4 Щелочно-кислотные условия вод

Они характеризуются рН– отрицательным логарифмом концентрации водородных ионов (Н⁺). Mg, Ca, Sr, Ba, Cu, Zn, Cd, Fe, Mn, Co и др. катионогенные элементы образуют более растворимые соединения в кислых водах и менее растворимые в нейтральных и щелочных.

Организмы чувствительны к рН; для них наиболее благоприятна реакция, близкая к нейтральной. Сильнокислые и сильнощелочные воды вредны для большинства культурных растений, домашних животных и человека.

Органические соединения живых организмов и гумус обладают буферной способностью усреднять сильнокислую и сильнощелочную среду. В сильнощелочных условиях слабые органические кислоты нейтрализуют щелочи и переводят реакцию из сильнощелочной в слабощелочную, а в сильнокислой среде слабые органические основания нейтрализуют сильные кислоты и реакция становится слабокислой.

По щелочно-кислотным условиям выделяется 4 класса вод ландшафта.

Сильнокислые воды имеют рН < 3 –4, они распространены широко, но, как правило, на небольших площадях. Кислотность таких вод обычно обязана окислению пирита и других дисульфидов, приводящему к образования Н₂SО₄. В сернокислых водах легко мигрирует большинство металлов, в том числе Fe, Cu, Al, Zn и др.

Слабокислые –это воды, рН которых колеблется от 3 –4 до 6,5; чаще всего их кислотность обусловлена разложением органических веществ, приводящим к поступлению в воду СО₂, фульвокислот и других органических кислот. В таких водах легко мигрируют металлы в форме бикарбонатов и комплексных соединений с органическими кислотами. Подобные воды распространены исключительно широко в гумидных ландшафтах.

Нейтральные и слабощелочные воды имеют рН от 6,5 до 8,5. Их реакция часто определяется отношением бикарбоната Са к его карбонату или же бикарбоната к СО₂. Эти воды менее благоприятны для миграции большинства металлов, которые осаждаются в форме нерастворимых гидроксидов, карбонатов и других солей. Анионогенные элементы, напротив, мигрируют сравнительно легко (Si, Ge, Ag, V, U, Mo, Se и др.). Такие воды особенно характерны для аридных ландшафтов, вод известняков и изверженных пород, морей и океанов.

Сильнощелочные воды с рН > 8,5 обычно обязаны своей реакцией присутствию соды (NaНСО₃, реже Nа₂СО₃, вернее ионов Na⁺, HCO₃, CO₃^2-, OH^-). В щелочных содовых водах легко мигрируют кремнезем, гуматы, Al (AlO^2-), Мо (МоО₄^2-). Большая группа элементов, соединения которых трудно растворимы в нейтральной и слабощелочной среде, в содовых водах обладает высокой миграционной способностью, так как в этих условиях возникают карбонатные растворимые комплексы (Cu, Zn, Be,Y и редкие земли иттровой группы, Sc, Zr и др.).

В каждом из трех классов вод, выделенных по окислительно-восстановительным условиям, щелочно-кислотные условия могут быть различными. Так, выделяется 12 основных классов вод. Для каждого класса характерны подвижные и “запрещенные” элементы. Например, в сильнощелочных кислородных водах легко мигрируют Na, Li, F, Mo, U, Y, Be, B, но эти воды “запрещены” для Са, Mg, Ba, Sr, Fe.