9. Характеристика природных вод

Природные воды представляют собой сложные системы, содержащие газы, минеральные и органические вещества, находящиеся в истинно- растворенном, коллоидном и взвешенном состояниях. Состав и количество примесей в водах главным образом зависят от происхождения воды. По происхождению различают атмосферные, поверхностные и подземные воды. Формирование состава природных вод происходит в результате взаимодействия воды с окружающей средой – горными породами, почвой, атмосферой. При этом происходит растворение солей, химическое взаимодействие веществ с водой и водными растворами, биохимические реакции, коллоидно-химические взаимодействия. Вследствие непрерывного протекания этих процессов состав вод меняется во времени. Действие каждого из процессов определяется температурой, давлением, геологическими особенностями. На формирование состава атмосферных, поверхностных и подземных вод заметно влияют промышленные загрязнения воздуха и сточные воды производственных предприятий. Все вышеуказанные факторы определяют большое многообразие природных вод. По количественному содержанию неорганических примесей (или, как говорят, по степени минерализации или солесодержанию) природные воды, согласно классификации академика В.И. Вернадского [2], делят на следующие виды: I) пресные воды (содержат меньше I г/кг растворимых солей); 2) солоноватые воды - от I до 25; 3) соленые - от 25 до 50; 4) рассолы - более 50 г/кг.

10. Химический состав природных вод

Химические компоненты природных вод по предложению советского ученого О.А. Алекина [1] условно делят на пять групп:

I) главные ионы; 2) растворенные газы; 3) биогенные вещества;

4) органические вещества; 5) микроэлементы.

Главные ионы. Число различных ионов, встречающихся в природных водах, велико, но значительное распространение имеют лишь немногие из них. Наиболее распространенные катионы Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, анионы HCO₃^–, SO₄^2-, Cl^–. Кроме этих шести главных ионов, распространены также ионы СO₃^2–, HSiO₃^–, K⁺, Fe²⁺. Однако они встречаются обычно в количествах, в десятки и сотни раз меньших, чем содержание шести главных ионов. Основной источник поступления ионов Ca²⁺ и Mg²⁺ в воду – растворение пород, содержащих известняки, доломиты, гипс, сложные алюмосиликаты. Наличие гидрокарбонат-иона связано с растворением карбонатных пород под действием диоксида углерода. Сульфат-ионы поступают в природные воды в процессе растворения гипсовых пород, окисления сульфидов, серы и сероорганических соединений. Значительное количество сульфат-ионов имеется в водах атмосферных осадков вследствие загрязнения промышленными выбросами. Ионы K⁺, Na⁺, Cl^– появляются в природных водах при растворении горных пород, cодержащих эти соли. Ионы хлора в большом количестве выбрасываются при извержении вулканов в виде HCl. В значительном количестве хлорид-ионы содержатся в сточных водах.

Концентрация основных ионов в природных водах зависит от степени минерализации. В пресных водах преобладают ионы HCO₃^–, Ca²⁺, Mg²⁺. По мере увеличения общей минерализации растет концентрация SO₄^2–, Cl^–, Na⁺, K⁺, Mg²⁺. В высокоминерализованных водах преобладают ионы Cl^–, Na⁺, реже встречаются Mg²⁺ и очень редко Ca²⁺ (табл. 1).

Таблица 1