Головна

ГЛАВА 3. Фізико-хімічні процеси в гідросфері

  1.  I глава. Вологість повітря
  2.  II глава. Вологість повітря в фізичному понятті.
  3.  II. Глава IIОснови теорії попиту та пропозиції
  4.  III глава. Вологість в лазнях і саунах.
  5.  IV глава. Вологість в бібліотеках.
  6.  VI. Основні фонетичні процеси.
  7.  VI. ПОЛІТИЧНІ ВІДНОСИНИ І ПРОЦЕСИ - ІСТОРИЧНИЙ І СУЧАСНИЙ АСПЕКТИ.

гідросфера - Складова частина біосфери, безперервна оболонка системи водо- пар, що складається з солоної води (моря, океани), прісної води (річки, озера, водосховища), твердої води (сніговий покрив, льодовики), а також пронизаної водою або параміводи літосфери і атмосфери .

Гідросфера знаходиться в стані безперервного руху, розвитку, поновлення. Щорічно з поверхні Землі випаровується 0,5 млн. Км3 води, що становить половину обсягу всіх водойм суші. Водяна пара атмосфери оновлюються протягом десяти діб. Вода річок в результаті стоку змінюється кожні 12 діб. Вода озер оновлюється кожні 10 років. Води світового океану повністю змінюються кожні 3 тис. Років, а в самій малорухомої формі води - в льодовиках - повний водообмін відбувається за 8,5 тис. Років.

Велика частина поверхні нашої планети, близько 71%, покрита світовим океаном, складовим 97% всіх поверхневих вод Землі і близько половини всіх вод літосфери.

Діаметр Землі (екваторіальний діаметр) дорівнює 12760 км, а середня глибина океану в його сучасному ложі становить 3700 м. Отже, товщина шару океанічної води в середньому дорівнює лише 0,03% земного діаметра. По суті, це найтонша водяна плівка на поверхні Землі, плівка, яка грає, подібно озоновому захисного шару, виключно важливу роль в біосфері.

В

0 1000 2000км

Мал. 14. Опуклість і увігнутість дна океану

Обсяг Світового океану становить трохи більше 0,1% обсягу земної кулі, а по масі він ще менше - всього 0,023% маси Землі.

Відносно невеликі обсяг і глибина Світового океану в порівнянні з об'ємом і діаметром земної кулі призводять до того, що дно океану фактично не є западиною, «ямою»: воно опукле, а не увігнуте. На малюнку 14 лінія АВС відповідає ширині Атлантичного океану, що дорівнює 5800 км. Глибина океану на цьому профілі не перевищує 6000м; в даному масштабі це не товщі лінії АВС, отже, дно океану на всьому профілі опукле. Воно було б увігнутим (у вигляді западини) лише в тому випадку, якщо б лежало нижче хорди ADC, але тоді глибина перевищувала б 800 км.

Живі організми відіграють величезну роль у кругообігу води. Весь обсяг гідросфери (близько 1,5 млрд. Км3) Проходить через живу речовину за 2 млн. Років.

Всі води планети представляють собою розчини різного складу і різної концентрації. Серед розчинених у воді речовин можна виділити п'ять груп: головні іони; біогенні елементи (С, Н, N, Р, Si, Fe, Mn), з яких складаються організми; розчинні у воді гази: Про2, N2, CО2, вуглеводні та інертні гази; мікроелементи; органічні речовини. Хімічний склад домішок прісної води сильно відрізняється від складу домішок морської. Основні іони річкових вод: Са2+, Mg2+, Na+, K+, НСОз-, SО4-, Сl-. У річковій воді переважають карбонати і гідрокарбонати; з катіонів найбільші концентрації мають кальцій і магній. Однак хімічний склад прісних вод (річок, озер, грунтових вод) значно варіює і залежить переважно від трьох чинників: хімії елементів, режимів вивітрювання, біологічних процесів (див. далі).

Переважну частину морської солі становлять не карбонати, а хлориди. У цьому полягає головна відмінність морської води від річкової. До того ж сольовий склад морської води (на всій Землі!) постійний - це найголовніша закономірність вхіміі океану.

