- •Состав ионов в морской воде и закон дитмара.
- •Химический круговорот главных ионов в морской воде.
- •3. Гидротермальная циркуляция морской воды через срединные океанические хребты.
- •4. Отличительные особенности морской воды от континентальной.
- •5. Химия континентальных вод.
- •6. Процессы в дельтах и эстуариях.
- •7. Закисление водоемов.
- •8. Эвтрофикация водоемов. Причины и следствия.
- •Причины загрязнения
- •Последствия
- •9. Последствия загрязнения природных водоемов бытовыми сточными водами. Шкала сапробности.
- •10. Загрязнение водоемов нефтью. Воздействие на экосистему.
- •11. Загрязнение воды водоемов спавами. Воздействие на экосистему.
- •12. Загрязнение воды водоемов тяжелыми металлами. Воздействие на экосистему.
- •13. Глобальный цикл с, n, s, p,
- •14. Химический состав земной коры.
- •15.Характеристика разных видов горных пород
- •16. Структура силикатов. Правило отношения радиусов.
- •17. Процессы выветривания. Механизмы химического выветривания
- •1. Растворение
- •2. Окисление
- •3. Кислотный гидролиз
- •4. Выветривание сложных силикатов
- •18. Типы подстилающих пород и почвообразование. Реакционный ряд боуэна
- •19. Твердые продукты выветриванияя. Химический состав и классификация глиистых минералов
- •20.Структура глинистых минералов
- •21. Условия образования глинистых минералов, хпи
- •23. Поглощение катионов почвой. Еко, сок
- •24. Обменные катионы почвы. Первичное и вторичное засоление почвы
Состав ионов в морской воде и закон дитмара.
Среди катионов в водах Мирового океана преобладающими являются в порядке убывания: натрий — 0,47, магний — 0,053, калий — 0,01, кальций — менее 0,01 моль/л; из анионов: хлор — 0,55, сульфат-анион — 0,028, ионы
3
— 0,003 моль/л.
Независимо от абсолютных концентраций ионов количественные со- отношения между главными компонентами остаются постоянными. Эта зависимость носит название закона Дитмара. Благодаря закону Дитмара мож- но, определив концентрацию только одного реперного компонента, рассчитать содержание остальных ионов. В качестве такой реперной величины был выбран параметр, названный хлорностью.
Под хлорностью воды принимают число грамм-ионов хлора, эквивалент- ное сумме ионов галогенов, содержащихся в 1 кг воды, осаждаемых нитратом серебра. В качестве единицы измерения хлорности принято использовать спе- циальную единицу — промилле (тысячная доля). Концентрация, выраженная в промилле, равна количеству грамм вещества в 1 кг раствора. Для выражения концентрации (моль/л) следует значение концентрации (промилле) разделить на мольную массу компонента и умножить на плотность воды. Например, кон- центрация катионов натрия равна 10,6 ед. промилле, в переводе это равно 0,47 моль/л.
Химический состав неосновных ионов. В химии морской воды преобла- дают семь основных ионов. Однако оказалось, что в ней есть и другие ионы и элементы (практически вся таблица элементов Менделеева). Концентрации рас- творенных металлов достаточно малы — обычно порядка наномоль на литр. Наличие металлов связано с различными источниками. Это:
окислительно-восстановительные реакции на океаническом (морском)
дне;
атмосферные процессы;
привнесение ионов металлов с речной водой.
В настоящее время эти процессы активизировались в связи с антропоген-
ной деятельностью (сжигание угля, плавление металлов). Химизм растворен- ных в воде металлов подразделяется на три класса, описывающие поведение их в процессах химического круговорота:
консервативный класс;
поведение по типу питательных веществ;
класс реакций выноса (извлечения).
Химический круговорот главных ионов в морской воде.
Для химического круговорота глав- ных ионов в морской воде важным индикатором процессов являются времена пребывания ионов. Эти времена пребывания очень продолжительны и состав- ляют от 1 000 лет до 100 млн лет. Расчет времени пребывания основывается на предположении, что основным источником ионов, которые привносятся в оке- ан, являются реки и второстепенные источники — это привносы из атмосферы и гидротермальные воды из океанических горных хребтов.
Вынос ионов. К основным процессам удаления ионов относят:
выброс ионов в атмосферу (потоки «море — воздух»);
процессы отложения в виде эвапоритов, химического осаждения карбо- натов, абиогенного осаждения карбонатов кальция, опаловых силикатов, суль- фидов;
гидротермальную циркуляцию морской воды через срединные океани- ческие хребты.
Потоки «море — воздух» у главных ионов вызваны разрывами пузырей и ударами волн на поверхности моря. В результате морские соли выбрасываются в атмосферу, основная их часть немедленно падает обратно в море. Другая часть переносится на большие расстояния и попадает в речную воду. Считает- ся, что эти переносимые по воздуху морские соли имеют такой же относитель- ный ионный состав, что и морская вода. С точки зрения глобальных запасов пе- реносимые по воздуху морские соли являются важным стоком из морской воды только для K+ и Сl–.
Эвапориты. Испарение воды способствует осаждению составляющих ее со- лей, так называемых эвапоритных минералов. Осаждение начинается с наименее растворимых солей и заканчивается наиболее растворимыми. Когда испаряется
примерно половина (47 %) объема воды, выпадает СаСО3. Затем при приблизи- тельно четырехкратном увеличении солености выпадает СаSО4 · 2Н2О (гипс).
Когда испаряется около 90 % воды, при концентрациях растворенных солей около 220 г/л выпадает NaСl. Затем начинают кристаллизоваться некоторые соли магния (Мg2+). Если процесс испарения продолжается, выпадают высокораство- римые соли калия (K+). В настоящее время процесс накопления эвапоритных минералов в значительной степени слабее, чем в доисторические времена.
Гидротермальная циркуляция. Гидротермальные реакции как источники главных ионов играют сравнительно небольшую роль. Химия гидротермальных флюидов показывает, что взаимодействия «базальт — морская вода» в районах горячих источников являются источником некоторых элементов Са2+ и силика- тов, которые отрываются от океанической коры и впрыскиваются в морскую воду. Кальций выщелачивается, по-видимому, из кальциевых полевых шпатов (анортита), тогда как силикаты могут выщелачиваться из любого разрушающе- гося силиката, входящего в состав базальта. Это обеспечивает 35 % поступле- ния этих ионов от объема поступлений с речными водами. Протекают также гидротермальные реакции с участием сульфатов калия. В частности, установ- лено, что осаждение SО4 (в виде ангидрита (СаSО4)) происходит как в коре из нисходящей просачивающейся морской воды, так и на участках гидротермаль- ных выходов.Все эти процессы обеспечивают циркуляцию ионов и таким образом реа- лизуется химический круговорот ионов в природе