Судың негізгі көрсеткіштері туралы жалпы түсініктерді тұжырымдаңдар

1. Судың негізгі көрсеткіштері туралы жалпы түсініктерді тұжырымдаңдар.

Табиғи сулар айналымда әртүрлі минералдармен, газдармен және органикалық заттармен жанасатындықтан, олардың  құрамында біршама химиялық элементтер болады.

Табиғи су - құрамында еріген заттардың мөлшері, концентрациясы, табиғаты бойынша, сонымен қатар фазалық күйі бойынша да, құрамы күрделі ерітінділер болып табылады.

Ал, суды сипаттайтын негізгі көрсеткіштерінің қатарына келер болсақ:

• Химиялық құрамы
• Судың тотығуы
• Судың сілтілігі
• Судың кермектілігі

Судың химиялық құрамына тоқталсақ:  қазіргі кезде кейбір шарттар бойынша табиғи сулардың құрамын 5 топқа бөледі:

1.Басты иондар (массасы  бойынша біраз мөлшерде С1-, SO , HCO , CO , Na+,  K+, Mg2+, Ca2+ болады);

2. Еріген газдар (O2, CO2, N2, H2S, CH4 және т.б.);

3. Биогенді элементтер (N, P, Si, Fe қосылыстары);

4. Органикалық заттар;

5. Микроэлементтер.

Судың құрамын көбінесе көптеген өндірістердің өнім сапасы анықтайды.

Судың тотығуы 1 л судағы органикалық заттарды тотықтыруға жұмсалған атомарлы оттектің мг санымен өрнектеледі. Егер зерттелетін судағы хлоридтердің концентрациясы 100 мг/л-ден аспаса, онда органикалық заттарды қышқылдық ортада (Кубель әдісі) тотықтырады. Хлоридтер мөлшері көп болса (300 мг/л-ден жоғары) сілтілік ортада КМпО4 –пен тотықтыру (Шульц әдісі) қолданылады.

 

2. Табиғи сулардың сипаттамалары және оларды жіктеу.

 Судың құрамындағы  басты иондар: Cl-, SO42-, HCO3-, CO32-, Na+, K+, Mg2+, Ca2+, азот, фосфор, кремний қосылыстары және микроэлементтер, органикалық заттар, газдар O2,N2,CO2,H2 және т.б. болады.

  Минералдану шамасы  мен химиялық химиялық құрамына  байланысты суды бірнеше түрге  болады.Минералдану шамасы бойынша  В.И.Вернадский 4 класқа жіктеді: 1) Тұщы су, 2)Әлсіз минералданған, 3) Минералды, 4) Тұздықтар

М.Г.Воляшко бойынша: 1.  Тұщы су  2.  Әлсіз минералданған  3.  Минералды  4.  Тұздықтар

О.А.Алекин бойынша: 1.  Тұщы су  2.  Тұздылау 3.  Тұзды  4.  Тұздықтар

МЕСТ бойынша су құрамы қабылданған тұщы су,тұздылау,тұзды,тұздықтар. Химиялық құрамы бойынша тұзды көлдерді Г.Карстен 2 топқа бөлді:      1) Құрамында MgSO4, MgCL2 бар 2) Mg және Ca хлоридтерімен байытылған

Ф.Кларк 12 топқа бөлуі: Хлоридті, сульфатты, карбонатты, силикатты, боратты, және т.б. Курнаков Н.С., Лепешков И.Н. Қазақстанның тұзды көлдерін зерттей келе олардың хлоркальцийлі типке жататындығын анықтады.

  С.А. Шукарев суда мөлшері 12,5%- дан көп мөлшерде қандай  ион болса, солайша жіктеу керек  деп ұсынды.

М.Г. Валяшко Курнаковтың жіктеуін жалғастыра отырып, үш негізгі құрамға бөлуге болатынын анықтады: карбонатты, сульфатты, хлоридті.

 Алекин үш класқа : гидрокарбонатты, сульфатты, хлоридті  деп бөлді.

 

3. Жауын-шашын сулары, жер асты сулары, өзен-көл сулары.

Табиғи сулар бір-бірімен өте тығыз байланыста және олар өзара бірігіп үлкен бір жүйе құрайды, алайда, құрамындағы еріген заттардың концентрациясы бойынша және химиялық құрамы бойынша олар үлкен айырмашылық жасайды. Сондықтан да, табиғи суларды келесі түрлерге жіктеген ыңғайлы болады:

1. Атмосфералық жауын-шашын
2. Жер асты сулары
3. Өзен, көл, теңіз, мұхит сулары
4. Су қойма сулары

Атмосфералық жауын-шашын  деп желдің жоғары биіктікке көтеріп апарған өте күрделі құрамды қоспаны бойында ерітіп, жерге түсетін жауын-шашынды айтамыз. Атмосфералық жауын-шашын дистилденген судың аналогі емес және де ол ең аз минералданған табиғи су.

