На головну

Хімія прісних поверхневих вод

  1.  I. Хімія білків 1 сторінка
  2.  I. Хімія білків 2 сторінка
  3.  I. Хімія білків 3 сторінка
  4.  I. Хімія білків 4 сторінка
  5.  АЛХІМІЯ І СПАГІРІЯ
  6.  АЛХІМІЯ І СПАГІРІЯ
  7.  Аналітична хімія в екологічних дослідженнях

Озера. Озера-це водойми, які не мають прямого зв'язку з системою Світового океану. Вони поширені на рівнинних і гірських територіях, у вологих і посушливих, холодних і жарких гідротермічних умовах. Сумарна площа озер складає 2% площі суші.

За хімічним складом води озер в найпершому наближенні можна розділити на прісні і солоні. Склад води прісних озер обумовлений надходженням атмосферних і річкових вод. У них концентрація солей невелика, а серед розчинених солей переважають гідрокарбонати кальцію, зміст яких збільшується в міру аридизации клімату.

Солоні води великих озер (типу Каспійського і Аральського) є реліктовими морськими. В умовах посушливого клімату через інтенсивне випаровування підвищується концентрація солей, що призводить до утворення мілководних солоних озер, яскравим прикладом яких можуть служити озера Ельтон і Баскунчак, розташовані в низинах Волги, Велике Солоне озеро в напівпустелях Далекого Заходу США, озеро Ейр в пустельній Центральної рівнині Австралії. У той же час солоні озера існують і в холодних гумідних областях, в місцях близького розташування соленосних відкладень (наприклад, озеро Солоне поблизу м Сольвичегорск) або на ділянках розвантаження соленосних підземних вод (наприклад, Кулойскіе озера в басейні річки Пінеги).

У складі солей домінують хлориди натрію, магнію, кальцію і сульфати натрію і магнію. Найбільш часто зустрічаються солоні озера, з переважанням хлоридів натрію і домішкою інших солей, або гірко-солоні, з переважанням сульфатів натрію і хлоридів кальцію. Значно рідше зустрічаються содові озера, що містять гідрокарбонат і карбонат натрію. Таким складом володіють багато озера Кулундинской і Барабинской степів Західного Сибіру. Деякі содові озера зобов'язані своїм складом впливу поствулканіческіх процесів, наприклад, озеро Магаді в Кенії, з якого видобувається самосадочная сода (трону). Великий інтерес представляють солоні озера, в яких серед розчинних з'єднань присутні солі борної кислоти. Такі озера приурочені до різко арідним областям і відомі в Ірані, Тибеті, в напівпустельних районах США (штати Каліфорнія, Орегон і Невада), в пустелі Атакама в Чилі та інших вулканічних пустелях Південної Америки. Велике борне озеро Індер знаходиться в Прикаспійської низовини.

Серед опадів, що утворюються на дні озер в результаті хімічних і фізико-хімічних процесів, для прісноводних озер холодного і помірного клімату характерне утворення конкрецій, що складаються з мінералів гідроксидів заліза. В гумідних тропічних ландшафтах до них часто додаються конкреції з мінералів гідроксидів алюмінію. В озерах, що мають підтікання підземних вод гідрокарбонатно складу, накопичуються глинисто-карбонатні відкладення так званого болотного мергелю. У несолоних озерах аридних територій - в степових, сухостепну і напівпустельних ландшафтах - повсюдно відбувається осадження мелкокристаллического кальциту, цементуючого уламкові частки або утворює великі конкреції. У солоних озерах при високій концентрації розчинних речовин, близькою до насиченим розчинів, відбувається кристалізація відповідних солей.

Серед біогенних опадів слід зазначити скупчення кременистих (опалових) панцирів одноклітинних діатомових водоростей, що утворюють діатомові мули. Ареал поширення діатомових водоростей дуже широкий, тому діатомові мули зустрічаються в озерах як холодних гумідних ландшафтів (озера Кольського півострова), так і в більш теплих умовах (озеро Севан у Вірменії), а також в тропічних країнах (озеро Танганьїка в Африці). Характерним біогенних осадом невеликих озер гумідних областей є сапропель (від грец. sapros - гнилої, pelos - глина, бруд). Він являє собою органічний мул, в значній мірі складається з останків одноклітинних зелених і синьо-зелених водоростей, які розкладаються на дні без доступу кисню. Іноді тут утворюються чорні аморфні скупчення сульфіду заліза.

Відкладення озер мають важливе практичне значення. Залізо-оксидні конкреції озер Східно-Європейської рівнини з віддалених часів до середини XIX ст. використовувалися для виплавки заліза. Конкреції оксидів заліза і алюмінію (боксити), утворені в тропічних озерах, служать алюмінієвої рудою. Тривалий час розробляються накопичення соди, що кристалізується в великих содових озерах Північної і Південної Америки, Африки, Тибету і Ірану. Також проводиться розробка борсодержащих солей, які осідають у пустельних борних озерах. Діатомові опади (діатоміт) використовуються в промисловості, а відкладення сапропелю - в бальнеологічних цілях і в якості добрива.

