- солоноватая - 1 – 10 г/кг

- соленая - более 10 г/кг

По преобладающему катиону различают воду кальциевую (Са);

магниевую (Мg);

натриевую (Nа).

Группы в свою очередь подразделяются на типы, учитывающие соотношения между ионами, мг-экв/кг.

Примеси природных вод делятся по степени дисперсности (крупности)

Истинно-растворенные (ионно- или молекулярнодисперсные), распределенные в воде в виде отдельных ионов молекул, т.е. с размером частиц меньше 1 ммк

- коллоидно-дисперсные с размером частиц от 1 до 100 ммк

- грубодисперсные с размером частиц больше 100 ммк

По химическому составу примеси природных вод делятся на:

- минеральные

- органические

К минеральным относятся растворенные в воде содержащиеся в атмосфере газы N 2 , О 2 , СО 2 , образующиеся в результате окислительных и биохимических процессов NН 3, СН 4 , Н 2 S, а также газы вносимые сточными водами, а также различные соли, кислоты, основания, в значительной степени находящиеся в диссоциированной форме, то есть в виде образующих их катионов и анионов.

К органическим относят гумусовые вещества, вымываемые из почв и торфяников, а также органические вещества различных типов, поступающие в воду совместно с сельскохозяйственными стоками и другими типами недостаточно очищенных стоков.

Показатели качества воды

Жесткостью воды называют общее содержание в ней ионов кальция и магния, выраженное количеством миллиграмм-эквивалентов в одном литре (килограмме)(мг-экв/л), микрограмм-эквивалентов в литре (мкг-экв/л) 1мг-экв/л = 1000 мкг-экв/л

Щелочность воды обуславливается наличие в ней гидратов солей некоторых слабых кислот (угольной, кремниевой, фосфорной) и окисей металлов. Величину щелочности выражают в мг-экв/л.

Щелочностью воды называют способность воды нейтрализовать кислоты, при этом происходит связывание ионов водорода.

Водородный показатель рН - характеризует кислотность или щелочность воды (среды). Кислая среда –показатель рН =1, 2, 3 Слабокислая – показатель рН = 4, 5, 6

Нейтральная –показатель рН = 7

Слабощелочная –показатель рН = 8, 9, 10. Щелочная – показатель рН = 11, 12, 13

Прозрачность – характеризует наличие в воде взвешенных веществ вводе, обычно выражается в сантиметрах столба воды сквозь который возможно чтение печатного шрифта или наблюдение креста образующих полосок на дне цилиндра.

Сухой остаток (г/м3) – это суммарное количество нелетучих веществ содержащихся в воде.

Окисляемость – это количество кислорода в мг/л необходимого для окисления всех содержащихся в воде органических веществ.

Вариант 1

Перечислить основные показателяли качества воды для котельных и тепловых сетей?

Какой показатель рН имеет слабощелочная среда?

Ручьи, реки, озера, пруды, болота к какому виду природных вод относятся?

1.4. Природные воды с солесодержанием воды до 1 г/кг пресные, солоноватые или соленые?

От чего зависит количественный и качественный составы примесей рек и водоемов?

Вариант 2

Дать определение щелочности воды?

Что характеризует показатель рН?

2.3. Солоноватые пресные природные воды какое имеют солесодержание воды?

Какие примеси относятся к органическим?

Какие примеси поступают в воду этапе круговорота при выпадении атмосферных осадков?

Вариант 3

Дать определение жесткости воды?

Какой показатель рН имеет щелочная среда?

3.3. Соленые природные воды какое имеют солесодержание воды?

Какие газы поглощает атмосферная вода из окружающего воздуха?

Вода является плохим или хорошим растворителем большого количества твердых, жидких и газообразных веществ?

Вариант 4

Какой показатель воды характеризует кислотность или щелочность воды?

Моря, океаны, озера с соленой водой к какому виду природных вод относятся?

Какие примеси относятся к минеральным?

Описать кратко круговорот воды в природе?

Как классифицируют производственно-бытовые стоки по характеру загрязнений (три группы)?

