Меню Рубрики

Формула курлова химический анализ воды

ПРИРОДНЫЕ ВОДЫ

Природные воды – все воды земного шара как планеты. В природных условиях вода не встречается в химически чистом виде. Она представляет собой раствор, часто сложного состава, который включает газы (O2 , CO2 , H2S, CH4 и др.), органические и минеральные вещества. В природных водах обнаружено подавляющее большинство химических элементов. Наиболее распространенные ионы: Na + , Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Cl , SO42- , HCO3 , NO3 , а также кремниевая кислота H2SiO3.

Описание природной воды по формуле М.Г. Курлова

Для удобства сопоставления анализов воды существуют различные способы сокращённого изображения состава. Наиболее часто применяется формула М.Г. Курлова – это наглядное изображение химического состава природной воды.

В этой формуле, выражаемой в виде псевдодроби, в числителе пишут в процент-эквивалентах в убывающем порядке анионы, а в знаменателе в таком же порядке катионы. Ионы, присутствующие в количестве менее 10 % экв, в формулу не вносят. К символу иона приписывают его содержание в процент-эквивалентах в целых числах. Впереди дроби указывают величину минерализации (М) в г/л, pH, жёсткость в мг·экв /л и компоненты, специфичные для данного анализа (CO2, H2S, Br , J , радиоактивность и др.). После дроби указывают температуру воды (t C) и дебит источника или скважины в (D), м 3 / сут.

А теперь последовательно рассмотрим составные части формулы М.Г. Курлова.

Водородный показатель – pH

В воде часть молекул всегда находится в диссoциированном состоянии в виде ионов H + и OH . Концентрация недиссоциированной воды считается постоянной, поэтому количество ионов водорода и ионов гидроксила при данной температуре будет тоже величиной постоянной. При t 22 0 С эта величина равна 10 -14 . Чистая вода имеет нейтральную реакцию и количество ионов H + должно быть равно количеству ионов OH .

[H + ] = [OH ] = 10 -7

Это выражение показывает, что при 22 0 С в 1 л чистой воды содержится 10 -7 грамм-молекул воды в ионизированном виде, т.е. 10 -7 грамм-ионов водорода и 10 -7 грамм-ионов гидроксила.

Если [H+] = 10 -7 , то lg [H + ] = -7, а – lg [H + ] = 7

Выражение – lg [H + ] означает pH – отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов.

Если pH 7 — реакция воды щелочная;
pH 9,5 – сильнощелочная.

Жёсткость воды

Жёсткостью воды называется свойство воды, обусловленное содержанием в ней ионов кальция (1/2 Ca 2+ ) и магния (1/2 Mg 2+ ). Единицей жёсткости воды является моль на кубический метр (моль/м 3 ). Числовое значение жёсткости, выраженное в моль /м 3 равно числовому значению жёсткости, выраженному в мг·экв /л. 1 мг/л жёсткости воды отвечает содержанию ионов кальция (1/2 Ca 2+ ) 20,04 мг/л и ионов магния (1/2 Mg 2+ ) 12,153 мг/л.

Виды жёсткости воды

Различают жёсткость воды общую — общее количество содержащихся в воде ионов кальция и магния; устранимую – жёсткость воды, обусловленная наличием в воде карбонатных (CO32- ) и гидрокарбонатных (HCO3 ) ионов солей кальция и магния, удаляемая при кипячении и определяемая экспериментально; неустранимую — разность между общей жесткостью и устранимой жесткостью; карбонатную – сумма карбонатных (CO32- ) и гидрокарбонатных (HCO3 ) ионов в воде; некарбонатную — разность между общей жёсткостью и карбонатной.

По величине общей жёсткости (по А.О. Алекину) различают следующие природные воды:

очень мягкие до 1,5 мг·экв /л
мягкие 1,5 – 3 мг·экв /л
умеренно-жёсткие 3 – 6 мг·экв /л
жёсткие 6 – 9 мг·экв /л
очень жёсткие > 9 мг·экв /л

Минерализация воды. Минерализация (М) воды — концентрация растворённых в воде твёрдых неорганических веществ. Различают характер и степень минерализации.

Характер минерализации обусловлен химическим типом воды. По О.А. Алекину воды делятся на три класса по преобладающему аниону — гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные. Каждый класс подразделяется на три группы по преобладающему катиону — Na + , Ca 2+ , Mg 2+ .

Степень минерализации . Степень минерализации выражают в мг/л или г/л (иногда г/кг) и определяют:

1). По сухому остатку, который получают путём выпаривания природной воды. Если количество воды выражено в мл, концентрацию солей в воде называют минерализацией — М (г/л, мг/л). Если количество воды взято в г, то концентрацию солей в воде называют с о л ё н о с т ь ю — S (г/кг, % 0).

2). По химическому составу природной воды. Определяют как арифметическую сумму весовых количеств всех ионов в 1 л воды:

По степени минерализации (по В.И. Вернадскому, 1931-36 гг.; И.К. Зайцеву, 1958 г.) природные воды подразделяются на:

пресные до 1 г/л;
солоноватые 1 — 10 г/л;
солёные 10 — 50 г/л;
рассолы > 50 г/л

Псевдодробь :

1. Из лаборатории получаем результаты химических анализов воды в мг/л.

2. Полученные исходные данные пересчитываем в мг·экв путём деления результатов анализа в мг/л на э к в и в а л е н т н у ю массу соответствующего иона (табл. 1).

