3. Оценка уровня жесткости воды.

Жесткость - свойство воды, снижающее ее потребительсие качества. Жесткость проявляется в образовании накипи на стенках сосудов при нагревании в них воды, в поглощении мыла, отрицательных вкусовых качествах воды.

Жесткость природных вод объясняется наличием в них растворенных солей кальция, магния и других поливалентных металлов.

Рис.7

Различают четыре вида жесткости:

• Общая жесткость, вызванная суммарным содержанием карбонатных, гидрокарбонатных и сульфатных солей кальция и магния. Численно равна сумме концентраций кальция и магния, выраженных в мг-экв/л.

• Карбонатная жесткость, вызванная сумммарным содержанием карбонатных и гидрокарбонатных солей кальция и магния. Численно равна концентрации только гидрокарбонатного иона, выраженной в мг-экв/л, так как карбонат-ион в учебных задачах не определен. Однако, если концентрация гидрокарбонатного иона в пробе превышает суммарную концентрацию кальция и магния (общую жесткость), то "излишки" гидрокарбоната не относятся к понятию "карбонатная жесткость". В этом случае карбонатная жесткость равна общей.

• Устранимая жесткость, вызванная содержанием гидрокарбонатных солей кальция и магния. В учебных задачах совпадает с карбонатной.

• Неустранимая (постоянная) жесткость, вызванная карбонатными и сульфатными солями кальция и магния. Численно равна разности между общей и карбонатной жесткостью.

3. Классификация по общей жескости

Табл. 4. Классификация природных вод по общей жесткости (мг-экв/л)

Очень мягкие	<1,5
Мягкие	1,5-3
Умеренно жесткие	3-6
Жесткие	6-9
Очень жесткие	>9

3. Рассчет эквивалент-процентных концентаций.

Для каждого компонента раствора после рассчета миллиграмм-эквивалентных содержаний вычисляются содержания процентные. Для этого составляется пропорция следующего вида:

Сi  100 %

Ci  Х %

Где Сi - концентрация i-го компонента раствора, мг-экв/л,

Х - процентное содежание i-го компонента раствора.

3. "Формула Курлова".

Для выражения химического состава подземных вод используется форма записи, предложенная М.Г. Курловым (1935). Эквивалент-процентные содержания макрокомпонентов (см.п.5) записываются в виде псевдодроби. Впереди дроби обозначается минерализация, г/л, в числителе - анионы в убывающем порядке, в знаменателе - катионы в том же порядке. После дроби отмечаются газовый состав, температура воды и специфические компоненты. Процентные содержания округляются до целых чисел. Компоненты, содержания которых не превышают одного процента, не отражаются в формуле.

Например:

Cl₂₉SO⁴₁₄HCO³₇

M0,9 

Na₃₂Ca₁₅Mg₃

3. Классификация О.А. Алекина (по книге О.А. Алекина "Основы гидрохимии", Ленинград, Гидрометеорологическое издательство, 1970.).

Классификация сочетает принцип деления по преобладающим анионам и катионам с делением по количественному соотношению между ними. Все природные воды делятся сначала по преобладающему аниону (по эквивалентам) на три класса: гидрокарбонатных и карбонатных (НСО₃^-+СО₃^2-), сульфатных (SO₄^2-) и хлоридных вод (Cl^-) (рис. 8). Каждый класс по преобладающему катиону подразделяется далее на три группы: кальциевую, магниевую и натриевую. Каждая группа в свою очередь подразделяется на четыре типа вод, определяемых соотношением между ионами в эквивалентах:

1. НСО₃^- > Ca²⁺+Mg²⁺

2. НСО₃^- < Ca²⁺+Mg²⁺ < НСО₃^- + SO₄^2-

3. НСО₃^- + SO₄^2- < Ca²⁺+Mg²⁺

4. НСО₃^- = 0

• Воды типа I образуются или в процессе химического выщелачивания изверженных пород, или при обменных процессах Ca²⁺ и Mg²⁺ на Na⁺. Эти воды чаще всего маломинерализованные, исключение составляют бессточные озера, питаемые подобными водами.

• Воды типа II - смешанные. Состав их может быть связан гинетически как с осадочными породами, так и с продуктами выветривания изверженных пород. К этому типу относятся воды большинства рек, озер и подземные воды малой и умеренной минерализации.

• Воды типа III - метаморфизованные. Они включают какую-то часть сильноминерализованных вод или вод, подвергшихся катионному обмену Na⁺ на Ca²⁺или Mg²⁺. К этому типу относятся воды океана, морей, лиманов реликтовых водоемов и подземные сильноминерализованные воды.

• К типу IV, характеризуемому отсутствием НСО₃^-, относятся кислые воды. Это воды болотные, шахтные, вулканические или, наконец, воды, сильно загрязненные промышленными стоками. Естественно, что вод типа IV нет в классе карбонатных, а находятся они только в сульфатном и хлоридном классах, где в свою очередь не может быть вод типа I.