Содержание
- 2. План лекції Фізичні властивості природних вод. 2 Хімічний склад природних вод. Лекція: Фізичні властивості та хімічний
- 3. 1. Фізичні властивості природних вод Підземна вода, що циркулює в порах і пустотах гірських порід, має
- 4. У зв’язку з дуже різноманітними умовами формування, склад підземних вод характеризується великою кількістю хімічних типів. В
- 5. До основних фізичних властивостей п. вод, які визначаються при гідрогеологічних дослідженнях, належать: температура, прозорість, колір, запах,
- 6. Прозорість підземної води залежить від кількості суспендованих у ній твердих мінеральних речовин і колоїдів. Підземні вод
- 7. Колір підземної води певною мірою характеризує якість води. Зовсім чиста вода не має кольору, а у
- 8. Смак підземної води залежить від кількості розчинених у ній мінеральних речовин і органічних домішок. Вода з
- 9. Питома вага – це вага одиниці об’єму води. Вимірюється в г/см3. Зображають питому вагу у вигляді
- 10. 2. Хімічний склад природних вод 10 Лекція: Фізичні властивості та хімічний склад природних вод Хімічний склад
- 11. Загальна мінералізація – це сума іонів, недисоційованих молекул і колоїдів, які є у воді. Величину мінералізації
- 12. Реакція води – залежить від концентрації іонів водню H+. У нейтральній воді при температурі 18oC кількість
- 13. Реакцію води визначають за показником рН, який є логарифмом концентрації [H+], взятому з протилежним знаком: рН
- 14. Окислювально-відновний потенціал (Eh). Поведінка хімічних елементів у підземних водах залежить значною мірою від окислювально-відновного потенціалу води
- 15. Жорсткість води. Пов’язана з наявністю у водному розчині іонів Ca2+ та Mg2+. Жорсткі води мають ряд
- 16. Іноді виділяють ще карбонатну жорсткість, яка відповідає вмісту у воді гідрокарбонатних (та карбонатних) солей Ca2+ та
- 18. Скачать презентацию
План лекції
Фізичні властивості природних вод.
2
Хімічний склад природних вод.
Лекція:
План лекції
Фізичні властивості природних вод.
2
Хімічний склад природних вод.
Лекція:
1. Фізичні властивості природних вод
Підземна вода, що циркулює в порах
1. Фізичні властивості природних вод
Підземна вода, що циркулює в порах
Процес формування хімічного складу підземних вод відбувається тільки в результаті геологічно зумовлених порушень рівноваги в системі порода – вода – газ – жива речовина.
Основною і безпосередньою причиною виникнення протиріч у цій системі є тектонічні рухи, які зумовлюють геологічну проточність або закритість району, сучасний і давній рельєф, кліматичні умови нашого часу та палеоепох і т.п.
3
Лекція: Фізичні властивості та хімічний склад природних вод
У зв’язку з дуже різноманітними умовами формування, склад підземних вод
У зв’язку з дуже різноманітними умовами формування, склад підземних вод
Часто в підземних водах у значних концентраціях зустрічаються елементи і сполуки, зовсім нехарактерні для поверхневих вод. Так, у районах сульфідних родовищ або на ділянках поширення миш’якових сполук підземні води збагачені на миш’як, мідь, марганець, цинк. В цих водах у великих концентраціях міститься вільна сірчана кислота. Води нафтових родовищ у великих кількостях вміщують йод, бром і бор.
Процеси, які виникли внаслідок взаємодії підземних вод і гірських порід, не тільки впливають на формування хімізму підземних вод, а в ряді випадків змінюють гірські породи (оглеєння, окременіння, огіпсування тощо). Хімічне перетворення гірської породи під впливом підземних вод називається катагенезом.
Лекція: Фізичні властивості та хімічний склад природних вод
4
До основних фізичних властивостей п. вод, які визначаються при гідрогеологічних
До основних фізичних властивостей п. вод, які визначаються при гідрогеологічних
температура, прозорість, колір, запах, смак, питома вага, а іноді й електропровідність.
Температура підземних вод коливається залежно від кліматичних умов, глибин залягання, умов живлення і циркуляції. Найнижчі – в зонах вічної мерзлоти – з t < 0 oC; у деяких ісландських і японських гейзерах ці води перегріті (t вище 100 oC ). Температура неглибоких ґрунтових вод часто має сезонні коливання і змінюється в різні періоди року від 5 до 20 oC.
