л): HCO₃ — – 2,0; SO₄ 2- – 8, Cl — – 1,0; NO₃ 3- – нет; Ca 2+ – 7,0; Mg 2+ – 2,6; Na + – 1,4. Скв. II содержит воду А, а скв. III — воду Б. На гидрохимическом профиле четко отображены не только соотношения между ионами в каждом отдельном водопункте, но и гипотетические соли, образующие эти ионы, и, самое главное, изменение ионного состава.

В тех случаях, когда гидрохимический профиль применяется для выяснения пространственных изменений, он обязательно совмещается с соответствующим гидрогеологическим профилем или разрезом.

Выражение химического состава воды в виде формул. Из формул наибольшей популярностью пользуются формула Курлова и формула солевого состава воды.

Рис. 5.7. График-квадрат (а) и гидрохимический профиль (б)

Формула Курлова представляет собой псевдодробь, в числителе которой находятся анионы (%-экв) в убывающем порядке их содержания, а в знаменателе – в таком же порядке катионы. Для вычисления процент-эквивалентов (% — экв) принимаем сумму мг — экв анионов (ХА), содержащихся в 1 л воды за 100 % и вычисляем процент содержания каждого аниона в мг — экв по отношению к этой сумме. Аналогично вычисляем %- экв катионов.

Ионы, присутствующие в количестве менее 10%-экв, в формуле не указывают. Формула сопровождается дополнительными данными. Слева от дроби проставляют величину рН, жесткость (ж)( в мг-экв/л), в граммах на литр количество газов и активных элементов при содержании их не менее нижних норм, отличающих обычные воды от минеральных, и минерализация воды М в граммах до первого десятичного знака. Справа от дроби проставляется температура воды Т и дебет Д в литрах в сутки. Так, вода Б будет обозначаться следующей формулой:

pH6,5 ж 14,89 СО₂М1,4 Т₄₀Д₁₀₀₀

Формула солевого состава отличается от формулы Курлова тем, что в ней отображено только содержание основных ионов, без указания температуры, дебета, рН и жесткости. Она часто используется в случае большого количества анализов воды, для упрощения обработки результатов.

Задание 3. Составить формулы Курлова и солевого состава для трех проб воды. Варианты для выполнения задания представлены в прилож. 3. В каждом варианте принять шаг по дебету скважины 1,0 л/сут, исходное значение по дебету 2 л/сут. Температура для 1-й воды 30ºС; 2-й – 45ºС; 3-й 20ºС.

Практическая работа № 6

Последнее изменение этой страницы: 2017-01-25; Нарушение авторского права страницы

источник

Еще совсем недавно владельцы водозаборной скважины были фактически избавлены от хлопот и проблем по оценке запасов подземных вод. Раньше в лицензии на скважину оговаривалось предписание о выполнении подсчетов запасов воды в установленный срок, что крайне редко встречалось на практике. Поэтому сегодня для того чтобы пользоваться подземными водами нужно сперва оценить запасы, а затем только получить разрешение на их добычу. Теоретически недропользователь может осуществить данную работу самостоятельно. Но на практике оказывается, что без наличия соответствующего образования, специального оборудования и инструментов, глубочайшего опыта и навыков это сделать невозможно.

Чтобы детально разобраться в тонкостях данного вопроса, «РБК-недвижимость» пригласила на интервью главного гидрогеолога одной из самых крупных компаний в ЦФО, оказывающих услуги по бурению скважин на воду – компании «Гидроинжстрой» – Максима Туруло. Вот что он ответил.

— Сегодня, прежде чем приступить к строительству водозаборного узла, нужно получить лицензию на недропользование. Это касается только глубоких промышленных и высокопроизводительных скважин?

