Водная миграция химических элементов в зоне гумидного климата

Водная миграция химических элементов — важнейшая часть пе­реноса и перераспределения атомов в земных недрах. Вода — самая универсальная и самая распространенная среда миграции в земной коре. Вода — "кровь" Земли, которая обеспечивает приток и отток химических элементов в разные структуры земной коры. Водная миграция — это непрерывный обменный процесс, результаты кото­рого особенно ярко проявляются за геологически длительное время. Различают внутренние и внешние факторы миграции. внутренние факторы - свойства химических элементов образовывать летучие или раство­римые соединения, осаждаться из растворов и расплавов, сорбиро­ваться и т.д. Все эти свойства определяются строением атомов. Внешние факторы - параметры обстановки миграции — температура Т, давление Р, кислотно-щелочные рН и окислительно-восстановительные Eh характеристики растворов и т.д. При этом параметры среды (рН, Eh и сумма солей) имеют особо важное значение в миграции элементов. Гидрогеохимическая среда миграции, значения рН подземных вод в основном определяются реакцией нейтрализации щелочей кислотами. В качестве примера рассмотрим роль угольной кислоты. На контакте с водой углекислый газ растворяется в ней с образованием угольной кислоты по реакции. Отношения [НСОз ]/[Н3СО3] и [COg-]/[HiCO,] зависят от рН. Зная поэто­му содержание СО₂ в воде и рН, можно графически изобразить соотношение этих ионов в воде. Графики подобного типа иногда называют диаграмма­ми Бьеррума. В кислых и слабокислых водах резко доминирует недиссоциированная кислота Н₂СОЭ, в нейтральных и слабощелочных — НСОз и только в сильнощелочных — СО₃ Окислительно-восстановительный потенциал подземных вод (Eh) — показатель степени окисленности или восстановленности переменно-валентных элементов состава подземных вод. Окисли­тельно-восстановительные (или редокс) реакции в природных усло­виях протекают. В любой окислительно-восстановительной системе всякое окисле­ние сопровождается восстановлением. В связи с этим окислитель­но-восстановительные реакции обычно делят на две полуреакции, соответствующие различным сторонам процесса. Такие реакции сопровождаются переносом электронов, который в свою очередь свидетельствует о наличии разности потенциалов Еh между восста­новленным и окисленным элементами. Для того, чтобы можно было измерить этот потенциал нужен какой-то стандарт. За такой стан­дарт по международной конвенции был принят потенциал реакцииН2 - 2Н+ + 2е, равный в стандартных условиях нулю, т.е. при активности Н+ и Н2, равной единице. Следовательно, замеряя электрический потенциал окислительно-восстановительной реакции, мы получаем потенциал электрода в полуячейке относительно стандартного водородного электрода (СВЭ). Этот замеренный потенциал и называется вели­чиной Eh раствора. Значения Eh могут быть положительными или отрицательными в зависимости от того, будет ли активность элект­ронов в измеренном растворе выше или ниже их активности в СЭВ. С ростом температуры С° существенно изменяется, и в гидро­термальных растворах реакции окисления и восстановления про­текают при иных значениях потенциалов. В природных водах Eh колеблется от +0,7 до -0,5 В

ВОДНАЯ МИГРАЦИЯ – миграция химических элементов и веществ в водной среде в виде ионов, молекулярных или коллоидных растворов. Важнейшими компонентами воды являются газы, особенно кислород, углекислый газ и сероводород. Значительная часть растворенных веществ находится в форме ионов, среди которых преобладают Ca2, Mg²⁺, Na⁺, HCO₃^-, SO₄^-, Cl^-. Все воды содержат также ионы водорода ОН^-, роль которых, несмотря на низкое содержание, велика, особенно для живых организмов. В воде мало содержание распространенных в литосфере элементов, колеблющееся обычно в пределах 10^-5 - 10^-7 г/л. Кроме ионов, растворенные органические вещества в воде находятся в форме молекул и коллоидных частиц. В коллоидной форме миграция происходит при значительных скоростях течения в поверхн. водах и высоких скоростях фильтрации в подземных. Размер частиц 10^-6 – 10^-9. Роль растворенного органического вещества очень велика для поддержания жизненных процессов в воде.

Вещества в воде мигрируют также в виде тонкой мути (взвеси, суспензий). Размер частиц<10^-6.

Миграция веществ характеризуется коэффициентом В. м., равным отношению содержания элементов в минеральном остатке воды к его содержанию в горных породах или почвах, дренируемых этими водами. Чем выше коэффициент, тем интенсивнее идет выщелачивание элементов из почв и пород. Роль миграции элементов в кислородных водах биосферы приведена в табл. Все большую роль в В. м. играют антропогенные сбросы сточных вод в водные объекты.

Поиск по сайту: