Общие физико-химические показатели воды.

В данной таблице приведены параметры, нормируемые в Украине и за рубежом, а также ряд других параметров, часто употребляемых в водоподготовке. Многие из этих величин вообще не нормируются и, тем не менее, важны для оценки физико-химических свойств воды. Как правило, эти дополнительные параметры не только непосредственно определяют качество воды, но, главным образом, содержат информацию, без которой невозможно подобрать оптимальную схему очистки воды.

Показатель

Единицы измерения

ВОЗ

USEPA

ЕС

СанПиН

Водородный показатель

единицы pH

-*

6,5-8,5

6,5-8,5

6-9

Общая минерализация (солесодержание)

мг/л

1000

500

1500

1000

Жесткость общая

мг-экв/л

-

-

1,2

7,0

Окисляемость перманганатная

мг O 2 /л

-

-

5,0

5,0

Электропроводность (при 20°С)

мкС/см

-

-

-

-

Температура

°С

-

-

25

-

Окислительно-восстановительный потенциал

МВ

-

-

-

-

Кислотность

мг-экв.

-

-

-

-

Щелочность

мг HCO 3 - / л

-

-

30

-

Степень насыщения кислородом

%

-

-

-

-

 

Водородный показатель

Водородный показатель характеризует концентрацию свободных ионов водорода в воде. Для удобства отображения был введен специальный показатель, названный рН и представляющий собой логарифм концентрации ионов водорода, взятый с обратным знаком, т.е. pH = -log[H+]. Если говорить проще, то величина рН определяется количественным соотношением вводе ионов Н+ и ОН–, образующихся при диссоциации воды. Если в воде пониженное содержание свободных ионов водорода(рН>7) по сравнению с ионами ОН–, то вода будет иметь щелочную реакцию, а при повышенном содержании ионов Н+ (рН<7)-кислую. В идеально чистой дистиллированной воде эти ионы будут уравновешивать друг друга. В таких случаях вода нейтральна и рН=7. При растворении в воде различных химических веществ этот баланс может быть нарушен, что приводит к изменению уровня рН. Очень часто показатель рН путают с такими параметрами, как кислотность и щелочность воды. Важно понимать разницу между ними. Главное заключается в том, что рН – это показатель интенсивности, но не количества. То есть, рН отражает степень кислотности или щелочности среды, в то время как кислотность и щелочность характеризуют количественное содержание в воде веществ, способных нейтрализовать соответственно щелочи и кислоты. В качестве аналогии можно привести пример с температурой, которая характеризует степень нагрева вещества, но не количество тепла. Например, опустив руку в воду, мы можем сказать какая вода – прохладная или теплая, но при этом не сможем определить, сколько в ней тепла (т.е. условно говоря, как долго эта вода будет остывать). В зависимости от уровня pH воды можно условно разделить на несколько групп:pH воды – один из важнейших рабочих показателей качества воды, во многом определяющих характер химических и биологических процессов, происходящих в воде.В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и т.д.Контроль уровня рН особенно важен на всех стадиях водоочистки, так как его «уход» в ту или иную сторону может не только существенно сказаться на запахе, привкусе и внешнем виде воды, но и повлиять на эффективность водоочистных мероприятий. Оптимальная требуемая величина рН варьируется для различных систем водоочистки в соответствии с составом воды, характером материалов, применяемых в системе распределения, а также в зависимости от применяемых методов водообработки. Обычно уровень рН находится в пределах, при которых он непосредственно не влияет на потребительские качества воды. Так, в речных водах pH обычно находится в пределах 6,5-8,5, в атмосферных осадках 4,6-6,1, в болотах 5,5-6,0, в морских водах 7,9-8,3. Поэтому ВОЗ не предлагает какой-либо рекомендуемой по медицинским показателям величины для рН. Вместе с тем известно, что при низком рН вода обладает высокой коррозионной активностью, а при высоких уровнях (рН>11) вода приобретает характерную мылкость, неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи.Именно поэтому для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9.

