K005183 Дипломная работа Химико – органолептический состав воды реки танып балтачевского района и ее влияние живой организм

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………….………………………………...……………..……………….3

1 ВОДА И ЕЕ СВОЙСТВА.…………………………………………………….5

1.1 Состав и строение воды…………………………………………..……….…..5

1.2 Физические свойства воды………………………………………….....…......6

1.3 Химические свойства воды……………………………………………..…….7

2 Химико - органолептический состав воды………………………………...10

2.1 Органолептический состав воды……………………………………………10

2.2 Минерализация воды…………….…………………………………………..12

2.2.1 Методы определения минерализации……………………...……………….13

2.3 Химический состав………………………………………………………......13

2.3.1 Тяжелые металлы (ТМ)…………………………..…………………...……..14

2.3.2 Жесткость воды…………………………………….………………………...15

2.3.2.1 Влияние жесткости на живой организм…………………………………..20

2.3.2.2 Методы определения жесткости…………………………………………..21

2.4 Радиоактивнуклеотидные частицы в воде……………………………….....28

3 Экспериментальная часть………………………………………...................31

3.1 Определение органолептических показателей…………………….………32

3.2 Определение минерализации воды……………………………………...….35

3.3 Методика определения жесткости воды

комплексонометрическим методом……………………..……………………......37

3.4 Определение химического состава воды………………..………………....39

3.5 Определение содержания радионуклеотидов в воде……………………...41

Заключение……………………………………………………………..…………...42

Список источников использованной литературы…………………………..........44

Приложение…………………………………………………………………………47

Введение

Boда - одно из самых важных для человека веществ. Cложно предстaвить, что былo бы, при отсутствии воды. Академик Капринский А.П. писал, что вода является «самым драгoценным ископаемым». Taк oно и есть, вoда составляет 50-99% массы всех живых существ. Например, кровь человека сoстоит более чем из 80% воды, а мускулы – 35%.

Boда - это основной растворитель почти всех веществ, вызывает диссоциацию молекул, участвует в процессах перестройки молекул (гидролиз), включается в окислительно – восстановительные реакции и так далее .

Первый ученый, который задумался, откуда берется это уникальное вещество, был Галилео Галилей. Он рассуждал о свойствах воды, о том, почему вода в море соленая, стремясь найти ответ в прошлой судьбе воды.

Однако, Лавуазье - французский ученый 18 века, экспериментальным путем доказал, что вода состоит из двух летучих гaзов: кислорода и водорода, работая совместно с инженером Жаном Батистом Мёнье. Oни получили 45 г «искусствeнной воды».

Количественные измерения показали, что 12 объемов водорода соединяются с 22,92 объемами кислорода. Отклонение этих результатов от истинного соотношения объемов (1:2) объясняется примесями в изучаемых газах. Одновременно было установлено соотношение масс этих газов, которое показало, что 1 часть водорода требует для сгорания примерно 8 частей воздуха. Лавуазье «перевел» воду из разряда простых тел в сложные, но история возникновения воды так и остается не разгаданной  .

Но, не смотря на то, что многое о воде остается не разгаданным, общей задачей всех для обеспечения безопасности и безвредности воды в системах хозяйственно-питьевого водоснабжения является осуществление объективного и достоверного анализа воды с целью контроля ее качества

Актуальность данной проблемы обусловлена тем, что вода является жизненно необходимым для человека веществом. Минеральная (природная) вода оказывает благоприятное влияние на здоровье организма. Поэтому объектом исследования является природная и питьевая вода.

Цель: исследование органолептического и химического состава воды реки Танып Балтачевского района.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- изучить литературу по данной тематике;

- исследовать химический состав и органолептические свойства воды;

- исследовать влияние воды на живой организм.

Объект исследования:

- вода реки Танып.

Предмет исследования:

- химический состав воды;

- органолептические качества воды.

