- •Контрольные вопросы
- •Какие проблемы гидросферы Вы отнесли бы к глобальным? Почему?
- •С какими аномальными свойствами воды связано влияние гидросферы на климат?
- •Почему вблизи океанов и морей климат более мягкий?
- •В каком виде может находиться вода в гидросфере?
- •Какие способы классификации природных вод Вы знаете?
- •На что, зачем и почему в мире ежегодно расходуется основное количество пресных вод?
- •Почему использование воды в сельском хозяйстве, в промышленности и в быту приводят к деградации воды? в чем сходство и различие этих причин?
- •Какие единицы используются для выражения концентрации воды при записи ее состава в виде формулы Курлова? Как их можно рассчитать, зная концентрацию, выраженную в весовых процентах?
- •Сформулируйте закон Дитмара. Для решения каких практических задач он используется?
- •Какие анионы и катионы, содержащиеся в природных водах, называют главными? Почему?
- •Как на основании термодинамических данных оценить растворимость минералов в воде? Какие критерии устойчивости минералов Вы знаете?
- •Что такое «агрессивность» природных вод?
- •Что такое «неустойчивость» минералов?
- •Для каких целей удобно использовать понятия: а) «агрессивности» природных вод; б) «неустойчивости минералов?
- •В чем отличие понятий «произведение растворимости» и «константа равновесия процесса растворения»?
- •Как связаны между собой значения произведения растворимости и константы равновесия процесса растворения?
- •Что такое жесткость воды и в каких единицах она измеряется?
- •Как классифицируют природные воды по величине жесткости? Какую жесткость имеют природные воды, наиболее широко представленные в Вашей местности?
- •Какие компоненты входят в состав карбонатной системы природных водоемов?
- •Равновесия между какими компонентами природных систем, определяются законом Генри?
- •Какие параметры природных систем определяют величину константы Генри?
- •Какое значение рН должны иметь атмосферные осадки, если «активные» примеси в атмосферном воздухе представлены только диоксидом углерода?
- •Как может измениться рН атмосферных осадков, если в атмосферном воздухе, помимо диоксида углерода, появится: а) аммиак; б) диоксид серы?
- •Что такое кислые дожди? с присутствием каких соединений в атмосферном воздухе связано их образование?
- •Какое значение рН будут иметь поверхностные воды, находящиеся в равновесии с карбонатными породами и диоксидом углерода, содержащимся в приземном слое воздуха?
- •Что такое щелочность природных вод?
- •Как экспериментально определяют щелочность природных вод?
- •Как рассчитать щелочность природных вод, зная содержание компонентов карбонатной системы и рН раствора?
- •При каких условиях и почему в процессе фотосинтеза, протекающего в природном водоеме, может увеличиться значение рН?
- •Какое значение щелочности будут иметь поверхностные воды, находящиеся в равновесии с карбонатными породами и диоксидом углерода, содержащимся в приземном слое воздуха?
- •Что может произойти в водоеме, если его щелочность уменьшится в десять раз?
- •Какие этапы закисления природных водоемов Вы знаете?
- •Что происходит с экологической системой водоема на различных этапах его закисления?
- •С чем связана особая опасность контакта закисленных природных вод, содержащих соединения алюминия и тяжелых металлов?
- •Назовите основные особенности протекания окислительно-восстановительных процессов в природных водах.
- •В каких единицах принято измерять величину окислительно-восстановительного потенциала природных вод?
- •Что такое редокс - буферность природных вод? с протеканием каких процессов она связана?
- •Что такое стратификация природных водоемов? с какими причинами может быть связана стратификация водоемов?
- •Чем отличаются олиготрофные и эвтрофные водоемы в период стратификации?
- •С протеканием каких процессов связана возможность появления сероводорода в зоне гиполимниона эвтрофного водоема в период стратификации?
- •Почему периоды водообмена в эвтрофном водоеме наиболее опасны для жизни рыб?
- •Почему, даже после прекращения поступления избытка питательных веществ, водоем медленно выходит из эвтрофного состояния?
- •Примеры задач
- •Выразите содержание главных катионов и главных анионов морской воды в промилле и миллимоль на литр,
- •Представьте средний состав морской воды, концентрация растворенного диоксида углерода в которой составляет 1000 мг/л, в виде формулы.
