Качественные показатели вод кягризов Гянджа-Казахской зоны

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

В настоящее время в Гянджа-Казахской зоне насчитывается 33 кягриза. В середине прошлого века количество древних каналов в этой зоне составляло 165. Однако из-за неорганизованности их эксплуатации большинство из них постепенно разрушалось в результате антропогенных и природных воздействий. Помимо физического износа кягризов под воздействием внешних факторов, также произошли некоторые изменения в качестве производимой ими воды, которое по сей день не исследовано. Исключительное значение на современном этапе имеет изучение качественных показателей вод кягризов используемых для обеспечения водных потребностей населения и орошения растений. Ухудшение качества вод кягризов под воздействием внешних воздействий может привести к серьезным осложнениям. Следовательно, существует необходимость в проведении исследований для изучения качества и пригодности воды, производимой кягризами, функционирующих в Гянджа-Казахской зоне. Цель исследования — определение показателей качества воды кягризов в Гянджа-Казахской зоне и пригодности ее для использования. Для чего в первую очередь выявлено количество и наименование всех существующих кягризов в регионе, не зависимо от их технического состояния.

Методика исследования

К качественным показателям вод кягризов следует отнести: степень их минерализации, химический состав, запах, прозрачность и другие показатели. В связи с этим, были взяты пробы воды на выходе из кягризов и проведен полный химический анализ (Рисунок 1).

Рисунок 1. Отбор проб воды из каналов

На основе данных количества ионов в водах кягризов, их общая жесткость и степень минерализации сравнивались со значениями, действующих нормативов и стандартов. При проведении химического анализа определена степень минерализации воды, анионов и катионов Ca2+, Mg2+, Na+, K+ в мг/л.

Классификация и формула М. Г. Курлова были использованы для определения типа вод кагризов, где ионы солей выражены в мг-экв/л. Метод, приведенный в гидрогеологии и химии, использовался для перевода из мг/л в единицы мг-экв/л [1–3].

Для выражения значений ионов, определенных в мг/л (I) в мг-экв/л путем химического анализа, следует значения данного иона в мг/л, разделить на его атомную или молекулярную массу (A) и умножить к его валентности (V):

Vim

A

Например, для выражения в мг-экв/л. одновалентного иона Cl- = 13 мг/л., при атомном весе от 35,46 до 35,5, то при помощи формулы (1) получаем I=1,13/35,5=0,37 мг-экв/л.

Если в составе воды составляет 96 мг/л, то при переходе на мг-экв/л., молекулярная масса иона 96, валентность 2, следует определить по формуле (1) I=2,96/96=2 мг-экв/л.

Для определения типа воды кягризов, единица измерения анионов и катионов, выраженных в мг-экв/л, была переведена в %-экв. Катионы и анионы концентрируются для выражения ионов в %-экв. Ионы, выраженные в %-экв., умножаются на значения, выраженное в мг-экв/л, и делятся на их сумму:

i = Imioo i = Jm ioo Σ a и Σ k

К примеру, если сумма анионов НСО 3 ^-, Cl^- и SO 4 ^2- составляют всего 9,08 мг-экв/л, то значение иона Cl^- составляет 0,37 мг-экв/л. В данном случае выражения значений в %-экв. ионов, определяется по формуле (2) I = 0,37,100/ 9,08 = 4,1%-экв.

После выражения анионов и катионов в %-экв. Определяли тип сточных вод по методике (формуле), предложенной М. Г. Курловым [3].

