- •Контрольные вопросы
- •Какие проблемы гидросферы Вы отнесли бы к глобальным? Почему?
- •С какими аномальными свойствами воды связано влияние гидросферы на климат?
- •Почему вблизи океанов и морей климат более мягкий?
- •В каком виде может находиться вода в гидросфере?
- •Какие способы классификации природных вод Вы знаете?
- •На что, зачем и почему в мире ежегодно расходуется основное количество пресных вод?
- •Почему использование воды в сельском хозяйстве, в промышленности и в быту приводят к деградации воды? в чем сходство и различие этих причин?
- •Какие единицы используются для выражения концентрации воды при записи ее состава в виде формулы Курлова? Как их можно рассчитать, зная концентрацию, выраженную в весовых процентах?
- •Сформулируйте закон Дитмара. Для решения каких практических задач он используется?
- •Какие анионы и катионы, содержащиеся в природных водах, называют главными? Почему?
- •Как на основании термодинамических данных оценить растворимость минералов в воде? Какие критерии устойчивости минералов Вы знаете?
- •Что такое «агрессивность» природных вод?
- •Что такое «неустойчивость» минералов?
- •Для каких целей удобно использовать понятия: а) «агрессивности» природных вод; б) «неустойчивости минералов?
- •В чем отличие понятий «произведение растворимости» и «константа равновесия процесса растворения»?
- •Как связаны между собой значения произведения растворимости и константы равновесия процесса растворения?
- •Что такое жесткость воды и в каких единицах она измеряется?
- •Как классифицируют природные воды по величине жесткости? Какую жесткость имеют природные воды, наиболее широко представленные в Вашей местности?
- •Какие компоненты входят в состав карбонатной системы природных водоемов?
- •Равновесия между какими компонентами природных систем, определяются законом Генри?
- •Какие параметры природных систем определяют величину константы Генри?
- •Какое значение рН должны иметь атмосферные осадки, если «активные» примеси в атмосферном воздухе представлены только диоксидом углерода?
- •Как может измениться рН атмосферных осадков, если в атмосферном воздухе, помимо диоксида углерода, появится: а) аммиак; б) диоксид серы?
- •Что такое кислые дожди? с присутствием каких соединений в атмосферном воздухе связано их образование?
- •Какое значение рН будут иметь поверхностные воды, находящиеся в равновесии с карбонатными породами и диоксидом углерода, содержащимся в приземном слое воздуха?
- •Что такое щелочность природных вод?
- •Как экспериментально определяют щелочность природных вод?
- •Как рассчитать щелочность природных вод, зная содержание компонентов карбонатной системы и рН раствора?
- •При каких условиях и почему в процессе фотосинтеза, протекающего в природном водоеме, может увеличиться значение рН?
- •Какое значение щелочности будут иметь поверхностные воды, находящиеся в равновесии с карбонатными породами и диоксидом углерода, содержащимся в приземном слое воздуха?
- •Что может произойти в водоеме, если его щелочность уменьшится в десять раз?
- •Какие этапы закисления природных водоемов Вы знаете?
- •Что происходит с экологической системой водоема на различных этапах его закисления?
- •С чем связана особая опасность контакта закисленных природных вод, содержащих соединения алюминия и тяжелых металлов?
- •Назовите основные особенности протекания окислительно-восстановительных процессов в природных водах.
- •В каких единицах принято измерять величину окислительно-восстановительного потенциала природных вод?
- •Что такое редокс - буферность природных вод? с протеканием каких процессов она связана?
- •Что такое стратификация природных водоемов? с какими причинами может быть связана стратификация водоемов?
- •Чем отличаются олиготрофные и эвтрофные водоемы в период стратификации?
- •С протеканием каких процессов связана возможность появления сероводорода в зоне гиполимниона эвтрофного водоема в период стратификации?
- •Почему периоды водообмена в эвтрофном водоеме наиболее опасны для жизни рыб?
- •Почему, даже после прекращения поступления избытка питательных веществ, водоем медленно выходит из эвтрофного состояния?
- •Примеры задач
- •Выразите содержание главных катионов и главных анионов морской воды в промилле и миллимоль на литр,
- •Представьте средний состав морской воды, концентрация растворенного диоксида углерода в которой составляет 1000 мг/л, в виде формулы.
- •Оцените сколько грамм поваренной соли (NaCl) содержится в 1 кг морской воды, отобранной в одном из заливов Баренцева моря, если ее хлорность равна 15,00 0/00?
- •К какому классу вод по минерализации следует отнести природные воды, состав которых соответствует среднему составу речной воды?
- •Какая из двух природных вод более агрессивна по отношению к гипсу (CaSo4*2h2o), если активность катионов кальция и анионов so42- для первой и второй воды составляют:
- •298 К, давление равным 101,3 кПа, парциальное давление паров воды – 3,126 * 10-3 атм.