Например: концентрация Ca 2+ 79 мг/л (результат химического анализа (табл. 2), чтобы получить эквивалентную массу кальция, нужно его атомную массу 40,08 разделить на валентность, т.е. 2, получим эквивалентную массу 20,04, затем 79:20,04 = 3,95 мг·экв/л.

Пересчитать в мг·экв форму можно другим способом. Для этого исходные данные в мг/л умножить на соответствующие пересчётные коэффициенты. Величину пересчётного коэффициента получим путём деления е д и н и ц ы на эквивалентную массу.

Пересчётный коэффициент для кальция: 1:20,04 = 0,0499. Для одновалентных ионов эквивалентной массой будет атомная масса.

3. Для вычисления процент – эквивалентов (% · экв.) принимаем сумму мг · экв. анионов (ΣА), 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.

Например: (табл. 2) сумма катионов равна 8,51
8,51 – 100 %
1,52 – х
х = 17,9 % · экв. (Na)

Суммы катионов и анионов, выраженные в мг·экв /л, должны быть равны между собой. Часто точного совпадения цифр в виду погрешностей анализа не бывает. Допустимая неточность анализа (х) определяется по формуле:

Σ А – сумма мг·экв /л анионов;
Σ К – сумма мг·экв /л катионов.

Образец выполнения задания :

В таблицу 2 записываем результаты химических анализов воды, выраженные в 3х формах:

1) мг/л; 2) мг·экв /л; 3) % экв.

Вода, близкая к нейтральной, жёсткая, пресная, гидрокарбонатно-магниево-кальциевая. В название химического состава воды входят ионы, содержание которых ≥ 25 % экв. и называют воду, начиная с анионов от 25 % экв. в возрастающем порядке, затем катионы в таком же порядке.

Вывод : вода пригодна для питья.
Вода не пригодна для питья:

1. с pH > 8,5 и 7 мг·экв /л;
3. с М >1;
4. если хлоридов > 350 мг/л;
5. если сульфатов > 500 мг/л;
6. если Σ Cl + SO4 ≥ 450 мг/л.

Если вода не пригодна для питья, то в выводе перечислить, по каким показателям.

Химические анализы природных вод, мг/л
(в каждом варианте 3 задачи)

© Сибирская государственная геодезическая академия (СГГА), 2010

источник

Наиболее часто используются в практике формула Курлова и формула солевого состава воды.

Формула Курлова – прием наглядного изображения химического состава природной воды. Эта формула представляет собой дробь (ложную дробь, т. к. операция деления не производится), в числителе которой в убывающем порядке записывают содержание анионов (в %-экв), а в знаменателе катионов. В формуле пишутся все доминирующие анионы и катионы, содержание которых более 10 %.

Формула сопровождается дополнительными данными. Перед дробью записывают содержание газов и компонентов, придающих воде специфические свойства (СО2, Н2S, Вг, V, радиоактивность и др.) и общую минерализацию М (в г/л) с точностью до одного десятичного знака. После дроби указывают показатели, характеризующие рН, температуру Т (°С), при наличии данных – дебит Q скважины или источника в м 3 /сут.

В наименование состава воды включаются анионы и катионы, содержание которых превышает 25 %-экв. Название воды записывается через дефис в следующем порядке: сначала по специфическим компонентам и по минерализации, затем по анионному и катионному составу (в порядке увеличения их величин), по величине рН, по температуре.

В качестве примера рассмотрим формулу состава воды:

СО2 1,2 М 2,5 рН 7.8 Т 0 15, Q (л/с).

В нашем примере вода: углекислая, слабосолоноватая сульфатно-гидрокарбонатная магниево-кальциевая, слабощелочная, холодная.

Формулу солевого состава также составляют в виде дроби, в числителе которой записывают анионный состав воды (%-экв) в убывающем порядке, а в знаменателе – катионный. В отличие от формулы Курлова в формуле солевого состава пишутся все анионы и катионы, содержание которых более 1 %. Перед дробью записывают содержание газов и специфических элементов, если они имеются в воде, и общую минерализацию М. Температура и дебит воды не указываются. В названии читаются первые два аниона, а затем первые два катиона.

Общая минерализация воды – это сумма ионов, молекул и различных соединений, содержащихся в воде (табл. 16). Величина ее определяется по сухому остатку, полученному после выпаривания воды. Хорошая питьевая вода должна содержать не более 1 г/л.

Классификация вод по общей минерализации (упрощенная схема)

Общая минерализация воды, г/л Характеристика Химический состав
— ) (HCO3 — –SO4 2- )
1,0–3,0 3,0–10,0 10,0–35,0 Слабосолоноватые, Сильносолоноватые, Соленые. (SO4 2- –Сl — ); (Сl — )
>35 Переходные и рассолы (Сl — )

Концентрация водородных ионов (рН). Этот показатель важен для правильного определения химического состава воды. Определяют индикатором, лакмусовой бумажкой (допустимо для питьевой воды 6,5–8,0). Классификация по величине рН приведена в табл.17.

Классификация подземных вод по величине рН

Значение величины рН Характеристика воды
рН 8,5 Щелочные

Классификация подземных вод по температуре

Температуры воды, º С Характеристика воды
Переохлажденные
0–20 Холодные
20–37 Теплые
37–42 Горячие
42–100 Весьма горячие
>100 Перегретые

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Увлечёшься девушкой-вырастут хвосты, займёшься учебой-вырастут рога 9715 — | 7629 — или читать все.

195.133.146.119 © 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

Классификация О.А. Алекина

Химическая классификация природных вод

Содержание растворенных газов, температура, дебит

Минерализация воды

Определение состава природных вод

2.2.1 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 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 .

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.

