Аналитическая обработка данных по ионному составу воды

4.1. Формула Курлова.

Эта формула дает обобщенную характеристику химического состава воды. Она настолько удобна и общепринята, что ее иногда называют паспортом воды. Основная часть формулы имеет вид дроби, в числителе которой в убывающем порядке записано процент-эквивалентное содержание анионов, а в знаменателе – катионов, например:

HCO₃^1-59 SO₄ ^2-29 Cl^1-12

Ca²⁺59 (Na¹⁺+K¹⁺) 25 Mg²⁺16

Ионы с содержанием менее 10% в формулу Курлова не включают. Перед формулой последовательно указывают содержание микрокомпонентов в мг/л (например, Fe_общ.-0.04 мг/л), газов в мг/л (например, CO₂ = 4,2 мг/л), величина общей минерализации (М) в г/л (например, М=2,51г/л). После формулы приводят сведения о рН (например,рН= 6,3), температуре в ⁰С (например, t =10⁰C) и дебите (расходе воды) (D), источника (колодца, родника, скважины и т.п.) в м³/сутки (например, D=12,9м³/сутки). При этом знак "=" и единицы измерения этих показателей (кроме температуры) в формуле не указывают. Полностью формула Курлова для воды с данными характеристиками выглядит так:

HCO₃^1-59 SO₄ ^2-29 Cl^1-12

Fe_общ.0,04 CO₂ 4,2 М2,51 рН6,3 t10⁰C D12.9

Ca²⁺59 (Na¹⁺+K¹⁺) 25 Mg²⁺16

Формула Курлова в приведенном примере означает, что в анализируемой воде имеется 0,04 мг/л двух- и трехвалентного железа и 4,2 мг/л углекислого газа; она содержит 2,51 г растворенных солей в 1 литре: хлора – 12 %-экв, сульфат-иона – 29 %-экв, гидрокарбонат-иона - 59 %-экв; катионов магния, натрия (с калием) и кальция 16, 25 и 59 %-экв, соответственно; рН воды 6,3; температура - 10⁰C, а расход воды (дебит) составляет 12,9 м³/сутки.

В краткое название воды по формуле Курлова (название по ионному составу) включают все ионы, содержание которых равно или превышает 25 процент-эквивалентов. Состав воды называют в возрастающем порядке – от ионов с низким содержанием к преобладающим ионам, сначала для анионов, а затем - для катионов. Название воды в приведенном примере - сульфатно-гидрокарбонатная, натриево-кальциевая. Преобладающему иону в названии соответствует полная форма прилагательного (гидрокарбонатнАЯ, кальциевАЯ) а остальным – краткая (сульфатнО-, натриевО-). Слово «калий» в название воды по формуле Курлова не входит, хотя символ этого иона в самой формуле и указан (вместе с натрием).

Можно дать и расширенное название воды по Курлову; в приведенном примере вода солоноватая сульфатно-гидрокарбонатная, натриево-кальциевая слабокислая холодная.

Пользуясь формулой Курлова удобно сравнивать и классифицировать подземные воды по их составу и состоянию.

4.2. Классификация ионного состава воды О.А. Алёкина.

О.А.Алекин среди природных вод (рис. 3) различает три класса по преобладающему (в %-экв) аниону – гидрокарбонатный (HCO₃^1-+CO₃^2-) сульфатный (SO₄^2-) и хлоридный (Cl^1-). Каждый класс вод подразделяется на три группы по преобладающему (в %-экв) катиону - кальциевую, магниевую и натриевую. В группах выделяют несколько типов по соотношению (в мг-экв/л) между ионами (таблица 5).

Большинство поверхностных вод суши (воды рек и озер), а также верхние горизонты подземных вод относится к водам второго типа. Воды морей, океанов, лиманов и сильно минерализованные подземные воды - к третьему типу.

При краткой записи воды по классификации О.А.Алекина класс воды обозначают символом главного химическим элемента аниона (C, S, Cl), группу - символом преобладающего катиона (Ca, Mg, Na), который указывают справа вверху от знака аниона, а тип – римской цифрой (внизу справа). Например, «C^Ca_II» означает: класс гидрокарбонатных вод, группа кальциевых, тип второй (жесткие пресные или солоноватые). Такой состав, как отмечено, характерен для большинства поверхностных и грунтовых вод.