Классификация вод

Химические классификации природных вод

11 июля 2016 г.

Среди многочисленных классификаций природных вод по хими­ческому составу лишь немногие получили распространение. Неко­торые классификации не учитывают количественного преобладания ионов, а исходят из определенных характерных соотношений между отдельными ионами и группами ионов. В нефтегазовой гидрогео­логии наиболее часто используются классификации Ч. Пальмера, О.А. Алекина и В.А. Сулина.

Отметим, что графические методы изображения состава вод ши­роко применяются для наглядного сравнения составов различных вод и для представления их на картах и разрезах.

1. Классификация Ч. Пальмера. Для оценки нефтяных вод исполь­зуют характеристики Пальмера — группы солей, образованных из ионов по правилу Фрезениуса, согласно которому ионы соеди­няются в порядке уменьшения химической активности.

Последова­тельность степени активности основных ионов такова: анионы Сl, SO42-, НСO3-; катионы Na+, Mg2+, Са2+.

Ионы Вг-, J- располагаются за ионом Сl -, ионы Н+, Fe3+, Аl3+ — после иона Са2+, ион HS- — после НСO3-, ион К+ — перед ионом Na+, ион NH4+ — после иона Na+.

В соответствии с правилом Фрезениуса Сl – соединяется с Na+; при избытке Сl – его остаток соединяется с Mg2+, а в случае преобла­дания и над Mg2+ — соединяется с Са2+. При избытке иона натрия его остаток соединяется с сульфат-ионом, в случае преобладания натрия и над сульфатом он соединяется с гидрокарбонатом (рисунок ниже):

Правило Фрезениуса

Пальмер предложил выделять классы по соотношению сумм ионов щелочных металлов Na+ + К+(а), сильных кислот SO42- + Сl – + NO3-(d) и щелочно-земельных металлов Са2+ + Mg2+(b).

Пальмером выделено шесть солевых характеристик, из которых основное значение имеют:

• первая соленость S1 обусловленная солями оснований и сильных кислот, в природных водах — это хлориды натрия и сульфаты натрия;
• вторая соленость S2 определяемая солями щелочно-земельных металлов и сильных кислот, т.е. хлоридами и сульфатами кальция и магния. В принципе вторая соленость есть не что иное, как по­стоянная жесткость воды;
• первая щелочность А1 обусловливается солями щелочных ме­таллов и слабых кислот, в природных водах — это NaHC03. При наличии соды вода имеет щелочную реакцию. Согласно правилу Фрезениуса, наличие первой щелочности исключает возможность второй солености той же воды. При наличии S2 воду относят к жестким, при А1 — к щелочным;
• вторая щелочность А2 — наличие солей щелочно-земельных ме­таллов и слабых кислот (гидрокарбонаты кальция и магния), т.е. устранимая жесткость.

Помимо этих основных характеристик по Пальмеру выделяются также:

• третья соленость S3. которая получается при комбинировании сильных кислот с ионами трехвалентных металлов и обусловливается хлоридами и сульфатами железа, алюминия, свободными соляной и серной кислотами; наличие третьей солености опре­деляет кислотные свойства воды;
• третья щелочность А3 — соединения слабых кислот с трехвалент­ными катионами.

Однако соли, их представляющие, редко встречаются в при­родных водах.

В зависимости от сочетания перечисленных групп ионов, по Пальмеру, выделяяются пять классов вод:

• класс 1:da, т.е. вода характеризуется S1, S2, A2, A1= 0 — это воды с постоянной жесткостью, чаще всего связанные с осадочными породами;
• класс 4: d = а + Ь, т.е. вода характеризуется S1 и S2: А1 и А2 = 0; это воды, близкие по составу к морской воде, или грунтовые воды засушливых районов;
• класс 5: d > а + Ь, т.е. вода характеризуется присутствием S1 и S2, А1 и А2 = 0; это кислые воды рудных месторождений с повы­шенной концентрацией водородных ионов и присутствием трех­валентных металлов.

