Индекс остаточного карбоната натрия - Residual sodium carbonate index

В индекс остаточного карбоната натрия (RSC) поливной воды или почвенной воды используется для обозначения опасности щелочности для почвы. Индекс RSC используется для определения пригодности воды для орошение в глина почвы с высоким катионообменная емкость. Когда растворенный натрий по сравнению с растворенным кальцием и магнием высок в воде, глинистая почва набухает или подвергается разброс что резко снижает инфильтрационная способность.[1]

В рассредоточенных[требуется разъяснение ] структура почвы, то корни растений не могут глубже проникать в почву из-за недостатка влаги. Однако вода с высоким индексом RSC не улучшает осмотическое давление препятствовать отбору воды корнями растений в отличие от высоких соленость воды. Орошение глинистых почв водой с высоким индексом RSC приводит к образованию пара. щелочные почвы формирование.[2][3][4]

Поперечное сечение манго дерево с неглубокими корнями в частично образовавшейся щелочной почве

Формула индекса RSC

RSC выражается в мэкв / л единицы. RSC не должен быть выше 1 и предпочтительно меньше +0,5 с учетом использования воды для орошения.[5] Формула расчета индекса RSC:

  • Индекс RSC = [HCO3 + CO3] - [Ca + Mg]
  • Индекс RSC = HCO3/ 61 + CO3/ 30 - Ca / 20 - Mg / 12 (в случае измерения концентрации ионов в мг / л или же промилле как соли)

При расчете индекса RSC качество воды, присутствующее в корневая зона урожая следует учитывать с учетом выщелачивание фактор в поле.[6] Кальций, присутствующий в растворенной форме, также подвержен влиянию частичное давление растворенного СО2 в корневой зоне растений в полевой воде.[7]

Загрязнение природной воды

Глобальные колебания pH почвы. красный = кислая почва. Желтый = нейтральная почва. Синий = щелочная почва. Чернить = нет данных.

Кальцинированной соды [Na2CO3] может присутствовать в природной воде из выветривание из базальт который является огненный камень. Лайм [Ca (OH)2] может присутствовать в природной воде при контакте дождевой воды с кальцинированный минералы, такие как зола, образующаяся при сжигании известковый каменный уголь или же лигнит в котлах. Антропогенный использование кальцинированной соды также, наконец, увеличивает RSC речной воды.

В тех случаях, когда речная вода и грунтовые воды многократно используются в интенсивно орошаемых речных бассейнах, речная вода, доступная в низовьях, часто оказывается бесполезной в сельском хозяйстве из-за высокого индекса RSC или щелочности.[8] Соленость воды не обязательно должна быть высокой.

Умягченная вода

В терминологии промышленной очистки воды качество воды с высоким индексом RSC является синонимом Мягкая вода но химически сильно отличается от естественно мягкой воды с очень низкой концентрацией ионов.[9] Когда соли кальция и магния присутствуют в воде в растворенной форме, эти соли осаждаются на теплопередающих поверхностях, образуя изолирующий твердый отложения / покрытие, которое снижает эффективность теплопередачи теплообменников. Чтобы избежать образования накипи в теплообменниках с водяным охлаждением, воду обрабатывают известью или кальцинированной содой для удаления отложений. жесткость воды.

Следующие химические реакции происходят в лимонная сода процесс, который осаждает соли кальция и магния в виде карбоната кальция и гидроксида магния, которые имеют очень низкую растворимость в воде.

  • CaSO4 + Na2CO3 ---> CaCO3↓ + Na2ТАК4
  • CaCl2 + Na2CO3 ---> CaCO3↓ + 2NaCl
  • MgSO4 + Са (ОН)2 + Na2CO3 ---> Mg (OH)2↓ + CaCO3↓ + Na2ТАК4
  • MgCl2 + Са (ОН)2 + Na2CO3 ---> Mg (OH)2↓ + CaCO3↓ + 2NaCl
  • 2NaHCO3 + Са (ОН)2 ---> CaCO3↓ + Na2CO3 + 2H2О
  • Na2CO3 + Са (ОН)2 ---> CaCO3↓ + 2NaOH
  • Ca (HCO3)2 + Са (ОН)2 ---> 2CaCO3↓ + 2H2О
  • Mg (HCO3)2 + 2Ca (ОН)2 ---> Mg (OH)2↓ + 2CaCO3↓ + 2H2О
  • MgCO3 + Са (ОН)2 ---> Mg (OH)2↓ + CaCO3↓

Избыток кальцинированной соды после осаждения солей кальция и магния находится в карбонатах и ​​бикарбонатах натрия, которые придают высокий pH или же щелочность к почвенной воде.

Содовые озера

В эндорейский бассейновые озера называются содовыми или щелочные озера когда водные притоки содержат высокие концентрации Na2CO3. PH содовое озеро вода обычно выше 9, а иногда соленость близка к солоноватой воде из-за истощения чистой воды за счет солнечного испарения.

Содовые озера богаты водорослями из-за повышенной доступности растворенного CO.2 в озерной воде по сравнению с пресной или соленой водой озер. Карбонат натрия и гидроксид натрия находятся в равновесии с доступностью растворенного диоксида углерода, как указано ниже в химической реакции.

  • Na2CO3 + H2О <=> 2NaOH + CO2
  • NaHCO3 <=> NaOH + CO2

Днем, когда есть солнечный свет, водоросли подвергаются фотосинтез процесс, который поглощает CO2 для сдвига реакции в сторону образования NaOH и наоборот происходит в ночное время с выделением CO2 от дыхание процесс водорослей к Na2CO3 и NaHCO3 формирование. В водах содового озера карбонаты натрия действуют как катализатор роста водорослей, обеспечивая более высокую концентрацию растворенного CO.2 в дневное время. Из-за колебаний растворенного CO2, pH и щелочность воды также меняются.[10]

.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Управление качеством поливной воды, Университет штата Орегон, США, Проверено 4 октября 2012.
  2. ^ «Оценка риска засоления для региона Квинсленд Мюррей-Дарлинг (см. Приложение 2), Департамент окружающей среды и управления ресурсами Квинсленда» (PDF). Архивировано из оригинал (PDF) 10 апреля 2013 г.. Получено 29 октября 2012.
  3. ^ И. Аброл, J.S.P. Ядав и Ф. Масуд. «Засоленные почвы и управление ими, см. Параграф 4.7». Получено 23 декабря 2012.
  4. ^ Фарук Ахмад. «Выращивание травы Карнал / Каллар на натриевых солончаковых почвах в Пакистане» (PDF). Получено 22 января 2013.
  5. ^ Справочник лаборатории солености США 60
  6. ^ «Руководство по контролю солености, Качество воды, стр. 85» (PDF). Получено 5 октября 2012.[постоянная мертвая ссылка ]
  7. ^ «Фиторемедиация натриевых и солончаковых почв» (PDF). Получено 23 июля 2013.
  8. ^ Дж. Келлер, А. Келлер и Дж. Дэвидс. «Этапы освоения речного бассейна и последствия закрытия» (PDF). Получено 25 августа 2012.
  9. ^ «Смягчение осадков, GE Power & Water». Получено 11 октября 2012.
  10. ^ Электроэнергия и вода GE. «Химия воды. Справочник по очистке промышленных вод». Получено 4 января 2014.