1 ВОДА И ЕЕ СВОЙСТВА

Вода - одна из самых важных для человека веществ. Невозможно представить, что было бы, при ее отсутствии. Академик Капринский А.П. назвал воду «самым драгоценным ископаемым». Так оно и есть, так как она составляет 50-99% массы всех живых существ. 2/3 нашей планеты состоит из водной поверхности.

Вода обладает уникальными свойствами. И поэтому многие жизненно важные процессы не могут идти без нее. Это связанно с составом и строением молекулы вещества.

1.1 Состав и строение воды

Вода – сложное вещество, которое состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода (H2O). Два неспаренных p-электрона в атоме кислорода активно образовывают химические связи с двумя s-электронами атома водорода. Атомы водорода друг от друга заметно отталкиваются и угол между химическими связями «водород – кислород» получается 104,5°. Эти химические связи полярны, так как, кислород гораздо электроотрицательнее водорода и притягивает к себе электронные пары, образующие химические связи. На атоме кислорода скапливается избыточный отрицательный заряд, а на водopоде - положительный. Поэтому вода является электрическим диполем  .

 Согласно теории валентных связей в молекуле воды две гибридные орбитали атома кислорода образуют две связи О - Н. А на двух других гибридных орбиталях располагаются спаренные электронные пары.

Расположение электронов можно условно записать в виде схемы:

Н: О :Н  . Более подробная схема строения воды показана на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 - Расположение молекулы воды в пространстве

 

1.2 Физические свойства воды

В нормальных условиях вoда является жидким веществoм, тогда как аналогичные водoродные сoединения (H2S, CH4, HF) являютcя газaми. Из-за большой разности электроотрицательности атомов водорода и кислорода электронные облака смещены в сторону кислорода, по этой причинe молекула воды обладает дипольным моментом. Каждая молекула воды образует до четырёх водородных связей - две из них образует атом кислорода и два атома водорода. Количество водородных связей и их разветвлённая структура определяют высокую температуру кипения воды и её удельную теплоту парообразования. Если бы не было водoродных связей, вoда кипела бы при

80 °С, а замерзала - при -100 °С.

При температуре перехода в твёрдое вещество, молекулы воды упорядочиваются, в процессе этого расстояние мeжду молекулами увеличиваются, и общaя плотность воды падает, что и объясняет причинy меньшей плотности воды в фазе льда. Пpи испарении наoборот, все cвязи рвутся. Разрыв связей требует много энергии, отчего у воды самая большая удельная теплоёмкость среди прочих жидкостей и твёрдых веществ. Поэтому воду нередко используют как теплоноситель. Вода также имеет большие значения удельной теплоты плавления и парообразования  .

1.3 Химические свойства воды

Вода является наиболее распространённым растворителем на Земле, во многом определяющим характер химии, как науки. Большая часть химии, при её зарождении как науки, начиналась именно как химия водных растворов веществ. Иногда ее рассматривают, как амфолит - и кислоту и основание одновременно (катион H+ и анион OH−). В отсутствие посторонних веществ в воде одинакова концентрация гидроксид-ионов и ионов водорода (или ионов гидроксония(H3O+)), исходя из этого, ионное произведение воды составляет:

Кw=[Н+] × [ОН-]=14

Вода - химически активное вещество. Сильно - полярные молекулы воды сольватируют ионы и молекулы. Они образуют гидраты и кристаллогидраты. Сольволиз, и в частности гидролиз, происходит в живой и неживой природе, и широко используется в химической промышленности.