Температура підземних вод певною мірою впливає на їх хімічний склад. При збільшенні температури зростає ступінь дисоціації води і швидкість дифузії, інтенсивніше протікає більшість хімічних реакцій, зростає розчинність солей.
Фізичні властивості підземних вод.
Лекція: Фізичні властивості та хімічний склад природних вод
5
Прозорість підземної води залежить від кількості суспендованих у ній твердих
Прозорість підземної води залежить від кількості суспендованих у ній твердих
Каламутність води визначається порівнянням з каламутністю спеціально виготовлених еталонів. Вона зменшується при відстоюванні і очищенні фільтрами.
Лекція: Фізичні властивості та хімічний склад природних вод
6
Колір підземної води певною мірою характеризує якість води. Зовсім чиста
Колір підземної води певною мірою характеризує якість води. Зовсім чиста
Здебільшого підземні води безбарвні. Найменше забарвлення п.в. (навіть слабке) вимагає перевірки їх хімічного та бактеріологічного складу.
Визначити колір води можна порівняннями її з дистильованою водою в поруч поставлених на білому фоні циліндрах.
Лекція: Фізичні властивості та хімічний склад природних вод
7
Смак підземної води залежить від кількості розчинених у ній мінеральних
Смак підземної води залежить від кількості розчинених у ній мінеральних
Запах підземної води звичайно свідчить про те, що в ній відбуваються процеси розпаду органічних речовин. Наприклад, болотні води мають специфічний болотний запах, сірководневі – тухлий.
Підземні води, як правило, не мають запаху. Воду із запахом не можна рекомендувати для водопостачання. Винятком є сірководень неорганічного походження, який при аеруванні води (розпиленні на повітрі) легко і безслідно виділяється.
Лекція: Фізичні властивості та хімічний склад природних вод
8
Питома вага – це вага одиниці об’єму води. Вимірюється в
Питома вага – це вага одиниці об’єму води. Вимірюється в
Електропровідність підземних вод зумовлена наявністю в них розчинних солей – електролітів. Величина електропровідності води мало залежить від виду розчинних солей, але дуже змінюється при збільшенні або зменшенні загальної мінералізації води. Мірою електропровідності є питомий електричний опір води, який здебільшого обернено пропорційний концентрації розчинених солей.
Прісні питні води характеризуються незначною електропровідністю.
Лекція: Фізичні властивості та хімічний склад природних вод
9
2. Хімічний склад природних вод
10
Лекція: Фізичні властивості та хімічний
2. Хімічний склад природних вод
10
Лекція: Фізичні властивості та хімічний
Хімічний склад підземних вод є одним з основних показників їх якості при використанні води для різноманітніших потреб.
Особливість хімічного складу води і її загальна мінералізація залежать від кількості і якісного складу розчинених у ній солей та газів. Розчинені у воді солі перебувають у дисоційованому стані (у вигляді простих і складних іонів) і у вигляді недисоційованих молекул. Найбільш поширеними складовими частинами розчиненого у воді мінерального залишку є натрій Na+, калій K+, кальцій Ca2+, магній Mg2+, хлор Cl-, сульфат SO42-, гідрокарбонат HCO3-, карбонат CO32-, оксиди заліза, кремнію і алюмінію, аміак NH4+, нітрат NO3-, нітрит NO2- та ін.
Крім того, в підземних водах є гази: кисень O2, вуглекислий газ СO2, сірководень H2S, азот N2, метан СН4, водень Н2, і водяна пара Н2О.
Загальна мінералізація – це сума іонів, недисоційованих молекул і колоїдів,
Загальна мінералізація – це сума іонів, недисоційованих молекул і колоїдів,
1) експериментально найденим сухим залишком;
2) сумою іонів;
3) сумою мінеральних речовин (іонів і недисоційованих молекул). Загальну мінералізацію підземних вод виражають у міліграмах на 1 дм3 або в грамах на 1 дм3.
Діапазон загальної мінералізації підземних вод широкий. У природі зустрічаються підземні води із загальною мінералізацією від десятків мг на 1 дм3 до сотень грамів на 1 дм3 у глибоких горизонтах занурених структур і в районах соляних родовищ.