Справа от формулы Курлова — степень минерализации воды, анионы в виде фракции и катионы в знаменателе фракции. Иногда в формуле Курлова указываются также pH воды, газы, температура воды, расход и другие параметры. При определении типа и других параметров воды, формула Курлова выражается в более простой форме. Например,

T180C pH7

HCO 74 SO 22

M 0,5      3      4

Ca50 Na33 Mg17

Из формулы видно, что степень минерализации воды 0,5 г/л, тип гидрокарбонатно-сульфатный кальциево-натриево-магниевый. Количество ионов составляет 74% экв. анионов, а ионы 22 %-экв. Количество ионов Ca2+ составляют 50 %-экв. катионов, ионы Na+ — 33 %-экв., и количество ионов Mg2+ составляет 17 %-экв. Температура воды 18 °C, водородный индекс — 7. Общая жесткость воды Кягризов (Джум) определялась на основе суммы ионов Ca2+ и Mg2+ в воде, выраженной в мг-экв./л [4–11]:

C_to = Ca ⁺ 2 + Mg ⁺ 2

Качество воды кягризов также изучался на предмет их цвета, прозрачности, состава твердых частиц, запаха и вкуса. Коэффициент орошения (K) определялся по формулам, предложенным О. А. Алекиным и Н. Стеблером [12–13], в таком случае Na⁺-Cl^- <  0:

K =

5 Cl -

,

в таком случае ^{Na +} - ^Cl >  ⁰ ,

Na ⁺ + 4 Cl -

,

Na+-Cl-- SO-2 > 0

в таком случае               4

к =----;г

10Na ⁺ + 5 Cl ^- + 9SO ^{- 2}

Ионы в формулах (5), (6) и (7) выражены в мг-экв./л. Если значение коэффициента полива 6–18, вода считается полностью пригодной для полива. Если значение коэффициента полива меньше 1,2, то вода считается непригодной для полива. Качество поливной воды определяется по следующей формуле остатка карбоната натрия, т. е. опасности засоления почв [11, 14]:

OKH = (CO -- ² + HCO -- ) - (Ca ^{+ 2} + Mg^{2 +} )

где, ионы выражены в мг-экв./л. Полностью пригодной для полива считается вода с OKH ≤ 2,5. Если OKH>2,5 мг-экв./л, то через некоторое время существует риск засоления почвы.

Анализ и обсуждения

Исследования показали, что вода действующих в Гянджа-Казахской зоне, в кягризах прозрачная, без запаха и цвета. Без твердых частиц, нефти и нефтепродуктов, поверхностноактивных веществ, активных ингредиентов, тяжелых металлов и токсичных веществ. Степень минерализации воды кягризов колеблется от 0,266 г/л до 0,936 г/л (Таблица 1).

Таблица 1.

СТЕПЕНЬ МИНЕРАЛИЗАЦИИ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВОДЫ КЯГРИЗОВ, в мг/л, мг-экв./л и %-экв.

Наименования	Скорость минерализации (сухой остаток), мг/л	Анионы			Катионы
		HCO 3 -	Cl-	SO42-	Ca2+	Mg2+	Na++K+
		409	13	96	91	19	69
Мечеть	520	6,71	0,37	2,0	4,54	1,56	29,8
		73,9	4,1	22,0	50,0	17,2	32,8
Хаджи Миркасым		366	18	144	135	10	179
	700	6,0	0,51	299	0,90	0,82	7,78
		63,2	5,3	31,5	9,5	8,6	81,9
		512	13	41,0	85	26	75
Хаджи Хилал	530	8,40	0,37	0,85	4,24	2,14	3,24
		87,4	3,8	8,8	44,0	22,3	33,7
		226	9,0	32	34	6	56
Джавадхан	266	3,71	0,25	0,66	1,78	0,49	2,43
		80,3	5,4	14,3	36,8	10,6	52,6
		430	6,0	90	85	17	83
Сеидлер	520	7,20	0,17	1,87	4,24	1,40	3,6
		77,9	1,8	20,2	45,9	15,2	36,9
		213	5,0	64	48	10	40
Чахароглу	300	3,50	0,14	1,33	2,39	0,82	1,76
		70,4	2,9	26,7	48,1	16,5	35,4
		268	8,0	43	47	11	52
Абузербейли	346	4,40	0,23	0,89	2,35	0,90	2,27
		79,7	4,2	16,1	42,6	16,3	41,1
		427	10	86	56	13	120
Сухой ручей	520	7,00	0,28	1,79	2,79	1,07	5,21
		77,1	3,2	19,7	30,7	11,9	57,4
Джомерд Гессаб		427	11	141	56	9	154
	600	7,00	0,31	2,93	2,79	0,74	6,71
		68,4	3,0	28,6	27,2	7,3	65,5