болота - Це ландшафти з надлишковим зволоженням, специфічною вологолюбна рослинністю і процесом освіти торфу. Хоча болота містять від 90 до 97% води і лише кілька відсотків сухої органічної речовини, вони не можуть розглядатися як водойми, так як переважна частина води пов'язана органічною речовиною торфу і рослинністю. Існують два основні шляхи освіти боліт - заростання озер, заболочування суші. Ці процеси можуть розвиватися на різних елементах рельєфу, але для утворення значних акумуляції торфу необхідні певні кліматичні і гідрохімічні умови. Торф - скупчення слабо розклалися залишків болотних рослин: мохів, трав, чагарників, частково дерев. Завдяки тому, що рослинні залишки насичені водою, їх перетворення протікає в умовах дефіциту кисню. При цьому відбувається складна трансформація органічних сполук, в результаті якої вихідні органічні речовини збагачуються вуглецем. Трансформаційні процеси в значній мірі обумовлені мікробіологічної діяльністю. Умови, що пригнічують діяльність мікроорганізмів, так само як умови, що сприяють швидкому руйнуванню рослинних залишків, перешкоджають утворенню торфу і його накопиченню.

Болота різноманітні; в першому наближенні їх можна розділити на дві великі групи континентальних (низинних і верхових) і приморських боліт. Багато низинні болота утворилися в результаті заростання дрібних озер. Торф низинних боліт збагачений мінеральними речовинами. При спалюванні містить велику кількість золи, а на дні таких боліт в умовах дефіциту кисню утворюються неполноокісленние з'єднання двовалентних заліза і марганцю у вигляді карбонатів і фосфатів. При доступі кисню залізо і марганець швидко окислюються і відбувається трансформація сполук за рахунок збільшення ступеня окислення металів і освіти їх оксидів і гідроксидів. Скупчення оксидів заліза у вигляді конкрецій різної форми відомі як болотні руди.

Торф верхових боліт нізкозолен і широко іспользуетсякакенергетіческое сировину. Досить своєрідні лісові болота приморських низовин тропічних і субтропічних країн, поширені на узбережжях Флориди, Центральної Америки, островів Карибського басейну, Південно-Східної Азії. Поверхня цих низовин постійно або під час припливів залита водою, у зв'язку з чим у дерев виробилися особливі коріння для газообміну, що знаходяться над водою. Тропічні приморські лісові болота називаються манграми. Великі акумуляції торфу для мангров нетипові, хоча є відомості про потужні (до 10-12 м) скупченнях деревного торфу в окремих місцях на островах Індонезії.

Річки. Прісні поверхневі води дуже важливі дня людини, оскільки вони є єдиним надійним джерелом питної води. Порівняння складу вод двадцяти найбільших річок Землі дає уявлення про повну загальну середню глобальному хімічному складі річкових вод. Таке порівняння дозволяє виділити три особливості:

1. в розчиненому стані хімічний склад прісної води переважають чотири металу, присутні у вигляді простих катіонів (Са2, Na+, До+ і Mg2+);

2. загальна концентрація іонів у воді низька;

3. Іонний склад розчинених речовин в прісній воді принципово відрізняється від складу континентальної кори незважаючи на те, що всі катіони в річковій воді, за винятком деякої кількості натрію і хлору, є результатом процесів вивітрювання кори.

Маса переносяться річкою протягом року твердих частинок називається твердим стоком, а маса розчинених речовин - іонним стоком. У гірських річках твердий стік переважає над стоком розчинених речовин, а в рівнинних річках маса переносяться розчинених речовин більша за масу твердого стоку. Загальна маса твердих частинок, що виносяться усіма річками світу в Світовий океан, близько 20 млрд. Т в рік, розчинних з'єднань - близько 4 млрд. Т.

Іонний склад розчинених речовин річкової води і склад земної кори, по якій протікає річка, сильно розрізняються. Різниця між складом кори і розчинених речовин річкової води особливо помітно для алюмінію і заліза в порівнянні з іншими металами. Така відмінність є результатом характеру взаємодії іонів металів з водою. Іонні сполуки добре розчинні в полярних розчинниках типу води. Однак, перебуваючи в розчині, різні іони вступають в реакції з водою по-різному. Іони з низьким зарядом (+1, +2, -1, -2) зазвичай розчиняються у вигляді простих катіонів або аніонів. Такі іони слабо взаємодіють з водою, за винятком того, що кожен з них оточений її молекулами. Іони меншого розміру з більш високим зарядом вступають в реакції з водою, притягаючи ОН-, І утворюють незаряджені і нерозчинні гідроксиди, вивільняючи в ході реакції іони водню, т. Е.

Fe3+(Водн) + ДТ2О (ж) > Fе (ОН) з (тв) + ДТ+(Водн) (3.6)

Крім того, невеликі і більш високозаряженние іони взаємодіють з водою з утворенням відносно високих і стійких іонів (так званих оксіаніонов), наприклад, SО42, Легко розчиняються внаслідок того, що заряд розподілений по великому периметру іона. Іншими важливими оксіаніонамі є нітрат (no3-) І карбонат (СО32).

Загальний характер розчинності елементів можна пояснити з точки зору ставлення заряду і іонних радіусів z / r. Іони з низькими значеннями z / r високорозчинний (натрій, калій, магній, кальцій), утворюють в розчині прості іони, і ними збагачена фаза розчину річкової води в порівнянні з фазою суспензії. Іони з середніми значеннями z / r (Мідь, нікель, кобальт, алюміній) щодо нерозчинні. Іони з великими значеннями z / r утворюють комплексні оксіаніони (фосфати, карбонати) і знову стають розчинними.




 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