Таким образом, общая жесткость воды равна сумме кальциевой и магниевой жесткостей, с одной стороны, и сумме карбонатной и некарбонатной жесткостей с другой.

По величине общей жесткости природных вод уста­новлена следующая классификация: Жо<1,5 мг-экв/кг— жесткость малая; Жо = 1,5- З,0 мг-экв/кг — средняя; Жо=3,0- 6,0 мг-экв/кг — повышенная Жо = 6,0 - 12,0 мг-экв/кг — высокая; Жо >12 мг-экв/кг — очень вы­сокая.

Общей щелочностью воды Що называется выраженная в мг-экв/кг суммарная концентрация содер­жащихся в воде анионов ОН^-, НСО₃^-, СО₃^2-, РО₄^3- , HSiO₃^-, SiO₃^2- и некоторых солей слабых органических кислот (гуматов).

Так как все перечисленные вещества реагируют с ки­слотой, то общая щелочность воды определяется коли­чеством кислоты, затраченной на титрование с индика­тором метилоранжем. В природных водах щелочность обусловливается обычно присутствием бикарбонатов, ги­дратов и гуматов. В зависимости от анионов, обуслов­ливающих щелочность, различают:

а) гидратную ще­лочность Щг, обусловленную концентрацией в воде гидроксильных ионов ОН^- ;

б) карбонатную щелочность Щк, обусловленную концентрацией в воде карбонатных ионов СО₃^2-;

в) бикарбонатную ще­лочность Щб, обусловленную концентрацией бикар­бонатных ионов НСОз^-.

В простейшем случае при отсутствии в воде фосфат­ного и других анионов слабых кислот, кроме карбонат­ного, гидроксильного или бикарбонатного, общая щелоч­ность воды может состоять только из гидратной щелоч­ности; из суммы гидратной и карбонатной щелочностей; только из карбонатной щелочности; из суммы карбонат­ной и бикарбонатной щелочностей; только из бикарбонатной щелочности.

Карбонатную жесткость воды часто называют щелоч­ностью, поскольку карбонатная жесткость обусловлива­ется наличием в воде бикарбонатов и карбонатов каль­ция и магния, т. е. соединений, дающих в растворе анио­ны НСО₃^- и СО3₂^-. В том случае, когда концентрация этих ионов в воде, выраженная в мг-экв/кг, больше об­щей жесткости воды, разность между

(С _НСО3- + С _СО32-) и Жо определяет натриевую щелочность воды, т. е. сум­марную концентрацию в воде бикарбоната и карбоната натрия.

Стабильность воды. Стабильной называется во­да, не способная к выделению отложений карбоната кальция и не являющаяся агрессивной, что обусловли­вается состоянием равновесия между растворенной в во­де свободной углекислотой и ионами кальция. Степень отклонения от стабильности воды характеризуется ее нестабильностью ∆Щ, равной разности между щелочно-стями воды до и после фильтрования через слой мрамор­ной крошки.

Органические вещества. Непосредственное определение концентрации органических веществ в воде практически невозможно, поэтому содержание их приня­то характеризовать косвенным путем, определяя окисляемость воды с применением в качестве окислителя марганцовокислого калия КМпО₄ (перманганата калия) в кислой среде.

Перманганатом калия окисляются не только содержащиеся в воде органические вещества, но и некоторые легкоокисляющиеся минеральные вещества. В то же время некоторые органические вещества перманганатом калия не окисляются. Поэтому окисляемость характеризует содержание органических веществ лишь при­ближенно; в действительности она является некоторым условным показателем, характеризующим наличие в воде легкоокисляющихся перманганатом калия примесей.

Величина окисляемости выражается количеством миллиграммов КМпО₄, затраченных на окисление примесей воды, содержащихся в 1 кг ее. Так как содержащиеся в воде различные органические вещества требуют для своего окисления различных количеств пер­манганата калия, нельзя вычислить содержание органических ве­ществ в воде по величине ее окисляемости путем применения пере­счетных коэффициентов. Содержание органических веществ прибли­женно определяется как разность между сухим и минеральным остатками.