— Нет. Объем воды, которая извлекается из водоносного горизонта, не играет никакой роли. Основным критерием, который определяет необходимость в получении лицензии, является целевой водоносный горизонт или, проще говоря, глубина артезианской скважины. На территории Подмосковья расположены несколько мощных водоносных пластов, водовмещающими породами которых чаще всего являются известняки (карбонатные породы) и менее часто – песчаные отложения. Данные водоносные пласты обладают высоким потенциалом обильности воды, и поэтому на протяжении многих лет успешно эксплуатируются скважинами для обеспечения водоснабжения промышленных предприятий и населенных пунктов. То есть эти водоносные горизонты являются ценным источником, обеспечивающим централизованное хозяйственно-питьевое водоснабжение, а их воды – это полезные ископаемые федерального значения, находящиеся в собственности государства. Именно поэтому, чтобы добывать воду из водоносного горизонта, нужно получить для этого лицензию.

— Это касается только глубоких мощных горизонтов? Ведь по сути можно построить неглубокую скважину, для которой не нужно оформлять разрешение?

— Именно так. На территории большей части Подмосковья залегание подземных вод находится в верхней толще глинисто-песчаных отложений. Поэтому многие собственники земельного участка на таких горизонтах копают колодцы, бурят скважины и добывают воду без получения соответствующей лицензии.

— Как же в таком случае определить глубину нахождения водоносных горизонтов, которая не требует лицензирования?

— Определить глубину нахождения подземной воды могут только специализированные организации, которые имеют Реестр скважин на данной территории. Поскольку все скважины, которые эксплуатируются из водоносных горизонтов и являются источником обеспечения централизованного водоснабжения, состоят на государственном учете.

— При какой глубине скважин в среднем не требуется получение лицензии?

— Глубина скважины на воду, на пользование которой не нужна лицензия, может быть различной. Как правило, это не более 25 – 30 метров.

— В принципе, обойтись без лицензирования можно путем бурения нескольких неглубоких скважин?

— Не совсем так. Неглубокие водоносные горизонты имеют малую обильность воды, вследствие чего они не способны удовлетворить нужды даже одного коттеджа, в котором проживает 4 человека. Помимо этого, качество воды в таких горизонтах по своему химическому составу значительно отличается от качества подземных вод в глубоком горизонте. Поскольку имеется высокая вероятность загрязнения неглубокого водоносного горизонта с поверхности земли, в особенности, если рядом находится свалка, очистные сооружения, промышленные предприятия и т.д.

— Получается, что для обеспечения комфортного проживания и качественного водоснабжения коттеджных поселков и населенных пунктов необходимо пользоваться более чистыми водами глубоких водоносных пластов?

— Качество воды глубоких водоносных горизонтов, расположенных на территории Подмосковья, очень редко отвечает питьевым стандартам. Это зависит не только от природных факторов формирования химического состава воды, но и длительным техногенным влиянием на нее. Очень часто в этой воде содержатся такие типичные элементы химического состава, как фтор, железо, стронций, литий, соли магния и кальция, показатели которых превышают средние нормы содержания в питьевой воде.

— Это значит, что для доведения добываемой воды до питьевого качества требуются дополнительные материальные затраты на ее очистку?

— Да. Иногда даже затраты на качественную водоподготовку стоят столько же, сколько общие затраты на строительство и организацию системы водоснабжения.

— Расскажите всё-таки о лицензировании.

— Сегодня выдаются два вида лицензий: на добычу подземной воды и на ее геологическое изучение. Помимо этого, лицензию выдают только юридическому лицу или иностранному гражданину – собственнику земельного участка (радиус участка 15-50 метров вокруг скважины).

— То есть гражданин РФ не имеет права получить лицензию?

— Да, это так. Хочу также отметить, что у физического лица достаточно проблематично проверить само наличие лицензии на скважину.

— Сколько времени займет процедура оформления лицензии на добычу подземных вод?

