Вода и ее применение в современных технологиях

Страница 7

Во всех перечисленных случаях повышенные мине­рализации вод (до рассолов включительно) чаще возможны при интенсивном природном выпаривании подобных растворов. Например, в озерах в районах с жарким климатом. Мы не разделяем мнение мно­гих исследователей, привлекающих эти процессы для объяснения высоких концентраций глубинных рассольных вод.

Химический состав природных растворов выра­жается самыми различными формулами. Вот как с помощью формулы Курлова могут быть выражены результаты анализа морской воды:

Как отмечалось выше, наиболее предпочтительной формой выражения результатов анализа воды явля­ется ионная. При этом содержание того или иного иона дается в граммах или миллиграммах на литр воды. Однако для полной характеристики свойств воды ионная форма недостаточна. В связи с этим наряду с ионной пользуются миллиграмм-эквивалент­ной формой. Пересчет данных анализа на милли­грамм-эквивалентную форму осуществляется деле­нием количества миллиграммов каждого иона в 1 л воды на его эквивалентную массу. Например, разде­лив 10722 мг натрия на его эквивалентную массу, равную 23, получим 466 мг-экв. натрия. Сумма миллиграмм-эквивалентов для катионов и анионов должна быть одинаковой, поскольку каждому экви­валенту катиона соответствует эквивалент аниона.

Перевод результатов анализа вод в процент-экви­валентную форму производится для того, чтобы иметь возможность сопоставить воды различной минерали­зации и получить более ясное представление о соотношениях между ионами в одной и той же воде. При­няв суммы миллиграмм-эквивалентов анионов и катионов, содержащихся в 1 л воды, за 100%, рассчи­тывают процент количества миллиграмм-эквивалентов каждого иона по отношению к этим суммам (табл. 2.)

Таблица 2

Содержание главных компонентов в водах мирового океана

Компоненты	Содержание
мг/кг	мг-экв.	%-экв
Катионы
Na+	10722	466	86
Mg+	1297	53	10
Ca2+	417	10	2
K+	382	10	2
Всего	12818		100
Анионы
Cl-	19337	545	95
SO4-	2705	28	4.8
HCO3-	97	2	0.2
Br2-	66	-	-
Co3-	6	-	-
Всего	22211		100

Подобный способ показа химического состава в практических дисциплинах о воде удобен и прост, но для научных построений совершенно не пригоден. Это сразу станет ясно, если мы попытаемся изобразить геохимический состав Мирового океана, куда, естественно, должен войти и состав всего его биоце­ноза п. В. И. Вернадский пользовался выражением того или иного состава только с помощью атомных процентов.

Хотя данная глава посвящена химическим свойст­вам воды, мы совершенно сознательно опускаем такие, бесспорно, важные аспекты этой темы, как ионное равновесие растворов, произведение раствори­мости, активность ионов и ряд других, отсылая заинтересованного читателя в зависимости от его подготовки к многочисленным учебникам химии для средней или высшей школы. Одновременно мы должны предупредить, что в этих учебниках учтены обычные условия физико-химических характеристик, с которыми человек имеет дело в быту или на про­изводстве, и совершенно не касаются сверхкритических условий, как больших глубин земных недр, так и далеких от Земли космических пространств.

Глава 3 Использование воды в современной технике и технологиях.

3.1 Морская вода в промышленности

Без воды Мирового океана немыслима жизнь на Земле, невозможен круговорот веществ, энергии в природе. В данной главе пойдет речь не о глобальных физических процессах, а об участии воды в морском хозяйстве, в котором вода является сырьем, так как «уже претерпела известное изменение при посредстве труда»(Маркс К., Энгельс Ф. Соч., т.25, ч.I, с.190).

Долгое время соленую воду океана рассматривали только как «агрессивную» среду, которую в процессе производства следует нейтрализовать, ибо ее невозможно использовать. Однако изменение технологии с учетом физических и химических свойств морской воды позволяет применять ее в качестве полезного компонента. В промышленности морская вода используется при производстве ряда продуктов охлаждения агрегатов, обогащения полезных ископаемых, транспортировке сырья и отходов, в качестве питательной воды в парогенераторах, для поддержки пластового давления на нефтегазопромыслах и т. д. Круг ее применения непрерывно расширяется. Уже в 2000 году в США за счет морского водопотребления удовлетворяется одна треть промышленных потребностей. Растут масштабы использования морской воды в других странах, в том числе в Японии, где ожидаемый дефицит водных ресурсов предполагается покрывать за счет морской воды.

В нашей стране доля морской воды в общем, промышленном потреблении воды составляет пока что всего 5%. Несмотря на в основном внутриконтинентальный характер размещения производства имеется возможность и необходимость развития морского водоснабжения, особенно, например, в южном экономическом районе России, где назревает дефицит водных ресурсов, и в других приморских регионах. Промышленные предприятия Одесской и Крымской областей уже теперь покрывают свои потребности в воде за счет морской на 33-35%, а отдельные предприятия – до 99,4%

Чаще всего вода используется как теплоноситель при охлаждении продукта или конструкций агрегатов. Морской водой охлаждаются ядерные реакторы. Широко применяется оборотная морская вода также на нефтеперерабатывающих заводах. Большая экономия пресной воды достигается от применения морской для охлаждения барометрических конденсаторов на сахарных заводах.

Все чаще морская вода используется в технологических процессах. Разработаны способы приготовления бетона на морской воде, флотации в морской воде серы из вулканогенных руд Камчатки и Курильских островов. Доказана возможность автоклавной плавки с использованием морской воды.