Читайте также:  Анализ марганца в воде сам

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

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)

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

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

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

4тип r + =0

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

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

Сульфатные (S)

Хлоридные (Cl)
Гидрокарбонатные (О)

Na
Na
Mg
Mg
Са
Са
Na
Mg
Са

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

Рисунок 8 Классификация природных вод по О.А. Алекину

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).

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).

2.3.3 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 , , Cl 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).

Дата добавления: 2015-06-27 ; Просмотров: 4235 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

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, С02своб; 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, С02 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

При изучении химического состава подзем­ных вод нередко накапливается очень большое количество анализов — полных и кратких. Их бывает трудно сопоста­вить при разнообразии состава вод. Для лучшего обзора полученных аналитических данных предложено несколько способов наглядного написания результатов анализов. Некоторые авторы выражают результаты анализов при помощи формулы М. Г. Курлова. Пересчитанные в мил­лиграмм-эквивалент процентах данные анализа выписыва­ют в виде математической формулы. На первом месте внизу буквы М (масса) плотный остаток в г/л (или сумму мил­лиграмм-эквивалентов), рядом с ним выписывают в мг/л специфичные для данного анализа элементы с указанием их количеств, например, бром, сероводород, редкие эле­менты и пр.; далее данные записывают в виде дроби: в числи­теле анионы в порядке убывания их количеств (символ элемента с показателем при нем числа мг/экв-%), а в знаме­нателе — катионы тем же способом; после дроби даются в виде множителя температура воды ( Т) и величина расхо­да Д (дебита) воды из родника, источника или колодца (в литрах в секунду, в минуту, в час и т. д., согласно сделан­ной оговорке). Так, например, формула:

Она означает, что анализируемая вода содержит 4, 5г растворен­ных солей в 1 л: хлора 48% мг/экв, серной кислоты 40%, нат­рия 62%, магния 34%; температура воды 25° С, а расход воды достигает 2450 л/ч (или в другую условленную величину вре­мени). Написанную выше формулу состава и состояния воды, по Курлову, читают так: солоноватая, хлоридно-сульфатная натриево-магниевая теплая вода. (Следует иметь в виду, что некоторые авторы рассчитывают проценты мг/экв, исхо­дя из суммы мг/экв в 100 %, а другие исчисляют проценты, относя 100 % отдельно к сумме анионов и к сумме катионов, что более удобно.) Пользуясь такими формулами, удобнее сравнивать между собой анализы и классифицировать проанализированные воды по их химическому составу.

В настоящее время предложено заменить при предвари­тельной обработке гидрохимических материалов громозд­кие формулы Курлова, включающие точные химические обозначения анионов и катионов, упрощенными индексами (показателями). К.В. Филатов и С.М. Шагоянц упростили формулу Курлова, заменив обозначения анионов Cl — , SO4, НСО3 русскими буквами X, С, Гк. Обозначений катионов они, не дают, делая упор на клас­сификацию по анионам.

Обозначение анионов и катионов русскими буквами представляет, однако, большое неудобство, так как оно противоречит общепринятой индексации химических эле­ментов латинскими буквами. Индексация русскими буква­ми делает химические формулы недоступными для пони­мания в международном масштабе. Если ограничить упрощение формулы только заменой обозначений анионов (и лишь по ним подразделять состав вод), то лучше исполь­зовать предложение О. А. Алекина обозначать анио­ны бикарбоната буквой С (карбо-уголь), а сульфатного иона — буквой S (сульфур — сера).

О. А. Алекин делит природные воды на группы:

В каждой группе по преобладающему катиону он выделяет классы:

Наконец, каждый класс распадается на виды вод:

Кроме того, удобно заменить псевдодробь Курлова, занимающую две строки текста, однострочным написанием формулы, отделив анионы от катионов квадратными скоб­ками. Например, М 2,5 [С65 S25 С110] [Са75 Mg20 Na5].

Удобны графические выражения результатов анализов.

Если мы имеем дело с сокращенным анализом, при котором определяют из анионов НСО3, SO4, С l — , а из катионов Са 2+ и Na + + К + , то пользуются следующими приемами:

График Роджерса. График состоит из двух параллельных прямоугольных полосок, подразделяемых каждая на 50 или 100 частей в зависимости от того, как ведется суммарный подсчет анионов — на 100 или на 200 %. Перед полосками ставится буква М, с указанием плотного остатка раствора в мг/л или в мг/экв%. Верхняя полоска отводится анионам в таком порядке — Cl — , SO4, НСО3, а нижняя — катионам — Nа + + К + , Са 2+ , Mg 2+ . Такое графическое изображение анализа очень наглядно и облегчает сопоставление результатов анализа. Некоторые авторы меняют положение полосок: одни ста­вят вертикально двумя столбиками, другие накладывают один столбик на другой: получается длинная колонна, нижняя часть которой отводится анионам, а верхняя катионам.

Н. И. Толстихин предложил для этой же цели использовать круг, который делится на 2 половины верти­кальным диаметром. Каждая половина по окружности делится на 50 или 100 частей. Левая половина отводится анионам, а правая катионам. Отмечая на окруж­ности процентное содержание того или иного аниона, катиона, точки-отметки соединяют с центром. Таким обра­зом секторы наглядно указывают на соотношение величин анионов и катионов на кругах, отведенных для отдельных анализов. Если анализов немного и они отличаются друг от друга своими плотными остатками, то круги можно чертить пропорционально плотным остаткам. Накладывая меньший круг на больший, можно очень четко представить себе соотношение в растворе анионов и катионов.