— Лицензия оформляется в несколько этапов. Прежде всего, недропользователю необходимо получить лицензию на осуществление геологического изучения вод. Такую лицензию оформляют не более четырех месяцев. Затем осуществляются работы по подсчету запасов вод в горизонте. Запасы небольших водозаборов рассчитываются на протяжении 6-12 месяцев. Только в таком порядке собственник может получить лицензию на добычу вод, которая оформляется в течение четырех месяцев. То есть общая продолжительность процедуры получения лицензии занимает 1-1,5 года.

— Как подсчитываются запасы подземных вод?

— Подсчет водных запасов – это большой комплекс геологоразведочных исследований. Сегодня осуществление поиска и разведки подземных вод в полном объеме возложено на недропользователя и осуществляется за его счет. Суть подсчета запасов заключается в составлении прогноза работы данного водозабора и экспертной оценки возможного извлечения определенного объема воды в течение расчетного срока (обычно 25 лет). Для обеспечения процесса подсчета запасов производятся полевые, камеральные (работа с архивом, написание отчетов, выполнение расчетов и т.д.) и лабораторные исследования (отбор проб, опытная откачка, химический анализ вод и т.д.).

— Судя по всему, без наличия определенного уровня квалификации у специалистов произвести данные работы невозможно.

— Именно так. Данный вид работ основан на научно-производственных процедурах. В ЗАО «Гидроинжстрой» работают только квалифицированные специалисты. Компания тесно сотрудничает с Российским Государственным Геологоразведочным университетом, отправляет на Государственную экспертизу отчеты по оценке запасов.

— Какие штрафные санкции применяются в случае, если подземные воды добываются без лицензии?

— Иногда штрафы достигают сумм, которые сопоставимы со стоимостью выполнения полного комплекса работ для получения лицензии на добычу вод, включая работы по оценке их запасов. Но даже после уплаты штрафа недропользователь обязан узаконить добычу подземных вод. Поэтому задуматься о лицензировании нужно заранее, тем более если учитывать большие временные затраты данного процесса.

— Сколько стоит весь комплекс работ по лицензированию?

— На стоимость лицензирования влияют множество факторов. Так стоимость комплекса услуг для одиночных водозаборов коттеджного поселка на 100-200 участков составляет менее 1 миллиона рублей. Для более масштабных водозаборов (например, для водоснабжения большого микрорайона города) стоимость работ будет выше.

— Приличная сумма. А как же тогда быть садовым товариществам, для которых такая сумма непосильна?

— С одной стороны это так. Но с другой – никто не отменял ответственности садовых товариществ за незаконную добычу подземных вод. В последнее время этот вопрос обстоит особенно остро. Наша компания оказывает много услуг по оценке запасов подземных вод и лицензированию их добычи, в том числе и для садовых товариществ. Мы понимаем ситуацию и поэтому предоставляем садовым товариществам скидки на выполнение полного комплекса работ.

— Какова средняя стоимость работ по оценке подземных вод в Подмосковье?

— В пределах Московской области стоимость работ по оценке запасов вод может варьироваться в пределах 15-20%. Так, например, в Красногорском районе крайне сложно определить запасы подземных вод, поскольку здесь находится очень много скважин, которые истощают водоносный горизонт данной местности. Такие условия обуславливают проведение дополнительных исследований.

— А есть ли вероятность не получить лицензию на добычу подземных вод?

— Есть в Подмосковье такие районы, где водоносные горизонты испытывают максимально предельную нагрузку. Чтобы определить есть ли предельная нагрузка, необходимо произвести оценку запасов подземных вод. Только проведение специальных исследований позволяет ответить на вопросы, каков объем воды, насколько его хватит, как могут изменяться уровень воды и ее химический состав, каково влияние данного водозабора на соседние и наоборот и т.д.

источник

Основными задачами химического анализа подземных вод в практике гидрогеологических исследований являются:

• изучение закономерностей формирования и распространения подземных вод различного состава;
• оценка состава и свойств подземных вод для питьевого, техни­ческого, сельскохозяйственного, лечебного и других видов ис­следования;
• исследования подземных вод как критерии при поисках место­рождений полезных ископаемых — нефти, газа, солей, раз­личных руд;
• оценка подземных вод как химического сырья для получения йода, брома, бора и других элементов.

