Химические процессы в гидросфере

Гидросфера – глобальная открытая система, стабильность которой тем выше, чем больше разнообразие составляющих её компонентов. Опасность разбалансировки такой системы, нарушение равновесия и стабильности возникает тогда, когда существенно изменяется химический состав или физико-химические параметры на входе и, соответственно, продукция на выходе.

Особенности химических процессов в гидросфере

К особенностям химических процессов в гидросфере можно отнести:

1. Многообразие форм химических соединений: присутствуют все классы органических и неорганических веществ;

2. Влияние гидролиза на химические процессы и участие в них гидратированных молекул и ионов;

3. Участие в химических процессах водорослей и бактерий.

В гидросфере протекают разнообразные химические и физико-химические процессы. Рассмотрим некоторые из них.

1. Химические реакции в водных растворах, в основном ионообменные и окислительно-восстановительные.

2. Испарение и растворение газов на поверхности раздела воздух-вода. Например, растворение газов O2, N2, CO2, H2S и NH3 в природной воде.

3. Сорбционные процессы, т.е. процессы, адсорбции, абсорбции и десорбции, обычно протекающие с участием органических соединений и способствующие самоочищению природных вод.

4. Фотолиз – фотохимические превращения, протекающие в природных водах под воздействием УФ-излучения Солнца при участии свободных радикалов и возбужденных частиц.

Примеры химических процессов в гидросфере

ъ

7. Литосфера

Литосфера – твердая оболочка Земли, включает земную кору и часть верхней мантии планеты, имеет толщину от 50 до 75 км на континентах и 5-10 км ниже дна океана. Верхние слои литосферы (2-3 км, а по некоторым данным – до 8,5 км) иногда называют литобиосферой. В этой части литосферы существуют или способны существовать живые организмы или жизнеспособные системы, в основном особые виды анаэробных бактерий.

Одно из отличий литосферы от других объектов окружающего нас мира заключается в том, что она является постоянным местом обитания человека, а поэтому в наибольшей степени подвержена антропогенному воздействию (с учетом эксплуатации поверхностного слоя и недр Земли). При этом максимальному загрязнению и разрушению подвергается почва – самый верхний слой литосферы.

Основной элементный состав земной коры

Элемент	Содержание, мас.%
Кислород	49,13
Кремний	26,00
Алюминий	7,45
Железо	4,20
Кальций	3,25
Натрий	2,40
Калий	2,35
Магний	2,35
Водород	1,00
Титан	0,61
Углерод	0,35
Хлор	0,20
Фосфор	0,10

Химические элементы в земной коре находятся, как правило, в связанном состоянии. Природные химические соединения часто называют минералами.

В самом общем плане минералы – это природные химические соединения или их смеси, представляющие собой результирующие продукты химических реакций и физических процессов, происходивших или происходящих на Земле. К минералам относятся различные соли (силикаты, сульфиды, карбонаты и т.д.), вода, кислород, нефть, уголь, золото, серебро и т.п.

Минералы – основа земной коры. Среди них большую часть составляют (мас.%): силикаты – 75, оксиды и гидроксиды – 17, карбонаты – 1,7, сульфиды – 1,15, фосфаты – 0,7, галогениды – 0,5. На долю органических соединений вместе с нитратами, хроматами и другими солями приходится около 3,35 мас.%.