«Треугольник Ферре», широко используе­мый и в других дисциплинах, когда требуется выяснить закономерности в трех составных сочетаниях. Если берут анионы, то в вершинах треугольников располагаются: в верхнем углу НСО3, в нижнем левом С l — , в нижнем пра­вом SO4. Если используют катионы, то в верхнем углу Na + + К + , в левом нижнем Са 2+ , в правом нижнем Mg 2+ . Каждая сторона треугольника делится на 50 или на 100 частей, в зависимости от того, на 100 или на 200 % произ­водился расчет анализа. Количество процентов данного иона убывает от вершины, где стоит его символ, к противо­положным углам. На каждый треугольник можно нанести результаты большого количества анализов и получить ясное представление о соотношении в анализируемых водах анио­нов и катионов. При небольшом количестве анализов можно использо­вать один треугольник для нанесения на него анионов и катионов. При этом анионы и катионы наносятся различ­ными значками, например, анионы точками, а катионы крестиками. Значки аниона и катиона, относящиеся к одно­му анализу, соединяются между собой прямой линией. Таким образом удается сопоставить результаты различных анализов с достаточной наглядностью.

Читайте также:  Анализ летучих органических соединений в воде

Одновременно нанести на график анионы и катионы можно и при пользовании «квадратом Толcтихи на». Нижняя горизонтальная сторона квадрата отводится для Са 2+ + Mg 2+ + Fe 2+ , а верхняя для Na + + К + ; правая вертикальная сторона квадрата отводится для Cl — + SO4, а левая — для НСО3 + СО3. Места нулевых величин находятся в левом верхнем и правом нижнем углах, откуда они нарастают к нижнему левому и верхнему правому углам. Н. И. Толстихин делает свои расчеты на 200%, но можно, конечно, делать их на 100 % суммы катионов и анионов.

Квадрат Н. И. Толстихина состоит из рядов полос вертикальных и горизонтальных.

В вертикальных рядах слева направо убывают количе­ства К + + Na + и нарастают Са 2+ + Mg 2+ . Практически К + никогда не преобладает над Na + ; Са 2+ и Mg 2+ бывают то в равных количествах, то один из них преобладает над другим. Таким образом по средним вертикалям распола­гаются смешанные щелочные и щелочноземельные воды, в крайней левой вертикали — чистые щелочные (натрие­вые) воды, а в крайней правой — чистые щелочноземельные воды.

По горизонтальным рядам сверху вниз убывают бикарбо- натные соли и нарастают сульфаты и хлориды. Следователь­но, в левом верхнем углу скапливаются бикарбонаты натрия, а в левом нижнем углу — хлориды и сульфаты натрия; в правом верхнем углу — бикарбонаты кальция и магния, а в правом нижнем — хлориды и сульфаты кальция и маг­ния.

Так как при построении квадрата приходится пользо­ваться суммами ионов в % мг/экв К + + Na + , Са 2+ + Mg 2+ , Cl — + SO4, то при этом скрадывается соотношение ионов каждой паре.

Раскрыть эти соотношения можно на тре­угольниках, которые, по совету Н. И. Толстихина, следует причлепять к квадрату: один справа, так, чтобы линия SO4 —Сl — представляла продолжение линии Са 2+ + Mg 2+ ; тогда в левом нижнем углу треугольника располагается максимум SO4, в правом нижнем — максимум Cl — , а в верхнем углу — НСО3. Другой треугольник причленя- ется сверху так, что его линия Mg 2 + — Са 2+ продолжает линию Cl — — SO4 квадрата; тогда в ближнем к квадрату углу располагается максимум Mg 2+ , в дальнем — максимум Са 2+ , а в третьем углу — Na + + К + . При таком расположе­нии фигур вертикальные ряды катионов продолжаются в верхнем треугольнике, а горизонтальные ряды анионов — в боковом треугольнике.

источник

ФОРМЫ ИЗОБРАЖЕНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА

ПЛАСТОВЫХ ВОД

Химический анализ природных вод заключается в определении наличия и количества растворенных в ней веществ. По результатам химического анализа оценивают пригодность воды для тех или иных целей. Анализы осуществляют как в стационарных, так и полевых лабораториях с применением различных методик. Различают общий и специальный виды анализов.

Общий анализ – это определение наличия и количества шести главных ионов: Cl — , SO4 2- , HCO3 — , Ca 2+ , Mg 2+ , Na + . Общий анализ, в котором указывается значение плотности и рН воды, называют стандартным.

Специальные анализы более обширны и включают дополнительные исследования, например, для нефтегазопоисковых целей также определяют наличие специфических видов бактерий.

При санитарном анализе определяют отсутствие вредных бактерий, устанавливают значение солености, жесткости, окисляемости и содержание ионов NH4 + , NO2 — , NO3 — . Данный анализ проводят для оценки питьевых свойств воды.

При бальнеологическом анализе дополнительно определяют наличие в воде различных компонентов, характеризующих ее лечебные свойства.

Технический анализ проводят для оценки пригодности воды для ее использования в парокотельных установках, при закачке в нефтяные пласты.

Результаты общего анализа природных и пластовых вод могут быть представлены в разных формах. Различают ионную, эквивалентную и процент-эквивалентную формы.

Ионная форма (С). Принимают, что растворенные в воде соли полностью диссоциируют на ионы. В результате находят количество (массу) каждого из ионов выражают в миллиграммах в одном литре, килограмме или 100 г воды.

Для пресных вод отнесение содержания ионов к единицам массы или объема не имеет значения, для рассолов эти отношения существенно расходятся. При переходе от состава воды, отнесенного к единице объема, к составу, отнесенному к единице массы, содержание отдельных ионов необходимо разделить, а в обратном случае – умножить на ее плотность.

