Вы вошли как ГостьПриветствую Вас, Гость
Главная » 2016 » Октябрь » 19 » Состав воды. Водные ресурсы.
20:29
Состав воды. Водные ресурсы.

    Вода является наиболее распространенным и очень важным растворителем. Без воды невозможна жизнь, орошение играет ключевую роль в агротехнике. Ранее мы поверхностно касались состава природных вод, кроме того, посвятили целый раздел изучению процессов растворения и равновесию в различных растворителях. Сегодня разберем состав различных вод более подробно.
       Абсолютно чистой воды в природе нет, всегда присутствует некоторое количество примесей. Наиболее чистая среди природных вод это дождевая вода, выпадающая на землю в районах высокогорья. Но, даже эта вода содержит некоторое количество растворенной органики (например, фреоны), кроме того, в ней содержатся растворенный диоксид углерода, оксид углерода (например, из лесных пожаров), механические примеси (пыль, сажа, ил, и др. коллоидные взвеси, попавшие на большую высоту под действием ветра и конвективных потоков крупных пожаров). Общее содержание взвесей в дождевой воде мало, хотя, для дождевой воды крупных городов оно может достигать весьма ощутимых значений. Например, летняя дождевая вода в Мехико, Норильске, Токио, Лондоне, Берлине и др. экологически неблагополучных городах, может содержать до 80-300 мг взвешенных примесей, среди которых встречаются не только сажа, но и соединения тяжелых металлов, в том числе, радиоактивных изотопов. Например, в радиусе 200 км от центра Лондона расположены четыре крупные ТЭС мощностью более 2 миллионов кВт каждая. В течение одного года они выбрасываю в атмосферу больше соединений радиоактивных изотопов тяжелых металлов, чем попало в атмосферу в ходе знаменитой аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 году.
       Наиболее свободная от растворенных газов и механических примесей ледниковая вода на вершинах горных хребтов. Наибольшими запасами чистых ледниковых вод обладают Гималаи, горы Алтая, и Анды. В отличие от дождевой воды, снег содержит несколько меньше растворенных газов. Наглядно это хорошо видно при замерзании воды в металлических емкостях. Ближе к центру емкости скапливаются пузырьки выделяющихся газов, кроме того, в центре массива люда всегда остается большая часть солей (в связи с влиянием криоскопических констант растворенных веществ).
      Наиболее стабильный состав имеет морская вода, под которой обычно подразумевают воды мирового океана. Как известно, мировой океан покрывает практически 72% поверхности планеты. Воды мирового океана являются конечным пунктом стока всех грунтовых речных и дождевых вод. Следовательно, в водах мирового океана содержится наибольшее количество солей и других примесей. Несмотря на это, состав морской воды достаточно стабилен, в нем доминируют следующие катионы: Na+>Mg2+>Ca2+>K+>Sr2+, и анионы: Cl->SO42->HCO3->Br->F->I-. На долю солей, образованных данными ионами приходится порядка 99,9% всех солей мирового океана. на долю натрия и хлора приходится боле 60% всех солей. В морской воде обнаружены соединения практически всех элементов периодической таблицы (кроме полученных искусственно изотопов). Например, содержание золота не превышает миллиардной доли процента, но, общее содержание золота в мировом океане достигает нескольких десятков тысяч тонн, в связи с огромным объемом воды в мировом океане.
       Морская вода имеет достаточно большую буферную емкость, достигающую 1 мг*экв./литр, что обусловлено высоким содержанием солей сильных оснований и слабых кислот (в первую очередь, угольной кислоты, в меньшей степени органических кислот). Кислотность морской воды достаточно стабильно поддерживается в пределах рН=7,6 – 8,4, что связано именно с высокой буферной емкостью. В связи с высоким содержанием солей, морская вода содержит сравнительно мало растворенного кислорода, с увеличением глубины, содержание солей немного увеличивается, а содержание кислорода заметно падает. Это является главной причиной практически полного отсутствия жизни на глубине более 6-7 км. В таблице приведен примерный состав вод некоторых морей.Общее содержание солей - S, в сименсах на метр выражена электропроводность воды.

         

       Отдельно необходимо отметить, что мировой океан принимает и все органические соединения, приносимые водами рек, или просто отгружаемые в прибрежную зону. По оценке экологов, содержание органических соединений в водах мирового океана за последние несколько столетий повысилось, не менее чем на 10-20%, что связано, главным образом, с деятельностью человека. Более точные подсчеты и анализы показали, что сегодня в прибрежной акватории (300 млн. км2) на один квадратный километр дна приходится порядка 600 кг только полимерных отходов. Всего на поверхности мирового океана плавает порядка 250 тыс. тонн полимеров.
      Постепенное разложение и окисление органических соединений в мировом океане, приводит к снижению содержания растворенного кислорода. Разлагающуюся органику поедают двухстворчатые моллюски, планктон, и ряд других обитателей мирового океана. Остатки разлагаются до воды, диоксида углерода и других неорганических соединений, главным образом, под действием фотолиза светом и окисления растворенным кислородом. Наибольшее содержание примесей органических соединений характерно для вод восточного побережья Северной Америки, восточного побережья Южной Америки, Индийского океана, и юго-восточного побережья Китая. Что связано с высокой плотностью населения в данных регионах, и с малой эффективностью экологического надзора.
        Речная вода имеет менее стабильный состав, причины этого две: сезонные изменения состава, и разнообразие источников питания рек (ручьи, грунтовые воды, родники, таящие ледники, дождевая вода, промышленные стоки и пр.). Различают реки с малой минерализацией (до 200 мг./литр), средней минерализацией (200-500 мг./литр), повышенной минерализацией (500-1000 мг./литр), и высокой минерализацией (более 1 гр./литр.). Минеральный состав речных и морских вод аналогичен, содержание кислорода непостоянное, и изменяется в пределах 6-15 мг./литр. Состав вод ряда рек Евразии представлен в таблице:

        

       Состав озерных вод аналогичен водам рек, но, различия еще больше. Содержание кислорода в озерной воде заметно ниже, в связи с меньшим движением воды, и составляет 0-15 мг./литр. Реакция среды озерной воды изменяется в пределах рН=6-9. Примеры состава воды некоторых озер представлен в таблице.

       

        В воде озер иногда содержится солей не меньше, чем в морской воде, кроме того, могут быть выходы соленых источников, в которых иногда содержится много сульфатов, сульфитов, фторидов и других солей, которых мало в речной воде. На дне ряда озер находится много бытовых отходов, разложение которых существенно изменяет состав воды.
      Грунтовые воды близки по составу к речной воде, содержание кислорода заметно ниже, и резко снижается с ростом глубины. Почва включает: твердую фазу, жидкую фазу, газообразные включения, и живую фазу. Активность микрофлоры вносит свой вклад в состав грунтовых вод, заметно снижая содержание кислорода и повышая содержание органических примесей. В областях с развитым сельским хозяйством, грунтовые воды содержат заметные количества минеральных удобрений.
По содержанию тех или иных ионов в почвенных водах на большой глубине, можно судить о наличие залежей ряда полезных ископаемых. Так ищут залежи фосфатов, калийных солей (гл. обр. сильвинита), залежи доломита (магниевые руды вулканического происхождения), и др. Кроме того, наличие в грунтовых водах большого количества железа указывает на наличие железных руд (обычно, болотной руды или мелких россыпей бурого железняка). Если в грунтовых водах с глубины более 50-100 метров обнаружены микроорганизмы, то это указывает на высокую вероятность обнаружения залежей углеводородного сырья (торф, уголь, сланцы, нефть, газ).
          Состав имеющихся в данном регионе запасов воды важен не только для планирования использования данных ресурсов в промышленности, сельском хозяйстве, или бытовой сфере. Состав вод указывает на наличие проблем системы орошения, позволяет прогнозировать объемы внесения удобрений, указывает на расположение залежей полезных ископаемых, или сигнализирует об экологических проблемах. Кроме того, состав жидких сред важен для разработки оптимальных методик защиты от коррозии металлических конструкций, эксплуатируемых в данных средах. Немного позже мы еще вернемся к более подробному разбору состава воды различных водоемов.

Категория: Химия элементов | Просмотров: 251 | Добавил: Chemadm | Рейтинг: 5.0/1
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]