- •Характеристика химического состава и оценка свойств подземных вод.
- •Часть 1. Общие сведения о химическом составе и
- •2. Основные компоненты и факторы формирования химического состава подземных вод.
- •2.1. Основные компоненты химического состава подземных вод:
- •2.2. Факторы формирования химического состава подземных вод.
- •3.Ионный состав воды и свойства воды, зависящие от ионного состава.
- •3.5. Кислотность (щелочность) воды.
- •4.Аналитическая обработка данных по ионному составу воды
- •4.1. Формула Курлова.
- •Классификация ионного состава воды о.А. Алекина.
- •Графические способы изображения химического состава воды. Диаграмма.
- •5.2. Графики-треугольники.
- •График-квадрат (квадрат Толстихина).
- •Характеристика и оценка свойств воды.
- •1.Записать исходные данные об ионном составе воды в виде таблицы.
- •Пересчитать содержание ионов из ионной в эквивалентную форму.
- •4. Подсчитать сумму катионов и анионов (в мг-экв/л).
- •1.Составить формулу Курлова.
- •2.2. Дать название воды по формуле Курлова.
- •2.4. Дать полное название воды по классификации Алекина и привести краткую его запись.
- •1. Построить диаграмму.
- •1.2. Составить диаграмму анионного состава.
- •3.2. Нанести данные химического анализа на графики-треугольники.
- •3.3. Нанести данные химического анализа на график-квадрат (квадрат Толстихина).
- •Контрольные вопросы:
- •Контрольные вопросы:
- •Устранимая жесткость (карбонатная).
- •Контрольные вопросы:
- •Определение пригодности воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
- •Контрольные вопросы по лабораторной работе «характеристика химического состава и оценка свойств подземных вод».
- •Задание к Лабораторно-практической работе по гидрохимии на тему «Обработка результатов химического анализа подземных вод»
- •Гречин п.И., Арешин а.В. Ушанова е.А. Характеристика химического состава и оценка свойств подземных вод. Изд-во мсха. Любое издание.
- •Приложения
- •Атомные веса химических элементов, наиболее часто встречающихся при анализе воды
- •Задания по геологическим картам:
- •Горизонтальное залегание
Задание к Лабораторно-практической работе по гидрохимии на тему «Обработка результатов химического анализа подземных вод»
Порядок выполнения работы:
Выписать исходные данные; занести их в соответствующие графы таблицы 1
Для каждой из проб пересчитать содержание ионов из весовой в эквивалентную форму; результаты занести в соответствующие графы таблицы 1
Пересчитать содержание основных ионов из эквивалентной в эквивалент-процентную форму (рассчитать процентное содержание каждого из основных ионов, отдельно для катионов и отдельно для анионов); результаты занести в соответствующие графы таблицы 1
Построить столбчатые диаграммы для каждой из проб
Составить для каждой из проб формулу Курлова и формулу солевого состава
Нанести результаты анализа каждой из проб на треугольники Ферре (две пробы на треугольник для катионов, две пробы – на треугольник для анионов)
Нанести результаты анализа обеих из проб на квадрат Толстихина. Определить номер каждой из проб по классификации Толстихина
Используя построенные диаграммы произвести сравнение химического состава проб. В чём сходство и различие в химическом составе воды в пробах? Может ли вода в обеих отобранных пробах принадлежать одному и тому же водоносному горизонту?
Определить название воды в каждой из проб по классификации Алёкина
Определить степень минерализации воды в каждой из проб; дайте оценку минерализации воды в каждой из проб по классификации Вернадского
Определите жесткость воды в каждой из проб; Дайте оценку воды в каждой из проб
Дайте оценку пригодности воды в каждой из проб для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Литература:
Гречин п.И., Арешин а.В. Ушанова е.А. Характеристика химического состава и оценка свойств подземных вод. Изд-во мсха. Любое издание.
