Химический состав природных вод и процессы его формирования.

Вода в природе нигде не встречается в химически чистом виде, поскольку в ней всегда растворено то или иное количество веществ, с которыми она соприкасается в процессе своего круговорота. Химический состав поверхностных вод формируется под воздействием природных и антропогенных процессов, протекающих в толще воды, в донных отложениях и в придонных слоях у поверхности раздела твердой и жидкой фаз. Таким об-разом, все воды планеты представляют собой растворы разного состава и концентрации. Химические компоненты природных вод делятся на пять групп.

Первую группу составляют главные ионы, так называемые макрокомпоненты

Повсеместное распространение алюмосиликатов на земной поверхности объясняет присутствие ионов щелочных металлов почти во всех природных водах. При взаимодействии алюмосиликатов с водой в присутствии углекислого газа образуются растворимые соли щелочных металлов (гидро-карбонаты и гидросиликаты). Например,

Основным источником катионов Са2+ в природных водах являются известняки, которые растворяются угольной кислотой, присутствующей в воде

Катионы Mg2+ поступают в воду преимущественно при растворении в угольной кислоте доломитов

Хлоридные ионы по общему содержанию в природных водах занимают первое место. Большое промышленное и физиологическое значение хлорида натрия способствует его рассеянию по земной поверхности. Ионы С1" не усваиваются растениями и бактериями и выделяются в свободном состоянии организмами животных. Источниками хлорид-ионов являются большие залежи хлористых солей в осадочных породах, продукты выветривания магматических пород, вулканические выбросы.

Сульфатные ионы составляют главную часть анионного состава воды морей и сильноминерализованных озер. Содержание ионов в природных водах лимитируется присутствием в воде катионов, с которыми они образуют малорастворимые соединения .

Основными источниками растворенных в воде ионов являются осадочные породы, в состав которых входит гипс, а также процессы окисления самородной серы и сульфидных минералов. Например,

Содержание макрокомпонентов в пресных поверхностных йодах озер, рек и водохранилищ колеблется в широких пределах, В отличие от примесей пресной воды, химический состав морской воды преимущественно определяется не карбонатами, а хлоридами. К тому же солевой состав морской воды (на всей Земле) постоянен - это главнейшая закономерность в химии океана.

Вторую группу компонентов химического состава природных вод составляют растворенные газы: О2, N2, СО2, H2S, СН4 и др.

Кислород находится в природной воде в виде растворенных молекул и его присутствие является обязательным условием для существования живых организмов в водоемах. В природных водах содержание кислорода колеблется в пределах 0-14 мг/л и определяется двумя противоположно направленными процессами. С одной стороны, кислород выделяется водной растительностью в результате фотосинтеза, а с другой - расходуется на окисление органических веществ. Наличие в воде растворенного кислорода является одной из причин коррозионной агрессивности природных вод по отношению к металлам.

Процессы окисления органических веществ, происходящие как непосредственно в воде, так и в почвах, и илах, с которыми соприкасается вода, являются источниками оксида углерода (IV). Наименьшее количество СО2 наблюдается в морях, наибольшее ~ в подземных водоемах. В реках и озерах из-за постоянного выделения в атмосферу и участия в процессах фотосинтеза содержание СО2 составляет 20-30 мг/л.

Появление в природных водах сероводорода H2S и метана СН4 указывает на наличие гнилостных процессов, протекающих в водоемах при ограниченном доступе воздуха. В природных условиях СН4 и H2S чаще встречаются в подземных водах. Однако наличие этих газов в реках и озерах может быть следствием сброса неочищенных сточных вод (целлюлозно- бумажных предприятий).