Величина pH

Сильнокислые воды

<3

Кислые воды

3-5

Слабокислые воды

5-6.5

Нейтральные воды

6.5-7.5

Слабощелочные воды

7.5-8.5

Щелочные воды

8.5-9.5

Сильнощелочные воды

>9.5

 

Общая минерализация

Общая минерализация представляет собой суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Этот параметр также называют содержанием растворимых твердых веществ или общим солесодержанием, так как растворенные в воде вещества находятся именно в виде солей. К числу наиболее распространенных относятся неорганические соли (в основном бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и не большое количество органических веществ, растворимых в воде. Очень часто этот параметр путают с сухим остатком. Действительно, эти параметры очень близки между собой, но методика определения сухого остатка такова, что в результате не учитываются более летучие органические соединения, растворенные в воде. Это приводит к тому, что общая минерализация и сухой остаток могут отличаться на небольшую величину (как, правило, не более 10 %).Уровень солесодержания в питьевой воде обусловлен качеством воды в природных источниках, которые существенно варьируются в разных геологических регионах вследствие различной растворимости минералов. В зависимости от минерализации природные воды можно разделить на следующие категории:

Категория вод

Минерализация г/дм3

Ультрапресные

<0.2

Пресные

0.2-0.5

Воды с относительно повышенной минерализацией

0.5-1.0

Солоноватые

1.0-3.0

Соленые

3-10

Воды повышенной солености

10-35

Рассолы

>35

Кроме природных факторов, на общую минерализацию воды большое влияние оказывают промышленные сточные воды, городские ливневые стоки (особенно когда соль используется для борьбы с обледенением дорог) и т.п. По данным Всемирной Организации Здравоохранения надежные данные о возможном воздействии на здоровье повышенного солесодержания отсутствуют. Поэтому по медицинским показаниям ограничения ВОЗ не вводятся. Обычно хорошим считается вкус воды при общем солесодержании до 600 мг/л, однако уже при величинах более 1000-1200 мг/л вода может вызвать нарекания у потребителей. Поэтому по органолептическим показаниям ВОЗ рекомендован верхний предел минерализации в 1000 мг/л. Разумеется, уровень приемлемости общего солесодержания в воде сильно варьируется в зависимости от местных условий и сложившихся привычек. Вопрос о воде с низким солесодержанием также открыт. Считается, что такая вода слишком пресная и безвкусная, хотя многие тысячи людей, употребляющих обратноосмотическую воду, отличающуюся очень низким солесодержанием, наоборот находят ее более приемлемой. Отдельных слов заслуживает величина минерализации с точки зрения отложения осадков и накипи в нагревательных приборах, паровых котлах, бытовых водогрейных устройствах. В этом случае к воде применяются специальные требования, и чем меньше уровень минерализации (особенно содержание солей жесткости), тем лучше.

Жесткость

Жесткостью называют свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния.

Химия жесткости

Понятие жесткости воды принято связывать с катионами кальция (Са2 + ) и в меньшей степени магния (Mg2 + ). В действительности, все двухвалентные катионы в той или иной степени влияют на жесткость. Они взаимодействуют с анионами, образуя соединения (соли жесткости) способные выпадать в осадок. Одновалентные катионы (например, натрий Na+) таким свойством не обладают. В данной таблице приведены основные катионы металлов, вызывающие жесткость, и главные анионы, с которыми они ассоциируются.

Катионы

Анионы

Кальций (Ca2 +)

Гидрокарбонат (HCO3–)

Магний (Mg2+ )

Сульфат (SO42-)

Стронций (Sr2 +)

Хлорид (Cl - )

Железо (Fe2 +)

Нитрат (NO3 – )

Марганец (Mn2 +)

Силикат ( SiO32-)

На практике стронций, железо и марганец оказывают на жесткость столь небольшое влияние, что ими, как правило, пренебрегают. Алюминий (Al3 +) и трехвалентное железо (Fe3 +) также влияют на жесткость, но при уровнях рН, встречающихся в природных водах, их растворимость и, соответственно, «вклад» в жесткость ничтожно малы. Аналогично, не учитывается и незначительное влияние бария (Ва2 +).

Виды жесткости

Различают следующие виды жесткости.

Общая жесткость . Определяется суммарной концентрацией ионов кальция и магния. Представляет собой сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости.

Карбонатная жесткость . Обусловлена наличием в воде гидрокарбонатов и карбонатов (при рН>8.3) кальция и магния. Данный тип жесткости почти полностью устраняется при кипячении воды и поэтому называется временной жесткостью. При нагреве воды гидрокарбонаты распадаются с образованием угольной кислоты и выпадением в осадок карбоната кальция и гидроксида магния.

Некарбонатная жесткость . Обусловлена присутствием кальциевых и магниевых солей сильных кислот (серной, азотной, соляной) и при кипячении не устраняется (постоянная жесткость).