Характеристики Пальмера легко вычисляются с помощью графи­ческих изображений (график Роджерса).

2. Классификация О.А. Ачекина применяется в основном для при­родных вод с минерализацией до 35 г/дм3 и основана на принципе подразделения подземных вод по преобладающим ионам и соотно­шению между ними.

В основу положены шесть главных ионов (в мг экв), находящихся в растворе природных вод.

Схема природной классификации вод О.А. Алекина

3. По классификации В.А. Сулина, природные воды подразде­ляются на четыре типа, которые имеют характерные соотношения между главными ионами (таблица ниже).

По преобладанию анионов и ка­тионов типы вод подразделяются соответственно на группы и подгруппы.

Типы вод выделяются по трем генетическим коэффици­ентам, которые Сулин назвал генетическими, так как они характерны для вод той или иной природной обстановки.

Сульфатно-натриевый и гидрокарбонатно-натриевый типы вод формируются в континентальной обстановке, хлоридно-магниевый — в морской, хлоридно-кальциевый — в глубинной.

Классификация вод по Сулину

Примечание: наличие перед химическим символом иона буквы г, означает что содержание данного элемента выражается в эквивалентной форме.

Источник: http://ros-pipe.ru/tekh_info/tekhnicheskie-stati/gidrogeologiya-/khimicheskie-klassifikatsii-prirodnykh-vod/

Какие виды воды бывают. Разные виды и свойства воды

Какие виды воды бывают. Разные виды и свойства воды. Признаки, по которым производится классификация всей существующей и производимой на планете воды. Особенности и состав каждой разновидности воды.

Подвиды водной среды по различным физическим и химическим характеристикам.

 Хотите знать, какие виды воды бывают? Разные виды и свойства воды получаются в зависимости от определённых физических и химических характеристик водной среды.

По каким признакам классифицируется вода?

Различные виды воды имеют разные свойства и состав. Существует несколько классификаций жидкостей:

1. Деление жидкости на разные виды в зависимости от водородных изотопов в молекуле водной среды.
2. Классификация воды по концентрации растворённых солевых частиц.
3. Деление водной среды, которая получается в процессе взаимодействия с иными компонентами.
4. Классификация воды по её местонахождению в природе.
5. Природные водные среды.
6. Жидкость, образующаяся в результате различных видов деятельности человека.
7. Другие воды водной среды.

Каждая разновидность воды имеет свою отдельную классификацию. Давайте рассмотрим деление по отдельным видам воды, их особенности и свойства.

Деление жидкости на разные виды в зависимости от водородных изотопов в молекуле водной среды

Различные виды воды в природе можно классифицировать по изотопам водорода на такие категории:

• Лёгкая водная среда – это такая разновидность водной среды, которая прошла процесс очистки от тяжёлых составляющих. Как правило, питьевая вода в большинстве своём именно лёгкая жидкость.
• Тяжёлая водная среда – это жидкость с такой же химической формулой, как и обычная вода, однако в её составе водородные молекулы замещены двумя тяжёлыми водородными изотопами.
• Полутяжёлая водная среда – это вода, которая в чистом виде нигде не обнаруживается. Обычно она есть в любой разновидности воды в небольшом количестве.
• Сверхтяжёлая водная среда характеризуется заменой водородных молекул двумя тритиевыми изотопами.
• Тяжёлокислородные виды водной среды с изотопами.