Воду можно получить в ходе реакций:

2 Н2О2 → 2 Н2О + О2↑

NaHCO3 + CH3COOH → CH3COONa + H2O + CO2↑

2 CH3COOH + CaCO3 → Ca(CH3COO)2 + H2O + CO2↑

В ходе реакций нейтрализации:

H2SO4 + 2 KOH → K2SO4 + 2 H2O

HNO3 + NH4OH → NH4NO3 + H2O

2 CH3COOH + Ba(OH)2 →Ba(CH3COO)2 + 2 H2O

Восстановлением оксидов металлов водородом:

CuO + H2 → Cu + H2O

Под воздействием очень высоких температур или электрического тока (при электролизе), а также под воздействием ионизирующего излучения, как установил в 1902 году Фридрих Гизель при исследовании водного раствора бромида радия, вода разлагается на молекулярный кислород и молекулярный водород:

2 H2O → 2 H2↑  + O2↑

Вода реагирует при комнатной температуре:

- с активными металлами (натрий, калий, кальций, барий):

2 H2O + 2 Na → 2 NaOH + H2↑

-cо фтором и межгалоидными соединениями:

2 H2O + 2 F2 → 4 HF + O2

2 H2O + 2 F2 → 2 HF + 2 HOF (при низких температурах)

3 H2O + 2 IF5 → 5 HF + HIO3

-c солями, образованными слабой кислотой и слабым основанием, вызывая их полный гидролиз:

Al2S3 + 6 H2O → 2 Al(OH)3↓ + 3 H2S↑

-с активными металлорганическими соединениями (диэтилцинк, реактивы Гриньяра, метилнатрий и т. д.);

CH3Na+H2O → CH4 + NaOH

- c карбидами, нитридами, фосфидами, силицидами, гидридами активных металлов (кальция, натрия, лития и др.);

CaC2 + 2 H2O → C2H2 + Ca(OH)2

- с фторидами благородных газов.

AuF3 + З Н2O → Au(OH)3 + 3 HF (при нагревании cвыше 500°С)

Вода реагирует при нагревании:

- с железом, магнием:

4 H2O + 3Fe → Fe2O3 + 4 H2

- с углем, метаном:

H2O + C → CO + H2

Вода реагирует в присутствии катализатора:

- с амидами, эфирами карбоновых кислот;

RC N + 2 H2O + HCl → RCOOH + NH4Cl

-с ацетиленом и другими алкинами;

C2Н2 + Н2О → СН3СОН

- с алкенами;

C2H4 + H2O → C2H5OH

Фотосинтез:

Особая реакция воды – синтез растениями крахмала (C6H10O5)n и других подобных соединений (углеводов), происходящая с выделением кислорода:

6n CO2 + 5n H2O = (C6H10O5)n + 6n O2 (при действии света)

На рисунке 1.2 представлена схема фотосинтеза.

Рисунок 1.2 - Схема фотосинтеза

 

В фотосинтезе можно выделить отдельные этапы, различающиеся пo прирoде и характерным скoростям процессoв:

- фотофизический;

- фотохимический;

- химический:

- реакции транспорта электронов;

- «темновые» реакции или циклы углерода при фотосинтезе  .

Таким образом, физические и химические свойствами воды определяют наиболее ее важные свойства и действуют на изменение химическо – органолептического состава.

2 Химико - органолептический состав воды

Для человека питьевая вода является основой жизнедеятельности. В XIX веке французский микробиолог Луи Пастер писал, что «человек выпивает 90% своих болезней». С тех времен прошло более двух веков, и медицина шагнула вперёд, но на сегодняшний день питьевая вода может представлять для людей серьезную угрозу. Например, в 1997 году количество проб воды из источников централизованного водоснабжения, не соответствующих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям, составило 25,7% и по содержанию тяжелых металлов 6,5%. Поэтому химический состав и органолептические показатели воды необходимо контролировать.

Химический состав воды – это наличие солей в исследуемом водном объекте. В водных растворах подавляющее большинство солей существует в виде ионов. В природных водах преобладают три аниона (гидрокарбонат HCO-3, хлорид Cl- и сульфат SO42-) и четыре катиона (кальций Ca2+, магний Mg2+, натрий Na+ и калий K+) - их называют главными ионами.