Ионная форма приводится обязательно при всех гидрохимических исследованиях.

Ионная форма не охватывает растворенные газы и некоторые вещества, содержащиеся в виде коллоидных частиц.

Результаты определения солевого состава воды пересчитывают в эквивалентную форму.

Чтобы выразить эквивалентное содержание иона в водном растворе (пластовой воде), необходимо массовую концентрацию (ионная форма) разделить на его эквивалент:

где r (ион) – эквивалентная концентрация иона, г-экв/м 3 , мг-экв/л;

С(ион) – концентрация иона в пластовой воде, г/м 3 , мг/л;

Эквивалентом иона называется эквивалентное (равное по заряду) количество молей тех же ионов, но таких, как если бы каждый из них имел единичный заряд, то есть суммарный заряд эквивалентного количества ионов равен фактическому заряду этих ионов, содержащихся в воде:

где Ми(ион) – относительная молекулярная масса иона;

е – количество зарядов иона.

Значения эквивалентов ионов представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Эквиваленты ионов пластовых вод нефтяных месторождений

Эквиваленты катионов
Na + K + Mg 2+ Ca 2+ NH4 + H + Fe 2+ Fe 3+
18,6
Эквиваленты анионов
Cl — SO4 2- HCO3 Br — I — HS — CO2 2- Нафтен-ионы
35,5 150–200

По принципу электронейтральности растворов сумма катионов, выраженная в эквивалентной форме, равна сумме анионов, выраженной в эквивалентной форме. Используя это равенство, определяют содержание ионов Na + :

r(Na + ) = (r(Cl — ) + r(HCO3 — ) + r(SO4 2- )) – (r(Ca 2+ ) + r(Mg 2+ )

Для определения содержания иона Na + и K + в ионной форме полученную величину умножают на эмпирический коэффициент: 25 – для пресных вод, 24 – для минерализованных.

Процент–эквивалентная форма может быть получена из эквивалентной формы, которая показывает относительную долю, занимаемую разными ионами во всей массе, содержащейся в воде.

Сумму всех ионов, взятых в эквивалентной форме, принимают за 100 %:

Σ r(анионы) + Σ r(катионы) = 100 %-эвк.

Затем вычисляют процент содержания каждого иона – содержание иона в процент-эквивалентной форме.

Пример изображения результатов химического анализа воды представлен в таблице 1.

Таблица 1 – Солевой состав пластовой воды

Содержание ионов в 1 л воды Формы изображения солевого состава (концентрация ионов)
мг мг-экв %-экв
Cl — SO4 2- HCO3 — Ca 2+ Mg 2+ Na + 38065,8 83,9 482,0 1667,7 249,7 — 1073,48 1,74 7,90 82,23 20,53 979,36 49,56 0,08 0,36 3,83 0,95 45,22

К числу форм наглядного изображения состава вод принадлежит формула Курлова – псевдодробь, в числителе указывают содержание главных анионов в процент-эквивалентной форме, в знаменателе – содержание катионов, величины записывают в виде индексов. Содержание ионов располагают в порядке убывания значения процент-эквивалентов. Те ионы, содержание которых менее 1 %-экв не указывают. Перед дробью указывают важнейшие газообразные компоненты и величину общей минерализации воды (г/л), после дроби – температуру воды.

Формула Курлова для солевого состава воды, приведенного в таблице 3 (данные по газам и температуре добавлены):

Дата добавления: 2016-11-20 ; просмотров: 1712 | Нарушение авторских прав

источник

Курлов, 1921, — псевдоформула, наглядно изображающая основные свойства хим. сост. воды. В числителе дроби пишут анионы, в знаменателе — катионы, присутствующие в количестве более 5%-экв. (из расчета, что анионы и катионы составляют по 100 %). Рядом с символом иона указывают содер. его в %-экв. Впереди дроби сокращенно указывают величину минерализации М (в г/л) и недиссоциированные части или газы (в мг/л) и радиоактивность (в эманах), если они придают воде специфические свойства, а в конце дроби — температуру Т (в °С), и дебит Д (в м 3 /сут). Напр.:

Однако рекомендуется вписывать второй анион и катион, даже если его содер. очень незначительно.

Графические методы систематизации химического анализа подземных

Для отображения химического состава подземных вод удобно

использовать метод равносторонних треугольников Ферре или метод

треугольных координат. На каждом графике-треугольнике Ферре можно показать соотношение

трех компонентов (анионов(CI,SO4,HCO3) и катионов(Na,Mg,Ca,K)), а при большем их количестве, близкие

по химическим составам компоненты объединяются в родственные группы:

например, калий с натрием (например, ΣNa++K+), хлор с нитратным ионом. Для выражения анионов используется один треугольник, а для выражения катионов — другой. По данному графику можно определить место подземных вод по классификации. При сопоставлении целого ряда анализов и выяснении генезиса вод с помощью треугольников Ферре (наличии точек, полученных при соотношении трех компонентов, соответствующих фрагменту треугольника) можно раздельно выделять воды хлоридные, гидрокарбонатные и сульфатные, натриевые, кальциевые и магниевые.

