6. Гидросфера — Опорный конспект лекций Основные понятия, термины, законы, схемы Для студентов заочной и дистанционной…

  • От :
  • Категории : Без рубрики
Гидросфера – водная оболочка Земли, совокупность океанов, морей, водных объектов суши (реки, озера, болота водохранилища), подземных вод, включая запасы воды в твердой фазе (ледники, снежный покров); одна из геологических оболочек нашей планеты. Гидросфера Земли представляет собой единую водную оболочку, основным компонентом которой является химическое соединение H2O . Гидросфера – это глобальная открытая система, а вода в ней – самое распространенное на Земле вещество.

Вода – единственное химическое соединение, которое в природных условиях существует в виде жидкости, твердого вещества (лед) и газа (пары воды). H2O – соединение с ковалентным типом химической связи.

Вода представляет собой бесцветную прозрачную жидкость, без запаха, обладающую рядом аномальных физико-химических свойств: – 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 H2O (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 H2O 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): K+, Na+, Mg2+ , Ca2+ , Cl , SO42- , HCO3 , CO32- .

2. Растворенные газы: O2, 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.

Классификация, предложенная Л.А.Кульским, основана на фазовом состоянии и дисперсности примесей, содержащихся в воде.

^ – образования, попадающие в воду вследствие эрозии слагающих ложе водоема пород и смыва с поверхности почв. Они представляют собой нерастворимые в воде суспензии, планктон и бактерии, кинетически неустойчивые и находящиеся во взвешенном состоянии благодаря гидродинамическому воздействию водного потока.

^ – гидрофильные органические и минеральные коллоидные частицы, вымываемые водой из грунтов, а также нерастворимые и недиссоциированные формы гумусовых веществ, детергенты и вирусы, которые по своим размерам близки к коллоидным частицам.

^ – молекулярно- растворимые вещества: органические соединения, растворимые газы и т.п.

Примеси четвертой группы – вещества, диссоциирующие на ионы.

Из природных вод человек чаще всего сталкивается с так называемыми поверхностными природными водами.

Характеристика веществ, находящихся в водах поверхностных источников во взвешенном состоянии:

Взвешенное вещество Характеристика
Размер частиц, мм Время осаждения частиц на глубину 1 м
Коллоидные частицы 2٠10-4–1٠10-6 4 года
Тонкая глина 1٠10-3–5٠10-4 0,5-2 мес
Глина 27٠10-4 2 сут
Мелкий ил 1٠10-2–5٠10-3 4-18 ч
Ил 5٠10-2–27٠10-3 10-30 мин
Песок мелкий 0,1 2,5 мин
Песок средний 0,5 20 с
Песок крупный 1,0 10 с

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.)

Критерий качества воды может быть представлен следующим образом:

С  ПДК,

где С – обнаруженная концентрация, мг/дм3ПДК – предельно-допустимая концентрация, мг/дм3.

Если в питьевой воде обнаружено несколько веществ с одинаковым лимитирующим признаком вредности, то для них критерий качества воды имеет вид :

С1 / ПДК1 + С2 / ПДК2 + … Сn / ПДКn  1 ,

где С1, С2, … Сn – обнаруженные концентрации веществ 1, 2 …. n, мг/дм3ПДК1, ПДК2ПДКn – предельно-допустимые концентрации веществ 1, 2 …. n, мг/дм3.

В настоящее время число установленных ПДК для водных объектов различного назначения составляет около 2000 (для атмосферного воздуха около 500, а для почвы более 100). В качестве интегральной характеристики загрязненности поверхностных вод используют классы качества воды.

Различают 7 классов качества воды: I класс — очень чистые воды, II класс — чистые, III класс — умеренно-загрязненные, IV — загрязненные, V — грязные, VI — очень грязные, VII — чрезвычайно грязные. Отнесение к классу качества проводится по величине "индекса загрязненности воды" (ИЗВ) — комплексного показателя, характеризующего сумму нормированных (отнесенных к ПДК) среднегодовых значений концентраций загрязняющих веществ.

^ обусловлена присутствием в природных водах гумусовых и дубильных веществ, белково- и углеводоподобных соединений, жиров, органических кислот и других органических соединений. Кроме того, окраска воды может быть вызвана присутствием в ней соединений железа, сточных вод некоторых производств, “цветением” воды.

Мутность характеризуется наличием в воде взвешенных частиц песка, глины, ила, планктона, водорослей и др.

^ . Природные воды по величине pH обычно классифицируют на: кислые с pH от 1 до 3, слабокислые с pH от 4 од 6, нейтральные с pH около 7, слабощелочные с pH от 8 до 10 и щелочные с pH от 11 до 14.

^ характеризует содержание в воде в основном примесей неорганического происхождения. Представляет собой остаток от выпаривания известного объема нефильтрованной воды, высушенный при температуре 110°С до постоянной массы.

^ присутствуют во всех природных водах обычно в виде солей кальция, магния, и натрия.

Железо и марганец в поверхностных водах обычно встречаются в виде органических и минеральных комплексных соединений, либо в виде коллоидных и тонкодисперсных взвесей.

^ обусловливается присутствием в ней органических и некоторых легкоокисляющихся неорганических соединений (железо (II), сульфиты, сероводород и др.).

^ (ионы аммония, нитриты, нитраты) чаще всего образуются в природной воде в результате окислительно-восстановительных процессов с участием сероводорода, гумусовых веществ и др., либо в результате разложения белковых соединений.

^

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 O2, N2, CO2, 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.

^

ъ

Комментариев нет

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Планы мероприятий
Игра викторина по ЭКОЛОГИИ-10 класс

  Цель игры «Викторина по экологии» : углубить экологические знания Весь класс разбит на четыре команды по 6 человек. Время обдумывания ответа -1 минута. Ведущий читает высказывания великих людей с паузами , там , где пропущены слова. Команды должны вставить эти слова «Оценивать … только по стоимости её материальных богатств- …

Задания
Хирургия и Реаниматология. Тесты. Методическое пособие

Тестовые задания. Хирургия и Реаниматология.   Профилактика хирургической инфекции. Инфекционная безопасность в работе фельдшера   Обезболивание   Кровотечение и гемостаз   Переливание крови и кровозаменителей, инфузионная терапия   Десмургия   Ведение больных в полеоперационном периоде   Синдром повреждения. Открытые повреждения мягких тканей. Механические повреждения костей, суставов и внутренних органов   …

Планы занятий
Профориентационный тест Л.А. Йовайши на определение склонности человека к тому или иному роду деятельности

ПРОФЕССИЯ – это вид трудовой деятельности человека, который требует определенного уровня знаний, специальных умений, подготовки человека и при этом служит источником дохода. Профессиональная принадлежность – одна из важнейших социальных ролей человека так как, выбирая профессию, человек выбирает себе не только работу, но и определенные нормы, жизненные ценности и образ жизни, …