Гидросфера

- высоким поверхностным натяжением и зависящим от него значительным капиллярным поднятием, что обеспечивает питание растений по корневым системам;

- высокими температурами замерзания и кипения;

- удельные энтальпии испарения и плавления Н₂О (в расчете на 1г) выше, чем у большинства веществ;

- плотность воды в жидком состоянии больше плотно­сти льда, поэтому лед плавает на поверхности воды, и природные водоемы не промерзают до дна.

Эти аномальные свойства воды объясняются существо­ванием в ней водородных связей, которые связывают молекулы Н₂О в газообразном, жидком и в твердом состояниях.

Природная вода - это раствор многих веществ, в том числе солей, газов, а также веществ органического происхожде­ния, некоторые из них находятся во взвешенном состоянии. В большинстве случаев природная вода имеет атмосферное проис­хождение (дождевая вода), реже - глубинное (конденсация паров, поднимающихся из недр Земли)

Существует несколько классификаций химического со­става природных вод. В гидрохимии компоненты химического состава при­родных вод делятся на шесть групп:

1.Главные ионы (макрокомпоненты): К⁺, Na⁺, Mg²⁺ , Са²⁺, СL^-, SO₄^2-, НСО₃^-, СО₃^2-.

2. Растворенные газы: О₂, N₂, H₂S, NH₃, CH4 и др.

3. Биогенные вещества (продукты жизнедеятельности организмов), главным образом, неорганические соединения азота и фосфора.

4. Растворенные органические вещества (РОВ), т.е. ор­ганические формы биогенных элементов. Эта группа включает практически все классы органических соединений.

5. Микроэлементы. В эту группу входят все металлы, кроме главных ионов, а также анионы.

6. Бактерии и микроорганизмы.

Из природных вод человек чаще всего сталкивается с так называемыми поверхностными природными водами. За счет антропогенной деятельности в химический со­став природных вод можно внести еще одну разновидность – это токсичные загрязняющие вещества: тяжелые металлы, нефтепро­дукты, хлорорганические соединения, синтетические поверхно­стно-активные вещества, фенолы и т.д. При хлорировании при­родной воды в ней могут также образоваться диоксины.

Показатели качества природной воды обычно подразде­ляют на физические (температура, цветность, взвешенные веще­ства, запах, вкус и др.), химические (жесткость, активная реакция, окисляемость, сухой остаток и др.), биологические (гидробионты) и бактериологические (общее количество бактерий, коли-индекс и др.)

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.

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 О₂, N₂, СО₂, 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.

Три составляющие части биосферы тесно связаны друг с другом, составляя вместе единую, функциональную систему. Об этом свидетельствует тот факт, что многие части одного организма располагаются в различных оболочках биосферы. Например: наземная часть растений в атмосфере, корневая система в литосфере и т.п.