6. Водная миграция элементов Формы миграции элементов (???)

Любой элемент находится в ландшафте в нейтральной, катионной или анионной форме. Количество элемента в той или иной форме – величина вероятностная.

Существует три основных типа поведения элементов в растворе в зависимости от рН:

1. Тяжелые металлы – Zn, Pb, Cd, Ni, Hg – особенно подвижны в кислой среде.

2. Амфотерные металлы – Se, Mo, As, Ge, U, V – образуют комплексные соединения (например, с участием карбонатного комплекса [HO₃(CO₃)₃]^4-. В составе таких комплексов элементы мигрируют по-разному.

3. Элементы, особенно подвижные в щелочной среде.

По преобладающей форме содержания в растворе элементы делятся на:

1. Катионогенные – Li, Na, K;

2. Комплексообразователи – Mg, Al, Ga, Sb;

3. Анионогенные – V, Cr, Mo, Cl, Br, I.

Химический состав природных вод. Общие закономерности водной миграции

Большинство химических элементов мигрирует в ионных, молекулярных и коллоидных водных растворах. Важнейшими компонентами вод ландшафта являются растворенные газы – кислород O₂, углекислый газ CO₂, сероводород H₂S.

Значительная часть растворенных веществ находится в виде ионов, среди которых преобладают Ca²⁺ > Mg²⁺ > Na⁺; HCO₃^- > SO₄^2- > Cl^- - шестикомпонентный состав. Бывает, что такие соотношения нарушаются. Все воды содержат также ионы H⁺ и ОН^-, роль которых в ландшафте, несмотря на низкое содержание (10^-5-10^-8 г/л), чрезвычайно велика. Содержание в водах остальных макроэлементов, а также всех микроэлементов очень невелико.

Кроме ионов, растворенные в воде вещества находятся в форме молекул и коллоидных частиц. Особенно велика роль растворенного органического вещества. Также важная миграция веществ во взвешенном состоянии. Почит все воды ландшафта содержат живое вещество.

Химизм почвенных и грунтовых вод зависит от их подвижности. С этой точки зрения различают поровые воды и свободные гравитационные.

Для ландшафта как правило наиболее характерны неравновесные воды. Особенно это относится к гумидным ландшафтам. Живое вещество все время “накачивает” в воды свободную энергию, поддерживая неравновесность.

Водная миграция осуществляется диффузией, фильтрацией или смешанным путем. Диффузия имеет место в застойных или очень малоподвижных водах (болотные, иловые воды, растворы элювиальных почв, коры выветривания, водоносных горизонтов). Диффузные процессы особенно характерны для глин, они нередко приводят к их обессоливанию (диффузное выщелачивание), при этом ионы мигрируют с различной скоростью (например, хлориды быстрее сульфатов). Диффузия характеризуется малой скоростью, и в ландшафте с его активным водообменом имеет подчиненное значение. Здесь более распространена фильтрация, с которой связано растворение, ионный обмен (сорбция), осаждение солей и многие другие явления.

Поведение элементов в водных растворах определяется следующими параметрами:

1. Щелочно-кислотные условия, рН;

2. Окислительно-восстановительные условия (наличие или отсутствие свободного кислорода), Еh;

3. Температура, давление (постоянны); обычно рассматривается температура 25С.

4. Сорбционная способность – возможность элемента поглощать минеральные или органические частицы или отдавать их в результате обменных процессов.

5. Биота.