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 7. №6. 2021

Степень минерализации большинства вод кягризов колеблется в пределах 0,3–0,5 г/л. Общая жесткость воды 4–7 мг-экв/л. Вышеизложенное свидетельствует о том, что качество сточных вод полностью соответствует физическим, химическим, биологическим и санитарным требованиям к питьевой воде [10, 15].

Тип вод кягризов в Гянджа-Казахской зоне различается в зависимости от степени их минерализации. Однако в целом их тип не меняется из-за содержания анионов, и эти воды характеризуются гидрокарбонатно-сульфатным типом (Таблица 2).

Таблица 2.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ И ТИП ВОДЫ КЯГРИЗОВ ПО ФОРМУЛЕ КУРЛОВА

Название	Химический состав кягризских вод, выраженный формулой Курлова	Тип воды
Мечеть	HCO 14 SO 22 M 0,5        3      4 Na 50 Na33 Mg17	гидрокарбонатно-сульфатно кальциево-натриево-магниевый
Хаджи Миркасым	HCO 3 63 SO 4 32 ,       Na 82	гидрокарбонатно-сульфатно-натриевый
Хаджи Хилал	HCO 87 M 0,5           3 Ca44 Na34 Mg22	гидрокарбонатно- кальциево-натриево-магниевый
Джавадхан	HCO 80 SO 14 M 0,27        3      4 Na 53 Ca 37 Mg 11	гидрокарбонатно-сульфатный натриево-кальциево-магниевый
Сейидлер	M 0,5 HCO 3 78 SO 4 20 Ca 46 Na37 Mg15	гидрокарбонатно-сульфатный кальциево-натриево-магниевый
Чахароглу	M 0,3 HCO 3 70 SO 4 27 Ca 48 Na35 Mg17	гидрокарбонатно-сульфатный кальций-натрий-магниевый
Абузербейли	M 0,3 HCO 3 80 CO 4 17 Ca43 Na41 Mg16	гидрокарбонатно-сульфатный кальциево-натриево-магниевый
Сухой ручей	M 0,5  HCO 3 77 SO 4 20 Na57 Ca31 Mg12	гидрокарбонатно-сульфатный натриево-кальциево-магниевый
Джомерд гессаб	M 0,6 HCO 3 68 SO 4 29 Na 66 Ca27	гидрокарбонатно-сульфатный натриево-кальциевый

Изредка встречается гидрокарбонатно-сульфатно-хлоридный тип. Тип вод кягризов с минерализацией 0,30–0,94 г/л варьирует в зависимости от катионного состава, и эти воды характеризуются натриевыми, натриево-кальциево-магниевыми и кальциево-натриево-магниевыми типами (Таблица 2).

Анализы показывают, что воды кягризов полностью пригодны для питья и хозяйственно-бытовых нужд. Вода кягризов также используется для орошения сельскохозяйственных культур. Эксперименты показали, что повторное засоление почв происходит при длительном орошении гидрокарбонатной водой. То есть, наряду с сульфатными и хлоридными солями, в почве увеличивается количество солей бикарбоната натрия (NaHCO 3 ) и карбоната натрия (Na 2 CO 3 ) [16–17].

Этот процесс происходит в результате вытеснения кальция или магния из абсорбирующего комплекса почвы, их замены натрием (увеличение количества Na в абсорбирующем комплексе) и сочетания натрия, гидрокарбоната (HCO3-) и карбоната (CO32-). Образование солей карбоната натрия (Na2CO3) и бикарбоната натрия (NaHCO3) в почве приводит к ослаблению роста растений и снижению урожайности. Почвы с высоким содержанием солей карбоната натрия называются засоленными.