Органолептические качества воды – это метод определения состояния водного объекта путем непосредственного его осмотра. При органолептических наблюдениях особое внимание обращают на явления, необычные для данного водоема или водотока и часто свидетельствующие о его загрязнении: гибель рыбы и других водных организмов, растений, выделение пузырьков газа из донных отложений, появление повышенной мутности, посторонних окрасок, запаха, цветения воды, нефтяной пленки и прочее  .

2.1 Органолептический состав воды

Прозрачность – это один из важнейших показателей чистоты воды. Это способность пропускать свет и делать видимыми предметы, находящиеся на определенной глубине. Прозрачность определяется за счет содержания в воде химических и механических примесей. Она должна быть в водах плавательных бассейнов не менее 20 см, а в водоемах не менее 30см.

Цвет. Питьевая вода должна быть бесцветной. Окраска воды делает воду неприятной для питья, так же как и мутность. Совершенно прозрачная вода встречается не часто, например, в подземных водоносных слоях. Вода в открытых водоемах обычно имеет характерный оттенок. Например, желтоватый оттенок свидетельствует о наличии в воде солей железа или гуминовых веществ. Они могут образоваться при гниении или разложении растительных остатков. Наличие гуминовых веществ характерно для воды болот. Так же зеленоватый цвет воде могут придать микроводоросли.

Запах. Питьевая вода не должна иметь никакого запаха. Запах чаще всего свидетельствует о присутствии в воде либо продуктов биологического распада растений или животных, либо каких-либо химических соединений, посторонних для питьевой воды. На возможность наличия в воде патогенных микроорганизмов может указывать запах сероводорода. И то, иногда это лишь следствие повышенной концентрации в воде солей серной кислоты, например, сернистого железа (Нижнесергинские минеральные воды). Фенольный, смоляной и другие запахи свидетельствуют о возможном загрязнении воды промышленными сточными водами, запах хлора – об избыточных концентрациях остаточного хлора, используемого для обеззараживания питьевой воды и воды плавательных бассейнов (выше 0,5 ÷ 0,6 мг в 1 л воды)  .

Вкус. В питьевой воде не должна присутствовать посторонних привкусов. Вкус воды в первую очередь зависит от ее минерального состава, концентрации растворенных в ней газов (кислорода и углекислого газа), температуры. За счет кипячения вода менее вкусна, так как происходит потеря газов и двууглекислых солей кальция и магния.

Температура. Наиболее благоприятной температурой для питьевой воды считается +7 ÷ +12° С. Такая вода эффективнее утоляет жажду, способствует охлаждению слизистой оболочки полости рта и пищевода и вызывает усиление деятельности слюнных желез. Прием воды, имеющей температуру 5° С и ниже, приводит к подавлению желудочной секреции, нарушению пищеварения. Прием холодной воды в разгоряченном состоянии после тренировки может привести к развитию простудных заболеваний.

Температура воды при купании и плавании для взрослых должна быть +25 ÷ +26° С, а для детей – не менее +26° Температура для естественных водоемов не нормируется  . При фильтрации через толстые слои почвы, проникновения в воду различных загрязнителей уменьшается, чем глубже от поверхности почвы залегает водоносный слой, тем меньше вероятность.

2.2 Минерализация воды

Общая минерализация (общее солесодержание) – это показатель содержания в воде неорганических солей и органических веществ. При вычислении общей минерализации газы, растворённые в воде, не учитываются. Минерализацию подсчитывают в мг/л или же в мг/дм3, при больших концентрациях - г/л, г/куб. дм.

В зависимости от общей минерализации воды делятся на следующие виды:

- слабоминерализованные (1-2 г/л);

- малой минерализации (2-5 г/л);

- средней минерализации (5-15 г/л);

- высокой минерализации (15-30 г/л);

- рассольные минеральные воды (35-150 г/л);

- крепкорассольные воды (150 г/л и выше)  .

