Формирование химического состава природных вод. Роль главных ионов.

Формирование хим. состава воды - совокупность процессов, приводящих к образованию состава растворенных в ней минеральных и органических веществ. К прямым факторам относятся: а) горные породы и минералы, являющиеся первоисточниками состава природных вод. В результате протекания разнообразных процессов химического выветривания воды обогащаются солями СаСОз, MgCO₃, NaHCO₃, КНСОз, K₂SО₄, MgSО₄, NaCI и др.; б) почвы обогащают инфильтрующиеся водные р-ры мин-ми и органическими компонентами, образующимися в почве в результате жизнедеятельности растительных и животных организмов. При просачивании через торфяные или подзолистые почвы вода обогащается в основном органическими веществами, повышается ее цветность и окисляемость. Черноземные, каштановые и особенно солончаковые почвы существенно повышают минерализацию инфильтрующейся воды; в) биологический фактор связан с воздействием на химический состав воды жизнедеятельности растительных и животных организмов. Избирательное поглощение ионов растениями влияет на состав воды и рН. Известна, например, способность ряда растений галофитов) накапливать хлориды (полынь) или сульфаты (кермек). Корни растений, выделяя в воду СО₂, способствуют переводу в раствор карбонатов и других веществ. К прямым факторам относят и хоз. деятельность человека, формирующую техногенные потоки миграции многих химических элементов, в результате чего природный химический состав водных объектов может претерпевать резкие изменения. Косвенные факторы определяют интенсивность воздействия на природные воды перечисленных выше прямых факторов. Сюда относят обычно климат (им определяется общий фон распределения влаги и тепла, влияющий на протекание гидрохимических процессов), рельеф (с ним связаны особенности водно-солевого режима почв и стекания атм. осадков), водный режим (влияет на миграцию химических элементов, процессы смешения и разбавления генетически разных вод и в значительной мере определяет гидрохимический режим водного объекта). Макpокомпоненты опpеделяют химический тип воды, ее общую минеpализацию (сухой остаток) и название по общему химическому составу. По первым преобладающим компонентам пресные воды принадлежат к гидрокарбонатно-кальциевым, солоноватые - к сульфатно-кальциевым или натриевым, соленые и рассольные - к хлоридно-натриевым; крепкие рассолы нередко являются хлоридно-кальциевыми. Осн. типами природных вод (если не считать относительно редких среди этих степеней минерализации кислых вод) будут: карбонатный, сульфатный (с двумя подтипами) и хлоридный. Эти три основных химических типа взаимно связаны и могут перехо­дить один в другой под влиянием процессов метаморфизации: Карбонатный ↔ сульфатный ↔ хлоридный. Основным фактором, обусловливающим формирование того или иного химического типа природных вод, является кальций и его миграционная способность в данных условиях. Эту его роль определяет широкая распространенность Са и его способность с главными анионогенными элементами давать соединения весьма различной растворимости: от малорасторимых (CaSiO₃, СаНРО₄, СаСО₃) до хорошо растворимых (СаСl₂). При большой подвижности кальция состав природных вод стремится к хлоридному типу (хлоркальциевому). Миграционная способность ионов СО₃, НСО₃ и SO₄ в этих условиях оказывается подавленной. Обстановка большой подвижности кальция наблюдается в областях засушливого климата, в недрах земли и др. и приводит обычно к появлению высокоминерализованных вод. При ограниченной подвижности кальция получает развитие карбонатный тип вод (щелочные, содовые воды). Миграционная способность магния, так же как и кальция, оказывается подавленной. Натрий и калий являются в этих условиях доминирующими катионами. Обстановка низкой подвижности кальция наблюдается в областях обильного увлажнения, где получает большую подвижность кремневая кислота, связывающая главную часть кальция (и магния) и препятствующая их миграционной активности. При нормальной подвижности кальция для условий поверхности Земли наиболее устойчивым является сульфатный тип вод, являющийся, промежуточным между карбонатным и хлоридным типом. В зависимости от конкретной геохимической обстановки сульфатный тип постепенно метаморфизуется в хлоридный (метаморфизация в прямом направлении) или в карбонат­ный (метаморфизация в обратном направлении).