3.5. Кислотность (щелочность) воды.

Кислую или щелочную реакцию среды выражают концентрацией водородных ионов [Н⁺] которую легче определить, чем концентрацию гидроксильных ионов [ОН^-] ; этот показатель обозначают рН. Оценка реакции воды по величине рН приведена в таблице 4.

Таблица 4.

Классификация воды по величине рН.

Реакция воды	рН	Реакция воды	рН
Сильнокислая	< 1,9	Слабощелочная	7.0– 8,3
Кислая	1,9 – 4,1	Щелочная	8,3 –10.3
Слабокислая	4,1 – 7.0	Сильно щелочная	>10,3
Нейтральная	7,0

3.6.Агрессивность подземных вод.

Разрушительное воздействие воды на бетон и металлы, возможное при определенном ее ионном и газовом составе, обозначают как агрессивность.

По отношению к бетону принято различать несколько видов агрессивности.

Агрессивность выщелачивания. Проявляется в частичном растворении карбоната кальция, входящего в состав бетона. Она возможна при малом содержании в воде НСО₃^-1 – 0,4-1,5 мг-экв/л.

Углекислая (углекислотная) агрессивность обусловлена действием агрессивного углекислого газа СО₂ (именно газа, а не иона СО₂^2- ). Опасное его содержание в воде зависит от количества аниона НСО₃^-1, минерализации воды и от условий, в которых возможно проявление агрессивности (коэффициент фильтрации, напор, сорт цемента и т.п.). При наиболее опасных условиях максимально приемлемое содержание СО₂ составляет 3 мг/л, при наименее опасных допустимо увеличение его количества до 8,3 мг/л.

Общекислотная агрессивность. Выражается в частичном растворении Са(ОН)₂, входящего в состав бетона. Она характерна для кислых вод и возможна при значениях рН от 5,0 до 6,8.

Сульфатная агрессивность обусловлена взаимодействием сульфатов, содержащихся в воде, с карбонатом кальция бетона. Образующиеся кристаллы сульфатов кальция механически разрушают бетон. Допустимое содержаниеSО₄^2-определяется с учетом условий, в которых находится бетон, а также зависит от содержания в воде ионов хлора. При обычных цементах агрессивность возможна, если в воде более 250 мг/лSО₄^2-, а при сульфостойких - более 4000 мг/л.

Магнезиальная агрессивность проявляется при повышенном содержании (более 2000 мг/л) в водеMg²⁺. В результате обменных реакций в бетоне происходит формирование коллоидных соединенийMg(OH)₂, понижающих его прочность.

Кислородная агрессивность свойственна водам богатым растворенным кислородом и проявляется преимущественно на металлических конструкциях.

4.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 содержаниемикрокомпонентов вмг/л(например,Fe_общ.-0.04 мг/л),газов в мг/л(например,CO₂= 4,2 мг/л), величинаобщей минерализации (М) в г/л(например, М=2,51г/л). После формулы приводят сведения орН (например, рН= 6,3),температурев ⁰С(например,t=10⁰C) идебите (расходе воды) (D),источника (колодца, родника, скважины и т.п.)вм³/сутки(например,D=12,9 м³/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⁺) 25Mg²⁺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 водыпо формуле Курлова (название по ионному составу)включаютвсеионы, содержание которых равно или превышает 25процент-эквивалентов. Состав воды называютв 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.