На минерализацию вод влияют различные факторы, такие как воздействие человека, изменение климата и прочие. Природная минерализация зависит от геологии района происхождения вод. На итоговую минерализацию воды оказывает серьёзное влияние различная степень растворимости минералов природной среды.

Сточным воды промышленности, городские ливневые стоки (так как соли и прочие химические реагенты используется зимой для борьбы с оледенением дорожного покрытия), стоки с сельского хозяйства, которые обрабатываются химическими удобрениями относятся к воздействиям человека.

Вода - это многокомпонентное, сложное вещество, в состав которого кроме молекул водорода и кислорода входят самые разнообразные вещества. Все они необходимы для живого организма. Экологически значимым для обитателей водной среды является степень насыщения воды различными газами, концентрациями ионов минеральных солей, водородных ионов и органических веществ. Главнейшие ионы, содержащиеся в природных водах:

- катионы: Na+, K+, Ca2+, Mg2+;

- анионы: HCO3-, SO42-, Cl-.

В значительно меньших количествах содержатся катионы Fe2+, Fe3+, Mn2+; анионы HSiO3-, HPO42-, I-, HS- и др. В окружающей среде может меняться не только суммарное количество ионов, но и их соотношение.

Соленость воды – это суммарная концентрация всех минеральных ионов, имеющихся в воде. Минерализация воды может меняться по сезонам года. За счет вымывания из почв многих минеральных веществ. Заметно она повышается во время паводков.

2.2.1 Методы определения минерализации воды

Минерализацию воды можно определить гравиметрическим методом. Он является наиболее точным и легким методом для определения содержания общего количества солей в воде.

Гравиметрический метод

Метод основан на выпаривании 100 мл воды в течении определенного времени и определении массы оставшегося сухого остатка. Величина сухого остатка характеризует общее содержание растворенных в воде нелетучих минеральных и частично органических соединений. Массу оставшегося сухого остатка переводят в объем и результаты фиксируют.

Методы отбора проб

Пробоотбор проводится по ГОСТ 2874 и ГОСТ 4979.

Примечание: объем пробы воды для определения сухого остатка должен быть не менее 300 см3.

2.3 Химический состав

Химический состав воды – это содержание катионов и анионов солей.

В водных растворах большинство солей существует в виде ионов. В природных водах преобладают три аниона (гидрокарбонат HCO3-, хлорид Cl- и сульфат SO42- и четыре катиона (кальций Ca2+, магний Mg2+, натрий Na+ и калий K+)) - их называют главными ионами. Хлорид-ионы придают воде солёный вкус, сульфат-ионы, ионы кальция и магния - горький, гидрокарбонат-ионы безвкусны. В пресных водах они составляют свыше 90-95 %, а в высокоминерализованных - свыше 99 % всех растворенных веществ. Обычно нижним пределом концентрации для главных ионов считают 1 мг/л, поэтому в ряде случаев, например, для морских и некоторых подземных вод, к главным компонентам можно отнести также Br-, B3+, Sr3+ и др. Отнесение ионов K+ к числу главных является спорным. В подземных и поверхностных водах эти ионы занимают второстепенное положение, тогда как в атмосферных осадках ионы K+ играют главную роль.

Ионная форма главных компонентов характерна в полной мере маломинерализованным водам. При увеличении концентрации между ионами, усиливается их взаимодействие, направленное на ассоциацию (процесс, обратный диссоциации). При этом образуются ассоциированные ионные пары (MgHCO3+, CaHCO3+).

Химический состав природных вод может изменяться под влиянием климатических и других условий, и приобретать характерные черты, специфические для различных видов природных вод (атмосферные осадки, реки, озера, подземные воды)  .

Воды большинства рек принадлежат к гидрокарбонатному классу. По составу катионов эта вода имеет почти исключительное преобладание кальция; но крайне редким явлением являются гидрокарбонатные воды с преобладанием магния и натрия. В природе наиболее распространены воды гидрокарбонатного класса малой минерализации (суммарное содержание солей до 200 мг/л).

