ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процессы формирования химического состава подземных вод хозяйственно-питьевого назначения из "Геохимия подземных вод хозяйственно-питьевого назначения" Существуют различные качественные и количественные расчетные методы установления агрессивной углекислоты в подземных водах. Ниже приводятся расчетные данные равновесных концентраций СО2 для различных концентраций НСО3 (по И.Ю. Соколову), позволяющие устанавливать присутствие агрессивной углекислоты в подземных водах. [c.55] Во МНОГИХ работах предложены количественные методы определения агрессивной углекислоты. Наиболее удобными являются таблицы и графики, предложенные Ф.Ф. Лаптевым, они дают достоверные результаты в интервале значений г Са /г НСОз 0,2-10. При крайних значениях этого параметра и при содержаниях НСО3 более 500 мг/л, или при жесткости воды более 17,8 мг-экв, расхождения начинают заметно превышать допустимые погрешности экспериментального определения содержания свободной углекислоты в воде. [c.56] При таких реакциях происходит или связывание Н в труднодиссо-циируемое соединение и увеличение концентраций ОН (гидролиз по аниону), или связывание ОН и увеличение концентраций Н (гидролиз по катиону). Вследствие таких реакций смещается равновесие электролитической диссоциации воды и изменяется ее pH. [c.57] Существенное влияние на процессы растворения оказывают также многокомпонентность химического состава подземных вод. Растворение веществ в зтих водах отличается от их растворения в чистой (дистиллированной) воде. Преломление концентраций элементов на границе твердой и жидкой фаз зависит от химического состава подземных вод и особенно от тех вероятных миграционных форм, которые могут образовывать элементы в этих водах, а также от растворимости этих форм. Теоретически обосновано [24, 25] и экспериментально доказано [14], что растворимость твердой фазы растет пропорционально увеличению устойчивости комплексных соединений, образуемых компонентами твердой фазы в растворе. Чем устойчивее вероятное комплексное соединение элемента с компонентами раствора, тем интенсивнее переходит он из твердой фазы в раствор. Это обстоятельство особенно влияет на переход в подземные воды элементов, являющихся микрокомпонентами этих вод. В работах Б.Н. Рыженко и др. [24, 25] обосновано, что растворение есть в сущности функция комплексообразоваиия. Количественная оценка влияния комп-лексообразования на процессы растворения твердой фазы и расчет их результатов приведены в гл. 7. Здесь же отметим только принципы влияния комплексообразоваиия на растворение. [c.58] По этой же причине происходит, например, увеличение концентраций кальция с ростом концентраций хлора в подземных водах (табл. 7), увеличение концентраций железа в подземных водах, содержащих ФК и ГК, увеличение концентраций фтора в НСОз-Ка водах (см. гл. 5) и т. д. [c.59] При этом происходит создание среды, более благоприятной для увеличения концентраций в подземных водах халькофильных элементов, поскольку их сульфаты более растворимы, чем сульфиды. [c.60] В простейшем виде образование твердого соединения из раствора происходит последовательно и слагается из реакции взаимодействия компонентов с образованием нейтральных молекул Меу +(и—г)А= МеА (например, Ре(0Н)2 + ОЬГ = Ре(ОН)з) и далее фазового перехода МеА (р.р) - МеА ( з). Этот переход происходит при насыщении раствора молекулярной формой. Для этого необходимо увеличение в растворе концентраций Ме и А до эквивалентных соотношений. [c.61] Имеются две основные причины достижения ПР соединений в реальных подземных водах. [c.61] При изучении кристаллизации соединений из подземных вбд необходимо иметь в виду следующие положения. [c.62] Следовательно, смещение равновесия в реакции в правую сторону (т. е. в сторону растворения соединения МеЬ 0 и сохранение Ме в растворе возрастает с увеличением растворимости осадка МеЬ и устойчивости комплекса МеА . Типичным примером таких смещений является увеличение pH осаждения гидроксидов элементов при наличии в водах различных неорганических аддендов и органических веществ. [c.63] Верхняя граница метастабильности представляет границу предельных пересыщений при данных температурах. Площадь между границей метастабильности и линией растворимости представляет зону пересыщенных растворов. Концентрации вещества в таких растворах превышают растворимость, но эти растворы, находясь в стадии так называемой скрытой кристаллизации, являются относительно устойчивыми и широко распространены в гидрогеохимических системах. Степень пересыщения характеризуется коэффициентом пересыщения 7 = с/ср (где с — концентрация вещества в растворе Ср - растворимость при данной температуре). Коэффициент пересыщения подземных вод отдельными солями может достигать и-1000. Степень пересыщения зависит от свойств данного вешества и особенностей раствора. [c.63] В результате сорбционных процессов в гидрогеохимических системах поверхность твердых фаз, взаимодействующих с подземными водами, оказывается заряженной катионами и анионами. При взаимодействии заряженных твердых фаз с другими водами происходит самопроизвольный процесс обмена ионов в соответствии с их химическими потенциалами в твердой и жидкой фазах. [c.64] Такой процесс называют ионным обменом. В сущности, это самопроизвольный и обратимый обмен между твердой фазой и раствором, при котором не происходит изменений в структуре твердого тела. Так как сорбционная система твердая фаза — раствор в любой момент должна быть электронейтральной, то обмен ионов происходит в эквивалентных стехиометрических соотношениях. Он протекает до установления равновесия, при котором сорбент и раствор содержат ионы в определенных количественных соотношениях. [c.64] При характеристике способности веществ к ионному обмену используют такие понятия, как удельная поверхность и обменная емкость. Удельной поверхностью называют поверхность 1 г сорбента (в м /г). Обменная емкость — это концентрация ионов в сорбенте, способная к обмену (в мг-экв/100 г при pH 7). [c.64] Вернуться к основной статье