Воды зоны аэрации: условия залегания, распространения, питания и

Верхняя часть земной коры залегающая выше уровня грунтовых вод называется зоной временного содержания воды или зоной аэрации. Зона аэрации измеряется от 0 (болота) до 50-100 (пустыни) зоны питания и области расположения. Воды зоны аэрации находятся непосредственно у поверхности Земли и имеют ограниченное распространение и временное существование. К водам зоны аэрации относятся почвенные воды и верховодки. В зоне аэрации могут временно находиться поверхностные воды, идущие на соединение с грунтовыми водами. Эти воды называются верхними водами или верховодкой. Образуются они, как правило, после снеготаяния и дождей.

Грунтовые воды: условия залегания, распространения, питания и

Грунтовыми называют свободные воды первого от поверхности постоянно существующего водоносного горизонта, залегающего в зоне полного насыщения. Область питания грунтовых вод, как правило, совпадает с об­ластью их распространения. Грунтовые воды тесно связаны с ат­мосферными осадками, поверхностными водами и верховодкой и поэтому зональны. В зависимости от условий залегания грунтовых вод различают грунтовый поток и грунтовый бассейн. Первый характеризуется движением воды, происходящим под влиянием силы тяжести в направлении уклона свободной поверхности, второй — наличием в водоупорном ложе понижений и движением воды на отдельном отрезке в восходящем направлении. Грунтовые воды, как и все воды верхней части земной коры, зональны. Их состав закономерно изменяется в соответствии с изменением климатических особенностей территории. Областью разгрузки (дренирования) грунтовых вод являются близлежащие долины рек и оврагов, которые называются местным базисом подземного стока.Зеркало грунтовых вод — свободная поверхность грунтовых вод.

Карты гидроизогипс и гидроизобат. Их анализ.

Карта гидроизогипс — карта, на которой отображается положение зеркала грунтовых вод в виде гидроизогипс.ГИДРОИЗОБАТЫ— линии, соединяющие на плане (карте) точки зеркала подземных вод, расположенные на одинаковой глубине от земной поверхности. Анализ карт дает представление о скорости фильтрации подземных вод, пропорциональной напорному градиенту, величине водопроницаемости и изменении геометрических параметров потока.

Что такое режим рек? От чего зависит режим?

режим реки представляет собой обычный для каждой реки ход изменений уровня, скорости и температуры, а также движения, состава и берегового рельефа, который отвечает за форму реки.Режим реки может зависеть от множества факторов, которые, в свою очередь, зависят от географического расположения, климата, водного питания, рельефа земли, фауны, смены времен года, механического и химического воздействия, а также от природных явлений.По режиму различают реки горные и равнинные.

Межпластовые подземные воды. Основные типы межпластовых

Подземных вод по характеру формирования и режиму (напорные и безнапорные

Межпластовыми водами называют водоносные горизонты, залегающие между двумя водоупорными слоями. В зависимости от условий залегания они могут иметь свободную поверхность или обладать напором.

Межпластовые ненапорные воды встречаются сравнительно редко. Уровень этих вод располагается ниже кровли первого водоупора, то есть водопроницаемый слой не имеет полного заполнения.

По условиям передвижения и характеру напоров эти воды аналогичны грунтовым водам. Однако область питания межпластовых вод не совпадает с областью их распространения. Питание вод происходит на участках выхода водоносного пласта на дневную поверхность или путём фильтрации из рек и других поверхностных водотоков и водоёмов.

Читайте также:  Анализ ливневых и сточных вод

Межпластовыми напорными или артезианскиминазывают воды, залегающие между двумя водоупорными слоями и обладающие гидростатическим напором. В отличии от межпластовых ненапорных вод артезианские воды полностью насыщают водопроницаемый слой от подошвы до кровли. При вскрытии напорного водоносного пласта скважинами вода поднимается выше его водоупорной кровли, а при сильном напоре и низких абсолютных отметках земной поверхности может самоизливаться на поверхность с высотой фонтанирования до нескольких десятков метров.

источник


АНАЛИЗ ПРОМЫШЛЕННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ

Цель работы: познакомиться с понятием предельно допустимой концентрации в окружающей среде.

Защита окружающей среды от загрязнения регламентируется ПДК вредных веществ. ПДК (предельно допустимая концентрация) — это максимальная концентрация (количество вредных веществ в единице объёма: мг/мл, мг/кг, мг/м 3 ), которая при воздействии на протяжении всей жизни человека не оказывает ни на него, ни на окружающую среду в целом вредного воздействия, включая отдалённые последствия.

Это можно выразить формулой:

(1)

где Сi — фактическая концентрация вредного вещества;
ПДКi — предельно допустимая концентрация этого вредного вещества.

При совместном действии нескольких вредных веществ, обладающих однонаправленным (усиление эффекта при одновременном воздействии) действием, их безразмерная суммарная концентрация не должна превышать 1:

С1/ПДК1 + C 2/ПДК2 +. + Ci /ПДКi ≤ 1 (2)

Задача. На берегу озера площадью S км 2 и средней глубиной h м расположено промышленное предприятие, использующее воду озера для технических нужд и затем сбрасывающее загрязнённую воду в озеро. Цикл работы предприятия непрерывный (круглосуточный). Объём сброса сточной воды – L л/сек.

Рассчитать, каким будет загрязнение озера через 1 год. Сделать выводы о промышленном загрязнении озера и дать рекомендации по сохранению озера.

ПДК вредных веществ (ВВ) в воде водных объектов:
Мышьяк – 0,05 мг/л
Ртуть – 0,005 мг/л
Свинец – 0,1 мг/л

Общее загрязнение определяется по формуле:

С = С1/ПДК1 + С2/ПДК2 + С3/ПДК3 = Σ Сi/ПДКi (3)

где Сi – концентрация ВВi в озере после годичного сброса сточных вод в озеро;
ПДКi — ПДК этого ВВi.