Сравнительно малочисленны реки с водой, относящейся к сульфатному классу. Они распространены в степной полосе преимущественно и частично в полупустынях. В составе катионов природных вод сульфатного класса преобладает кальций. Однако ряд рек сульфатного класса имеет преобладание натрия. По минерализации воды сульфатного класса значительно превосходят воды гидрокарбонатного класса. Сравнительно редко встречаются речные сульфатные воды с малой (общее количество солей до 200 мг/л) и средней (общее количество солей с 200 до 500 мг/л) минерализацией. Наиболее характерна для этих рек повышенная (общее количество солей с 500 до 1000 мг/л), а иногда и высокая (общее количество солей более 1000 мг/л) минерализация воды.

Реки, воды которых относятся к хлоридному классу, встречаются так же редко, как и реки, в воде которых преобладают сульфаты. К этой территории относятся преимущественно степные районы и полупустыни. Главным образом ионы натрия являются преобладающими катионами природных вод хлоридного класса. Воды хлоридного класса отличаются высокой минерализацией - свыше 1000 мг/л, реже от 500 до 1000 мг/л  .

2.3.1 Тяжелые металлы (ТМ)

Тяжелые металлы (металлы, имеющие атомную массу больше 40) относятся к наиболее важнейшим объектам для служб контроля окружающей среды, которые загрязняют биосферу. Причиной тому служит биологическая активность многих из них  .

Тяжелые металлы накапливаются как в почве, так и в животных организмах.

Тяжелые металлы действуют на живой организм по-разному. Это зависит от их концентрации. В тяжелых металлах встречаются биогенные элементы (металлы, необходимые для жизнеобеспечения человека и других организмов) и ксенобиотики (это металлы, попадая в живой организм, приводящие к его отравлению или гибели)  .

В особую группу тяжелых металлов, которые вредят окружающей среде и живому организму, входят: кадмий (Cd), медь (Cu), свинец (Pb), ртуть (Hg), цинк (Zn) и хром (Cr)  . Из них ртуть, свинец и кадмий наиболее токсичны. К источникам загрязнения биосферы тяжелыми металлами можно отнести предприятия машиностроения, промышленные стоки, загрязняющие поверхности вод и аэрозольные выбросы, загрязняющие атмосферу и другие  .

Большое количество тяжелых металлов содержится в воде. Так как вода смывает все вещества, которые находятся в почве. А так же, многие промышленные предприятия сливают свои отходы в землю, откуда они могут попасть в воду. Или же, аэрозольные выбросы могут циркулировать в круговороте веществ и попасть на поверхность земли как осадки, в виде дождя (кислотные дожди) или снега.

2.3.2 Жесткость воды

Соли кальция почти всегда содержатся в природной воде, Ввиду его широкой распространенности. Из природных солей кальция только гипс (CaSO4) может растворяться в воде, но если вода содержит большое количество углекислого газа, то карбонат кальция тоже может переходить в раствор в виде гидрокарбонатов Са (НСО3)2.

Природная вода, содержащая в растворе большое количество солей кальция и магния, называется жесткой водой в противоположность мягкой воде, содержащей мало солей кальция и магния или совсем не содержащей их.

Суммарное содержание этих солей в воде называется ее общей жесткостью. Она подразделяется на карбонатную и некарбонатную жесткость. Первая из них обусловлена присутствием гидрокарбонатов кальция и магния, вторая - присутствием солей сильных кислот - сульфатов или хлоридов кальция и магния.

В таблице 2.1 приведены основные катионы металлов, вызывающие жесткость, и главные анионы, с которыми они объединяются, образуя соответствующие соединения.