1-4. КАЧЕСТВО ПРИРОДНЫХ ВОД

Поверхностные воды рек, озер и искусственных водо­хранилищ имеют наибольшее значение для водоснабже­ния тепловых электростанций. Качество этих источников водоснабжения определяется количеством и качеством поступающих в них подземных и поверхностных вод , а также стоков от промышленных и коммунальных пред­приятий. Так как количество воды поверхностного стока реки меняется в течение года в значительных пределах (периоды снеготаяния, периоды учащенных и редких дождей и т. п.), меняется также и качество речной во­ды. Сооружение на реках гидростанций с большими во­дохранилищами способствует стабилизации качественных показателей воды этих рек ниже плотин на протяжении года.

Кроме изменения качества речной воды в данном ее месте по времени, следует учитывать также изменение его по длине реки. Это имеет существенное значение для рек с большой протяженностью, в которые впадают при­токи с различным качеством воды.

Воды рек обычно содержат относительно небольшое количество растворенных солей — не больше 500— 600 мг/кг; реки с более минерализованной водой встреча­ются преимущественно в засушливых районах. Основны­ми компонентами химического состава речных вод явля­ются катионы Са^2+, Mg²⁺ и Na+ и анионы НСО₃^- SO₄^2- и CL^-.

Маломинерализованные воды рек содержат пре­имущественно ионы Са²⁺ и НСО₃^-. По мере повышения минерализации речных вод содержание в них ионов Na⁺, SO₄^2- и Cl^- повышается. Содержание растворенного ки­слорода в воде рек бывает близким к растворимости его при данной температуре. Исключением является подлед­ный период, когда содержание кислорода в воде часто бывает ниже его растворимости. Показатель рН речной воды обычно не выходит за пределы 6,5—7,5.

Речные воды, как правило, содержат некоторое коли­чество взвешенных веществ, сильно колеблющееся в за­висимости от времени года и количества выпадающих дождей. Воды средней полосы СССР содержат наиболь­шее количество взвеси в период после вскрытия ледя­ного покрова во время весеннего половодья. Минималь­ное содержание взвешенных веществ в речных водах бывает зимой, когда реки покрыты льдом и в них посту­пают преимущественно подземные (грунтовые) стоки. Зимой речная вода характеризуется повышенными минерализованностью и жесткостью. В летнее время каче­ство речной воды определяется соотношением между ко­личеством и качеством вод подземного и поверхностного стоков, питающих реку.

Реки северных областей СССР имеют сравнительно мягкую воду. Изменение количества воды поверхностных стоков практически почти не сказывается на качестве воды этих рек, так как воды подземных и поверхностных стоков в северных областях по своему качеству близки. Реки южных областей страны отличаются высокой жест­костью, обусловленной высокой жесткостью питающих их грунтовых вод. При сравнительно небольшом количе­стве атмосферных осадков, выпадающих в бассейнах этих рек, разбавляющее действие вод поверхностных сто­ков невелико.

Воды с преобладанием карбонатной жесткости над некарбонатной составляют 80% вод всех рек и озер СССР. Такие воды отличаются малой минерализованностью. Воды с преобладанием некарбонатной жесткости над карбонатной характерны преимущественно для райо­нов Донбасса, Приазовья, Казахстана и обычно характе­ризуются высокой минерализованностью. В засушливых зонах СССР (Донбасс, Казахстан и др.) решающее зна­чение в качестве источников водоснабжения имеют пруды.

Воды океанов и морей имеют примерно одинаковое соотношение концентрации катионов и анионов. Солесодержание вод океанов и открытых морей равно при­близительно 35 г/кг, а солесодержание внутренних морей (Балтийского, Каспийского и Черного) 7,5—16,0 г/кг. Основными компонентами химического состава морских вод являются ионы натрия и хлора. Общая жесткость воды океанов находится в пределах 215—225 мг-экв/кг, в том числе карбонатная жесткость составляет около 15 мг-экв/кг.

Подземные воды отличаются большим разнообрази­ем химического состава. Степень минерализации подзем­ных вод зависит от условий залегания водоносного гори­зонта и колеблется в пределах от 100 мг/кг до несколь­ких граммов на I кг. Воды артезианских скважин при правильном их устройстве, как правило, не содержат взвешенных веществ. Количество растворенного в под­земных водах кислорода бывает обычно меньше предель­ной растворимости кислорода при данной температуре. Нередко подземные воды содержат значительные коли­чества растворенной углекислоты, а также железа и се­роводорода.