Ионный состав природных вод
Происходящие в почвах процессы окисления органических веществ вызывают расход кислорода и выделение углекислоты, поэтому при прохождении воды через почву в ней возрастает содержание углекислоты, что приводит к обогащению природных вод карбонатами кальция, магния и железа, с образованием растворимых в воде кислых солей. Бикарбонаты присутствуют почти во всех водах в тех или иных количествах. Большую роль в формировании химического состава воды играют подстилающие почву грунты, с которыми вода вступает в соприкосновение, фильтруясь и растворяя некоторые минералы. Особенно интенсивно обогащают воды осадочные породы, такие, как известняки, доломиты, мергели, гипс, каменная соль и др. В свою очередь почва и породы обладают способностью выделять из природной воды некоторые ионы, замещая их таким же количеством других ионов. Подпочвенными водами легче всего растворяются хлориды и сульфаты натрия и магния, хлорид кальция. Силикатные и алюмосиликатные породы (граниты, кварцевые породы и т. д.) почти нерастворимы в воде. Наиболее распространенными в природных водах являются следующие ионы: ион хлора, сульфат-ион, ион натрия, ион кальция, ион магния, ионы водорода, Ион хлора присутствует почти во всех природных водоемах, причем его содержание меняется в очень широких пределах. Сульфат-ион также широко распространен. Основным источником растворенных в воде сульфатов является гипс. В подземных водах содержание сульфат-иона обычно выше, чем в воде рек и озер. Из ионов щелочных металлов в природных водоемах в наибольших количествах находится ион натрия, который является характерным ионом сильноминерализованных вод морей и океанов. Ионы кальция и магния в маломинерализованных водах занимают первое место. Основным источником ионов кальция является известняки, а магния — доломиты. Лучшая растворимость сульфатов и карбонатов магния позволяет присутствовать ионам магния в природных водах в больших концентрациях, чем ионов кальция. Ионы водорода в природной воде вызваны разложением угольной кислоты. Соединения азота в природной воде представлены ионами аммония, нитритными и нитратными ионами за счет разложения органических веществ животного и растительного происхождения. Ионы аммония, кроме того, попадают в,водоемы со сточными промышленными водами. Соединения железа очень часто встречаются в природных водах, причем переход железа в раствор может происходить под действием кислорода или кислот (угольной, органических). Так например, при окислении широко распространенного в породах пирита получается сернокислое железо, а при действии угольной кислоты — карбонат железа. Соединения кремния в природных водах могут быть в виде кремниевой кислоты. В природных водах присутствуют также и другие катионы. Кроме веществ ионного типа природные воды содержат также газы и органические и грубодиспер-сные взвеси. Наиболее распространенными в природных волах газами являются кислород и углекислый газ. Источником кислорода является углекислота из атмосферы и из глубинных слоев земной коры, получившаяся в результате биохимических процессов. Из органических веществ, попадающих извне — >то гуминовые вещества, вымываемые водой из гумусовых почв (торфяников, сапропелитов и др.). В самих водоемах органические вещества непрерывно поступают в воду в результате отмирания различных водных организмов. При )том часть из них остается взвешенной в воде, а другая опускается на дно, где происходит их распад. Грубодисперсные примеси, вызывающие мутность природных вод, представляют собой вещества минерального и органического происхождения, смываемые с верхнего покрова земли дождями или талыми водами во время весенних паводков.
Большинство природных вод имеют рН в пределах 6,5-8,5. Для поверхностных вод в связи с меньшим содержанием в них углекислоты рН обычно выше, чем для подземных.