Классификация воды по концентрации растворённых солевых частиц

Различные виды питьевой воды и не питьевой жидкости могут классифицироваться по признаку солесодержания на такие подвиды:

• Жёсткая или мягкая водная среда обусловлена показателем жёсткости воды. Он зависит от концентрации в воде растворённых солей. Чаще всего выявляется присутствие кальциевых и магниевых солей. При этом все химически и физические свойства жидкости напрямую связаны с концентрацией солей щелочноземельных металлов.
• Пресная водная среда – это жидкость, в которой концентрация солей не выше 0,1 процента.
• Морская водная среда – это жидкость с большим содержанием солей. Их концентрация может быть в пределах 34,72 процентов.
• Минеральные природные воды – это жидкость из подземных источников, в которой концентрация микроэлементов и активных минералов очень высокая. Именно содержанием этих веществ и объясняются целебные свойства такой воды. В свою очередь она делится на разные виды воды: вода с малой степенью минерализации, вода со средним показателем концентрации минералов, жидкость с высоким уровнем минерализации, рассольная вода, крепкая рассольная вода.
• Солоноватые виды воды на земле – это промежуточное состояние воды, концентрация минералов в которой больше чем в пресной, но меньше чем в морской водной среде.
• Дистиллированная водная среда – это жидкость, которая прошла процесс испарения и конденсации, благодаря чему избавилась от любых солей и примесей, содержащихся в ней.

Деление водной среды, которая получается в процессе взаимодействия с иными компонентами

Различные виды воды получаются при её взаимодействии с другими компонентами. Так образуются  такие типы водной среды:

• Шунгитовая среда получается при реакции с шунгитом.
• Кремниевая вода получается при взаимодействии с кремнием.
• Коралловая жидкость образуется при соседстве с кораллами.
• Кислородная среда обогащена кислородом.
• Фильтрованная водная среда проходит процесс очистки в фильтрах.
• Серебряная.
• Золотая.
• Медная.

Классификация воды по её местонахождению в природе

Хотите знать, какие виды воды существуют в гидросфере? Они делятся по местонахождению жидкости на такие подвиды:

• Подземная вода – это жидкость, которая залегает в водоносных пластах земной коры.
• Подводные воды (субмаринные) располагаются под океанами, большими водоёмами и морями.
• Артезианская вода залегает между водоупорными пластами и находится под большим давлением.
• Грунтовые воды – это ближе всего расположенные к поверхности земли водоносные пласты.
• Воды суши – это озёра, реки, болота, моря, океаны и другие поверхностные природные водные объекты.
• Атмосферные воды – это жидкость, скапливающаяся в атмосферных слоях.

Природные водные среды

Различные свойства имеют и природные виды воды:

• Вода из родников обычно самая чистая.
• Дождевая жидкость – это пресные воды, которые выпадают на землю в виде осадков.
• Питьевая водная среда обычно используется для питьевых нужд населения. Её состав и свойства не должны причинять никакого вреда человеческому здоровью.

Жидкость, образующаяся в результате различных видов деятельности человека

Хотите знать, сколько видов воды образуется в результате той или иной деятельности человека? Тогда рассмотрим их разновидности:

• Водопроводная жидкость подаётся в наши дома по системе централизованного водоснабжения.
• Канализационные стоки – это жидкость, отводящаяся из наших домов по канализационной системе.
• Сточная вода – это отходы различных производственных предприятий.
• Кипячёная вода.

Другие воды водной среды

Также существуют виды воды, отличающиеся по другим свойствам и характеристикам:

• Щелочная вода – это жидкость с показателем кислотно-щелочного баланса, превышающим значение 7,1.
• Магнитная водная среда обрабатывается магнитным полем.
• Деионизированная вода (без примесей).
• Апирогенная водная среда (вода для инъекций).
• Структурированная вода.
• Поливода.
• Талая вода.

У нас вы можете заказать анализ воды, чтобы выявить её качество, характеристики и свойства. Цена анализа зависит от проверяемых показателей и уточняется при звонке.

Источник: http://oskada.ru/analiz-i-kontrol-kachestva-vody/kakie-vidy-vody-byvayut-raznye-vidy-i-svojstva-vody.html

Классификация природных вод

Министерство образования и науки

ФГБОУ ВПО

Северо-Кавказский государственный технический университет

Кафедра технологии переработки нефти и промышленной экологии

РЕФЕРАТ

По дисциплине «Химия окружающей среды».

На тему: «Классификация природных вод».