Вариант 5

Дать определение окисляемости воды?

Какой показатель рН имеет нейтральная среда?

Как делятся природные воды по солесодержанию воды?

5.4. Как природные воды делятся по химическому составу примесей?:

Какие примеси поступают в воду этапе круговорота при просачивании через грунт?

Вариант 6

Дать определение прозрачности воды?

Какой показатель рН имеет кислая среда?

• Ванны.

  Ванны - это водные процедуры, во время которых в воду погружают все тело или отдельные его части. Применяются они с гигиенической, профилактической или лечебной целью. 1
• Купание в реке, озере или море - это один из наиболее эффективных способов закаливания.

• Лечебные ванны с различными добавками.

  Перед приемом любой лечебной ванны необходимо вымыть тело с мылом. Это улучшит проникновение полезных веществ через кожу, а значит, усилит их полезное воздействие на организм.
• Какую же реакцию организма на водную процедуру следует считать нормальной? Об этом свидетельствует состояние общего расслабления и спокойствия, последующее улучшение настроения, ослабление или полное устранение болезненных симптомов.
• Предлагаем вам ознакомиться со способом очистки организма от шлаков с помощью структурированной воды, который был разработан академиком Алексеевым.
• Сторонники водолечения, в частности доктор медицины Фирейдон Батмангхелидж, автор известных во всем мире книг о воде, считают, что именно «хроническое непреднамеренное обезвоживание организма может быть причиной болезней.
• После бани на Руси всегда пили чай с вареньем и медом. Как ни странно, именно этот горячий напиток очень хорошо устраняет чувство жажды и охлаждает разгоряченное тело.
• Перед тем как зайти в парную, обязательно в течение 2-4 минут постойте под теплым душем. Эта процедура подготовит вас к воздействию более высоких температур.
• Невозможно представить себе настоящую русскую баню без парения веником. При умелом использовании этого массажного инструмента можно добиться значительного усиления общего эффекта банной процедуры.
• Сырье для большинства веников рекомендуется заготавливать в мае-июне. Исключение составляют только дубовые и эвкалиптовые веники: ветки для них лучше всего срезать в августе-сентябре.
• Ни одно живое существо на Земле не может существовать без воды. Если без пищи животное способно прожить несколько недель, то без питья оно погибнет через несколько дней
• Кратковременные обертывания продолжительностью от 5 до 10 минут рекомендуется применять при неврозах, сопровождающихся выраженным угнетением нервной системы, а также для снижения температуры тела при лихорадочных состояниях.
• Во время паровой ингаляции происходит вдыхание паров жидкости, в которую добавлены травяные настои или какие-либо лекарственные вещества.
• Для современного человека вода утратила свои магические свойства, однако некоторые из ее качеств до сих пор не имеют научного объяснения, а значит, по меньшей мере достойны нашего удивления.
• Ванночки для ног могут быть горячими, теплыми, прохладными, холодными и контрастными. Холодные, прохладные и контрастные процедуры освежают и способствуют закаливанию организма.
• О целительных свойствах бани люди знали с незапамятных времен. Банями пользовались египтяне, шумеры, финикийцы, скифы, персы, славяне и другие древние народы. Египетские жрецы парились четыре раза в течение суток: два раза днем и два раза ночью.
• Всем известно, что вода - это величайшее чудо природы, без которого не было бы жизни на Земле. Но о том, что с ее помощью можно оздоровить свой организм, предотвратить заболевания, а от некоторых даже излечиться, задумываются немногие.
• Вода является одним из наиболее сильных по воздействию и эффективных закаливающих средств. При погружении в холодную воду сосуды кожи сокращаются, она становится бледной, а кровоток от периферии направляется к внутренним органам.
• Обливания могут быть общими и частичными. Общее обливание оказывает возбуждающее действие, прекрасно тонизирует и освежает.
• Контрастный душ повышает жизненный тонус, укрепляет организм, активизирует кровообращение.
• Охлаждение стоп рефлекторно воздействует на сосуды слизистой оболочки носоглотки, в результате чего резко снижается ее температура.
• О «живой» и «мертвой» воде говорится во многих народных сказках, но, оказывается, она действительно существует, и получить ее можно вовсе не с помощью волшебства.
• Если вы ежедневно принимаете соль, выпивайте достаточное количество воды, чтобы ее излишки вымывались из организма. Неожиданное увеличение массы тела свидетельствует о том, что вы превысили норму употребления соли.
• Без воды не было бы жизни на планете. Но вода должна быть правильной!