Источники
Гречин П.И., Ломакин И.М., Ушанова Е.А., Арешин А.В. Характеристика химического состава и оценка свойств подземных вод. (Методические указания для выполнения работы по анализу химического состава подземных вод.) М.: Изд-во МСХА, 2003.
Книга о минеральной воде. Справочник. Составитель Себрина Е. М.: Вече, 1998.
Хуторской М.Д., Голубев В.А., Козловцева С.В. и др. Тепловой режим недр МНР. /Совместная советско-монгольская научно-исследовательская геологическая экспедиция. Труды, выпуск 51, М.: Наука, 1991.
Приложения
Таблица 12.
Атомные веса химических элементов, наиболее часто встречающихся при анализе воды
Химический элемент |
Атомный вес |
Химический элемент |
Атомный вес |
Азот (N) |
14,008 |
Магний (Mg) |
24,32 |
Алюминий (Al) |
27,1 |
Марганец (Mn) |
54,93 |
Бор (B) |
10,9 |
Мышьяк (As) |
74,96 |
Бром (Br) |
79,97 |
Медь (Cu) |
63,57 |
Водород (H) |
1,008 |
Натрий (Na) |
23 |
Железо (Fe) |
55,84 |
Свинец (Pb) |
207,2 |
Йод (J) |
126,92 |
Сера (S) |
32,07 |
Калий (K) |
39,3 |
Углерод (C) |
12 |
Кальций (Ca) |
40,07 |
Фосфор (P) |
31,04 |
Кислород (O) |
16 |
Хлор (Cl) |
35,46 |
Кремний (Si) |
28,3 |
Цинк (Zn) |
65,37 |
Таблица 13. Таблица пересчета химических анализов из ионной формы в миллиграмм-эквивалентную.
Катионы |
Коэффициент пересчета |
Анионы |
Коэффициент пересчета |
|
Щелочи |
Сильные кислоты |
|||
Натрий (Na+) |
0,0435 |
Нитрат (NO3 – ) |
0,0161 |
|
Калий (K+) |
0,0256 |
Хлор (Cl –) |
0,0282 |
|
Литий (Li+) |
0,1441 |
Бром (Br –) |
0,0125 |
|
Аммоний (NH 4+) |
0,0554 |
Йод (J –) |
0,0079 |
|
|
|
Фтор (F –) |
0,0526 |
|
Щелочные земли |
Сульфат (SO4 2–) |
0,0208 |
||
Барий (Ba2+ ) |
0,0146 |
Тиоульфат (S2O3 –) |
0,0178 |
|
Стронций (Sr2+ ) |
0,0228 |
|
||
Кальций (Ca2+ ) |
0,4909 |
Слабые кислоты |
||
Магний (Mg2+ ) |
0,0822 |
Фосфат (PO4 2–) |
0,0316 |
|
|
Арсенат (AsO4 3–) |
0,0216 |
||
Водород (Н+) |
0,9921 |
Сульфит (SO3 2–) |
0,0250 |
|
|
|
|
||
Металлы |
|
|
||
Медь (Cu2+ ) |
0,9921 |
Сульфид (S 2–) |
0,0624 |
|
Цинк (Zn 2+ ) |
0,0315 |
Гидросульфид (HS –) |
0,0302 |
|
Кадмий (Cd + ) |
0,0306 |
Гидрокарбонат (CO3 –) |
0,0164 |
|
Алюминий (Al 3+) |
0,0178 |
Карбонат (HCO3 2–) |
0,333 |
|
Свинец (Pb 2+ ) |
0,1107 |
Борат (B4O7 2–) |
0,0128 |
|
Марганец (Mn 2+ ) |
0,0364 |
Метаборат (BO2 –) |
0,0233 |
|
Железо (Fe 3+ ) |
0,0537 |
Силикат (SiO3 2–) |
0,0262 |
|
Железо (Fe 2+ ) |
0,0341 |
Гидроксил (OH –) |
0,0588 |
|
Классификация подземных вод по величине Рн
Сильнокислая |
Менее 1,9 |
Кислая |
1,9 – 4,1 |
Слабокислая |
4,1 – 7,0 |
Нейтральная |
7,0 |
Слабощелочная |
7,0 – 8,3 |
Щелочная |
8,3 – 10,3 |
Сильнощелочная |
Более 10,3 |
Классификация подземных вод по температуре
(по В.В. Иванову)
Название |
Температура ºС |
Холодные |
до 20 |
Теплые |
20 – 37 |
Горячие (собственно термальные) |
37 – 42 |
Очень горячие |
более 42 |
Классификация подземных вод по температуре
(по П.И. Гречину)
Название |
Температура ºС |
Исключительно холодные |
<4 |
Холодные |
4 – 20 |
Теплые |
20 – 37 |
Горячие (собственно термальные) |
37 – 42 |
Весьма горячие |
42 – 100 |
Исключительно горячие |
100 |
Задание 5.
