- •1. Ресурсы поверхностных вод и запасы льдов
- •2. Ресурсы подземных вод.
- •3. Круговорот природных вод.
- •4. Строение молекулы воды. Структура воды.
- •5. Физические свойства воды и её аномалии
- •6. Понятие о системах фазах и компонентах.
- •7. Классификация природных вод.
- •8. Факторы формирования химического состава природных вод
- •I группа: факторы непосредственно воздействующие на воды (породы, почвы, живые организмы, деятельность человека)
- •1)Соли.
- •2) Изверженные и метаморфические породы
- •3) Глинистые породы
- •2. Почвы
- •3. Живые организмы
- •4. Деятельность человека
- •II группа: факторы, определяющие условия, в которых протекает взаимодействие вещества с водой (климат, рельеф, растительность, водный режим, взвешенные вещества, донные отложения)
- •1. Климат
- •2. Рельеф местности
- •3. Водный режим (или гидрологический режим)
- •4. Взвешенные веществ
- •Донные отложения ила
- •9. Процессы формирования химического состава природных вод
- •10. Процессы переводящие вещество в раствор.
- •11. Процессы, выводящие вещество из раствора.
- •12. Обменные процессы вещества.
- •13. Формирование ионного состава природных вод
- •5% Апатит Ca10r2(po4) (r-cl или f)
- •14 . Формрование биогенных веществ природных вод.
- •16. Формирование микроэлементного состава природных вод.
- •17. Формирование газового состава природных вод.
- •18. Влияние загрязненных веществ на химический состав прир. Вод.
- •19. Равновесные системы в природных водах.
- •21. Расчеты карбонатного равновесия для природных вод с минерализацией более 100 мг/дм3 с учетом активности ионов
- •22. Расчет концентраций отдельных форм производных угольной кислоты
- •23. Расчет степени насыщаемости природных вод СаСо3
- •24. Буферность карбонатных систем.
- •25. Сульфидное равновесие
- •26. Окислительно-восстановительные равновесия
- •27. Буферная способность почв
- •28. Кислотность почв
- •29. Миграция химических соединений
- •30 Виды миграции
- •31. Интенсивность миграции
10. Процессы переводящие вещество в раствор.
Химический состав большей части поверхностных и подземных вод – результат взаимодействия дождевых вод с породами и почвами находящимися у поверхности земли.
Воды, проходящие через почву захватывают растворенный СО2, который является ист-ком кислотности для большинства реакций выветривания. В результате выветривания горных пород образуются остаточные продукты и растворенные соли. Эти вещества формируют разнообразный ионный состав природных вод. Воздействие агентов выветривания приводит к разрушению горных пород из-за гидролиза, растворения или выщелачивания. В результате образуются из сложных минералов менее сложные преимущественно глинистые минералы, а из трудно растворимых кристаллических пород, таких как алюмосиликаты, силикаты в воду переходят различные ионы. При гидролизе медленно разрушается кристаллическая решетка силикатов. Чем больше катионов в минерале, тем быстрее он разрушается.
KAlSi3O8 + H2O = Al2Si2O5(OH)4 + [Si4O10] + H+
ортоклаз каолинит ортокремневая к-та
Ортокремневая кислота может вымываться за пределы почвенного профиля или давать осадки амфотерного кремнезема. Образующийся каолинит также может подвергаться гидролизу:
Al2Si2O5(OH)4 + H2O = Al(OH)3 + [SiO10]
гиббсит ортокремневая к-та
Гидролизу в почвах подвергаются также многие соединения тяжелых металлов:
Fe2(CO3)3 + H2O = Fe(OH)3 + CO2 Al2S3 + H2O = Al(OH)3 + H+ ZnCl2 +H2O = Zn(OH)2 + H+ |
В зоне сильного техногенного загрязнения пылевые выбросы богаты тяжелыми металлами, в результате гидролиза вызывают подкисление почв, а при загрязнении фторидами – подщелачивание. |
Реакции гидролиза влияют на состав химических элементов в почвенном растворе, что имеет значение в связи с различной токсичностью и миграционной способностью элементов. Так Al при pH<4 присутствует в почвенном растворе преимущественно в форме Al3+ .
А при 4,5<pH<6,5 преобладает ион Al(OH)2+ . При рН>8 – Al(OH)2-.
Гидролизу подвергаются и удобрения, представляющие собой гидролитически кислые или гидролитические щелочные соли. |
NH4Cl + H2O=NH4OH + H+ NH4NO3 + H2O = NH4OH + H |
Возможен кислотный гидролиз полифосфатов поликремневых кислот в почвенном растворе.
Этот процесс влияет на миграцию и поглощение элементов растениями.
Кислотный гидролиз растительных остатков – это первая стадия химического разложения растительных остатков. В результате образуются моносахариды и аминокислоты. В природных условиях на гидролиз влияет количество осадков и дренаж территории.
При растворении пород происходит полное разрушение кристаллической решетки минералов и переход всех ионов в раствор, а при выщелачивании минерал разрушается частично, не все ионы переходят в раствор. По сравнению с растворением выщелачивание представляет собой более общий процесс. Выщелачиванию подвержены все горные породы и почвы.
Щелочность создается за счет солей слабых кислот: Na2Co3 + 2H2O = 2Na+ +2OH- + H2CO3
Как правило, в большинстве почв щелочность обусловлена карбонатами Na, Ca, Mg. Кроме этого причиной щелочности может быть присутствие боратов, фосфатов, сульфидов, силикатов, солей некоторых органических кислот, преимущественно гуматов. Большой вклад в формирование щелочности вносит карбонатно-кальциевая система.
Переход ионов в раствор зависит от наличия водорастворимых солей в породах, состава и минерализации природных вод, наличия орг. в-в, а также от скорости перемещения водной массы.
Процессы растворения и выщелачивания наиболее активно протекают в подвижной среде, когда вода находится в состоянии далеком от насыщенности солями.
Решающее значение имеют растворимость соединений и кинетика растворения. Кроме гидролиза, растворения и выщелачивания, большую роль играют процессы гидратации и окисления, которые сопровождаются деятельностью живых организмов.
Большинство перечисленных процессов всегда сопровождаются противоположными процессами, т.е. выпадение веществ в осадок, дегидратацией, восстановлением.