Решение задачи рекомендуется выполнять в следующем порядке:

  • определить объем озера и вычислить объём сточной воды, поступающей в озеро за 1 год;
  • определить количество каждого ВВ, поступившего в озеро со сточной водой за год;
  • вычислить концентрацию каждого ВВ в озере после годичного сброса сточных вод по формуле:
Сi = количество ВВi в озере / объём воды в озере; (4)
  • определить общее загрязнение озера предприятием по формуле (3);
  • сделать выводы.

Таблица 1

Исходные данные к задаче ^ ВАРИАНТ № 5

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА N 2

ПРИРОДНЫЕ ВОДЫ

Природные воды – все воды земного шара как планеты. В природных условиях вода не встречается в химически чистом виде. Она представляет собой раствор, часто сложного состава, который включает газы (O2 , CO2 , H2S, CH4 и др.), органические и минеральные вещества. В природных водах обнаружено подавляющее большинство химических элементов. Наиболее распространенные ионы: Na + , Ca 2+ , Mg 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ , Cl , SO42- , HCO3 , NO3 , а также кремниевая кислота H2SiO3.

Описание природной воды по формуле М.Г. Курлова

Для удобства сопоставления анализов воды существуют различные способы сокращённого изображения состава. Наиболее часто применяется формула М.Г. Курлова – это наглядное изображение химического состава природной воды.

В этой формуле, выражаемой в виде псевдодроби, в числителе пишут в процент-эквивалентах в убывающем порядке анионы, а в знаменателе в таком же порядке катионы. Ионы, присутствующие в количестве менее 10 % экв, в формулу не вносят. К символу иона приписывают его содержание в процент-эквивалентах в целых числах. Впереди дроби указывают величину минерализации (М) в г/л, pH, жёсткость в мг·экв /л и компоненты, специфичные для данного анализа (CO2, H2S, Br , J , радиоактивность и др.). После дроби указывают температуру воды (t C) и дебит источника или скважины в (D), м 3 / сут.

А теперь последовательно рассмотрим составные части формулы М.Г. Курлова.

^ Водородный показатель – pH

В воде часть молекул всегда находится в диссoциированном состоянии в виде ионов H + и OH . Концентрация недиссоциированной воды считается постоянной, поэтому количество ионов водорода и ионов гидроксила при данной температуре будет тоже величиной постоянной. При t 22 0 С эта величина равна 10 -14 . Чистая вода имеет нейтральную реакцию и количество ионов H + должно быть равно количеству ионов OH .

Это выражение показывает, что при 22 0 С в 1 л чистой воды содержится 10 -7 грамм-молекул воды в ионизированном виде, т.е. 10 -7 грамм-ионов водорода и 10 -7 грамм-ионов гидроксила.

Если [H+] = 10 -7 , то lg [H + ] = -7, а – lg [H + ] = 7

Выражение – lg [H + ] означает pH – отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов.

Если pH 7 — реакция воды щелочная;
pH 9,5 – сильнощелочная.

Жёсткостью воды называется свойство воды, обусловленное содержанием в ней ионов кальция (1/2 Ca 2+ ) и магния (1/2 Mg 2+ ). Единицей жёсткости воды является моль на кубический метр (моль/м 3 ). Числовое значение жёсткости, выраженное в моль /м 3 равно числовому значению жёсткости, выраженному в мг·экв /л. 1 мг/л жёсткости воды отвечает содержанию ионов кальция (1/2 Ca 2+ ) 20,04 мг/л и ионов магния (1/2 Mg 2+ ) 12,153 мг/л.

Различают жёсткость воды общую — общее количество содержащихся в воде ионов кальция и магния; устранимую – жёсткость воды, обусловленная наличием в воде карбонатных (CO32- ) и гидрокарбонатных (HCO3 ) ионов солей кальция и магния, удаляемая при кипячении и определяемая экспериментально; неустранимую — разность между общей жесткостью и устранимой жесткостью; карбонатную – сумма карбонатных (CO32- ) и гидрокарбонатных (HCO3 ) ионов в воде; некарбонатную — разность между общей жёсткостью и карбонатной.

По величине общей жёсткости (по А.О. Алекину) различают следующие природные воды:

очень мягкие до 1,5 мг·экв /л
мягкие 1,5 – 3 мг·экв /л
умеренно-жёсткие 3 – 6 мг·экв /л
жёсткие 6 – 9 мг·экв /л
очень жёсткие > 9 мг·экв /л

Минерализация воды. Минерализация (М) воды — концентрация растворённых в воде твёрдых неорганических веществ. Различают характер и степень минерализации.

^ Характер минерализации обусловлен химическим типом воды. По О.А. Алекину воды делятся на три класса по преобладающему аниону — гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные. Каждый класс подразделяется на три группы по преобладающему катиону — Na + , Ca 2+ , Mg 2+ .

Степень минерализации. Степень минерализации выражают в мг/л или г/л (иногда г/кг) и определяют:

1). По сухому остатку, который получают путём выпаривания природной воды. Если количество воды выражено в мл, концентрацию солей в воде называют минерализацией — М (г/л, мг/л). Если количество воды взято в г, то концентрацию солей в воде называют с о л ё н о с т ь ю — S (г/кг, % 0).

2). По химическому составу природной воды. Определяют как арифметическую сумму весовых количеств всех ионов в 1 л воды:

По степени минерализации (по В.И. Вернадскому, 1931-36 гг.; И.К. Зайцеву, 1958 г.) природные воды подразделяются на:

пресные до 1 г/л;
солоноватые 1 — 10 г/л;
солёные 10 — 50 г/л;
рассолы > 50 г/л

1. Из лаборатории получаем результаты химических анализов воды в мг/л.

