ТИПИЧНЫЙ СОСТАВ ПРИРОДНОЙ ВОДЫ

 

Основную массу растворенных в природной воде веществ составляют, как правило, следующие катионы и анионы: Ca2+, Mg2+, Na+, HCO3-, Cl-, SO42-. При переходе от вод одного типа к водам другого, набор этих ионов не меняется. Меняется только их соотношение. В таблице 1 представлены примеры состава вод различных типов. (Единицы измерения - мг-экв/л.)

Название образца Ca+Mg Na+K HCO3 Cl SO4 NO3
река Нева
(мягкая вода)
0,56 0,13 0,3 0,09 0,12 0,09
реки р-на Вогезы, Овернь (Франция) 1)
(мягкая вода)
1,1 0,4 1,1 0,2 0,2 ?
реки Парижского бассейна 1)
(вода средней жесткости)
4,4 0,2 3,8 0,6 0,2 ?
река Обь (вода средней жесткости) 5,1 0,1 5 0,02 0,16 0,02
мин. вода Карачинская
(вода средней жесткости)
5,4 24 16 12 3,6 ?
мин. вода Славяновская
(жесткая вода)
19,2 30 22 8,5 19 ?

1) Из книги Ф.Берне и Ж.Кордонье "Водоочистка", М:"Химия",1997.

Важной потребительской характеристикой природных вод является общая жесткость воды. Жесткостью воды называется концентрация ионов щелочноземельных металлов (Ca и Mg). По величине концентрации ионов этих металлов воды делятся на мягкие, средней жесткости и жесткие (см. таблицу 1). Различают постоянную жесткость (некарбонатную) и временную (карбонатную) жесткости. Временную жесткость воды можно устранить кипячением, а постоянную - нет. Это связано с тем, что временную жесткость определяет ион гидрокарбоната, который после кипячения трансформирует гидрокарбонаты щелочноземельных металлов в нерастворимые в воде карбонаты. Таким образом, временная жесткость воды равна концентрации гидрокарбонатов щелочноземельных металлов, а постоянная равна концентрации солей тех же металлов, но с остальными анионами.

В нашей стране принято выражать жесткость воды в мг-экв/л, но мировая практика знает другие единицы измерения - градусы. В таблице 2 помещены результаты сравнения величин градусов жесткости, используемых в разных странах мира.

Наименование мг-экв/л
Американский градус 0,0200
Английский градус 0,2848
Немецкий градус 0,3566
Французский градус 0,1998

В меньших концентрациях (0,001-0,01 мг-экв/л) в природных водах присутствуют нитраты, фосфаты, фториды, а также катионы калия, аммония, железа, бария и т.д.

Интересны данные о содержании ионов в океанской и морской водах. Источником этих данных является "Cправочник химика" под редакцией Б.П.Никольского. Я просто пересчитал данные из массовых процентов в г-экв/л. За исключением состава вод Аральского и Каспийского морей, ошибка баланса не превышает 3-4%. Более внимательный анализ результатов указывает на нехватку катионов (?)

Название образца минерали-зация, г/л Cl Br SO4 CO3 Na K Ca Mg
Океаны (средние данные)
36,3 0,56 9,1e-04 0,058 6,0e-04 0,48 1,0e-02 0,0054 0,11
Аральское   море 
10,8 0,11 - 0,071 9,0e-05 0,10 2,8e-04 0,0061 0,048
Балтийское море 
7,3 0,11 9,1e-05 0,012 6,0e-05 0,10 1,9e-03 0,0015 0,021
Белое   море 
28,8 0,45 3,6e-04 0,047 2,4e-04 0,38 6,6e-03 0,0043 0,089
Каспийское море  
12,9 0,15 8,0e-05 0,064 9,6e-04 0,14 2,0e-03 0,0042 0,061
Мексиканский залив  
36,8 0,57 9,2e-04 0,058 9,2e-04 0,49 1,0e-02 0,0055 0,11
Средиземное море 
38,7 0,60 9,7e-04 0,064 6,5e-04 0,52 1,1e-02 0,0058 0,12
Черное море 
20,4 0,32 5,1e-04 0,032 8,5e-04 0,27 6,3e-03 0,0036 0,062

Для разработки различного рода методик определения компонентов природных вод, химикам-аналитикам необходимо знать примерное содержание тяжелых металлов в этих водах. В таблице 3 представлены нормативы и примеры определения тяжелых металлов в природных водах.

Металл ПДК, мкг/л 1) ПДК, мкг/л 2) Проба, мкг/л 3)
Al 500 - 350
Ba 100 2000 55
Be 0,2 - 0,005
V 100 1 5
Fe 300 5 730
Cd 1 5 0,1
Co 100 10 0,1
Mn 100 10 220
Cu 1000 1 0,5
As 30 50 2
Ni 100 10 1
Hg 0,5 0,01 0,02
Pb 20 100 0,2
Zn 1000 10 5
Cr 100 1 н.о.

1) Предельно допустимые концентрации для водоемов хозяйственно-питевого пользования.
2) Предельно допустимые концентрации для водоемов, используемых для рыбохозяйственных целей.
3) Бердский залив (Обское водохранилище). Данные Аношина Г.Н. и Воротникова Б.А. (ОИГГМ СО РАН).

 

ООО «Сибирские водные технологии »
www.water-tec.ru