8. Факторы формирования химического состава природных вод

I группа: факторы непосредственно воздействующие на воды (породы, почвы, живые организмы, деятельность человека)

1. ПОРОДЫ (соли; изверженные и метаморфические породы; глинистые породы)

1)Соли.

В земной коре растворены в основном хлориды, сульфаты, карбонаты Na,K,Ca,Mg.

Соли морского происхождения (соли осадочных пород): Каменная соль (NaCl), гипc (CaSO₄), известняки (CaCO₃-кальцит).

По мере увеличения MgCO₃ в известняках, известняки переходят в доломиты (CaCO₃*MgCO₃), если к этой смеси добавить глинистых частиц, то эти смеси будут называться мергели.

Соли континентального происхождения : гипс, галлит (NaCl), тенардит (Na₂SO₄ ромбической формы), мирабилит (Na₂SO₄*10H₂O), кизерит (MgSO₄) - в воде растворяется очень медленно, при переходе кизерита в более богатый водой кристаллогидрат, эпсомит (MgSO₄) – в вовде растоворяется хорошо.

Так же существуют соли глубинных пластовых вод, а также в горных и почвенных растворов.

Растворимость солей: сульфаты и хлориды Na,Ca,K ,Mg легко растворимы (наименее растворимы - NaCl - 26,5%, CaSO₄ - 0,21%, но в присутствии др.солей раств-ть гипса может увеличиться более чем в 3 раза). Плохо растворимы. карбонаты Ca и Mg. Хлориды и сульфаты вымываются из почв и самых верхних слоев пород в зонах достаточного увлажнения; в менее увлажненных областях в результате капиллярного поднятия грунтовых растворов, вблизи поверхности земли наблюдаются минерализованные растворы сульфатов и хлоридов. В областях с засушливым климатом в понижениях рельефа на поверхности земли можно наблюдать сухие соли (соляные озера).

Кинетика растворителя. В общем случае количество соли, перешедшее в раствор за некоторое время (dx/dt) зависит от площади поверхности соли (S), концентрации соли в насыщенном растворе (С), концентрации соли в момент времени t (С_t) и коэффициента пропорциональности (К): dx/dt=KS(С-С_t)

При расчете по этому уравнению нужно учитывать:

1.уменьшение деятельной поверхности соли из-за контакта с трудно раств-мым скелетом породы;

2.условия фильтрации через породы;

3.существование пограничного слоя раствора у поверхности соли с концентрациями, отличающимися от состояния насыщения и требующие учета диффузионного процесса.

Растворимость солей имеет очень большое значение для миграции элементов. Распространенность карбонатов в земной коре во много раз больше чем хлоридов и сульфатов. Большая часть хлоридов и сульфатов залегает далеко от поверхности земли или находится в высоко минерализованных пластовых водах, но по количеству хлориды и сульфаты составляют до половины состава анионов речной воды. Еще более показательна будет подвижность хлоридов и сульфатов, если сравнить их концентрации в речных водах с кларком этих элементов в литосфере.

сера	5%	0,05%
хлор	8%	0,045%
	В реках	Кларк

Благодаря лучшей растворимости хлориды, сульфаты и карбонаты являются главным источником формирования минерализации поверхностных вод. При этом основное значение для химического состава воды имеют соли находящиеся в рассеянном состоянии в различных осадочных, глинистых, песчаных породах и почвах.

В меньшей степени влияет залежи этих солей.