• Подготовка к банной процедуре.

  Подготовка к банной процедуре включает в себя несколько моментов: создание в помещении бани правильного соотношения между температурой и влажностью, приготовление пара и, если вы собираетесь посетить русскую баню, то и веника. Итак, обо всем по порядку.

• Паровые ванны.

  Себастьян Кнейпп и народный целитель Матвей Просвирнин успешно применяли паровые ванны для лечения болезней глаз, ушей, рук и ног. Эта процедура способствует также очищению организма от шлаков.

• Ванночки для рук.

  Ванночки для рук следует делать в ведре или тазу. Мышцы во время процедуры должны быть полностью расслаблены, поэтому руку следует согнуть в локтевом суставе.

• Закаливающие водные процедуры. Обмывания.

  Обмывания подразделяются на общие и местные (для отдельных частей тела). Процедура проводится губкой, смоченной в холодной воде, или махровым полотенцем.

• Пара слов о паре

  При первых симптомах простуды имеет смысл пойти в баню и хорошенько пропариться, но если у вас высокая температура, оставайтесь дома, иначе только усугубите ситуацию.
• В кубическом сантиметре морской воды содержится 1,5 г белка и немало других питательных веществ. Ученые подсчитали, что Атлантический океан «по питательности» оценивается в 20 тысяч урожаев, собираемых в год на всей суше Земли.

• Вода вокруг нас.

  Общий объем воды в Мировом океане составляет 1370 млн куб.км. И лишь 1,1% водоемов можно использовать в качестве источников питьевой воды.

• И снова о воде

  Общие запасы льда на Земле составляют около 30 млн км3. Больше всего льда сосредоточено в Антарктиде, где толщина его слоя достигает 4 км.

Да, Водоканал, где бы он ни находился, в Минске или в Бресте, гарантирует поступление в наши дома жидкости, которая по своему составу безопасна для здоровья человека и домашних животных. Это значит, что работники данных служб приложили максимум усилий, чтобы избавить воду от вредных примесей, пустить в водопровод жидкость достаточно высокого качества.

Несколько этапов очищения проходит жидкость. Сначала из нее удаляются самые разнообразные механические примеси, размер которых может значительно различаться, особенно, если жидкость берется из открытых источников (для части Минска это, к примеру, Вилейско-Минская водная система). Затем, благодаря использованию современных технологий, улучшается цвет, запах жидкости. Она умягчается, обезжелезивается, проходит сорбционную очистку. И, конечно же, обрабатывается хлором для дезинфекции. Больше его добавляется в воду из поверхностных источников, меньше – в воду из артезианских скважин.

Какие вредные примеси попадают к нам домой вместе с водой?

Прежде всего, давайте разберемся с понятием «вредных» примесей относительно водопроводной воды. Кому и чему, возможно, будет нанесен вред? Очевидно, что жертвой может стать человек, домашние животные и растения. Но пострадать могут также бытовые приборы, использующие в своей работе жидкость. В соответствии с этим, можно выделить две большие группы вредоносных примесей, которые возможно содержатся жидкости из наших кранов.

Группа №1. Примеси, приносящие вред живым существам.

Вредные примеси воды в данном случае – это:

• тяжелые металлы, которые попадают в жидкость из-за активно работающей промышленности, большого количества автомобилей с их выхлопными газами. Чаще всего это ртуть и свинец.
• пестициды. Попадают вместе с результатами сельскохозяйственной деятельности.
• нитриты, нитраты, фосфаты и полифосфаты. Также результат сельскохозяйственной деятельности человека. В данном случае, это удобрения, которые попали в водоемы вместе с осадками.
• хлор и хлористые соединения. Тут понятно, что сам человек, в целях своей безопасности, добавляет данные вещества в воду. Так убиваются микробы, бактерии в жидкости, она становится безопасной в биологическом плане.