Атмосферада бір мезгілде 12900км3 ылғал болады. Атмосферадағы барлық дерлік су буы (~90%) 5км биіктікке дейінгі төменгі қабатта орналасқан.

Атмосфералық жауын-шашынның химиялық құрамы келесі факторларға тәуелді:

1. Теңіздің және өндірістік орталықтардың жақын болуы;
2. Түсетін жауын-шашын мөлшері;
3. Жыл мезгілі, т.б.

Жалпы зерттеулер бойынша, жауын-шашын сулары сульфатты болатыны анықталды. Ал, жауын-шашын суларын келесідей кесте бойынша бейнелеуге болады:

     Na2SO4    MgSO4

Na2CO3

NaCl    MgCl2

Жер қабатындағы және топырағындағы бос орындарды, жарықтарды, саңылауларды толтыратын және химиялық байланыспаған, бастысы ауырлық күші әсерінен қозғалатын суларды жер асты сулары деп атайды.

Жер асты суларының басым бөлігін топырақ және грунт арқылы жоғары горизонттан сіңірілетін атмосфералық жауын-шашын құрайды. Кейбір бөлігі магмадан бөлініп шыққан сутек және оттектің әрекеттесуінен жинақталуы мүмкін. Бұл сулардығ массасы 200*1015тоннаны құрайды және ол жалпы гидросфераның 12%-ын қамтиды.

Жер асты суларын келесі топтарға жіктеу қабылданған:

1. Белсенді (үстіңгі аймақ) немесе грунт сулары – бұл аймақ сулары эрозия базисінің жоғарғы аймақтарында орналасады және атмосфералық және беттік (өзен-көл) сулардың әсеріне ұшырайды. Оларға климат элементтері де, өсімдіктер де әсер етеді.
2. Қиындатылған (ортаңғы аймақ) артезиан (пласталық) сулар – жоғарғы және төменгі аймақтың қасиеттерін көрсететін аралық сулар. Бұл сулар эрозия базисінен төменгі аймақта орналасады және тереңдеген сайын минералдану деңгейі артады.
3. Тұрып қалған (төменгі аймақ) сулар – бұл аймақтың сулары изоляцияланған және де оларды тереңдік (буралық) сулар деп те атайды. Химиялық құрамы бойынша бұл типтің сулары түгелдей дерлік хлоридті. Және де құрамында бром, иод, бор, калий, литий, стронций, рубидий басым түрде кездеседі.
4. Спецификалық (қышқыл) сулар – бұл сулар табиғи сулардың негізгі құрамымен салыстырғандай кейбір элементтердің концентрациясы басым болатын сулар. Негізінен бұл сулардың рН<4 болады. Олар жанартаулық белсенді аймақтарда жиі кездеседі.
5. Гейзерлер – ыстық сулар.
6. Минералды сулар – химиялық құрамына байланысты емдік қасиет көрсете алатын сулар. Құрамының ерекшелігі келесі компоненттердің (мг/л) болуымен анықталады: CO2>250; Sr2+>10; Br-,BO2-, Ba2+(жекелей)>5; (Fe2++Fe3+)>2; H2S, Li+, I-, H2SO42-(жекелей)>1. Минералды суларға термальды және жоғары радиоактивтілікті сулар да жатады.

Өзен-көл сулары ең қозғалғыш сулар. Олар үнемі атмосферамен, жер қабатымен және флора мен фаунаның тудыратын өнімдерімен байланыста болады. Осының салдарынан, өзен-көл сулары тұз түзілу және жиналу процестеріне қатысады.

Тұздардың құрамына байланысты О.А. Алекин өзен-көл суларын келесідей жіктейді:

1. Аз минералданған – 200 мг/л-ге дейін.  Бұл топқа Енисей, Печора, Амазонка, Гудзон, Алабама жатады.
2. Орташа минералданған – 200-500 мг/л аралығы
3. Жоғары минералданған – 500-1000 мг/л аралығы. Бұл топқа Ембі, Сарысу, Торғай өзендер жатады.
4. Өте жоғары минералданған – 1000 мг/л-ден жоғары

Өзен-көл суларының минералдылық деңгейін анықтайтын негізгі фактор – климат б.т.

4. Табиғи сулардың түзілу жағдайлары

Табиғи су - құрамында еріген заттардың мөлшері, концентрациясы, табиғаты бойынша, сонымен қатар фазалық күйі бойынша да, құрамы күрделі ерітінділер болып табылады.

