1. Хімічний склад поверхневих природних вод суші. Основні компоненти, типи вод за вмістом основних компонентів, біогенні елементи та мікроелементи, токсиканти вод. Основні показники природних вод: мінералізація, рН, твердість, окисно-відновний потенціал, електропровідність, кольоровість, каламутність.

До природних вод належать поверхневі води суші, морські і океанічні, підземні, атмосферні опади. Різні типи вод містять різну концентрацію розчинених речовин. Сумарний вміст розчинених у воді солей називається її мінералізацією. За вмістом у водах розрізняють макро- або головні (декілька %) і мікроелементи (10-3% і менше). Життєво необхідні елементи, а також продукти життєдіяльності живих організмів утворюють біогенні елементи, вміст яких проміжний між макро- і мікроелементами.

Головні іони – HCO3-, CO32-, SO42-, Cl-; Ca2+, Mg2+, Na+, K+.

Біогенні елементи – N (NH4+, NO2-, NO3-, нітроген органічних сполук), P (орто-, поліфосфати, фосфор органічних сполук), Si ортосилікати), Fe (сполуки Fe (ІІ,ІІІ), найчастіше гідрооксиди та фосфати).

Мікроелементи – біометалиMn, Cu, Zn, Co, MoNi, F, J та інші.

Розчинені гази – O2, CO2, H2S, CH4 та інші.

Органічні речовини – білки, аміни, амінокислоти, карбонові та оксикарбонові кислоти, гумусові речовини (переважно фульвокислоти) складні ефіри, вуглеводи, карбонільні сполуки, спирти, а також пестициди, детергенти.

Мінералізація води - сумарні концентрації аніонів, катіонів і недисоційованих розчинних у воді неорганічних речовин у г/дм3. За мінералізацією води ділять на 4 види:

Найменування вод Вміст солей (г/дм3)

прісні менше 1

солонуваті 1– 10

солоні 10–50

розсоли більше 50

За переважним вмістом того чи іншого аніону природні води ділять на гідрокарбонатні води (здебільшого поверхневі води – води річок, озер);хлоридні води (води океанів, морів, солоних озер);сульфатні води (деякі колодязні води).

за переважним вмістом катіону ділять на:кальцієва вода; магнієва вода; натрієва вода.

Твердість, яка характеризує загальний вміст іонів кальцію і магнію

(ммоль/дм3) у воді.

За твердістюводи

Твердість води,мг-екв/л

Дуже м’яка 0–1,5 0–1,5

М’яка 1,5–4 1,6–3

Середньої твердості 4–8 3–6

Тверда 8–12 6–9

Дуже тверда >12 9–12

Величина концентрації іонів водню має велике значення для хімічних і біологічних процесів, що відбуваються в природних водах. Від величини рН залежить розвиток і життєдіяльність водних рослин, стійкість різних форм міграції елементів,агресивна дія води на метали й бетон. pН води також впливає на процеси перетворення різних форм біогенних елементів, змінює токсичність забруднюючих речовин. Більшість природних незабруднених вод має рН 6,5–9.

ЗазначеннямрНводи поділяють на:

· Дуже кислі рН< 3

· Кислі 3,0–5,0

· Слабко кислі 5,0–6,5

· Нейтральні 6,5–7,5

· Слабко лужні 7,5–8,5

· Лужні 8,5–9,5

· Дуже лужні > 9,5

Кольоровість - показник якості води, що характеризує інтенсивність забарвлення води й зумовлений вмістом забарвлених сполук, головним чином, розчиненими гуміновими речовинами та сполуками заліза 3.

Каламутність природних вод викликана присутністю тонко дисперсних домішок, зумовлених нерозчинними або колоїдними неорганічними й органічними речовинами різноманітного походження. Якісне визначення проводять описово: слабка опалесценція, опалесценція, слабка, помітна сильна каламуть.

Окисно-відновний потенціал (Eh) - міра хімічної активності елементів або їхніх сполук в оборотних хімічних процесах, пов'язаних із зміною заряду іонів у розчинах. Значення окисно-відновних потенціалів виражаються у вольтах (мілівольтах). Окисно-відновний потенціал визначається

Eh = E0 + (0. 0581/n) lg(Ox/Red), де Eh - окисно-відновний потенціал середовища;

E0 - нормальний окисно-відновний потенціал, при якому концентрації окисленої і відновленої форм рівні між собою; Ox - концентрація окисленої форми; Red - концентрація відновленої форми; n - число електронів, що приймають участь у процесі. Вивчення редокс-потенціалу дозволяє виявити природні середовища, у котрих можливо існування хімічних елементів із перемінною валентністю у визначеній формі, а також виділити умови, при яких можлива міграція металів

Електропровідність - це чисельне вираження спроможності водяного розчину проводити електричний струм. Електрична провідність природної води залежить в основному від концентрації розчинених мінеральних солей і температури. Природні води являються в основному розчинами сумішей сильних електролітів. Мінеральну частину води складають іони Na+, K+, Ca2+, Cl-, SO42-, HCO3-. Цими іонами й обумовлюється електропровідність природних вод.

2. Поверхневі природні води: біогенні компоненти, їх форми знаходження та хімічні перетворення в довкіллі; мікрокомпоненти, токсичні та нетоксичні мікрокомпоненти та їх форми знаходження в водах. Органічні компоненти природних вод, токсичні та нетоксичні органічні компоненти вод.

