2.6. Естественные источники загрязнения воды

В природных водах, кроме растворенных неорганических веществ, обычно содержатся минеральные частицы и органические вещества. Даже самые чистые горные озера в минимальном количестве содержат микроскопические минеральные частицы, выпадающие на их поверхность из воздуха [1, 95]. Реки, в зависимости от состава пород, образующих ложе самой реки и ее притоков, несут различное количество взвешенных частиц, причем в зависимости от скорости течения они могут быть разных размеров: от тончайшей пыли, (частиц микронных размеров) до песчинок и даже мелких камешков в горных реках с быстрым течением.

Органические вещества – продукты частичного распада мертвых растений и животных, выделения водных животных и растений, гуминовые кислоты и другие органические вещества, вымываемые из почвы, присутствуют в природных водах. Особенно много их содержится в воде торфяных болот (до 50 мг/л), а вода рек, вытекающих из таких болот, обычно окрашена в желто-коричневый цвет именно органическими веществами (до 300 и выше градусов цветности по Pt-Co шкале). Незагрязненные естественные воды обычно содержат мало органических веществ. В океане концентрация органического вещества составляет только 1,98–5,42 мг/л (в среднем 3,0 мг/л), а в реках в среднем 20 мг/л.

К биогенным элементам в природных водах относят азот, фосфор и кремний в различных соединениях. Азот и фосфор являются обязательными составными частями тканей каждого живого организма. Их роль в природных водах аналогична роли азотных и фосфорных удобрений для сельскохозяйственных культур. Концентрация биогенных элементов и их режим целиком зависит от интенсивности биохимических и биологических процессов, происходящих в водоемах. Концентрация NH₄⁺ в незагрязненных поверхностных водах обычно составляет сотые доли миллиграмм азота на литр и редко повышается до 0,5 мгN/л. Концентрация фосфатов ­– сотые, реже десятые доли миллиграмм фосфора на литр, тем не менее значение их для жизни в водоемах огромно.

Кремний является постоянным компонентом состава природных вод. Этому способствует, в отличие от других компонентов, повсеместная распространенность соединений кремния в горных породах, и только малая растворимость последних объясняет малое содержание кремния в воде. Концентрация кремния в природных водах обычно составляет несколько миллиграммов на один литр. В подземных водах она повышается и часто достигает десятков миллиграмм кремния на литр, а в горячих термальных водах – даже сотен. Режим кремния в поверхностных водах до некоторой степени сходен с режимом соединений азота и фосфора, однако кремний никогда не лимитирует развитие растительности.

Сравнительно малое содержание кремния в поверхностных водах указывает на наличие в воде процессов, уменьшающих его концентрацию.

Укажите процессы, вызывающие уменьшение содержание кремния в природных водах…

[1] потребление кремния водными организмами, многие из которых (диатомовые водоросли), строят свой скелет из кремния;

[2] кремниевая кислота, как более слабая, вытесняющаяся из раствора угольной кислотой: Na₄SiO₄ + 4CO₂ + 4H₂O = H₄SiO₄ + 4NaHCO₃;

[3] склонность кремниевой кислоты при определенных условиях переходить в гель;

[4] основная часть Si⁴⁺ содержится в виде комплексов, с положительным зарядом при невысоких рН и отрицательным при высоких рН;

[5] возможность адсорбции на поверхности кремния органических веществ, что придает большую стабильность кремния в растворе.