Как удалить из воды вышеперечисленные примеси, приносящие человеку и прочим живым существам вред? Конечно же, используя современные фильтры для очистки воды ! Правильно подобранное устройство способно улучшить вкус, цвет жидкости, убрать все посторонние запахи. Составляющие, которые могут помешать человеку оставаться здоровым, также устранятся с помощью очистительного прибора, как минимум, значительно снизится их концентрация.

К счастью, сегодня фильтры и картриджи для фильтров очистки воды доступны в Беларуси, стоят относительно недорого. Так что, практически каждая белорусская семья может позволить себе избавление жидкости от вредоносных ее составляющих.

Группа №2. Примеси, приносящие вред технике.

Сюда относятся такие составляющие жидкости, как:

• соли жесткости. Это, прежде всего, накипь в чайнике, стиральных, посудомоечных машинах, бойлерах, утюгах и т.д.
• растворенное в жидкости железо активизирует процессы коррозии.
• растворенный кислород. Также способствует коррозии.
• кислотность воды. Опять же, активизирует коррозию.
• механические частицы. Это ржавчина, песок, окалина и т.д. Могут нарушить работу бытовой техники, привести к ее засорению и поломке.

Снизить концентрацию некоторых вредоносных возможных составляющих водопроводной воды позволят магистральные фильтры для воды, а также специальные умягчающие фильтры. Специалист поможет выбрать устройство, которое подойдет именно для вашего дома, для вашей жидкости.

Помните,вода из нашего водопровода не принесет нам серьезного вреда, неизлечимых заболеваний, но может негативно повлиять на самочувствие, вызвать некоторые недомогания, привести к поломкам техники и т.д. Поэтому лучше обезопасить свой дом с помощью современных устройств.

Введение

Подготовка воды является ответственной задачей, так как от качества ее зависит надежность и экономичность эксплуатации оборудования. Для того, чтобы оборудование котлотурбинного цеха могло длительно работать без отложений в трубках котла и проточной части турбины, концентрации отдельных составляющих в питательной воде должна быть в пределах от 5 - 100 мкг/кг. Получать такую воду в необходимых количествах можно лишь применяя совершенные методы ее обработки.

Наиболее высокие требования предъявляются к качеству воды, служащей для заполнения контура паротурбинной установки и подпитки его в процессе эксплуатации.

Классификация примесей содержащихся в исходной воде

Воду можно разделить на:

Атмосферную (дождь, туман, снег);

Поверхностную (реки, озера, пруды, болота);

Подземную (артезианские скважины, шахтные колодцы);

Соленую воду (моря, океаны).

Атмосферная вода, выпадающая на земную поверхность в виде осадков, содержит газы, поглощаемые из воздуха, кислород, азот, углекислоту, органические и неорганические вещества. В промышленных районах и больших населенных пунктах атмосферные осадки содержат оксиды серы, частицы пыли и сажи. Суммарное солесодержание атмосферных осадков 10- 50 мг/кг. Попадая на поверхность земли, и просачиваясь через грунт, атмосферная вода встречается с минеральными солями (CaCO3, NaCl, Na2SO4, MgSO4), газами и органическими веществами. Часть органических веществ, при помощи бактерий реагируют с растворенным в воде кислородом, образуя минеральные кислоты (серную, азотную и др.). В подпочвенных водах легче всего растворяются, NaCl, Na2SO4, MgSO4. Трудно-растворимые карбонаты кальция, магния и железа в присутствии свободной углекислоты, образуют бикарбонаты, диссоциирующие на катионы Ca2+ , Mg2+ , Fe2+ и анионы HCO3 . Наиболее распространенными в природных водах являются бикарбонаты кальция и магния. Подземные воды отличаются большим разнообразием химического состава. Степень их минерализации колеблется в пределах от 100/мг/кг до нескольких граммов на 1 кг. Наиболее минерализованными являются воды океанов и открытых морей. Их солесодержание составляет приблизительно 7,5-35 г/кг. Летом и зимой питание водотоков осуществляется в основном за счет подземного стока и, следовательно, концентрация растворенных солей в это время года возрастает. Весенние паводковые воды характеризуются очень низким солесодержанием воды, но при этом резко возрастает концентрация грубодисперсных и коллоидных примесей за счет смыва их с поверхности талыми водами.

