2.2. Химические свойства

Вода является універсалным растворителям, в котором растворяются почти все химические элементы земной коры. В природе вода является раствором разного состава и концентрации. В зависимости от величины растворенных частичек природные растворы могут быть молекулярно-іоннымі и калоіднымі. В молекулярно-іонных или настоящих растворах вещества находятся в виде молекул и іонаў (не больше 10-7 мм). Калоіды удерживают группы молекул размерам в інтервале величин от 10-7 к 10-5 мм.

Химический состав природной воды зависит в первую очередь от водного балансо водных объектов. Растворенные химические элементы приносятся в рэки и водоемы вместе из стоком из водосборо поверхностных и подземных вод, а также из атмафернымі осадками. Часть их выноситься из водоемов поверхностным и подземным стокам, а часть аккумулируется в их.

Количественный и качественный состав растворенных в воде элементов зависит от горных пород, какими составленный водосбор, берега и дно водоемов. Значительное влияние на химический состав воды оказывает количество и состав сточных вод из промышленных предприятий, вкусо заселенной местности и сельскохозяйственных полей. Химический состав атмосферных осадков главным образом зависит от количественного и качественного состава минеральных и органических частичек в воздухе, которые попадают посредством ветра из поверхности земли и воды, частичек газов, дыма при сжигании разных типов топлива (торфа, бензина, вугалю и т.д.). На химический состав влияет также климат, рельеф, растения, физические свойства воды, характер перемещения воды в водных объектах.

Концентрация растворенных в воде веществ характэрызуецца величиной минерализации (S), которую можно выразить в миллиграммах веществ, растворенных в одном литре воды (мг/дм3). При концентрациях свыше 1000 мг/дм3 минерализация выражается в г/дм3 (о/оо). Потому для морской воды и воды минеральных озер употребляют термин саленасць.

По величине минерализации природные воды разделяются на пресные - величина минерализации к 1 о/оо, саланаватыя - 1 - 24,7 о/оо, соленые или минеральные - (24,7 - 47,0 о/оо) и рассолы (рапа, соленость свыше 47 о/оо). Эти величины взятый неслучайно. Да, например, при минерализации к 1 о/оо человек обычно ощущает вкус воды, при солености 24,7 о/оо наблюдается температура наибольшей плотности и замерзания, а величина солености 47 о/оо соответствует максимальной величине солености воды Мирового океана (Красное море). Вода из соленостью свыше 47 о/оо относиться к категории рассолов.

Вещества, которые находятся в природной воде, условно можно разделить на пять групп: главные іоны, биогенные элементы, микроэлементы, растворенные газы и органические вещества.

Главные элементы находятся в воде в наибольшего количества и определяют общую минерализацию воды. В слабамінералізаванай воде может находиться свыше 90-95 % и высокоминерализованных - к 99 % іонаў главных элементов. К главным іонаў относятся: карбанатны (CO3--), гідракарбанатны (HCO3--), сульфатны (SO4--), хларыдны (Cl-), и катионы: кальция (Ca++), натрыя (Na++), магнія (Mg++), калия (K+). Главным источником поступления іонаў этой группы, макраэлемнтаў ли в природные воды является поверхностный и подземный сток.

Вторую группу складывают соединения азото, фосфоро и кремния, какие обычно называют биогенными элементами или просто біягенамі. Биогенные элементы имеют исключительную значимость для развития жизни в воде. Количество их в воде покачивается от десятых к сотым уделам мг/дм3 и зависит от інтенсіўнасці биологических и биохимических процессов в водоемах. Часть их находиться в воде в виде калоідаў.

К микроэлементам относятся бром, фтор, йод, марганец, медь, кобальт, радий и другие. Их концентрация в воде еще мньшая, однако некоторые из их имеют большую значимость для развития организмов. Да, например, недостаток йода в человека вызывае развитие щитовидной железы.

Чацьвёртую группу складывают растворенные в воде керосина: кислород, окисел углерода, сероводород, метан. Их количество выражается в мг/дм, а кислород также и в процентах. Средь причисляемых газов наибольшую роль в гидрологическом режиме водоемов отыгрывает кислород (О2) и двуокісел углерода (СО2). Растворение газов в воде уменьшается из павялічэннем температуры и солености воды.