2. Полученные исходные данные пересчитываем в мг·экв путём деления результатов анализа в мг/л на э к в и в а л е н т н у ю массу соответствующего иона (табл. 1).

Например: концентрация Ca 2+ 79 мг/л (результат химического анализа (табл. 2), чтобы получить эквивалентную массу кальция, нужно его атомную массу 40,08 разделить на валентность, т.е. 2, получим эквивалентную массу 20,04, затем 79:20,04 = 3,95 мг·экв/л.

Пересчитать в мг·экв форму можно другим способом. Для этого исходные данные в мг/л умножить на соответствующие пересчётные коэффициенты. Величину пересчётного коэффициента получим путём деления е д и н и ц ы на эквивалентную массу.

Пересчётный коэффициент для кальция: 1:20,04 = 0,0499. Для одновалентных ионов эквивалентной массой будет атомная масса.

3. Для вычисления процент – эквивалентов (% · экв.) принимаем сумму мг · экв. анионов (ΣА), 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.

Например: (табл. 2) сумма катионов равна 8,51
8,51 – 100 %
1,52 – х
х = 17,9 % · экв. (Na)

Суммы катионов и анионов, выраженные в мг·экв /л, должны быть равны между собой. Часто точного совпадения цифр в виду погрешностей анализа не бывает. Допустимая неточность анализа (х) определяется по формуле:

Σ А – сумма мг·экв /л анионов;
Σ К – сумма мг·экв /л катионов.

Образец выполнения задания:

В таблицу 2 записываем результаты химических анализов воды, выраженные в 3х формах:

Вода, близкая к нейтральной, жёсткая, пресная, гидрокарбонатно-магниево-кальциевая. В название химического состава воды входят ионы, содержание которых ≥ 25 % экв. и называют воду, начиная с анионов от 25 % экв. в возрастающем порядке, затем катионы в таком же порядке.

Вывод: вода пригодна для питья.
Вода не пригодна для питья:

1. с pH > 8,5 и 7 мг·экв /л;
3. с М >1;
4. если хлоридов > 350 мг/л;
5. если сульфатов > 500 мг/л;
6. если Σ Cl + SO4 ≥ 450 мг/л.

Если вода не пригодна для питья, то в выводе перечислить, по каким показателям.

Химические анализы природных вод, мг/л
(в каждом варианте 3 задачи)

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ
ВОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ

Экономический ущерб Y (руб./год) от сброса примесей в водохозяйственный участок некоторым источником определяется по формуле

(1)

где γ – множитель, численное значение которого равно 400 (руб./уcл, т);

σк– константа (безразмерная), зависящая от водохозяйственного участка; некоторые значения приведены в приложении 1;

М — приведённая масса годового сброса примесей (усл. т/ год).

Величина М определяется по формуле

(2)

где i — номер сбрасываемой смеси,

А — показатель относительной опасности сброса i-го вещества в водоёмы (усл.т/т);

mi — фактическая масса годового сброса i-й примеси, т/год.

Численное значение величины Ai для каждого загрязняющего вещества определяется по формуле, усл. т/т:

Ai= 1/ПДКi (3)

где ПДКi — ПДК i-го вещества в воде водных объектов рыбохозяйственного, хозяйственно-питьевого или культурно-бытового назначения (приложение 2).

Изложенный метод укрупнённой оценки ущерба от сброса примесей в водоёмы не применяется в случаях, когда сбросы носят залповый характер.

^ Пример расчёта экономической эффективности проведения водоохранных мероприятий

Определить экономический эффект и общую экономическую эффективность защиты водоёма от загрязнения сточными водами завода, расположенного в г. Новосибирске. Капиталовложения строительство очистных сооружений (К) по предварительным подсчётам составляют 130 тыс. рублей, текущие затраты (С) на их эксплуатацию — 50 тыс. руб./год. Среднеустойчивый сброс сточных вод (w) 490 м 3 /сут.
Содержание загрязнителей (К), мг/л:

Содержание загрязнителей (К), мг/л:

Годовой сброс сточных вод (W) определяется по формуле:

W = w (количество дней в году) (4)

W = 490 * 365 =179 * 10 3 м 3 /год.

Значение приведенной * массы годового сброса примесей определяется по формуле

M=Σ(AiKiW) (5)

гдеKi — концентрация i-го вещества, т/м 3 .

Расчёт приведённой массы годового сброса загрязняющих веществ сводим в следующую таблицу:

Определяем годовую оценку ущерба до (Y1) и после (Y2) проведения водоохранных мероприятий на рассматриваемом участке по формуле (1).

Определяем экономическую эффективность проведения запланированных водоохранных мероприятий с учётом данных по капитальным вложениям и текущим затратам. Результаты расчёта сводим в таблицу:

Поскольку R>0, то оцениваемый комплекс водоохранных мероприятий экономически целесообразен.

Объект считается экономически эффективным, если срок окупаемости не превышает 8 лет. При таком сроке окупаемости экономическая эффективность (Эн — нормативная эффективность) равна 0,12 год -1 .

В нашем случае экономическая эффективность капитальных вложений (Э = 0,78 год -1 ) больше нормативной, следовательно мероприятия экономически эффективны.

Выполните самостоятельно расчёт экономической эффективности водоохранных мероприятий завода.

Варианты исходных данных для определения экономической эффективности водоохранных мероприятий приведены в таблице 1.

Значение безразмерной константы σк

источник