Многообразие примесей в природных водах не позволяет создать их классификацию по какому-то единому признаку, поэтому принято классифицировать эти примеси по нескольким признакам. Количество же этих классификаций дает довольно объективную их характеристику.

По степени дисперсности:

Грубодисперсные (размеры частиц - более 100 нм),

Коллоидно-дисперсные (имеют малые размеры от 1 до 100 нм),

Истинно-растворенные (представлены в виде отдельных ионов или молекул или комплексов, состоящих из нескольких молекул).

Грубодисперсные примеси воды (песок, глина и т. д.), называемые также суспензиями или взвешенными веществами, длительно оставаясь во взвешенном состоянии, обуславливают мутность воды. В природных водах грубодисперсные примеси присутствуют в виде песка, ила, планктона, в технологических водах- в виде продуктов коррозии, шлама, нефтепродуктов. Чем больше размер частиц грубодисперсных примесей, тем быстрее устанавливается седиментационное равновесие и тем легче выделяются они из воды при отстаивании и фильтрации. Коллоидные частицы не выделяются из воды под действием силы тяжести, не задерживаются обычными фильтрующими материалами.

В природных водах в коллоидно-дисперсном состоянии находятся различные производные кремниевой кислоты и железа, органические гуминовые вещества, вымываемые из почв.

К ионно-дисперсным или молекулярно-дисперсным веществам относятся растворенные в воде соли, кислоты, щелочи в виде ионов, Ca2+ , Mg2+ , N + , K + , 2 SO4 , Cl- , NO3 , NO2 , HCO3 , HSiO 3 , и молекулы растворенных газов O2, CO2, N2 и т.д. Ионный состав примесей характеризуется присутствием в ней соответствующих катионов и анионов. Ионы натрия и калия с анионами природных вод не образуют труднорастворимых простых солей, практически не подвергаются гидролизу, поэтому их относят к группе устойчивых примесей. Ионы кальция и магния образуют трудно-растворимые соединения с некоторыми находящимися в воде анионами. При использовании природной воды и связанном с этим изменении исходных концентраций катионов и анионов, например при упаривании или снижении растворимости с ростом температуры, происходит выделение трудно-растворимых солей кальция и магния на теплопередающих поверхностях в виде твердой фазы. В технологических процессах подготовки воды для снижения концентрации кальция и магния часто используется образование их трудно-растворимых соединений, выводимых из воды до поступления ее в водопаровой тракт. Ионы железа характеризуются поливалентностью и могут находиться в различных формах. В глубинных водах ионы железа находятся в основном в виде Fe2+ , которые с большинством ионов не образуют трудно-растворимых солей. В водах поверхностных источников, где концентрация растворенного кислорода значительно выше, ионы Fe2+ окисляются до ионов Fe3+, которые в процессе гидролиза образуют трудно-растворимый Fe(OH)3. В поверхностных водах железо может входить также в состав органических комплексных соединений. Присутствие в воде соединений железа в повышенных концентрациях создает условия для развития железобактерий, образующих бугристые колонии на стенках трубопроводов. Концентрация железа в исходной воде может увеличиваться в процессе транспортирования ее по стальным и чугунным трубам вследствие загрязнения продуктами коррозии. Анионы угольной кислоты HCO3 и 2 CO3 - являются важнейшей составной частью солевых компонентов воды, поскольку определяют поведение различных примесей в ней. В природных водах кроме HCO3 и 2 CO3 содержится также "свободная" углекислота, находящаяся в виде растворенного в воде газа CO2 и его гидрата - молекул H2CO3.