Единицы измерения

В мировой практике используется несколько единиц измерения жесткости, все они определенным образом соотносятся друг с другом. В Украине Госстандартом в качестве единицы жесткости воды установлен моль на кубический метр (моль/м3 ). Кроме этого в зарубежных странах широко используются такие единицы жесткости, как немецкий градус (d o , dH), французский градус (f o ), американский градус, ppm CaCO3.Соотношение этих единиц жесткости представлено в следующем виде:

Единицы жесткости воды:
Моль/м3 (мг-экв/л)............................1.000
Немецкий градус, d °..........................2.804
Французский градус, f °.....................5.005
Американский градус......................50.050
ppm (мг/дм3) CaCO3.......................50.050

Примечание:
1. Один немецкий градус соответствует 10мг/дм3 СаО или 17.86 мг/дм3 СаСО3 в воде.
2. Один французский градус соответствует 10 мг/дм3 СаСО3 в воде.
3. Один американский градус соответствует 1 мг/дм3 СаСО3 в воде.

Происхождение жесткости

Ионы кальция (Ca2 +) и магния (Mg2 +), а также других щелочноземельных металлов, обуславливающих жесткость, присутствуют во всех минерализованных водах. Их источником являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы кальция и магния поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород. Источником этих ионов могут служить также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий. Жесткость воды колеблется в широких пределах и существует множество типов классификаций воды по степени ее жесткости. Ниже в таблице приведены четыре примера классификации. Две классификации из отечественных источников - из справочника «Гидрохимические показатели состояния окружающей среды» и учебника для вузов «Водоподготовка», а две – из зарубежных: нормы жесткости немецкого института стандартизации (DIN 19643) и классификация, принятая Агентством по охране окружающей среды США (USEPA) в 1986. Таблица наглядно иллюстрирует гораздо более «жесткий» подход к проблеме жесткости. Обычно в маломинерализованных водах преобладает (до 70-80 %) жесткость, обусловленная ионами кальция (хотя в отдельных редких случаях магниевая жесткость может достигать 50-60 %). С увеличением степени минерализации воды содержание ионов кальция (Са2 +) быстро падает и редко превышает 1 г/л. Содержание же ионов магния (Mg2 +) в высокоминерализованных водах может достигать нескольких граммов, а в соленых озерах – десятков граммов на один литр воды. В целом, жесткость поверхностных вод, как правило, меньше жесткости вод подземных. Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям, достигая обычно наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья, когда обильно разбавляется мягкой дождевой и талой водой. Морская и океанская вода имеют очень высокую жесткость (десятки и сотни мг-экв/дм3).

Жесткость воды в мг-экв./л

Справочник по гидрохимии

Учебник «Водоподготовка»

Германия DIN 19643

USEPA

0-1 , 5

Мягкая (0-4 мг-экв/л)

Очень мягкая(0-1,5 мг-экв/л)

Мягкая(0-1,6мг-экв/л)

Мягкая (0-1,5 мг-экв/л)

1,5-1,6

Мягкая (1,5-3 мг-экв/л)

Умеренно жесткая (1,5-3 мг-экв/л)

1,6-2,4

Средней жесткости(1,6-2,4 мг-экв./л)

2,4-3

Достаточно жесткая (2,4-3,6 мг-экв./л)

3-3,6

Умеренножесткая

(3-6 мг-экв/л)

Жесткая(3-6 мг-экв/л)

3,6-4

Жесткая (3,6-6 мг-экв/л)

4-6

Средней жесткости (4-8 мг-экв/л)

6-8

Жесткая (6-9 мг-экв/л)

Очень жесткая (>6 мг-экв.л)

8-9

Жесткая (8-12 мг-экв/л)

Очень жесткая (>6 мг-экв/л)

9-12

Очень жесткая(>12 мг-экв/л)

Свыше 12

Очень жесткая (>12 мг-экв/л)