Табиғи сулар бір-бірімен өте тығыз байланыста және олар өзара бірігіп үлкен бір жүйе құрайды, алайда, құрамындағы еріген заттардың концентрациясы бойынша және химиялық құрамы бойынша олар үлкен айырмашылық жасайды. Сондықтан да, табиғи суларды келесі түрлерге жіктеген ыңғайлы болады:

1. Атмосфералық жауын-шашын
2. Жер асты сулары
3. Өзен, көл, теңіз, мұхит сулары
4. Су қойма сулары

Барлық табиғи сулар типтері бірігіп, біздің планетамыздың гидросферасын құрайды. Енді, осы табиғи сулардың немесе гидросфераның түзілуіне тоқталайық.

Жер планетасының пайда болғанына 4,65 млрд жыл толған болса, алғашқы табылған жыныстарға 3,8 млрд жыл. Ал, ңе бірінші гидросфера Жер бетінде осыдан 4,0 млрд жыл бұрын пайда болды деуге толық негіз бар. Алайда, оның қазіргі гидросфераның барлық көлемінің 5-10%-ын құрайды.

Ғалымдардың ұсынған судың пайда болу жағдайлары:

1. Мантияның заттарының дегазациясы – мантияның қызуынан бөлінген заттардың арасында жүрген реакциялары арқылы су түзілуі;
2. Магмадан бөлінген сутек пен оттектен құралған жер асты суларының пайда болуы;
3. Тау жыныстарының аккумуляциясы – тау жыныстарынан бөлінген заттардың арасындағы реакциялар арқылы түзілген су;
5. Ас тұзын алу

Ас тұзы , натрий хлориді, NaCІ — түссіз кристалды зат. Суда, сұйық аммиакта, спирттерде, этиленгликолда, құмырсқа қышқылында ериді, ал тұз қышқылында ерімейді. Судағы қаныққан ерітіндісі (28,41г NaCІ) 108,70С температурада қайнайды.Ас тұзы табиғатта галит минералы (тас тұзы) түрінде, мұхиттар мен теңіз, сондай-ақ көл және жер асты суларының құрамында кездеседі.  

Қазақстанда Галиттің ірі кендері Каспий, Арал теңіздері маңында бар. Галит тамақ өнеркәсібінде, қара металлургияда күкірт қоспаларын жою үшін, инертті газдарды (гелий, неон, аргон, т.б.) тазартқыш ретінде, электртехникада натрий құрамды сымдар жасауда пайдаланылады.

Галит тұрақталған уақыты бойынша:

1. Жаңадан тұнған тұз – 1 жыл ішінде
2. Ішкі тұз – алдыңғы жылғы тұз
3. Жиналған тұз – кесек тұз деп жіктеледі.

Галитті алу жолдары:

1. Тұздықтардан алу
2. Тазалау – бұл әдісте натрий хлоридінің концентрленген ерітіндісімен жуылады да, төмен температурада буландыру жүргізіледі.
3. Тұздарды буландыру
4. Кептіру

Алдыңғы аталған жолдармен алынған галитті қоспалардан тазалаудың келесі әдістері қарастырылады:

1. Содалық (магний мөлшері аз болса да қолданылады).
2. Әкті-содалы (магний мөлшері көп болса).
3. Әкті-сульфатты-содалы:
1. Магний сульфаты және әкпен тұздар құрғағандағы еритін магний және кальция тұздарынан тазалау;
2. Сода немесе көміртек (ІІ) оксидін қолдана отырып гипстен тазалау;
4. Термиялық (кальция сульфатының ерігіштігі төмендеген кезде қолданылады).

Тазаланған галиттен иодталған тұз алынады. Бұл үшін тұрақтандырғыш ретінде Na2S2O3 қолданылады:

1 тонна NaCl + 25 кг KI => иодталған тұз.

6. Қатты тұз шөгінділерінен натрий сульфатын алу.

Табиғатта натрий сульфатының келесі тұздары белгілі:

Тенардит – Na2SO4

Мирабилит – Na2SO4*10H2O

Астраханит – Na2SO4*Mg SO4*10H2O

Глаубирит - Na2SO4* CaSO4

Тенардит — Na2SО4 . Аты өткен ғасырдағы француз химигі Тенардың есіміне қойылған.

Химиялық құрамы: Na2О 43,7%, SО3 56,3%. Қоспасында кейде аздаған К2О , механикалық аралас түрінде ангидрит т. б. болады.

Түсі су сияқты мөлдір, кейде қызғылт шапақ сияқты. Суға ерігіш, ауада көп тұрса ұнтаққа айналады. Сингониясы ромбылық ; ромб-дипирамида формасында. Кристалдарының сырт формасы да сол қос пирамида түрінде. Айқас қоспақтары жиі кездеседі.