По химическому характеру примеси разделяются на:

Газовые (газы N2, O2, CO2, CH4, H2S),

Минеральные (растворенные минеральные соли)

Органические (гумусовые вещества, танины, белки, жиры, эфирные масла). Природные воды по солесодержанию разделяются на:

Пресные (до 1г/кг),

Солоноватые (1-10 г/кг)

Соленые (более 10 г/кг).

Пресные воды можно подразделить на:

Маломинерализованные(менее 0,2 г/кг),

Средней минерализованности (0,2-0,5г/кг)

Повышенной минерализации(0,5-1г/кг).

По значению общей жесткости природные воды классифицируются таким образом:

Ж менее 1,5 - воды с малой жесткостью,

Ж = 1,5 - 3 со средней жесткостью,

Ж = 3 - 6 - воды с повышенной жесткостью,

Ж = 6 - 12 - воды с высокой жесткостью,

ж более 12 - воды с очень высокой жесткостью.

Все природные воды подразделяются по характеру преобладающего в воде аниона на три класса :

- гидрокарбонатные(анион НСО3),

- сульфатные (SО4),

Хлоридные (хлор ион).

Свыше 80% всех рек России характеризуются водами гидрокарбонатного класса. По степени загрязненности органическими веществами природные воды можно разделить на четыре группы: меньше 5-малая, 5-10-средняя, 10-20 повышенная, свыше 20 -сильная.

• Природные воды — это воды гидросферы Земли, возникшие естественным путем. Они делятся на два больших класса: поверхностные и подземные (можно еще выделить атмосферные воды, но их прямое использование экзотично). Поверхностные воды находятся в реках, озерах, водохранилищах, болотах и морях, а также в каналах. Подземные воды содержатся в порах грунтов и горных пород.
• Сточные воды по происхождению можно разделить на четыре класса: хозяйственно-бытовые (фекальные), ливневые, сельскохозяйственные и производственные (промышленные).
• Хозбытовые стоки образуются при смешивании водопроводной воды с бытовыми и физиологическими отходами в санитарных приборах и содержат в основном органические примеси.

Ливневые стоки представляют собой смесь атмосферных осадков с загрязнениями, смытыми с поверхностей застроенных и незастроенных территорий (взвеси, нефтепродукты и т.п.).

К сельскохозяйственным сточным водам , кроме стоков животноводства, близких по составу к хозфекальным, но только более концентрированным, относят также возвратные и дренажные воды, образующиеся при орошении и содержащие зачастую ядохимикаты и минеральные удобрения.

• Промышленные стоки многообразны, как и отрасли материального производства, использующие воду для различных нужд.

Примеси природных и сточных вод

Многообразие примесей в воде затрудняет их классификацию. До недавнего времени примеси систематизировали по следующим признакам:

1. По своей природе примеси воды делятся на минеральные, органические, и биологические. К минеральным относят частицы песка, глины, руд, шлаков, минеральные масла, соли, кислоты, основания и т.д. Органические загрязнения бывают растительного, животного и искусственного происхождения. Растительные — это остатки растений, водорослей, продукты их разложения и т.п. К загрязнениям животного происхождения относятся физиологические выделения человека и животных, остатки тканей животных, клеевые вещества и т.п. Искусственное происхождение имеют органические примеси, образующиеся, например, из продукции предприятий органической химии, пищевой промышленности и многих других видов производств. Биологические микробные примеси представлены микроорганизмами, к которым относят микроскопические водоросли и грибы, бактерии и вирусы, часто называемые микрофлорой. К микрофауне относят инфузорий, жгутиковых, червей, рачков.
2. По степени растворимости примеси делятся на нерастворимые и растворимые. Нерастворимые называются также взвешенными, к ним относятся частицы песка, глины, ила. Растворимые примеси могут быть в виде коллоидов (занимают промежуточное положение между взвешенными и растворенными веществами) или истинно растворимых молекул и ионов.
3. По фазовому состоянию примеси могут быть твердыми (например, глинистые частицы, водоросли), жидкими (эмульсии, нефтепродукты, жиры), газообразными (газы в нерастворенном состоянии).