Влияние жесткости на качество

С точки зрения применения воды для питьевых нужд, ее приемлемость по степени жесткости может существенно варьировать в зависимости от местных условий. Порог вкуса для иона кальция лежит (в пересчете на мг-эквивалент) в диапазоне 2-6 мг-экв/л, в зависимости от соответствующего аниона, а порог вкуса для магния и того ниже. В некоторых случаях для потребителей приемлема вода с жесткостью выше 10 мг-экв/л. Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения. Всемирная Организация Здравоохранения не предлагает какой-либо рекомендуемой величины жесткости по показаниям влияния на здоровье. В материалах ВОЗ говорится о том, что хотя ряд исследований и выявил статистически обратную зависимость между жесткостью питьевой воды и сердечно-сосудистыми заболеваниями, имеющиеся данные не достаточны для вывода о причинном характере этой связи. Аналогичным образом, однозначно не доказано, что мягкая вода оказывает отрицательный эффект на баланс минеральных веществ в организме человека. Вместе с тем, в зависимости от рН и щелочности, вода с жесткостью выше 4 мг-экв/л может вызвать в распределительной системе отложение шлаков и накипи (карбоната кальция), особенно при нагревании. Именно поэтому нормами Котлонадзора вводятся очень жесткие требования к величине жесткости воды, используемой для питания котлов (0,05-0,1 мг-экв/л). Кроме того, при взаимодействии солей жесткости с моющими веществами (мыло, стиральные порошки, шампуни) происходит образование «мыльных шлаков» в виде пены. Это приводит не только к значительному перерасходу моющих средств. Такая пена после высыхания остается в виде налета на сантехнике, белье, человеческой коже, на волосах (неприятное чувство жестких волос хорошо известное многим). Главным отрицательным воздействием этих шлаков на человека является то, что они разрушают естественную жировую пленку, которой всегда покрыта нормальная кожа и забивают ее поры. Признаком такого негативного воздействия является характерный скрип чисто вымытой кожи или волос. Оказывается, что вызывающее у некоторых раздражение чувство «мылкости» после пользования мягкой водой является признаком того, что защитная жировая пленка на коже цела и невредима. Именно она и скользит. В противном случае, приходится тратиться на лосьоны, умягчающие и увлажняющие кремы и прочие хитрости для восстановление этой защиты. Вместе с тем, необходимо упомянуть и о другой стороне медали. Мягкая вода с жесткостью менее 2 мг-экв/л имеет низкую буферную емкость (щелочность) и может, в от уровня рН и ряда других факторов, оказывать повышенное коррозионное воздействие на водопроводные трубы. Поэтому, в ряде применений (особенно в теплотехнике) иногда приходится проводить специальную обработку воды с целью достижения оптимального соотношения между жесткостью и ее коррозионной активностью.

Перманганатная окисляемость

Окисляемость – это величина, характеризующая содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых (при определенных условиях) одним из сильных химических окислителей. Выражается этот параметр в миллиграммах кислорода, необходимого на окисление этих веществ, содержащихся в 1 дм3воды. Различают несколько видов окисляемости воды: перманганатную, бихроматную, иодатную, цериевую. Наиболее высокая степень окисления достигается бихроматным и иодатным методами. В практике водоочистки для природных малозагрязненных вод определяют перманганатную окисляемость, а в более загрязненных водах – как правило, бихроматную окисляемость (называемую также ХПК – «химическое потребление кислорода»). Окисляемость является очень удобным комплексным параметром, позволяющим оценить общее загрязнение воды органическими веществами. Органические вещества, находящиеся в воде весьма разнообразны по своей природе и химическим свойствам. Их состав формируется как под влиянием внутри водоемных биохимических процессов, так и за счет поступления поверхностных и подземных вод, атмосферных осадков, промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод. Величина окисляемости природных вод может варьироваться в широких пределах от долей миллиграммов до десятков миллиграммов О 2 на литр воды. Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость, а значит и более «богаты» органикой по сравнению с подземными. Так, горные реки и озера характеризуются окисляемостью 2-3 мг О 2 /дм3, реки равнинные – 5-12 мг О 2 /дм3, реки с болотным питанием – десятки миллиграммов на 1 дм3.Подземные же воды имеют в среднем окисляемость на уровне от сотых до десятых долей миллиграмма О 2 /дм3(исключения составляют воды в районах нефтегазовых месторождений, торфяников, в сильно заболоченных местностях).

Бихроматная окисляемость

В водоемах и водотоках, подверженных сильному воздействию хозяйственной деятельности человека, бихроматную окисляемость (ХПК) используют в качестве меры содержания органического вещества в пробе воды. Таким образом, ХПК применяют для характеристики состояния водотоков и водоемов, поступления бытовых и промышленных сточных вод (в том числе, и степени их очистки), а также поверхностного стока.В соответствии с требованиями к составу и свойствам воды водоемов у пунктов питьевого водопользования величина ХПК недолжна превышать 15 мг О 2 /дм3.