Таблица 2.1 - Катионы, анионы и соединения, обуславливающие жесткость воды

Катионы Анионы Соединения

Кальций (Ca2+) Гидрокарбонат (HCO3-) Ca(HCO3)2

Магний (Mg2+) Сульфат (SO42-) MgSO4

Стронций (Sr2+) Хлорид (Cl-) SrCl2

Железо (Fe2+) Нитрат (NO3-) Fe(NO3)2

Марганец (Mn2+) Силикат (SiO32-) MnSiO3

Наличием в воде ионов стронция, железа и марганца пренебрегают, из-за ничтожно малого оказания их влияния на жесткость воды. Малая растворимость в природных водах алюминия и трехвалентного железа вносит очень малый «вклад» в жесткость воды, которым так же пренебрегают.

Влияние ионов бария не учитывается из-за незначительного их содержания в воде  .

При длительном кипячении воды гидрокарбонат кальция разлагается, за счет чего появляется осадок, состоящий главным образом из СаСО3 и выделяется СО2. Такая вода обладает карбонатной (устранимой) жесткостью.

2Са(НСО3)2 → СаСО3↓ + СО2↑ + Н2О

Поэтому карбонатную жесткость называют также временной жесткостью. Содержание гидрокарбонатов, удаляющихся из воды при ее кипячении в течение часа, количественно характеризует временную жесткость. Жесткость, остающаяся после кипячения, называется постоянной (неустранимой) жесткостью.

Жесткость природных вод изменяется в широких пределах. В одной и той же реке она изменяется в течение года, а так же жесткость воды в разных водоемах различна.

Для многих технических целей содержание в воде значительного количества солей кальция или магния делает ее непригодной. Так, при долговременном питании паровых котлов жесткой водой их стенки постепенно покрываются толстым слоем накипи. При толщине слоя в 1 мм корка сильно понижает передачу теплоты стенками котла и, тем самым, ведет к увеличению расхода топлива.

Кроме того, она может служить причиной образования вздутий и трещин, как в кипятильных трубах, так и на стенках самого котла (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 Налет накипи на стенки:

А – труб; Б - тена

 

А                                                               Б

Жесткую воду нельзя использовать при проведении некоторых технологических процессов.

Приведенные выше примеры указывают на необходимость понижения концентрации или удаления из воды солей кальция и магния, применяемой для технических целей. Удаление этих солей называется водоумягчением. Оно входит в технологическую систему водоподготовки – обработки природной воды, используемой для питания паровых котлов и для различных технологических процессов.

Содержание кальциевых и магниевых соединений в литре воды, выраженное в мг-экв или мкг-экв, носят название жесткости воды. Такое название возникло вследствие промывания тканей водой, содержащей высокую концентрацию ионов Ca2+ и Mg2+. Это делает волокна ломкими, неэластичными, словно жесткими, что обусловлено образованием на волокнах кальциевых и магниевых солей жирных кислот, входящих в состав мыла, а также карбонатных солей.

Сумма карбонатной и некарбонатной жесткости определяет общую жесткость воды. Показатель жесткости воды не постоянен.

В мировой практике приняты единицы измерения жесткости, которые определенным образом соотносятся друг с другом (таблица 2.2).

Таблица 2.2 - Единицы жесткости воды

Российский;

моль/м3(мг*экв/л) Немецкий градус; do Французский градус; fo Американский градус; ppm (мг/дм3) СаСО3

1,000 2,804 5,005 50,050

Таблица наглядно показывает гораздо более основательный подход к проблеме жесткости воды. В таблице 2.3 представлены значения жесткости воды.

Жесткость поверхностных и подземных вод сильно отличаются. Подземные воды больше содержат соли кальция и магния, тем самым их жесткость больше чем у поверхностных вод . Жесткость поверхностных вод подвержена заметным сезонным колебаниям. Она достигает наибольшего значения в конце зимы и наименьшего в период половодья, когда обильно разбавляется мягкой дождевой и талой водой. Морская и океаническая вода имеют очень высокую жесткость (десятки и сотни мг-экв/дм3).