Можно также классифицировать примеси воды по их происхождению (природные и искусственные), по плотности относительно воды (плавающие, тонущие и зависающие), другим признакам.

Особый вид загрязнений представляет тепловое, характеризуемое повышенной температурой после отвода воды от охлажденного оборудования. Повышенную температуру имеют также природные термальные воды (до 50° С и выше).

Классификация примесей воды по их фазово-дисперсному состоянию

Многообразие примесей и признаков для их классификации затрудняют целостное восприятие и выбор способов для удаления загрязнений из воды.

Академик Л.А. Кульский создал свою таблицу-классификацию примесей воды, увидев за многообразием порядок и логику. В ее основу он положил два главных фактора: дисперсность и их фазовое состояние.

Мерой дисперсности (измельченности) частиц примесей служит их размер d или степень дисперсности D=1/d. По мере дробления частиц уменьшается их размер, увеличивается степень дисперсности и удельная поверхность (суммарная поверхность частиц определенного объема), что видно из таблицы ниже.

Характеристики дисперсности частиц примесей

Характеристика	Показатель
Размер единичной частицы, d, м	0,01	0,001	0,0001	10 -7
Степень дисперсности, D, м-1;	100	1000	10 6	10 15
Количество частиц в 1см³	1	1000	10 6	10 15
Удельная поверхность частиц в 1см³, см²	6	60	600	6*10 5

Удельную поверхность частиц можно определить по формуле: S УД = KD, где К — коэффициент, зависящий от формы частиц.

Вода с примесями представляет собой физико-химическую систему (ФХС). Дисперсионной средой в ней является вода, а примеси составляют дисперсную фазу — отдельную составную часть ФХС, отделенную от других частиц системы поверхностью раздела. ФХС, состоящие из двух и более фаз, называются гетерофазными (разнофазными). Если среда и примесь представлены одной фазой, ФХС называется гомофазной (однофазной, однородной).

Гетерофазные ФХС на основе воды называются суспензиями (если примесь — твердое тело), эмульсиями (если примесь — жидкость) и пенами (если примесь — газ).

Л.А. Кульский разделил все примеси воды на два класса: гетерогенные (соответствующие гетерофазным ФХС) и гомогенные (в гомофазных ФХС), каждый из которых подразделяется на две группы в зависимости от крупности частиц. Классификация примесей по Л.А. Кульскому приведена в таблице ниже:

Таблица Л.А. Кульского

Характеристика примесей по группам

В І группу включены взвеси (взвешенные вещества, грубодисперсные примеси). К ним относятся: мелкий песок, ил, глинистые вещества, зола, окалина, пищевые остатки, гидроксиды металлов и другие, т.е. такие примеси, которые удерживаются во взвешенном состоянии динамическими силами потоков воды; в состоянии покоя они оседают (если плотность больше плотности воды) или всплывают (при плотности меньше единицы).

В природные воды взвеси попадают вследствие размывания пород русла, смыва почв ливневыми водами. В сточные воды взвеси поступают из санитарных приборов (остатки пищи, частицы почвы) или в результате технологических процессов (например, окалина при охлаждении валков прокатных станов, частицы угля в шахтных водах). Взвеси антропогенного происхождения имеют повышенную устойчивость к оседанию.

Взвешенные вещества могут содержать на своей поверхности бактерии, вирусы, ядохимикаты, радионуклиды.

К I группе примесей относятся также планктон и бактерии. Бактерии могут быть безвредными для организма человека и болезнетворными. Они не выпадают в осадок и не всплывают в неподвижной воде, а находятся либо в свободном состоянии, либо на поверхности взвешенных веществ. Последний вариант встречается чаще. Бактерии распространяются водным путем.

Планктон принято подразделять на зоопланктон (рачки, черви) и фитопланктон (водоросли). Первые активно перемещаются в воде. Водоросли интенсивно развиваются в теплое время года в малоподвижной воде (в водохранилищах). Самые распространенные в наших климатических условиях — сине-зеленые водоросли.