Электропроводность

Электропроводность – это численное выражение способности водного раствора проводить электрический ток. Электрическая проводимость природной воды зависит в основном от степени минерализации (концентрации растворенных минеральных солей) и температуры. Благодаря этой зависимости, по величине электропроводности можно с определенной степенью погрешности судить о ми нерализации воды. Такой принцип измерения используется, в частности, в довольно распространенных приборах оперативного измерения общего солесодержания (так называемых TDS-метрах). Дело в том, что природные воды представляют собой растворы смесей сильных и слабых электролитов. Минеральную часть воды составляют преимущественно ионы натрия(Na+ ), калия (K+ ), кальция (Ca+ ), хлора (Cl+),сульфата (SO 42 – ), гидрокарбоната (HCO3– ). Этими ионами и обуславливается в основном электропроводность природных вод. Присутствие же других ионов, например трехвалентного и двухвалентного железа(Fe3 +и Fe2 +), марганца (Mn2 +), алюминия (Al3 +),нитрата (NO3 – ), HPO4 – , H2PO4 – и т.п. не столь сильно влияет на электропроводность (конечно при условии, что эти ионы не содержатся в воде в значительных количествах, как например, это может быть в производственных или хозяйственно-бытовых сточных водах).Погрешности же измерения возникают из-за не одинаковой удельной электропроводимости растворов различных солей, а также из-за повышения электропроводимости с увеличением температуры. Однако, современный уровень техники позволяет минимизировать эти погрешности, благодаря заранее рассчитанным и занесенным в память зависимостям. Электропроводность не нормируется, но величина 2000 мкС/см примерно соответствует общей минерализации в 1000 мг/л.

Температура

Температура – важнейший фактор, влияющий на протекающие в воде физические, химические, биохимические и биологичес кие процессы. От температуры воды в значительной мере зависят кислородный режим, интенсивность окислительно-восстановительных процессов, активность микрофлоры и т.д. Температура воды также может повлиять и на производительность систем очистки воды. Например, производительность систем обратного осмоса очень существенно зависит от температуры воды, поступающей на мембрану. Поэтому фактор температуры учитывается во многих расчетах при построении систем очистки воды. Специальных норм, определяющих температуру воды, кроме ЕС (<25 °С) никто не вводит. В рекомендациях ВОЗ сказано лишь, что температура воды «должна быть приемлемой». Говорить же о неких нормах в масштабах Украины практически бессмысленно, так как в силу естественных причин среднегодовая температура воды в Киевской области и в Крыму не может быть одинаковой и пытаться привести ее к некоему общему знаменателю, как минимум не оправдано экономически. С точки зрения потребительских качеств, холодная вода, как правило, более приятна на вкус. Высокая же температура воды не только ускоряет рост микроорганизмов, но и может усугубить проблемы, связанные с привкусом, запахом, цветностью, коррозией

Окислительно –восстановительный потенциал

В справочнике по гидрохимии дано следующее определение: «Окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) является мерой химической активности элементов или их соединений в обратимых химических процессах, связанных с изменением заряда ионов в растворах». В переводе на более понятный неспециалисту язык это означает, что ОВП, называемый также редокс-потенциал (от английского RedOx - Reduction/Oxidation), характеризует степень активности электронов в окислительно-восстановительных реакциях, т.е. реакциях, связанных с присоединением или передачей электронов. Значение окислительно-восстановительного потенциала для каждой окислительно-восстановительной реакции вычисляется по довольно сложной формуле, выражается в милливольтах и может иметь как положительное, так и отрицательное значение. В природной воде значение Eh колеблется от -400 до +700 мВ, что определяется всей совокупностью происходящих в ней окислительных и восстановительных процессов. В условиях равновесия значение ОВП определенным образом характеризует водную среду, и его величина позволяет делать некоторые общие выводы о химическом составе воды. В зависимости от значения ОВП различают несколько основных ситуаций, встречающихся в природных водах:

1. Окислительная . Характеризуется значениями Еh>+(100-150) мВ, присутствием в воде свободного кислорода, а также целого ряда элементов в высшей форме своей валентности ( Fe3 +, Mo6 +, As5–, V5 +, U6+, Sr4+, Cu2 +, Pb2 +). Ситуация, наиболее часто встречающаяся в поверхностных водах.

