О скважинах

Хімічний склад підземних вод. Жорсткість води

Вода вічна мандрівниця, жадібна до поглинання всього зустрічного. Пересуваючись по порах, тріщин, карстовим каналах, вона все намагається забрати з собою.

Вода розчиняє мінерали, гази, органічні речовини, цьому сприяють особливі властивості води, її іонізуюча здатність, висока діелектрична постійна, здатність до розклинювання і руйнування кристалічних граток. Навіть так звані благородні метали – срібло і золото – розчиняються у воді. Кому не відома дивовижна лікуюча «срібна вода», в якій срібло знаходиться у вигляді дрібних часток розміром від декількох десятків до декількох тисячних часток мікрона (мікрон – одна тисячна міліметра). Дослідами було встановлено, що й інші метали утворюють аналогічні розчини.

Ця здатність води призводить до багатоликості підземних вод. Хімічний склад підземної води є своєрідною її «візитною карткою».

У водах під землею виявлені майже всі елементи, що входять в періодичну систему Д. І. Менделєєва. Проте найбільш поширені, як і слід очікувати, елементи, які найчастіше всього зустрічаються в повітряній оболонці і земній корі. Це хлор, сірка, вуглець, кремнеземи, кисень, натрій, магній, кальцій, залізо, алюміній. Ці елементи знаходяться в воді у вигляді іонів (тобто заряджених атомів). Але вода не задовольняється тільки ними. Вона утримує речовини у вигляді молекулярних і колоїдних (тонко роздроблених) утворень. Часто присутні у воді органічні речовини і молекули газів – вуглекислоти, сірчистої кислоти, метану, азоту, кисню, гелію та інших.

Все більший вклад в композицію складу підземних вод вносить людина. Добрива, що розсіюється на орних землях, розчиняючись, поступово інфільтруються в грунтові води. На теплових електростанціях з системи гідрошлаковидалення надходить цілий набір речовин, з яких не можна не відзначити сірчисту кислоту і вуглекислоту.

Багато неприємних отруйних сполук проникають в підземні води на територіях хімічних виробництв. У містах під землю йдуть заражені побутові стоки, серед яких основне місце відводиться миючим порошкам та інших похідних сучасної побутової хімії. Цивілізація вносить серйозні корективи в хімічний склад підземної води.

Часто можна чути вислів: «Яка тут жорстка вода!». У такій воді погано змивається мило, не промивається волосся, повільно розварюються овочі, м’ясо, крупи. Абсолютно протилежні якості «м’якої» води. Виходить – жорстка вода – «жорстока», а м’яка – «добра». Але це не зовсім так. В останні роки встановлено, що в районах, де для пиття використовуються м’які води, люди більш схильні до інфарктів. Значить, м’яка вода не завжди «добра».

Що ж таке жорсткість? Це якість води, що залежить від вмісту солей кальцію і магнію. Чим їх більше, тим жорсткість вище. Разом з тим якщо кип’ятити воду, то частина цих солей (головним чином карбонатних) зруйнується і перейде в осад. Тому можна говорити про загальну жорсткість – сумарний зміст кальцієво-магнієвих солей, а також тимчасову жорсткість – видаляється при кип’ятінні – і постійну жорсткість – що залишається після кип’ятіння. Це дуже важливо, що частина жорсткості усувається кип’ятінням. Така особливість води широко використовується в промисловості і в побуті.

Перш ніж варити пиво, виробляти шкіру або цукор, завжди встановлюється величина жорсткості води. У жорстких водах багато виробництв виявляються неможливими. Та й пити воду високої жорсткості не можна. Ось і виходить, що вода воді – різниця. Ми зустрічаємо прекрасні прісні води, що містять мало солей, і жорсткі, неприємні на смак води, засмічені кальцієво-магнієвими солями.

Широко поширені в землі води, що містять хлориди натрію і калію. Ці води солонуваті або зовсім солоні. Якщо до них додаються ще хлористо-магнієві сполуки, то вони стають гірко-солоними.

Іноді води виявляються отруйними. Найчастіше з ними ми зустрічаємося в промислових районах і особливо на територіях хімічних комбінатів. Такі грунтові води можуть містити й отруйні хімічні сполуки, різні кислоти, шкідливі бактерії.

Якщо ми візьмемо літр води з свердловини (колодязя), поставимо його на вогонь і дамо воді закипіти. На стінках нашої посудини залишиться білий наліт солей. Це так званий щільний залишок. Зваживши його, ми отримаємо приблизне уявлення про те, скільки містилося солей у взятому нами літрі води.

Якщо в колодязі була прісна вода, то маса щільного залишку (на один літр води) не буде перевищувати 0,5 – 1 г. У воді, солоної на смак, щільний залишок складе від 1 до 50 г / л. Якщо ж залишок виявиться більше 50 г / л, то тоді ми маємо справу з розсолом. Загальна кількість солей в розсолах може досягати 100 і навіть більше 500 г / л. В останньому випадку маса розчинених солей наближається до маси води.

У цьому дивовижному розмаїтті підземних вод, на перший погляд, важко розібратися. Багато років працювали вчені, виконуючи тисячі хімічних аналізів підземних вод, і поступово картина прояснилася. Виявилося, що вся їх багато-лікость укладається в кілька великих груп. О. А. Алекін запропонував ділити їх на три великі класи:

• гідрокарбонатні – в яких переважає гідрокарбонат (НСОз), це, як правило, гарні питні води;
• сульфатні, що містять сульфатний іон (SO4²);
• хлоридні, що містять іон хлору, що надає воді солонуватий або солоний смак. Особливо багато хлору містять розсоли.