Лабораторная работа №4.
Изучение химического состава и гидрогеохимической зональности вод
Химический состав и уровень минерализации вод определяют содержания макрокомпонентов. К ним относятся главным образом гидрокарбонат-анион, сульфат-анион, хлорид-анион, карбонат-анион, натрий-катион, кальций-катион, магний-катион.
Для пресных природных вод характерен гидрокарбонатно-кальциевый состав. Антропогенная деятельность способствует росту уровня минерализации и, соответственно, изменению химического состава, которое протекает вполне закономерно. Так анионный состав меняется от гидрокарбонатного до сульфатного и далее до хлоридного. При этом возникают промежуточные типы вод сульфатно-гидрокарбонатные, гидрокарбонатно-сульфатные, хлоридно-сульфатные, сульфатно-хлоридные. Иногда образуются воды хлоридно-гидрокарбонатные и гидрокарбонатно-хлоридные. Происходит также изменение катионного состава в направлении от кальциевого к кальциево-магниевому и к кальциево-натриевому, натриевому. Нередко возникают воды смешенного катионного состава. В водах антропогенного происхождения преобладает натрий. Вокруг источников и очагов загрязнения формируются ореолы гидрогеохимической зональности, выделяемые по закономерному изменению катионного и анионного состава вод. Воды очагов загрязнения отличаются по химическому составу от вод менее загрязненных.
Для изучения и картирования гидрохимической зональности используют обычно формулу Курлова, в которой представлен анионный и катионный состав вод. В данной лабораторной работе рассмотрена методика, также позволяющая изучать гидрохимический состав вод. Она основана на расчете удельного вклада каждого катиона и аниона в общую минерализацию вод. Этот вклад является своеобразным гидрохимическим индексом, рассчитанным для каждого макрокомпонента.
Задание:
Рассчитать гидрохимические индексы гидрокарбонатов, сульфатов, хлоридов, кальция, магния, натрия для каждой пробы воды. Построить карты распространения гидрокарбонатов, сульфатов, хлоридов, кальция, магния и натрия вводной среде исследуемой территории. На основе анализа построенных карт определить закономерности распределения основных катионов и анионов в пределах территории и относительно очагов загрязнения. Сделать вывод о связи вод определенного химического состава с очагами загрязнения.
Исходные данные: Ситуационный план с пунктами контроля водной среды, результаты химико-аналитических исследований проб, отобранных из данных пунктов контроля.
Методические указания:
Рассчитать гидрохимические индексы для анионов и катионов вод каждой из проб по формуле:
где Iан(кат) – индекс конкретного аниона или катиона в пробе, например, сульфат-иона;
Сан(кат) – концентрация конкретного аниона или катиона, например, сульфат-иона;
М – уровень минерализации вод.
2. Полученные результаты расчетов разнести на карту.
3. Выделить на картах участки с разными индексами концентраций для каждого аниона и катиона отдельно.
4. Предлагаемая градация концентраций для анионов – 10%, 20%, 30%, 40% и 50%; для катионов – 5%, 10%, 15%, 20%, 25%.
5. Проанализировать закономерности распределения вод с различным катионным и анионным составом. Определить связь очагов загрязнения с определенным типом вод, установить закономерности распределения вод различного состава вокруг источников и очагов загрязнения.