2. Переходная окислительно-восстановительная. Определяется величинами E h от 0

до +100 мВ, неустойчивым геохимическим режимом и переменным содержанием сероводорода и кислорода. В этих условиях протекает как слабое окисление, так и слабое восстановление целого ряда металлов.

3. Восстановительная. Характеризуется значениями Еh<0. Типична для подземных вод, где присутствуют металлы низких степеней валентности (Fe2+, Mn2+, Mo4 +, V4 +, U4+), а также сероводород. Окислительно-восстановительный потенциал зависит от температуры и взаимосвязан с рН. В некоторых применениях (например, в обработке воды для бассейнов) ОВП является одним из основных параметров контроля качества воды. В частности потому, что позволяет оценить эффективность обеззараживания воды. Для иллюстрации приведём таблицу зависимости продолжительности жизни типичных микроорганизмов от величины редокс-потенциала.

ОВП, мВ

Время жизни E - Coli , мин

450-500

167

500-550

6

550-600

1,7

700-750

0,2

750-800

0,05

Кислотность

Кислотностью называют содержание в воде веществ, способных вступать в реакцию с гидроксид-ионами (ОН ). Кислотность воды определяется эквивалентным количеством гидроксида, необходимого для реакции. В обычных природных водах кислотность в большинстве случаев зависит только от содержания свободного диоксида углерода. Естественную часть кислотности создают также гуминовые и другие слабые органические кислоты и катионы слабых оснований (ионы аммония, железа, алюминия, органических оснований). В этих случаях pH воды не бывает ниже 4,5. В загрязненных водоемах может содержаться большое количество сильных кислот или их солей за счет сброса промышленных сточных вод. В этих случаях pH может быть ниже 4,5. Часть общей кислотности, снижающей pH до величин <4,5, называется свободной.

Щелочность

Под щелочностью природных или очищенных вод понимают способность некоторых их компонентов связывать эквивалентное количество сильных кислот. Этот параметр также часто называют буферной емкостью воды, имея в виду способность воды нейтрализовывать коррозионное воздействие кислот. Под общей щелочностью подразумевается сумма содержащихся в воде гидроксильных ионов (ОН ) и анионов слабых кислот (карбонатов, гидрокарбонатов, силикатов, боратов, сульфитов, гидросульфитов, сульфидов, гидросульфидов, анионов гуминовых кислот, фосфатов), которые в свою очередь, гидролизуясь, образуют гидроксильные ионы. Поскольку в большинстве природных вод преобладают карбонаты, то обычно различают лишь гидрокарбонатную и карбонатную щелочность. В редких случаях, при рН>8,5 возникает гидратная щелочность. Щелочность определяется количеством сильной кислоты, необходимой для нейтрализации 1 дм3воды. Щелочность большинства природных вод определяется только гидрокарбонатами кальция и магния, pH этих вод не превышает 8,3. Определение щелочности полезно при дозировании химических веществ, необходимых при обработке вод для водоснабжения. Вместе со значениями рН, щелочность воды служит для расчета содержания карбонатов и баланса угольной кислоты в воде.

Степень насыщения кислородом

Растворенный кислород находится в природной воде в виде молекул O 2 . На его содержание в воде влияют две группы противоположно направленных процессов: одни увеличивают концентрацию кислорода, другие уменьшают ее. К числу первых относятся: поглощение кислорода из атмосферы, выделение кислорода водной растительностью в процессе фотосинтеза и поступление в водоемы с дождевыми и снеговыми водами, которые обычно перенасыщены кислородом. В артезианских водах все эти факторы практически не действуют, и поэтому кислород в таких водах отсутствует. В поверхностных же водах содержание кислорода меньше теоретически возможного в силу протекания процессов, уменьшающих его концентрацию, а именно: потребления кислорода различными организмами брожения, гниения органических остатков, реакций окисления и т.п.Относительное содержание кислорода в воде, выраженное в процентах его нормального содержания и называется степенью насыщения кислородом. Этот параметр зависит от температуры воды, атмосферного давления и уровня минерализации. Вычисляется по формуле:

M = (a * 0,1308 *100)/N * P, где М – степень насыщения воды кислородом, %;

а – концентрация кислорода, мг/дм3;

Р – атмосферное давление в данной местности, МПа.

N – нормальная концентрация кислорода при данной температуре и общем давлении 0,101308 МПа, приведенная в следующей таблице:

  Растворимость: Температура воды, ° C

 

0

10

20

30

40

50

60

80

100

мг O 2 / </