Вопрос 9. Анализ воды и способы его выражения.

Анализ воды – это определение ее хим, газового, микробиол состава.

Бывают: полевые, сокращенные и полные.

ПОЛЕВОЙ: выполняется в полевых усл-ях с помощью походных лабораторий. Включает определение физ свойств, pH, Cl^-, SO₄^2-, NO₃^-, HCO₃^-, CO₃^2-, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, CO₂, H₂S, O₂. Вычислением находят Na⁺ + K⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, карб жесткость, сумму мин веществ. Проводят в большом кол-ве с целью установления предварительной хар-ки состава подземных вод.

СОКРАЩЕННЫЙ: определяют pH, Cl^-, SO₄^2-, NO₃^-, HCO₃^-, CO₃^2-, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, NH₄⁺, NO₂^-, CO₂, H₂S, H₂SiO₂; окисляемость сухого остатка. Вычислением находят Na⁺ + K⁺, жесткость общую и карбонатную, СО₂ агрессивную. Осуществляют в стационарной лаборатории и более точными методами. Выполняют при массовых определениях в период поисков подземных вод для получения предварительной сравнительной хар-ки по нескольким водоносным горизонтам.

ПОЛНЫЙ: определение физ свойств, pH, Na⁺, K⁺, Ca²⁺ и вышеперечисленных анионов и катионов, окисляемость сухого остатка. Вычисляется жесткость общая, карбонатная, СО₂ агрессивная. Проводится при детальном изучении водоносных горизонтов.

Результаты хим анализа выражаются по разному. В наст время осн форма выражения хим анализа явл-ся ионная. Поскольку в растворе молекулы солей распадаются на катионы и анионы, те и другие долны нах-ся в эквивалентных кол-ах.

Для того, чтобы рез-ты анализов воды, выраженные в ионной форме, перевести в эквивалентную, надо кол-во каждого найденного элемента, выраженное в мг/л, разделить на его эквивалентный вес. Эквивалентный вес – атомный вес элемента, деленный на его валентность.

Вопрос 10. Классификация подземных вод по химическому составу.

По общей минерализации в большинстве классификаций выделяются 4 группы подземных вод: пресные воды (до 1 г/л), солоноватые (1-10 г/л), соленые (10-50 г/л) и рассолы (>50 г/л).

По классификации Алекина: по преобладающему аниону все воды делятся на классы: гидрокарбонатный (С) сульфатный (S) и хлоридный (Cl). На следующем уровне каждый из классов делится на 3 группы по преобладающему катиону: кальциевая (Ca), магниевая (Mg) и натриевая (Na) группы.

Далее делятся на 3 группы каждая:

I – HCO₃^- > Ca²⁺ + Mg²⁺

II – HCO₃^- < Ca²⁺ + Mg²⁺

III – Cl^- > Na⁺, Cl^- < Na⁺ + Mg²⁺

IV – Cl^- > Na⁺ + Mg²⁺

Вопрос 11. Виды воды в горных породах.

Виды воды в горных породах:

ПАРООБРАЗНАЯ. Заполняет вместе с воздухом незанятые водой пустоты в почве и г/п. обладает большой подвижностью и перемещается от мест с большой упругостью к местам с малой упругостью паров, или от более влажных к менее влажным.

СВЯЗАННАЯ. Удерживается на поверхности пород силами, во много раз превышающими силы тяжести – поэтому подвижность ее значительно меньше. Подразделяют на: прочносвязанную (адсорбционная, гигроскопическая) и рыхлосвязанную (пленочную); в совокупности наз-ся молекулярной водой. Max кол-во молекулярной воды наз-ся максимальной молекулярной влагоемкостью. Она хар-ет инженерно-геол свойства породы. Для песков 1-7, супесей 9-13, суглинков 15-23, глин 25-40%.

Адсорбционная: обр-ся в рез-те сгущения паров на поверхности мин частиц. Эта вода удерживается на поверхности адсорбционными силами и движется с трудом. По свойствам близка к свойствам твердого тела.

Гигроскопическая: удерживается на пов-ти породы молекулярными и электрическими силами сцепления и перемещается только при переходе в парообразное состояние. Кол-во этой воды зависит от влажности, темп-ры, давления воздуха. Содержится в значит кол-ве в м/з и глинистых породах, меньше – в крупнозернистых. Для определения кол-ва этой воды в породе свежий образец взвешивают, затем высушивают при темп-ре 105-120 до постоянного веса. Разность в весе дает кол-во воды.

Пленочная: облекает частицы породы, но не в виде отдельных частичек воды, а в виде пленки (толщина доли микрометра). Удерживается под влиянием сил молекулярного притяжения.

КАПИЛЛЯРНАЯ. Может обр-ся в местах соприкосновения мин частиц в виде отдельных капель.

ГРАВИТАЦИОННАЯ. Нах-ся в свободном состоянии под действием силы тяжести. Заполняет все имеющиеся промежутки в горной породе. Кол-во ее зависит от гранулометрического состава пород, размера пор, трещин. Различают инфильтрационные (просачивающиеся через слой породы сверху вниз) и фильтрационные (перемещающиеся в водоносном пласте) воды.

Инфильтрационные – распространяются в зоне аэрации, появление и кол-во связаны с деят-стью атмосферных вод. Подразделяются на: собственно инфильтрационные (атм осадки, просачивающиеся до зоны насыщения пород водой, обр-щей водоносный горизонт) и инфлюационные (свободно перемещающиеся по трещинам и пустотам в толще пород).

Фильтрационные – перемещаются в пласте от высоких гипсометрических отметок к низким. На больших глубинах движение связано в осн с появлением давления, создающего фильтрационный поток воды из уплотняющихся осад пород, развитием тект напряжений и магм процессов, обуславливающих возникновение восходящих потоков глубинных вод.

ВОДА В ТВ СОСТОЯНИИ. Лед широко распространен в верхней части литосферы, участвует в обр-нии многолетней, сезонной и кратковременной мерзлоты.

Хим связанные воды разделяют на кристаллизационные и конституционные. Наиболее распространены кристаллизационные – присутствуют в кристаллической решетке минералов виде единичных молекул или их групп. Может быть выделена из минерала при темп-ре до 300 гр. Мин-лы: сода, мирабилит. Ионы ОН и Н представляют собой конституционные воды, превращающиеся в воду после выделения из мин-ов.