Мінералізація питної води не повинна перевищувати 1,0 г/дм3. Використання води з більшою мінералізацією допускається тільки при відсутності інших джерел водопостачання, але за обов’язковою згодою з органами санітарного нагляду. У посушливих, бідних на підземні і поверхневі води районах для пиття нерідко використовують воду з мінералізацією до 2,5-3,0 г/дм3.
Лекція: Фізичні властивості та хімічний склад природних вод
11
Реакція води – залежить від концентрації іонів водню H+. У
Реакція води – залежить від концентрації іонів водню H+. У
[H+] = [ОН-] = √10 –14 = 10 –7 г-іон/дм3.
Проте в багатьох підземних водах ця рівновага порушується, і концентрація дисоційованих водневих іонів виявляється більшою або меншою ніж 10 –7. Тоді вода має кислу або лужну реакцію. При концентрації водневих іонів H+ більше 10–7 розчини мають кислу реакцію; природно, що в таких розчинах концентрація гідроксильних іонів ОН- відповідно менша 10–7. Якщо розчин має лужну реакцію, концентрація водневих іонів у ньому менша 10–7, а гідроксильних іонів – більша 10–7.
Лекція: Фізичні властивості та хімічний склад природних вод
12
Реакцію води визначають за показником рН, який є логарифмом концентрації
Реакцію води визначають за показником рН, який є логарифмом концентрації
рН = − lg[H+].
Таким чином, при нейтральній реакції води рН =7, при лужній рН >7, при кислій реакції рН< 7.
рН підземних вод – здебільшого від 6 до 8.
Від реакції підземної води залежить багато хімічних властивостей.
Кислі і слабокислі води (рН< 6) сприятливі для міграції іонів багатьох мікроелементів: Ba2+, Ra2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+, Cr3+, Fe2+, Mn2+, Ni2+. У лужних водах багато з цих елементів слабкорухливі.
Лекція: Фізичні властивості та хімічний склад природних вод
13
Окислювально-відновний потенціал (Eh). Поведінка хімічних елементів у підземних водах залежить
Окислювально-відновний потенціал (Eh). Поведінка хімічних елементів у підземних водах залежить
Фізична величина окислювально-відновної системи електрометричним методом і порівнюється з потенціалом нормального водневого електрода, взятого рівним нулю. Величина Eh природних вод вимірюється у вольтах і може бути більша або менша 0 (тобто потенціалу нормального водневого електрода).
14
Лекція: Фізичні властивості та хімічний склад природних вод
Жорсткість води. Пов’язана з наявністю у водному розчині іонів Ca2+
Жорсткість води. Пов’язана з наявністю у водному розчині іонів Ca2+
утворюють накип у чайниках і котлах, погано змилюються, в них погано розварюються овочі;
жорсткі води непридатні для технічного використання на багатьох підприємствах.
Жорсткість води зумовлюють також іони заліза, алюмінію, марганцю, барію і стронцію, але оскільки вони є в підземних водах у дуже незначних кількостях, то при обчисленні жорсткості води їх не враховують.
Розрізняють загальну, усувну і постійну жорсткість.
Загальна жорсткість зумовлена вмістом суми всіх солей лужноземельних металів (Ca2++Mg2+).
Усувна жорсткість відповідає тій частині кальцію і магнію, яка при кип’ятінні випадає в осад.
Постійна жорсткість – це різниця між величиною загальної та усувної жорсткості.
15
Лекція: Фізичні властивості та хімічний склад природних вод
Іноді виділяють ще карбонатну жорсткість, яка відповідає вмісту у воді
Іноді виділяють ще карбонатну жорсткість, яка відповідає вмісту у воді
У колишньому СРСР жорсткість води виражали у міліграм-еквівалентах Ca2+ і Mg2+ на 1 дм3 води.
1 мг-екв/дм3 відповідає вмісту 20,04 мг/дм3 Ca2+ або 12,16 мг/дм3 Mg2+.
Загальна жорсткість джерел централізованого водопостачання (згідно ДЕСТ-ів) не повинна перевищувати 7 мг-екв/дм3. Тільки в деяких випадках за згодою санітарних установ допускається підвищена жорсткість, але не більш як 14 мг-екв/дм3.
16
Лекція: Фізичні властивості та хімічний склад природних вод