Содержание статьи
    Также по теме

    ХИМИЯ ГИДРОСФЕРЫ

    ХИМИЯ ГИДРОСФЕРЫ. Гидросфера – совокупность всех водных объектов земного шара: океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников, снежного покрова. Вода – основа гидросферы – одно из самых распространенных химических соединений на Земле. Это единственное вещество, которое в природных условиях на поверхности нашей планеты встречается в твердом, жидком и газообразном состоянии. Она является главной составной частью живых организмов.

    Основную часть воды на Земле составляют океаны, покрывающие 2/3 поверхности Земли. Несмотря на кажущееся изобилие воды, лишь ничтожная часть ее пригодна для питья. Бóльшая часть пресной воды на Земле сосредоточена в ледниках Антарктиды, Гренландии и Арктики, а также в подземных запасах, пока малодоступных для человека.

    РЕЗЕРВУАРЫ ГИДРОСФЕРЫ (%)
    Океаны 97
    Полярные ледяные шапки и ледники 2
    Глубинные подземные воды 0,38
    Поверхностные подземные воды 0,30
    Озера 0,01
    Почвенная влага 0,005
    Реки 0,0001
    Биосфера 0,00004
    Атмосфера 0,001

    Источник воды при образовании гидросферы до сих пор неясен. Возможно, это были метеориты или кометы, обогащенные водяным паром. В любом случае, когда поверхность Земли остыла до 100° С, водяной пар, выделяющийся из мантии, должен был сконденсироваться. Это произошло около 3,8 млрд. лет назад, когда образовались океаны.

    Общий объем воды на земной поверхности после основной фазы дегазации Земли изменялся мало. В настоящее время из мантии выделяется очень небольшое количество воды. Потери воды из атмосферы в космос также невелики, так как на высоте около 15 км водяной пар конденсируется и выпадает в виде атмосферных осадков.

    Вода в природе находится в постоянном движении. В разных фазах своего природного круговорота она переходит из жидкого в твердое или газообразное состояние. Вода с поверхности океанов и морей, рек, озер и других водоемов испаряется и попадает в атмосферу. Здесь водяной пар конденсируется, образуя облака, а затем вода выпадает в виде дождя, снега и града на земную поверхность. Несмотря на короткое время пребывания в атмосфере (около 10 дней), вода переносится на значительное расстояние – до 1000 км, где возвращается либо в океаны, либо на континенты

    Воды морей и океанов содержат, в среднем, 3,5% растворенных веществ. В основном это соли – хлориды и сульфаты натрия и магния, которые находятся в морской воде в виде ионов. Относительные концентрации основных ионов морской воды во всех океанах Земли отличаются удивительным постоянством. Помимо ионов, морская вода содержит растворенные газы и органические соединения.

    Большая часть дождевых осадков, попадающих на континенты, просачивается через отложения, пористые или раздробленные породы, образуя подземные воды. Остальная вода течет по поверхности в виде рек или вновь испаряется в атмосферу. Вода, стекающая по поверхности суши, захватывает многие химические вещества. Речные воды содержат ионы, нейтральные молекулы, взвешенные частицы и существенно отличаются по составу от вод Мирового океана. Солей здесь намного меньше.

    СОСТАВ ПРИРОДНЫХ ВОД (% по массе)
    Морская вода Речная вода
    Катионы Анионы Катионы Анионы
    Na+ 1,08 Cl 1,94 Ca2+ 0,0013 HCO3 0,0059
    Mg2+ 0,13 SO42– 0,27 Na+ 0,0005 SO42– 0,0012
    Ca2+ 0,04 S2– 0,09 Mg2+ 0,0003 Cl 0,0006
    K+ 0,04 HCO3 0,01 K+ 0,0002 S2– 0,0004

    Содержание различных веществ в пресных водах меняется в зависимости от местоположения водоема. Химический состав рек, озер и грунтовых вод зависит от состава дождевых осадков и сухих атмосферных выпадений, процессов разрушения горных пород и разложения органического вещества в почвах, различного вовлечения в биологические процессы. Кроме того, сильное влияние на пресные воды может оказывать деятельность человека.

    Разрушая горные породы, пресные воды обогащаются содержащимися в них элементами. Однако, несмотря на то, что почти все катионы в речной воде появляются в результате выветривания, ионный состав растворенных веществ в пресной воде принципиально отличается от состава континентальной коры. Это особенно заметно для алюминия и железа. Причиной низкой концентрации в природных водах этих достаточно распространенных в земной коре элементов является их склонность к образованию малорастворимых соединений. В то же время катионы с низкими зарядами легко переходят в раствор.

          СОДЕРЖАНИЕ КАТИОНОВ МЕТАЛЛОВ в земной коре и в речных водах, мг/кг

    Среди анионов наиболее высоко содержание гидрокарбонат- и сульфат-ионов, извлекаемых водой из горных пород. Так, при прохождении через карбонатные горные породы (например, известняк) природные воды насыщаются гидрокарбонатами. Под действием растворенного в воде диоксида углерода малорастворимый карбонат кальция превращается в гидрокарбонат, хорошо растворимый в воде:

    CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2