Кислород поступает в воду из воздуха и выделяется растениями в процессе фатасінтезу, какой наиболее активно действует в прыпаверхневых слоях воды. Летом в зоне растений наблюдается наиболее высокая концентрация кісларода. Кислород расходуется на даханне водных животных и разложение органических веществ, главным образом утрымліваемых в донных отложениях. На глубину кислород поступает путям перемешивания воды. По этой причине в дна озер , а также и в рэках зимой наблюдается недостаток кісларода вплоть до полного его исчезновения. В таких случаях в водоемах наблюдается гібель рыбы от удушья. Такие явления принята называть заморами.

При разложении органических веществ, в основном белковых, в безкіслародных (анаэробных) условиях образовывается сероводород (Н2S).

Двуокісел углерода получается в итога биохимических процессов и окисления органических веществ. Снижение количества СО2 наблюдается в итога процессо фотасінтезу. Потому в водоемах наблюдается павялічэнне СО2 от поверхности воды к дну.

Кислотность водной среды (рн). Из удержанием химических элементов и растворенных газов в воде тесно связана концентрация водородных іонаў. Іонаў водорода в воде очень мало. Яны удерживаются в итога диссоциации воды:

Н2О = Н+ + ОН-

Іон Н+ является носителем кислотных, ОН-- - шчолакавых уласцівасцей. Концентрация іонаў водорода в воде записывается обычно в виде показателе степени числа 10, взятого из обратным знаком и обозначается рн. В нейтральной водной среде концентрация водородных іонаў равно 10-7 (рн = 7). Кислая водная среда, характерное для подземных вод и вод болот, мои рн меньше 7 (рн < 7). Большая же часть поверхностных вод моей слабашчолакавую или нейтральну рэакцію (рн > 7).

К пятой группе относятся органические вещества, которые находятся в воде в виде настоящих рствораў, калоідаў и суспензии. Удержание этих веществ характэрызуецца акісляльнасцю - количеством кісларода (мг О2/дм3), необходимого для их окисления. Органические вещества попадают в водные объекты вместе из поверхностным стоком и при адміраніі водных организмов. Потому они в воде удерживаются как в живом, да и в мертвом состоянии.

Салявы состав воды по территории зависит от растворимости солей. А то есть от інтенсіўнасці их вымывания из горных пород и почвы. В первую очередь вымываются легкорастворимые хлорид магнія и натрыя, затем сульфаты магнія и натрыя, карбонаты кальция и магнія, упрыканцы - крэмнезём окислы железа и алюминия.

В распределения гідрахімічных типов воды наблюдается географическая занальнасць. Для свыше- и достаточно увільгатнённых территорий тундры. Лесов умеренной, тропической и экватарыальнай зон из повышенным стоком характерный маламінералізаваныя гідракарбанатна-кальциевые воды из перевесом іонаў НСО3- и Со++. В засушливых районах лесостепи и степи из уменьшением стока и увеличением мінералізаціі воды начинают перавагаць сульфатныя воды (из перевесом SO4). При увеличении сухости климато (сухая степь, полупустыни и пустыни) сульфатныя воды заменяются хларыднымі из перевесом іонаў Cl- и Na+. Таким образом, в маламінералізованых водах перавагаюць іоны НСО3- и Со++, в высокамінералізованых - Cl- и Na+. Іоны SO4 занимают промежуточное место между НСО3- и Cl-, а іоны Mg++ - между іонамі Со++ и Na+.

Изменения салявога состава природных вод соответственно из климатическими условиями хорошо отображает схема М. Г. Валяшка:

Усушка и увеличение минерализации

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

НСО3- ? SO4 ? Cl- Со++ ? Mg++ ? Na+

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

Увлажнение и уменьшение минерализации

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?

В общем в большинства континентальных вод перавагаюць карбанатныя іоны, в морских - хларыдныя. Зональное распределение величины минерализации и типов вод может нарушаться разными геологическими условиями, а также под влиянием хозяйственной деятельности человека.