Нарисуйте схематический разрез. Покажите на разрезе характеристики водоносного горизонта, указанные в задании.
Вариант |
З а д а н и е |
1 |
Уровень грунтовых вод, верховодка, области питания и разгрузки грунтовых вод, зоны аэрации и насыщения, мощность водоносного горизонта, кровля водоупора |
2 |
Кровля и подошва водоупоров артезианских вод, мощность водоносного пласта; области питания, транзита и разгрузки артезианских вод; пьезометрический уровень, высота напора над кровлей водоносного пласта |
3 |
Кровля и подошва водоупоров межпластовых безнапорных вод, глубина залегания уровней, мощность водоносного горизонта, возможные области питания и разгрузки. |
4 |
Возможный случай питания грунтовых вод речными, водоупорные и водовмещающие породы, глубина залегания уровня грунтовых вод, мощность водоносного пласта. Покажите, как изменятся условия питания и параметры грунтового потока при повышении или понижении уровня воды в реке. |
5 |
Возможный случай дренировавния грунтовых вод рекой, водоупорные и водовмещающие породы, глубина залегания уровня грунтовых вод, мощность водоносного пласта. Покажите, как изменятся условия дренирования и параметры грунтового потока при повышении уровня воды в реке. |
6 |
Гидрогеологическое окно — возможный случай питания грунтовых вод артезианскими, водоупоры, уровень грунтовых и пьезометрический уровень артезианских вод. |
Задание 6. Какие из перечисленных наименований подземных вод: артезианские, агрессивные, солоноватые, фунтовые, минеральные, поровые, кислые, пресные, жесткие, хозяйственно-питьевые, напорные, верховодка, карстовые, нейтральные, мягкие, технические, безнапорные, промышленные, щелочные, межпластовые, термальные, рассольные, трещинные – используются для их классификации по указанному ниже признаку.
Варианты |
Классификационные признаки |
1. |
Характер использования |
2. |
Минерализация |
3. |
Условия залегания водоносного горизонта |
4. |
Форма водовмещающего пространства |
5. |
Особенности химического состава |
Задание 6.
Задание 7. В чем принципиальное отличие водоносных слоев от водоупорных? Какие из перечисленных литологических разностей — пески, глинистые сланцы, известняки, галечники, соли, глины, аргиллиты — могут быть водоупором? Какие из названных горных пород могут быть водоносными. Объясните почему.
Задание 8.1. В каких из перечисленных видов горных пород — пески гpaвелистые, глины, супеси, пески пылеватые, суглинки — будет больше высота капиллярного поднятия грунтовых вод? Расположите горные породы в порядке увеличения высоты капиллярного поднятия.
Задание 8.2. В каких из перечисленных видов горных пород — лёсс, глина, гравий, песок средней крупности, песок пылеватый — будет больше высота капиллярного поднятия грунтовых вод? Расположите горные породы в порядке увеличения высоты капиллярного поднятия.