11. Процессы, выводящие вещество из раствора.

Такими процессами являются осаждение, сорбция, соосаждение и кристаллизация солей. Удаление вещества из воды может происходить и из ненасыщенных растворов из-за процессов сорбции. Поэтому концентрации так называемых рассеянных элементов в природных водах значительно ниже расчетной концентрации. В процессах сорбции большую роль играет адсорбция. Этот процесс является важнейшим механизмом перевода многих элементов из раствора в твердую фазу. Различают аДсорбцию, когда растворенный ион или молекула присоединяются к поверхности существовавшей твердой фазы и аБсорбцию, когда поглощение осуществляется всей массой. К хорошим сорбентам относятся глины, органическое вещество, входящее в состав горных пород, почв, донных отложений, а также коллоидные формы кремнезема, гидроксиды Mn, Fe. Al. Сорбция может быть полярной и неполярной.

Полярная сорбция. Отрицательно заряженные сорбенты (глины, орг.вещество) поглощают из воды катионы, а положительно заряженные (гидроксиды Al, Mn, Fe) – анионы. Полярная сорбция обычно носит обменный характер. Разновидность полярной сорбции – ионный обмен. Но обменное поглощение почти всегда сопровождается необменным, при котором часть ионов закрепляется на сорбенте. В почвах необменного К и Mn всегда больше чем Са.

Неполярная сорбция заключается в поглощении из р-ров молекул в-ва.(глины и почвы поглощают газы и водяные пары).

Адсорбция таких металлов как Al, Fe, Mn очень сильно зависит от рН среды. Такая адсорбция становится значительной в интервале значений рН, которые соответствуют гидролизу поглощаемого металла. Гидроксиды Mn, Fe являются тонкозернистыми, имеют большую удельную поверхность (порядка 200 м²/гр). Поэтому гидроксиды Mn хар-ся высокой адсорбционной емкостью и высоким сродством к тяжелым металлам. Но процесс поглощения на оксидах и гидроксидах Mn нельзя рассматривать как простую адсорбцию. Такое поглощение включает фазовые переходы оксидов Mn и каталитические окисл-восстановительные реакции. Там где концентрация рассеянных элементов контролируется адсорбцией можно ожидать, что концентрация растворенных веществ зависит от значений Eh и рН. Если оксиды растворяются из-за восстановления, то все адсорбированные металлы высвобождаются.

Сорбцию загрязняющих веществ почвой описывают уравнением Ленгмюра.

- максимальная предельная сорбция. Она характеризует поверхность адсорбента. К – пок-ль способности в-ва сорбироваться. Это отношение скоростей процессов сорбции и десорбции вещества. С – равновесная концентрация. S - количество сорбированного вещества.

Значение количеств. показателей сорбции загрязняющих в-в позволяет прогнозировать уровень их конц-ии в почв.р-ре, прочность связи с тв. фазами и позволяет оценивать макс. сорбционную способность почв в отношении этих в-в и способность загрязняющих в-в к миграции.

Соосаждение – вкл-е растворенных эл-тов в кач-ве второстеп. комп-тов в тв.фазу в момент ее осаждения. В прир.сист.вкл-щих MnOH₂,FeOH_2,часто нельзя различить адсорбцию и соосаждение.

Кристаллизация солей из воды способствует изменению геохимической обстановки за счет чего концентрации ионов солей достигают ПР. к таким изменениям геохимической обстановки относятся концентрирование, выделение газов, сдвиг термодинамического, кислотно-щелочного и окислительно-восстановительного равновесия, а также смешения водных масс различного состава. При испарении или вымораживании океанических, морских, озерных и других видов вод происходит концентрирование, приводящее к выпадению солей. С увеличением концентрации выпадение солей происходит в следующей последовательности: 1)Карбонатные соли; 2)Сульфидные соли; 3)Хлоридные соли. Выпадение карбонатов большей частью связано с дегазацией природных вод, изменением T, увеличением степени испарения. Общий эффект испарения состоит в удалении из р-ра чистой воды, поэтому конц-ии всех растворенных компонентов при испарении возрастает. Испарение происходит во всех климатических зонах, но в теплых засушливых зонах (аридные зоны) испарение - главный процесс, контролирующий состав природной воды. Кристаллизация солей в процессе концентрирования природных вод аридной зоны сопровождается выпадением карбонатов, сульфатов, хлоридов Ca, Mg, Na. Что приводит к образованию солончаков.