Автор работы:

Желябовская Н. Г.

3 курс, группа ООС-091

Руководитель работы:

Смольникова В. В.

Ставрополь, 2012

Дисперсные системы 2

Системы классификации 2

Классификация С.А. Щукарева 3

Классификация Л.А. Кульского 3

Классификация О.А. Алёкина 6

Классификация А.И. Перельмана 7

Дисперсные системы

Природная вода – сложная дисперсная система, содержащая множество разнообразных минеральных и органических примесей. Дисперсная система состоит из мелких частиц вещества, распределенного в другом веществе (среде). Система называется гомогенной, если внутри нее нет поверхностей раздела, отделяющих друг от друга части системы, различающиеся по свойствам.

 Гетерогенные системы – системы, внутри которых есть такие поверхности раздела. Гомогенная система – однофазная, гетерогенная – состоит из не менее двух фаз. При размере частиц примесей воды меньше 10-3 мкм – это гомогенная система (однофазная из двух или более индивидуальных веществ).

Суспензии могут быть представлены взвесями, эмульсиями, пенами (частный случай эмульсий).  

Системы классификации

Вода – один из лучших растворителей. Изначально в Мировом океане были, в той или иной степени, растворены все вещества Земли. И это растворение продолжается: количество поровых вод илов и горных пород составляет около 19% всей гидросферы.

Уже несколько столетий разрабатываются системы классификации природных вод и способы как можно более краткой характеристики качества воды (индекс качества воды). Выделено 625 и даже более классов, групп, типов и разновидностей вод. В.И. Вернадский считал, что число видов природных вод больше 1500 единиц.

Однако чем более детально разрабатывалась классификация вод, тем больше исследователи удалялись от желаемой краткости и ясности в определении качества воды. Оказалось невозможным оценить пригодность воды для питьевых, технических, других целей только на основе предложенных универсальных индексов воды.

По-прежнему качество воды, пригодность ее для использования оценивается по комплексу показателей, и нужно признать, что такой подход дает лишь приблизительное знание о качестве воды. Этим, в частности, можно объяснить большое (до нескольких десятков) количество нормируемых показателей для каждого из возможных применений.

Говорить о качестве воды имеет смысл лишь в связи с конкретной областью ее дальнейшего использования.

К настоящему времени создано несколько десятков классификационных систем, рассматривающих большей частью подземные воды и служащих основой для понимания взглядов авторов на генезис подземных вод, на то, какие составляющие подземных вод и вообще природных вод главные или более важные. Почти все они создавались гидрогеологами и отражают их пристрастия.

Для водоподготовки эти системы имеют опосредованное значение – для сравнительного анализа разных вод в основном в учебных и статистических целях.

Сегодня наиболее употребительны классификационные системы С.А. Щукарева, О.А. Алёкина и Л.А. Кульского. Ниже рассмотрены также системы А.И. Перельмана и фирмы Rohm & Haas («Ром и Хаас», США).

Классификация С.А. Щукарева

Классификация основана на принципе преобладания одного или нескольких из трех главных катионов (Na+, Ca2+, Mg2+) и трех главных анионов (Cl-, SО4 2-, HCO3 -). Вода относится к тому или другому классу в зависимости от содержания упомянутых ионов в количестве, превышающем 25%-экв. (суммы процент-эквивалентов анионов и катионов в отдельности принимают за 100).

Комбинируя типы вод по содержанию катионов, получают 49 классов вод. Например, вода может называться гидрокарбонатной натриево-кальциевой или сульфатногидрокарбонатной кальциевой.

Кроме того, деление на классы носит формальный характер, вследствие чего часть классов – нереальная. 

Классификация Л.А. Кульского

Практический интерес представляет фазово-дисперсная классификация примесей воды, разработанная Л.А. Кульским (табл. 1.2).

Для задач, связанных с очисткой воды, эта классификация полезна тем, что, определив фазоводисперсное состояние примесей в воде и установив ее принадлежность к какой-то группе, можно предварительно выбрать комплекс методов и стадий очистки воды.

