Лекция 3. Природные воды как растворы

Химический состав природных вод представляет собой сложный комплекс растворенных газов, различных минеральных солей и органических соединений. В природных водах растворены почти все известные на земле химические элементы в виде простых и сложных ионов, комплексных соединений, растворенных или газо­образных молекул, стабильных и радиоактивных изотопов.

Из всех стабильных химических элементов, известных в земной коре, около 90 обнару­жены в природных водах (океанах, реках, подземных водах зоны гипергенеза), а также во всех природных объектах, составляющих водные экосистемы.

Распределение химических элементов в природных водах определяется типом природной системы (геохимической среды) и свойствами самих элементов и в целом подчиняется основ­ным геохимическим закономерностям. С увеличением порядкового номера в таблице Менделеева наблюдается убывание концентрации элементов.

Сложность состава природных вод определяется не только при­сутствием большого числа химических элементов, но и различным соотношением элементов в разных типах вод, а также разнообрази­ем форм каждого элемента. В природных водах, донных отложени­ях, гидробионтах химические элементы присутствуют как в виде простых и сложных ионов, так и в виде комплексных соедине­ний минеральных и органических веществ, многие из которых еще не идентифицированы. Химические вещества и элементы (химиче­ские параметры) в составе природных вод условно делят на шесть групп:

1) главные ионы (макрокомпоненты) — К⁺, Na⁺, Mg²⁺, Ca²⁺, Сl^-, SO₄^2-, НСО₃^- и СО₃^2-;

2) растворенные газы — кислород, азот, сероводород, диоксид углерода и др.;

3) биогенные вещества — со­единения азота, фосфора, железа и кремния;

4) органические веще­ства - разнообразные органические соединения, относящиеся к органическим кислотам, сложным эфирам, фенолам, гумусовым веществам, азотсодержащим соединениям (белки, аминокислоты, амины) и др.;

5) микроэлементы (микрокомпоненты) — все метал­лы, кроме главных ионов, а также некоторые другие компоненты, содержащиеся в водах в небольших количест­вах (например, радиоактивные элементы);

6) загрязняющие веще­ства — нефтепродукты, фенолы, пестициды, синтетические по­верхностно-активные вещества (СПАВ), детергенты и др.

Химические параметры используются для классификации вод по минерализации, составу (преобладанию тех или иных ионов); оценки обеспеченности водных объектов питательными вещества­ми, необходимыми для развития водной флоры и фауны; определе­ния степени загрязненности воды и ее соответствия требованиям конкретных водопотребителей и водопользователей, выявления ис­точников загрязнения и др.