- •1. Что такое гидросфера? Оцените ее границы.
- •33. Как связано содержание ионов водорода в природных водах, находящихся в равновесии с карбонатными породами и диоксидом углерода, с парциальным давлением со2 в воздухе?
- •35. Какую минимальную жесткость будут иметь поверхностные воды, находящиеся в равновесии с карбонатными породами и диоксидом углерода, содержащимся в приземном слое воздуха?
- •39. Что такое распределительная диаграмма? Для характеристики каких параметров природных систем удобно использовать распределительные диаграммы?
- •45. Окислительно-восстановительное состояние природных вод. Растворимость кислорода.
- •46. Превращение органических соединений в анаэробных условиях.
- •Эвтрофикация озер. Вид зависимости количества растворенного кислорода в воде от глубины погружения в различные периоды года.
1. Что такое гидросфера? Оцените ее границы.
Гидросфера - водная оболочка Земли, представляющая совокупность всех водных объектов планеты: океанов, морей, рек, озер, болот, ледников, снежного покрова, подземных вод.
В состав гидросферы также входит вода в атмосфере, почвенная влага, вода живых организмов и вода находящаяся в связанном состоянии (кристаллизационная вода).
Гидросфера имеет нижнюю и верхнюю границу в литосфере. Она проходит по так называемой поверхности Мохоровичича. Верхняя граница располагается в верхних слоях атмосферы.
4. Какие способы выражения концентраций примесей в воде Вы знаете?
Для измерения содержания главных компонентов и примесей в природных водах помимо отмеченных выше массовых концентраций (млн–1, %, г/л и мг/л) часто используются такие единицы измерения, как моль/л, мкг/л, мг-экв./л, %-экв.
5. Дайте характеристику гидрологического цикла на суше и в океане. Что такое “бессточные” районы?
1 – Мировой океан; 2 – почвенные и грунтовые воды;
3 – поверхностные воды суши; 4 – снег и лед; ,
5 – транспирация; 6 – речной (поверхностный) сток;
Бессто́чная о́бласть — часть суши, не имеющая связи через речные системы с Мировым океаном. Речной бассейн, расположенный внутри такой области, называется бессточным или замкнутым бассейном.
12. Почему происходит изменение химического состава воды в реках по их течению?
на протяжении русла, у реки появляются различные водосборы, впадают воды, различного состава. Меняется состав растительности произрастающей на берегах и видовой состав животных, обитающих на берегах. Так же из-за различного минерального состава почв/пород, происходит различное выщелачивание элементов.
31. С чем связана особенность растворения карбонатных пород в природных водах?
Природные карбонатные породы – это в основном известняки СаСО3, в меньшей
степени – доломиты СаMg(СО3)2, еще реже магнезиты – MgСО3. Это простые соли,
преимущественно растворяющиеся конгруэнтно, поэтому раствор будет иметь в основном
НСО3-Са. Однако карбонатные породы, особенно хемогенного происхождения, в той или
иной степени содержат прослои и включения гипса (CaSO4·2Н2О), а также сульфаты и
карбонаты бария и стронция, т.к. эти элементы – геохимические аналоги кальция и магния и
их условия растворения-осаждения близки. Следовательно, воды, формирующиеся при
растворении карбонатных пород, будут иметь состав преимущественно НСО3-Са-SO4, с
примесью Ba и Sr, в качестве микрокомпонентов
33. Как связано содержание ионов водорода в природных водах, находящихся в равновесии с карбонатными породами и диоксидом углерода, с парциальным давлением со2 в воздухе?
Рассмотрим в качестве примера зависимость рН растворов кар-боната кальция в воде от парциального давления диоксида углерода над системой при условии отсутствия других ионов в растворе.
В рассматриваемой системе карбонатных равновесий имеем пять переменных: [HCO ], [СО ], [Н+], [Са2+] и РСО2. Для описа¬ния систе-мы взаимосвязанных равновесий необходимо пять уравне¬ний. В их число входят: уравнения расчета констант диссоциации угольной кис-лоты по 1-й и 2-й ступеням – (24) и (26); уравне¬ние константы равнове-сия процесса растворения карбоната кальция (32); уравнение, связы-вающее парциальное давление и содержа¬ние СО2 в растворе, – (28). Необходимое для решения системы пятое уравнение может быть по-лучено из условия электронейтраль¬ности раствора, в данном случае:
[Н+] + 2[Са2+] = [HCO ] + 2[СО ] + [OH–]
Таким образом, для определения зависимости концентрации ионов водорода в растворе карбоната кальция от парциального давления углекислого газа над раствором необходимо решить систему уравнений:
Решая эту систему методом подстановок, получим
. (38)