Физические свойства природных вод

Большинство физических свойств обнаруживаются органа­ми чувств (осязание и обоняние), поэтому их называют орга-

31

 

нолептическими. К ним относятся температура, прозрачность, цвет (цветность), вкус и запах.

Температура природных вод, особенно поверхностных и подземных, залегающих близко к поверхности земли, колеб­лется в широких пределах. В средних широтах годовые коле­бания температуры затухают на глубине 15—20 м, глубже на­ходится слой с постоянной годовой температурой. Ниже тем­пература подземных вод увеличивается с глубиной. Питьевая вода должна иметь температуру в пределах 7—12, вода для водопоя животных — 15, оросительная — до 30 °С. При осенней влагозарядке допускается снижение температуры до 5 ^ЭС.

Прозрачность обусловлена присутствием взвешенных тон­кодисперсных и коллоидных частиц минерального или орга­нического происхождения. Взвешенные частицы образуются при размывании горных пород или из коллоидных соединений железа, алюминия, кремния и др.

По прозрачности различают воду прозрачную, слабо опалес-цирующую, опалесцирующую, слегка мутную и сильно мут­ную. Количественно прозрачность определяется по Снеллену максимальной высотой столба воды, сквозь который еще ви­ден стандартный шрифт или крест из двух перпендикуляр­ных лп.нин толщиной 1 мм. Удовлетворительной вода считает­ся при прозрачности 30 см и более по Снеллену. Иногда, что­бы определить прозрачность воды, определяют ее мутность весовым, или визуальным способом. Суть его сводится к срав­нению образца испытуемой воды, налитой в стеклянный ци­линдр,с таким же образцом эталона (дистиллированная во­да с добавкой известного количества замутнителсй). Мутность выражается в миллиграммах на литр эталона, введенного в образец, совпадающий по мутности. Мутность воды, исполь­зуемой для хозяйственных, нужд, не должна превышать 1 мг/л.

Цвет (цветность) природных вод зависит от растворенных в ней веществ и взвешенных частиц минерального и органи­ческого происхождения. Болотные воды обычно имеют желто­ватый оттенок, вызываемый органическими соединениями (гу-матами); зеленовато-голубую окраску придают воде соли за­киси железа и свободная сера, образующаяся при окислении сероводорода; марганцевые соединения обусловливают тем­ный цвет воды; сульфобактерии — красный оттенок. Значи­тельно изменяют цвет попадающие в природную воду стоки, особенно промышленные (из красильных цехов и т. п.),

32

Цветность воды определяют, сравнивая испытуемую воду с платино-кобальтовой шкалой,.и выражают в градусах этой шкалы. Шкала имеет интервалы через 5, 10° от 5 до 80°. Во­да, употребляемая для хозяйственно-питьевых нужд, не должна иметь цветность более 15°. Цветность оросительной воды не регламентируется, если она не обусловлена вредными для произрастания культур химическими компонентами.

Вкус природных вод зависит от растворенных в них мине­ральных и органических соединений (сгнившие растительные и животные остатки, промышленные отбросы, газы). Воды, содержащие значительные количества растворенных органи­ческих веществ, имеют сладковатый вкус. Присутствие хлори­стого натрия придает воде соленый вкус; сульфаты магния и натрия — горький, соли железа — вяжущий (чернильный), углекислота — приятный освежающий вкус, а серная кисло­та — кислый. О влиянии некоторых химических соединений на вкус воды можно судить по табл. 3.1.1.

Т а б л и ц а 3.1.1

Содержание химических соединений, изменяющих вкус воды, мг/л

(По Е. В. Посохову)

Химические соединения	Едва ощутимый	Заметный	Неприятный
FeSO.,	1,6	4,8	—
NaN03	70,0'	205	345
NaHCO,	415	450	—
CaSO4	70,0	140	—
MgS04	250	625	750
Na£SO<	150	450	660
NaCl	165	495	535
MgC3a	135	400	535

Вкус воды определяют при 20°, так как при повышении температуры усиливаются вкусовые ощущения. Вода, пред­назначенная для хозяйственно-питьевых нужд, не должна об­ладать каким-либо определенным вкусом.

Запах воды появляется благодаря присутствию в ней не­которых соединений. Значительное содержание гуминовых ки­слот придает воде болотный запах. Сероводородные воды имеют запах тухлых яиц. Совместное присутствие к воде серо­водорода и углекислого газа ведет к образованию сероокиси

3, Заказ 2(П                                            33

1. Теоретические и прикладные, связанные с разведкой полезных ископаемых:

а) общие вопросы формирования химического состава при­родных вод;

б) количественная оценка процессов растворения пород и выщелачивания из пород растворимых солей;

в) изменение состава вод в связи с изменением их ре­жима;

г) изменение свойств глинистых пород в связи с измене­нием их режима;

д) установление связи водоносных горизонтов между со­бой или с поверхностными водами для составления водного л солевого балансов.

2. Оценочные с точки зрения практического использования природных вод:

а) для питьевых и хозяйственных целей;

б) для промышленных предприятий и па транспорте; н) для орошения;

г) в качестве химического сырья — для получения йода, брома, поваренной соли и т. д.;

д) для лечебных целей;

е) оценка агрессивности воды по отношению к бетону. Тип анализа определяется его назначением. При оценке

воды, например, с точки зрения пригодности ее для питья, имеют большое значение десятые и даже сотые доли милли­грамма на литр содержания азотистой кислоты и аммиака, так) как они являются показателями загрязнения воды. Если вода предназначена для охлаждения, то содержание азоти­стой кислоты и аммиака не имеет никакого значения и опре­делять его не следует.

Б практической работе обычно требуется знать содержа­ние всех главных компонентов химического состава поды. Приблизительно судить о них на основании определений К ⁺, Na-, Ca²+, Mg²-"-, С!-, SOJ, НСО^СО^-, а также рЫ и су­хого остатка. Некоторые природные воды содержат значитель­ное количество NO~, Fe²+, Fe³'* и сероводорода, поэтому ука­занный перечень дополняют количественным определением этих ионов. Для более подробной характеристики солевого со­става включается определение суммы полуторных окислов (R₂O₃) и кремнекислоты. Для оценки воды "по отношению к бетону в анализ включают определение свободной углёкисло-

36

ты.и агрессивной углекислоты. При анализе вод, предназна­ченных для питья, кроме ионов NO;f~ и NH₄", определяют окисляемость воды и ее физические свойства: цвет, запах, прозрачность.

Для характеристики состава минеральных вод имеет боль­шое значение даже незначительное содержание йода, брома, лития и т. д., а также содержание газов, степень радиоактив­ности и температурный режим. Для решения вопросов геоло­гического порядка необходимо определять не только главные и второстепенные компоненты, но.и микрокомпоиеиты, а для выяснения вопросов формирования подземных вод— как сво­бодные, та.к и растворенные газы. Следует отметить, что в ре­зультате усиливающегося влияния техногенных факторов в подземных водах появляются новые химические соединения, иногда высокотоксичные. Например, в 1944 г. нормировалось содержание 13 загрязнителей, в 1960 г. — 70, в 1967 г.— 180, в 1973 г. — 250, а к 1978 г. — более 400. Поэтому необходимо учитывать возможность появления еще не изученных загряз­нений и предусматривать их определение анализом воды.

Таким образом, при выборе методов анализа учитывается целевое назначение анализа. Наиболее точным является ко­личественный анализ воды в стационарных лабораториях -трудоемкий и дорогой, поэтому в помещениях, не имеющих специального оборудования, и в полевых условиях он выпол­няется при помощи портативных полевых лабораторий.