При этом фазово-дисперсное состояние примесей должно устанавливаться после каждой стадии обработки воды и учитываться при проектировании всей схемы водоподготовки.

Методы обработки воды, определенные Л.А. Кульским на основе фазово-дисперсного анализа примесей воды, описаны ниже (предложения Кульского дополнены А. Ашировым – V и VI группы). Часть перечисленных методов применяется в специальных промышленных системах и не применяется в коммунальном и энергетическом водоснабжении.

Группа I. Воздействие на взвеси (например, седиментация, осветление во взвешенном слое, осадительное центрифугирование, центробежная сепарация в гидроциклонах, флотация, фильтрование на медленных фильтрах и на скорых фильтрах по безнапорной схеме и др.).

Группа II.

Воздействие на коллоидные примеси, в том числе высокомолекулярные соединения и вирусы: коагуляция, флокуляция, электрокоагуляция, электроискровой (разрядный) метод, биохимический распад, адсорбция на высокодисперсных материалах, в том числе глинистых минералах, ионитах, окисление (хлорирование, озонирование), воздействие ультрафиолетовым,  излучением, потоками нейтронов и др., ультразвуковая обработка, обработка ионами тяжелых металлов (меди, серебра и др.).

Группа III.

Воздействие на растворенные органические вещества и газы: десорбция газов и легколетучих органических соединений путем аэрирования, термической и вакуумной отгонки, адсорбция на активных углях, природных и синтетических ионитах и других высокопористых материалах, экстракция не смешивающимися с водой органическими растворителями, эвапорация (азеотропная отгонка, пароциркуляция), пенная флотация, ректификация, окисление (жидкофазное, радиационное, электрохимическое, биологическое, парофазное, хлором, озоном, диоксидом хлора и др.).

Таблица 1.2

Классификация вод по фазово-дисперсному состоянию примесей

Группа IV. Воздействие на примеси ионогенных неорганических веществ: ионный обмен, электродиализ, реагентная обработка, кристаллизация.

Группа V. Воздействие на воду: дистилляция, вымораживание, экстракция кристаллогидратами или смешивающимися с водой органическими растворителями, магнитная обработка, обратный осмос, напорная фильтрация.

Группа VI. Воздействие на водную систему в целом: закачка в подземные горизонты, в глубины морей, захоронение, сжигание. Эти методы применяются только в том случае, если методы первых пяти групп экономически неприемлемы.

Классификация фирмы Rohm & Haas («Ром и Хаас»), США

Таблица 1.3

Классификация примесей вод по силам, удерживающим их в воде, и методы их удаления 

Классификация О.А. Алёкина

Классификация О.А. Алёкина с поправкой Е.В. Посохова и Ж.С. Сыдыкова сочетает принципы деления вод по преобладающим ионам и по соотношению между ними. Все воды делятся на три класса по преобладающему аниону: гидрокарбонатные (карбонатные), сульфатные и хлоридные. Внутри каждого класса выделяют три группы по преобладанию одного из катионов: кальций, магний, натрий (или натрий + калий).

Классификация А.И. Перельмана

Определенный интерес представляет классификация А.И. Перельмана, выделившего шесть главных таксонов, каждый из которых определяется на основе особого критерия:

группа – температура; 

тип – окислительно-восстановительные условия;

класс – щелочно-кислотные условия;

семейство – общая минерализация;

род – растворенное органическое вещество;

вид – ведущие катионы и анионы (кроме Н+ и ОН-).

В этой классификации, в отличие от многих других, в том числе описанных классификаций Щукарева и Алёкина, учитываются температура, органические вещества, газы. А.И. Перельман предложил также изображать воду в виде шестизначного числа – по количеству таксонов и разновидностей, которых в каждом таксоне – не более девяти.

Источник: http://yaneuch.ru/cat_35/klassifikaciya-prirodnyh-vod/122420.1767319.page1.html