- •Оцените сколько грамм поваренной соли (NaCl) содержится в 1 кг морской воды, отобранной в одном из заливов Баренцева моря, если ее хлорность равна 15,00 0/00?
- •К какому классу вод по минерализации следует отнести природные воды, состав которых соответствует среднему составу речной воды?
- •Какая из двух природных вод более агрессивна по отношению к гипсу (CaSo4*2h2o), если активность катионов кальция и анионов so42- для первой и второй воды составляют:
- •298 К, давление равным 101,3 кПа, парциальное давление паров воды – 3,126 * 10-3 атм.
- •1. Что такое гидросфера? Оцените ее границы.
- •33. Как связано содержание ионов водорода в природных водах, находящихся в равновесии с карбонатными породами и диоксидом углерода, с парциальным давлением со2 в воздухе?
- •35. Какую минимальную жесткость будут иметь поверхностные воды, находящиеся в равновесии с карбонатными породами и диоксидом углерода, содержащимся в приземном слое воздуха?
- •39. Что такое распределительная диаграмма? Для характеристики каких параметров природных систем удобно использовать распределительные диаграммы?
- •45. Окислительно-восстановительное состояние природных вод. Растворимость кислорода.
- •46. Превращение органических соединений в анаэробных условиях.
- •Эвтрофикация озер. Вид зависимости количества растворенного кислорода в воде от глубины погружения в различные периоды года.
Почему периоды водообмена в эвтрофном водоеме наиболее опасны для жизни рыб?
При водообмене в эвтрофом озере сероводород и другие токсичные соединения будут перемешиваться со всем объемом воды и постепенно окисляться, поскольку за счет поступающего в водоем кислорода редокс-уровень во всем водоему повысится. Однако по истечении некоторого периода времени, продолжительность которого зависит от количества образовавшегося в гиполимнионе сероводорода и скорости его разложения, во всем водоеме содержание сероводорода может превысить допустимый уровень и вызвать гибель рыб. Такие явления, наблюдающиеся в некоторых водоемах, приводят к осенним или весенним заморам рыбы.
Почему, даже после прекращения поступления избытка питательных веществ, водоем медленно выходит из эвтрофного состояния?
Например, быстрый глубокий спуск воды в стратифицированном оз. Севан вызвал координальную перестройку его термического режима (термоклин опустился на дно), что спровоцировало резкое возрастание внутренней биогенной нагрузки за счет аккумулированных биогенных веществ в донных отложениях. Вода озера "зацвела", возросла первичная продукция и рыбопродуктивность. Однако в дальнейшем, по мере истощения запаса биогенных веществ в донных отложениях, продуктивность стала снижаться. За короткий срок статус экосистемы понизился от эвтрофного до мезотрофного. Строительство водохранилищ вызвало сначала трофический взрыв, затем стабилизацию процессов в водоемах.
Примеры задач
Выразите содержание главных катионов и главных анионов морской воды в промилле и миллимоль на литр,
Приведенные в таблице 2 значения концентраций главных компонентов морской воды, выраженные в млн–1, показывают количество мг соответствующего иона на 1кг раствора.
Концентрация, выраженная в промилле, характеризует количество граммов вещества в 1кг раствора. Для перевода концентрации, выраженной в млн–1, в промилле необходимо лишь уменьшить исходную концентрацию в тысячу раз:
С(‰) = С’(млн–1) . 10–3.
Для выражения концентрации главных компонентов морской воды в миллимолях на литр следует значение концентрации соответствующего компонента, выраженное в промилле, разделить на его молярную массу и умножить на плотность воды, выраженную в кг на литр раствора, и на 1000 (для перевода молей в миллимоли):
C// (ммоль/л) = С(%) . ρ (кг/л) . 1000/(М.М)иона (г/моль).
Полученные значения концентраций удобно представить в виде таблицы:
Компонент |
Содержание в морской воде |
||
Млн–1 |
%0 |
ммоль/л* |
|
Катионы: |
|
|
|
Na+ |
10560 |
10,56 |
459,1 |
Mg2+ |
1270 |
1,27 |
52,3 |
Са2+ |
400 |
0,40 |
10,0 |
К+ |
380 |
0,38 |
9,7 |
Анионы: |
|
|
|
Сl– |
18980 |
18,98 |
534,6 |
|
2650 |
2,65 |
27,6 |
|
140 |
0,14 |
2,3 |
* Плотность морской воды принята равной 1 кг/л.