2.1.3 Процент – мольная (эквивалентная) форма

Для вычисления содержания каждого иона в процентах (% - моль), сумму эквивалентов анионов (∑ r А) и сумма эквивалентов катионов (∑ r К) принимают в отдельности за 100%,после чего рассчитывают процентное содержание каждого иона по отношению к этой сумме.

Пересчёт в процент – мольную (эквивалентную) форму осуществляется для выявления ионов, преобладающих в исследуемой воде, для сопоставления химического состава подземных вод различной минерализации, с целью классификации этих вод и графического изображения результатов анализа.

2.2 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 Ca²⁺ и Mg²⁺, устранимая представляет собой ту часть жёсткости, которая вызывается бикарбонатами Ca²⁺ и Mg²⁺ и устраняется кипячением воды, постоянная равно общей жёсткости минус устранимая. Общая жёсткость принято выражать в миллиграмм – моль (эквивалент) на дм³ (ммоль/дм³) и в немецких градусах (^оН). Миллиграмм – моль жёсткости соответствует раздельному содержанию в дм³ воды эквивалентных количеств Ca²⁺ , Mg²⁺ и CaО, а именно 20,04 мг Ca²⁺ , 12,16 мг Mg²⁺ 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/дм³ находится суммированием содержания иона Ca²⁺ и Mg²⁺ в молярной форме. Умножая полученную величину на 2,8 находим общую жесткость в немецких градусах.

2.2.2 Минерализация воды

Минерализация воды определяется содержанием растворенных минеральных веществ и рассчитывается как арифметическая сумма весовых количеств всех ионов в дм³ воды. При подсчете минерализации суммарное содержание ионов, выраженное в миллиграммах на дм³ переводится в граммы, с округлением до первого знака после запятой.

Пример: сумма ионов составляет 14176 миллиграмм, минерализация воды 14,2 г/ дм³.

2.2.3 Содержание растворенных газов, температура, дебит

Полный химический анализ воды предусматривает определение растворенных газов (СО₂, Н₂S и др.) содержание которых выражается миллиграммами на дм³ (мг/ дм³). При полевых исследованиях устанавливается температура природных вод (Т) и определяется дебит источников или скважин путем замера вытекающей или откачиваемой из них воды.

Дебит (Д) выражается литрами в секунду (л/с) или кубометрами в сутки (м³/сутки).

2.3 Химическая классификация природных вод

2.3.1 Классификация о.А. Алекина

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)

1. тип r > r Ca²⁺ + r Mg²⁺ (гидрокарбонатный натриевый),

2. тип r < r Ca²⁺ + r Mg²⁺ (сульфатный натриевый),

3. тип r + < r Ca²⁺ + r Mg²⁺ или r Сl^- >r Na⁺

4. тип r + =0

3 тип подразделяется: 3_а rCl^- < r Na⁺+ r Mg²⁺ (хлормагниевый),

3_б rCl^- < r Na⁺+ r Mg²⁺(хлоркальциевый).

Природные воды

Гидрокарбонатные (О)

Сульфатные (S)

Хлоридные (Cl)

Са

Mg

Na

Са

Са

Mg

Mg

Na

Na

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).