Минерализация природных вод

Минерализация природных вод. Солевой состав атмо­сферных осадков очень непостоянен. Помимо растворенных в воздухе газов (N₂, С0₂, 0₂) в атмосферные осадки попадают и легкорастворимые соли различного происхождения:

1. соли водяных брызг, особенно морской воды;
2. вулка­нический пепел, обычно богатый легкорастворимыми солями;
3. пыль сильных ветров и особенно суховеев;
4. загряз­нение воздуха копотью в промышленных районах и газами;
5. обогащение воздуха окислами азота при электрических разрядах.

Химический состав атмосферных осадков

Изучение процесса засоления атмосферной воды имеет огромное значение для суждений о формировании мине­рального состава подземных вод. Конечно, не всегда дожде­вая и снеговая вода будет иметь именно такой состав рас­творенных солей и газов. Обычно первые порции дождевой воды, особенно когда дождь выпадает после длительной засухи, довольно богаты растворенными в них веществами. В конце длительных обложных дождей дождевая вода гораздо чище.

Пресные воды, содержащие в растворе до 1 г/л угле­кислых и сернокислых солей кальция, магния, носят наз­вание вод жестких. Под именем мягких вод подразуме­ваются такие воды, в которых содержание указанных солей не превышает 0,25 г/л.

Вода при испарении оставляет растворенные в ней вещества. Так получаются в природе разнообразные туфы (травертин), представляющие минеральные отложения из вод, насыщенных различными солями (солончаки) и т. д. Многие рудные жилы также представляют выде­ления из водных минеральных растворов. Вещества, оса­ждающиеся при кипячении на стенках сосудов (паровые котлы, самовары, чайники), носят название накипи. В зави­симости от состава минерализирующих воду солей накипь имеет различные свойства: она может быть плотной (из гип­совых вод), пористой и рыхлой (из известковых вод).

При концентрации солей менее 1 г/л воду называют пресной, при 1—10 г/л — солоноватой 1—5 г/л — слабо­солоноватая, 5—10 г/л — сильносолоноватая, до 50 г/л — соленой и более 50 г/л — рассолом (рапой).Солоноватой сле­дует называть воду при содержании солей до 25 г/л. Это менее удобно для практической оценки воды: вода с содер­жанием до 10 г/л солей считается еще пригодной для водо­поя каракулевых овец.

Жесткость воды измеряется градусами жесткости. Суще­ствуют три системы градусов жесткости: немецкая, англий­ская и французская.

Одному немецкому градусу жесткости соответствует содержание 10 мг окиси кальция или 7,2 мг окиси магния в 1 л воды. Одному французскому градусу соответствует 10 мг карбоната кальция или 17,5 мг карбоната магния в 1 л воды, а одному английскому градусу жесткости соот­ветствует содержание 1 грана (64 мг) карбоната кальция в 1 галлоне (4,5 л) воды, или 14 мг/л. В России жесткость воды измерялась в немецких градусах (символ Н°). В пос­леднее время введены российские градусы жесткости: 1 гра­дус равен 1 мг экв/л CaMg и равен 2,5 Н° (немецких).

Как уже говорилось, растворимость в воде углекислых солей зависит от присутствия в воде углекислоты (а угле­кислота в ней почти всегда имеется, так как растворяется в ней вместе с другими газами воздуха). При кипячении, когда углекислота из воды испаряется, часть растворенных в воде углекислых солей выпадает в виде осадка; следова­тельно, жесткость воды при этом изменяется. Та жесткость, которая соответствует сырой воде и которая обусловлена присутствием в воде не только сернокислых, но и угле­кислых солей, растворенных при наличии углекислоты, носит название общей жесткости. Жесткость, которая устанавливается в воде после удаления углекислоты из воды (кипячением) и после выпадения некоторого коли­чества карбоната в виде осадка или накипи, носит название жесткости постоянной. Под именем временной жесткости подразумевают ту жесткость, которая представляет собой разность между общей и постоянной жесткостью. Однако жесткость вызывают не только карбонаты и сульфаты Са и Mg, но и хлориды и нитраты Са и Mg, NaCl и F₂0₃.

Считается, что питьевая вода не должна иметь жест­кость выше 20° (нем.). Слишком жесткая вода вызывает в организме накопление солей (склерозы); но и совер­шенно лишенная жесткости вода (дистиллированная), по мнению некоторых врачей, также непригодна для питья, потому что она выщелачивает из организма соли и газы, а у детей, пьющих слишком мягкую воду, чрезвычайно плохо идут процессы окостенения и наблюдается рахи­тичность. Однако наблюдения над экипажами кораблей, в течение долгих месяцев находящихся в дальних пла­ваниях и пьющих только перегнанную воду, не подтвер­ждают таких опасений. Многие судовые врачи протестуют против утверждения о вредности для здоровья дистилли­рованной воды.

Жесткая вода неудобна в хозяйстве, так как в ней расходуется много мыла; овощи и мясо плохо развари­ваются, накапливается накипь в сосудах и ее приходится время от времени удалять.

Было установлено, что на разваривание бобов в разной воде требуется следующее количество времени:

Накопление накипи на стенках котлов и других сосудов требует больших дополнительных расходов горючего: при слое накипи в 1,5 мм — 10% горючего, а при слое в 10 мм — 50% горючего.

Ниже приводятся количества солей (в мг/л), обусловли­вающие 1 градус жесткости (Н°) воды:

Выяснено, что для нейтрализации жесткой воды требует­ся около 108,5 г мыла на 1° нем. жесткости в 1 м³ (1000 л) воды; следовательно, для нейтрализации 20° жесткости потребуется 2,17 кг мыла. Эти 2,17 кг мыла представляют непроизводительный расход, которым оплачивается излиш­няя жесткость 1000л (80 ведер) воды. Сколько же мыла затрачивается ежедневно населением на мытье и стирку в миллионах кубических метров жесткой воды?

Природная подземная вода минерализуется, приходя в соприкосновение с горными породами. Естественно, что от характера горных пород зависит и характер минерали­зации подземной воды.