Более общее название II группы примесей (коллоидов) — золи (при дисперсионной среде в виде воды — гидрозоли). Поскольку частицы коллоидов всего на порядок больше молекул, золи называют еще микрогетерогенными системами; они занимают промежуточное положение между суспензиями и истинными растворами (говорят еще о коллоидных растворах). Различают гидрофобные и гидрофильные коллоиды.

Гидрофобные коллоиды не растворяются в воде, не взаимодействуют с молекулами воды и являются типичными коллоидными системами. Они неустойчивы и постепенно разрушаются, выделяя дисперсную фазу при укрупнении частиц под действием межмолекулярных сил сцепления, переходя в I группу примесей.

Гидрофильные коллоиды взаимодействуют с дисперсной средой и способны растворяться в ней. Фактически они представляют собой устойчивые растворы высокомолекулярных соединений с молекулярной массой 104-106 единиц.

Коллоидные примеси природных вод представляют собой минеральные и органоминеральные частицы почв и грунтов, недиссоциированные и нерастворимые формы гумуса. Гумус вымывается из лесных, болотистых и торфяных почв или образуется в водоемах в результате жизнедеятельности растений и водорослей. Коллоиды содержатся также в большинстве сточных вод, особенно в стоках нефтехимических и целлюлозно-бумажных производств.

Примеси коллоидной дисперсности имеют высокую удельную поверхность и обладают большой поверхностной энергией. С увеличением степени дисперсности растет количество молекул, находящихся на поверхности раздела фаз. Они расположены в несимметричном силовом поле и обладают избыточной свободной энергией из-за некомпенсированных молекулярных связей.

Ко II группе примесей Кульский относит и вирусы. Они не способны существовать на питательных средах и размножаются только в клетках организма-хозяина.

III группу примесей представляют органические соединения биологического и антропогенного происхождения — жиры, белки, углеводы, сахара, продукты жизнедеятельности бактерий, водорослей, человека и животных), фенолы, спирты, альдегиды и тому подобное, стоки химической промышленности, растворимые формы гумуса (фульвокислоты).

Эти соединения практически недиссоциированы и представляют собой неэлектролиты. В результате взаимодействия с водой они образуют гидраты, а взаимодействуя между собой — ассоциаты. Эти соединения термодинамически устойчивы и могут существовать как угодно долго, не выделяясь из воды. При превышении определенной концентрации (предела растворимости) они образуют двухфазные системы (выпадают в осадок) и переходят в примеси первой группы.

К этой группе относятся также минеральные соединения — растворенные газы. В природных водах, как правило, присутствуют кислород, азот, углекислый газ. Подземные воды могут содержать также сероводород. Эти газы также присутствуют в водах, где идут процессы гниения (хозяйственно-фекальные, болотные воды).

Примеси IV группы представляют собой растворы солей, кислот и щелочей и являются электролитами. Они образуются в результате диссоциации молекул веществ с ионными или сильно полярными связями под влиянием полярной структуры молекул воды.

В подавляющем количестве природных и сточных вод содержатся катионы кальция, магния, железа, натрия, калия, марганца, водородные ионы (ионы гидрониума Н 3 О +), а также анионы: гидрокарбонаты (НСО 3 -), карбонаты (СО 3 2-), сульфаты (SO 4 2-), хлориды (Cl), фтор (F -), фосфаты (PO 4 3-), нитраты (NO 3), нитриты (NO 2 -), гидросиликаты (HSiO 2 -), гидроксильные группы OH - . Специфичные ионы содержатся в стоках гальванических производств, кожевенной и радиоэлектронной промышленности.

В результате взаимодействия ионы могут образовывать мало- или недиссоциированные соединения (например, газ СО 2 , осадок Fe(OH) 3) и переходить таким образом в примеси других групп.

Предыдущая статья: Чему равна скорость света Следующая статья: Углерод — характеристика элемента и химические свойства