До групи біогенних елементів хімічного складу природніх вод належать азот, фосфор і кремній в різноманітних сполуках. Дуже часто в групу біогенних елементів включають і Ферум, оскільки його вміст в деяких випадках досягає міліграмових кількостей на 1 л води. Виділення біогенних елементів в окрему групу до деякої міри умовно, оскільки більшість інших елементів також необхідні для нормального функціонування організмів рослинного і тваринного світу.

Основні, найбільш важливі джерела надходження біогенних елементів в природні води слід розділити на дві великі групи: зовнішні і за рахунок внутрішньоводоймних процесів. Зовнішні джерела - надходження біогенних речовин в водойми з річковим стоком, атмосферними опадами, промисловими, господарсько-побутовими і сільськогосподарськими стічними водами. Особливе місце займає виробнича діяльність людини. В накопиченні біогенних елементів за рахунок внутрішньоводоймних процесів значна роль належить первинній продукції органічної речовини, мінералізації деревинної, лугової та вищої рослинності, відмерлого планктону, а також донним відкладам.

Мікроелементи – біометалиMn, Cu, Zn, Co, MoNi, F, J та інші.

Джерела надходження мікроелементів в природні води, як ідля інших компонентів, можна розділити на дві великі групи: надходження зовнішньо і накопичення за рахунок внутрішньоводоймних процесів.

За походженням органічні речовини природних вод можна розділити на дві великі групи: продукти біохімічного розпаду залишків організмів обміну речовин головним чином планктонного походження і органічні речовини, які надходять з річковим стоком, атмосферними опадами, промисловими, господарсько-побутовими і сільсько-господарськими стічними водами. Особливе місце в цій групі займають надходження в водойми гумусових речовин, які вимиваються водою з грунтів, торф`яників.

3. Порівняння хімічного складу та основних показників морських та океанських вод, підземних, прісних вод та атмосферних опадів.

	Прісні поверхневі води	Підземні води	Морські та океанські води
Загальна мінераліз.	<1 мг/л	1-150 г/кг	До 35 г/л (25-50г/кг)
рН	Річки,озера(6,5-8,5) Болота(5-7) Дощова(5,5-6)	Кислі – 3,0-5,5 (сірководнева) Лужні – 7,2-8,5(9)	7,5-8,5
Основні компонен	Ca,Mg,Na,K,SO42-,Cl-,HCO3-	Ca,Mg,Na,K,SO42-,Cl-,HCO3—але різні концентрації	Те саме + H3BO4, Sr
Типи води	Ca-HCO3-гідрокарбонатокальцієві	Ca-HCO3 MgSO4(хлоридомагнієві-артезіанські води) NaCl	Хлоридо-натрієві(Na-Cl)
Тиск	1 атм	1-100атм	1 атм
температ	0 - 30°C	Холодні ≤20°С гарячі>42°С До100°С(термальні джерела)
О2	Багато (0-15 мг/л)	Відсутні або мало	присутні
СО2	В невеликих к-тях(до 1%-до 100мг/л)	Багато(до 10% - до 1000-3000мг/л)	В невеликих к-тях
Інші комп
Природна буферна с-ма	H2CO3-HCO3- CO32-		H2CO3-HCO3- CO32- H3BO3-BO2-
Вміст Са	До 100 мг/л		До 500 мг/л
Mg	До 50		До 1000
Na	До 100 мг		До 10 г/дм3
Cl-	До 200 мг/дм3		До 20 г/дм3

4. Хімічний склад повітря, основні компоненти та мікрокомпоненти, екотоксиканти, аерозолі, типи аерозолів, екологічні проблеми, пов’язані з повітрям

Повітря має такий хімічний склад: азоту-78,08 %, кисню-20,94 %, інертних газів-0,94 %, діоксиду вуглецю-0,04 %. Ці показники в приземному шарі можуть коливатися в незначних межах. Людині головним чином потрібен кисень, без якого вона не зможе жити, як і решта живих організмів.

Аерозолі - це тверді чи рідкі частки, що знаходяться в зваженому стані в повітрі(рідкі зависи –туман; тверді зависи- дим,кіптява; рідкі+тверді зависи – смог). Основні часточки твердих аерозолів: пісок SiO2; морські солі КСl, NaCl, CaCl2, CaSO4, MgSO4; глини. Основні часточки рідких аерозолів H2O, CO2,H2CO3, H2SO3, H2SO4,, HNO3, HNO2, альдегіди,кислоти,аміни. Середній розмір аерозольних часток складає 1-5 мкм. Природні джерела утворення аерозолів: часточки порід, грунту,зола від лісових пожеж, вулканічний і морський пил,вуглеводневі сполуки рослинного походження. Антропогенні джерела утворення аерозолів: ТЕС, що споживають вугілля високої зольності, металургійні, цементні, сажові заводи ( В складі аерозолів виявляються сполуки кремнію, Ca, C рідше - оксиди металів: Fe, Mg, Mn, Zn, Cu, Pb, Bi, As, а також азбест) ,промислові відвали - штучні насипи з відкладеного матеріалу, переважно розкривних порід, утворених при видобутку корисних копалин чи ж з відходів підприємств переробної промисловості. Вторинні забрудники-утворюються в результаті фотохімічної реакції.

Хімічні реакції, що відбуваються на поверхні аерозолів. Реакції гідролізу: SO2+H2O=H2SO3. Реакції нейтралізації: NH3+SO3=(NH4)2SO4. Реакції конденсації: CaO+SO2=CaSO3. Каталітичні реакції: NO2hv→NO+O. Біохімічні реакції: Н2O+CO2=(CH2O)n+O2, (CH2O)n= Н2O+CO2