Существует четыре типа химических анализов подземных вод: полевой, сокращенный, полный и специальный.

Полевой анализ наиболее прост, он применяется для предвари­тельной характеристики подземных вод района. Его проводят в по­левых условиях в походных гидрохимических лабораториях, часто упрощенными методами. При полевом анализе определяют: физи­ческие свойства воды, ее pH, наличие Сl — , SO 2- ₄ , NO — ₃, HCO — ₃, СО₃ 2- , общую жесткость, присутствие Са 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , NH + ₄ , N0 — ₂, С0_2своб; вычисляют: Na + + К + , карбонатную жесткость, Mg 2+ и общую ми­нерализацию.

Сокращенный анализ . Этот анализ производят более точными методами в стационарных лабораториях. При сокращенном ана­лизе определяют: физические свойства воды, величину pH, содер­жание ионов и компонентов (Сl — , SO 2- ₄ — , NO — ₃, HCO — ₃, СО₃ 2- , Na + , К + , Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , NH + ₄ , N0 — ₂, свободную и агрессивную углекислоту С0₂, Si0₂, окисляемость, сухой остаток, жесткость общую, карбонатную и некарбонатную.

Полный анализ применяется для подробной характеристики хи­мического состава подземных вод. Он производится наиболее точ­ными методами в стационарных лабораториях. Анализ позволяет произвести контроль определений как по сухому остатку, так и по суммам мг-экв катионов и анионов. При полном анализе опре­деляют: физические свойства воды, ее pH, наличие Сl — , SO 2- ₄ — , NO — ₃, HCO — ₃, СО₃ 2- , Na + , К + , Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , NH + ₄ , N0 — ₂, С0_{2 своб} и C0 _2arpec, Si 0 ₂, окисляемость, сухой остаток; вычисляют: жест­кость общую, карбонатную и некарбонатную, С0 _2агрес.

Специальный анализ. Помимо характеристик, определяемых при перечисленных выше типах анализа, этот анализ включает установ­ление специальных показателей (микрокомпонентов, органических веществ, газов, Eh и др.) по особому заданию в соответствии с це­левым назначением исследований. Количество отбираемой для анализа воды зависит от точности и чувствительности анализа и минерализации воды. Чем выше требования к чувствительности и точности анализа, тем больше должен быть объем пробы; пре­сные и слабо минерализованные воды отбирают в ббльших объ­емах, чем сильно минерализованные. При полевом анализе обычно бывает достаточно 0,5 л воды, при сокращенном — от 0,5 до 1,0 л (в зависимости от минерализации), а при полном — от 1,0 до 2,0 л. Для определения неустойчивых (изменяющихся во времени) ком­понентов — С0₂, H ₂ S, 0₂, Fe и др. — применяют специальные ме­тоды отбора и хранения проб.

Результаты химического анализа воды выражают в массовых ко­личествах веществ, растворенных в 1 л (или в 1 кг воды), в эквива­лентных количествах или в процент-эквивалентных количествах (%-экв) воды. В гидрогеологической практике принято массовые количества компонентов выражать в миллиграммах на 1 л (мг/л), а эквивалентные количества ионов — в миллиграмм-эквивалентах (мг-экв) каждого иона в 1 л воды.

Величину сухого (плотного) остатка получают взвешиванием пробы после выпаривания воды. Сумму ионов определяют сумми­рованием массы всех ионов, содержащихся в исследуемой воде. Сумма минеральных веществ — более полное выражение, чем сумма ионов, так как она учитывает и недиссоциированные неор­ганические вещества Si0 ₂ и Fe ₂ 0₃.

В настоящее время принята ионная форма выражения хими­ческих анализов воды. Данные лабораторных анализов подземных

вод, выраженные в мг/л, подвергаются дальнейшей обработке (табл.ниже).

источник