1.6.2. Чинники формування складу вод

Чинники, які визначають склад природних вод, поділяються на такі групи:

1. фізико-географічні (рельєф, клімат, вивітрювання, грунтовий покрив);

2. геологічні (склад гірських порід, тектонічна будова, гідрогеологічні умови);

3. фізико-хімічні (хімічні властивості елементів, кислотно-лужні та окисно-відновні умови, змішування вод і катіонний обмін);

4. біологічні (життєдіяльність живих організмів і рослин);

5. антропогенні (штучні) – всі чинники, пов’язані з діяльністю людини.

Фізико-географічні чинники

До фізико-географічних чинників відносять:

Рельєф посередньо впливає на мінералізацію і хімічний склад ґрунтових та поверхневих вод. Розчленований рельєф сприяє інтенсивному стоку, вилуженню та виносу солей із водоутворюючих порід. В цьому випадку виникає тенденція опріснених вод і формування гідрокарбонатного класу кальцієвого складу.

На рівнинних просторах в умовах уповільненого стоку та слабкого дренажу, особливо в умовах посушливого клімату формуються води підвищеної мінералізації та строкатого хімічного складу (степові рівнини).

Гідрографічна мережа впливає на хімічний склад поверхневих і ґрунтових вод через густоту та глибину ерозійного врізу, величину поверхневого стоку, схили, рівневий та льодовий режим. Глибокий ерозійний вріз, велика густота річкової мережі, інтенсивний стік сприяють формуванню вод слабкої мінералізації гідрокарбонатно-кальцієвого складу (лісостеп). Слабкий поверхневий стік сприяє підвищенню рівня ґрунтових вод і при сухому кліматі – інтенсивному їх випаровуванню, що призводить до підвищення мінералізації поверхневих вод (рівнини півдня). В умовах зволоженого клімату ці фактори не істотно впливають на склад вод, тому що основним формуючим фактором є клімат.

Клімат впливає на хімічний склад вод суходолу через склад атмосфери, атмосферні явища, сонячну радіацію, режим вітру, інтенсивність і режим атмосферних опадів, температуру повітря та випаровування.

Атмосферні опади істотно впливають на мінералізацію і склад ґрунтових і поверхневих вод внаслідок їх надходження в поверхневі водойми і ґрунтові води. Інтенсивність і кількість опадів формують режим поверхневого стоку та регулюють гідрохімічний режим річок, озер, водосховищ, вод місцевого стоку. В умовах засолених порід зони аерації в періоди інтенсивного випадання опадів в ґрунтових водах змінюється не тільки мінералізація, а і хімічний склад (степова зона).

Вплив температури повітря на зміни хімічного складу поверхневих і ґрунтових вод істотний у випадках, коли зміни температур повітря ведуть до змін температури води і значного промерзання ґрунтового покриву. Коливання температури води обу­мовлюють зміни розчинності солей, а отже, підвищує або знижують мінералізацію. Льодовий покрив приводить до порушення рівноваги карбонатно-кальцієвої системи у поверхневих водах внаслідок накопичення вільного двоокису вуглецю при окисленні органічних речовин в умовах порушеного газообміну з атмосферою.

Випаровування поверхневих вод веде до підвищення їх мінералізації. Слабко розчинені солі випадають в осад і гідрокарбонатні води переходять в сульфатні, а потім в хлоридні.

Ґрунти змінюють хімічний склад поверхневих і грунтових вод, збагачуючи їх різними солями, органічними речовинами і вільною вуглекислотою при фільтрації атмосферних опадів.

Геолого-структурні фактори впливають головним чином, на склад та мінералізацію підземних вод, а через них – на живлення ними поверхневих вод.

До гідрогеологічних факторів належать гідродинамічні і гідрогеологічні умови, які в значній мірі обумовлюють хімічний склад поверхневих і особливо підземних вод.

До фізико-хімічних факторів формування складу природних вод відносять хіміч­ні властивості елементів, розчинність солей, рН середовища, окисно-від­новлювальні умови, дифузія, змішування вод, катіонний обмін, температуру, тиск та ін.

Вплив біологічних факторів обумовлюється діяльністю рослин та мікроорганізмів. Вони зумовлюють з одного боку, біогенну метаморфізацію природних вод, а з іншого збагачуються у деяких випадках мікрокомпонентами. Рослинність впливає на характер ґрунтових реакцій. Так, хвойні ліси сприяють збільшенню кислотності через кислі властивості їхніх органічних решток, трав’яниста рослинність, навпаки, сприяє нагромадженню лугів у грунтових розчинах. Водні рослини змінюють газовий та хімічний склад водойм. Внаслідок життєдіяльності рослин водойми збагачуються органічною речовиною.

Мікроорганізми у водоймах розкладають залишки відмерлих рослин і тваринних організмів. Цей процес може закінчуватись повним розпадом органічних речовин з утворенням простих мінеральних сполук (СО₂, Н₂О та інших). Така життєдіяльність мікроорганізмів має дуже серйозне значення для природного очищення вод.

Крім того, мікроорганізми вилучають з води різні хімічні елементи (N, P, C, Ca, K, мікроелементи).

Штучні фактори – це різноманітна людська діяльність, як на водозборах, так і безпосередньо в руслах річок. За характером впливу вони поділяються на хімічні та фізичні. Хімічний вплив – це надходження до водних об’єктів речовин зі стічними водами, з атмосфери, а також з джерел, що викликає зміну природного хімічного складу вод.

Фізичний вплив – це зміна фізичних параметрів (температури, Еh тощо). Ці впливи називають антропогенним забрудненням.

Внаслідок антропогенного впливу в природні води можуть надходити як іони, аналогічні тим, які входять до складу незабруднених вод (хлориди, сульфати, натрій та ін.), так і компоненти, які в природних водах не зустрічаються (пестициди СПАР, деякі важкі метали).