Концентрація розчинених солей визначає величину солоності океану. Солоність визначається як вага в грамах неорганічних іонів, розчинених в 1 кг води. Сім іонів (Na+, Mg2+, До+, З 1- , I-, SО42, НSOз-) Складають більше 99% від усіх іонів в морській воді, і співвідношення їх, нагадаємо, постійні в усіх океанах Землі. Отже, на підставі аналізу одного іона можна по пропорції обчислити концентрацію всіх інших і солоність. Щільність морської води, як і передача світла і звуку, залежить від солоності. Солоність вимірюється по провідності електричного струму через воду (електропровідність). Виміряні значення виражаються щодо відомого стандарту; таким чином, солоність не має одиниці виміру, хоча в багатьох старих підручниках солоності висловлюють як частини на тисячу (ppt або% о) грамів на літр.

Води відкритого океану мають середні значення солоності 32-37, в більшості близько 35. У дельтах значення падають до величини нижче 1 в міру наближення до джерела прісної води. У гіперсолених середовищах солоність може перевищувати солоність морської води, досягаючи значень більше 300.

Важливою хімічною характеристикою поверхневих вод є водневий показник (рН). виділення CO2 в результаті дихання і розкладання викликає зниження рН в природних водах, тому що при з'єднанні СО2з водою утворюється слабка (слабодіссоціі-рующая) кислота Н2СОз:

Н2Про + СО2 - Н2СОз - Н2СОз + Н+(3.1)

З іншого боку, поглощеніеCO2 в процесі фотосинтезу призводить до зменшення кількості Н2СОз і Н+, Т. Е. До зростання рН. Звідси можна стверджувати, що рН в водах регулюється рівновагою СО2 і карбонату кальцію:

Н2Про + СО2 - Н2СОз (3.2)

СаСОз (тв) + Н2СОз - Са2+ + 2НСОз-. (3.3)

Видно, що підвищення кількості СО2 збільшує вміст Н2СОз, що, в свою чергу, викликає зменшення вмісту карбонату кальцію, а зменшення вмісту СО2 призводить до осадження карбонату кальцію. Вода, яка містить Н2СОз і НСОз-, Володіє буферними властивостями, тому досить великі зміни концентрації Н+ можуть не приводити до сильного зміни рН.

Результуючі співвідношення між молекулами і іонами, атмосферним СО2 і твердим карбонатом кальцію призводять до формування буферного розчину з рН = 8,0 - 8,4. При цьому не виключено, що активність органічної речовини або інші локальні причини можуть утворити на деякий час більш низькі (до б) і більш високі (до 10) значення рН.

Суттєвою характеристикою, особливо важливою для нормального протікання фотосинтезу, є прозорість води. За умовну прозорість морської води прийнята глибина моря, на якій білий диск діаметром 30 см стає невидимим.

Важливою характеристикою природних вод є їх жорсткість. Як відомо, розрізняють жорсткість карбонатную (тимчасову) и некарбонатную (постійну). Перша обумовлена ??присутністю у воді бікарбонатів - Са (НСОз)2 і Mg (HCО3)2, Друга - сульфатами

CaSО4 і MgSО4 або їх хлоридами. Карбонатна твердість усувається кип'ятінням або додаванням до води Са (ОН)2

Са (НСОз)2 + Са (ОН)г > 2СаСОз v + 2Н2О. (3.4)

Постійна жорсткість усунена додатком до води соди:

CaSО4 + Na2CO3 > СаСОз v + NaSО4 (3.5)

Сума тимчасової і постійної жорсткості води становить загальну жорсткість, виражену в міліграм-еквівалентах іонів Са2+ і Mg2+ на літр води. Вода з жорсткістю менше 4 мг-екв / л називається м'якою, від 4 до 8 - середньої, від 8 - 12- жорсткої, більше 12 мг-екв / л -дуже жорсткою. Жорсткість окремих природних вод коливається в досить широких межах. Для відкритих водойм вона часто залежить від пори року і погоди. Найбільш «м'якої» природною водою є атмосферна вода, майже не містить розчинених солей.




 H.B. Гусакова |  Еволюція атмосфери і походження життя |  гідросфера |  ГЛАВА 1. Фізико-хімічні процеси в атмосфері |  склад атмосфери |  Мікрокомпонентного домішки в атмосфері |  геохімічні джерела |  Біологічні джерела. |  антропогенні джерела |  Радіоактивне забруднення атмосфери |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати