- materia organica dizolvata;
Uneori emit un alt grup - solide în suspensie.
Sa stabilit experimental că în ocean deschis, indiferent de gradul de concentrare absolută dintre ionii principali primari ai compoziției sare rămâne aproximativ constantă.
Se propune să împartă toată apa naturală a anionilor dominante în trei clase:
Fiecare clasă este cationul predominant este împărțit în trei grupe:
Carbonat și ionii hidrocarbonat sunt o componentă esențială a compoziției ionice a terenurilor proaspete și naturale de apă demineralizată. Se pare că acești ioni în apă, prin dizolvarea sărurilor acidului carbonic - calciu și carbonați de magneziu.
Sărurile de CaCO3 și MgCO3 greu solubili în apă și pot merge în soluție numai în prezența dioxidului de carbon
Ionii HCO 3 -. CO3 2-. Ca 2+. H + și H2 CO3 sunt interconectate într-o soluție într-un anumit raport cantitativ determinat printr-o constantă de acid carbonic prin disocierea prima și a doua etape (K1 = 3. 10 - 4. 7. K2 = 10 - 11). Acești ioni și acid carbonic formează un sistem de carbonat de echilibru chimic, adică modificarea conținutului uneia dintre ele atrage după sine o modificare a conținutului de altul, ceea ce este important să se mențină mediul de reacție în apele naturale.
Principalele surse ale sulfaților dizolvați în apă sunt diferite roci sedimentare care includ gips CaSO4. 2H2 O. Sursele de ioni de sulfat în apă naturală sunt procese și oxidarea sulfului nativ care apar pe ecuația
și oxidare pe scară largă de compuși crustala sulfurat.
ionii de sulfat sunt stabile. In absenta sulfatilor de oxigen poate fi recuperată, de obicei, prin acțiunea bacteriilor reducătoare de sulfați detectate în mări și în apele zăcăminte de petrol, la hidrogen sulfurat. Rezultând în sulfura de proces de recuperare ulterioare sulfatii la contactul cu aerul reoxidized mai întâi la sulf
și apoi la sulfați.
Cu un conținut semnificativ de apă în cloruri și sulfați, ele sunt cauza agresivitatea în raport cu beton. De exemplu, ionii de sulfat pot interacționa cu var ciment, pentru a forma gips, ceea ce determină o creștere a volumului și a formării de fisuri în beton. Prezența apei într-o cantitate semnificativă de clorură duce la scurgeri și prin degradarea blocurilor de beton, din cauza formării de calciu și magneziu cloruri solubile.
ionii metalelor alcaline. Dintre ionii metalelor alcaline în apele naturale din cele mai mari cantități sunt ioni de Na +. în mult mai mici - ioni de K +. Ca și ionii de clorură, ionii de Na + sunt ionii de apă caracteristice silnomineralizovannyh.
Sursa principală de cationi de sodiu în apele naturale sunt depozitele sale sub formă de săruri de clorură, sunt printre diferitele rocile sedimentare marine, precum și în regiunile aride și origine continentală.
O altă sursă de ioni de metal alcalin în apă naturală sunt produse de intemperii rocă. Potasiul se gaseste in principal in roci vulcanice acide (orthoclase, muscovit) și sodiu este inclus în compoziția diferitelor aluminosilicați. Mai mult, în unele cazuri, există o adsorbție schimb de Ca2 + și Na + în roci, rezultând o soluție în loc de Ca apare 2+ cantitate echivalentă de ioni de Na + în conformitate cu schema:
ioni de calciu și magneziu. Dacă apa silnomineralizovannyh domină cationul de sodiu, apoi apele mineralizate domină de obicei cation de calciu este mult mai puțin - magneziu.
Principala sursă de Ca 2+ cationilor în apele naturale calcaroase, se dizolvă acid carbonic în apă pentru a forma hidrocarburi
O altă sursă de Ca 2+ în apele naturale este gipsul, foarte frecvente în roci sedimentare.
cationi de magneziu în apă alimentate în mod avantajos prin dizolvarea dolomită (MgCO3. CaCO3), marne sau produse rocii la intemperii.
Prezența cationilor de calciu și magneziu determină duritatea apei.
gaze dizolvate. Dintre cele mai mari gaze dizolvate importanță sunt oxigen și carbon oxid (IV) (dioxid de carbon) și, de asemenea, conținând azot, hidrogen sulfurat, metan și altele.
Solubilitatea gazelor în apă depinde de natura sa, presiunea parțială și temperatură. Pentru o anumită temperatură, solubilitatea poate fi determinată de legea lui Henry:
unde C - solubilitate gaz, mg / dm 3;
K - factor de proporționalitate egală cu solubilitatea
gaz, la o anumită temperatură și presiune de 1 atm;
P - presiunea parțială, atm.
Concentrația oricărui gaz din apa tinde să treacă în echilibru cu presiunea parțială a gazului deasupra apei, deci apar în mod continuu procesele de sorbție și desorbție reversibile.
Oxigenul este o apă naturală sub formă de molecule dizolvate. Prezența sa este o condiție prealabilă pentru existența majorității organismelor care populează apa.
Apă îmbogățită cu oxigen prin dizolvarea atmosferă de oxigen și datorită instalațiilor sale de izolare acvatice în timpul fotosintezei. Ploaie și zăpadă este de obicei apa suprasaturată cu oxigenul, astfel încât acestea să curgă în rezervorul de aerare crește acestuia. Scăderea conținutului de oxigen dizolvat în apă se datorează eliberării sale în atmosferă și din cauza consumului prin oxidarea substanțelor organice în respirația organismelor, fermentare, mineralizarea resturilor organice. Prezența oxigenului dizolvat este una dintre cauzele de corozivitate a apei la metale. Concentrația de oxigen determină valoarea potențialului redox și în mare măsură direcția și viteza proceselor chimice și biochimice ale oxidării. Regimul de oxigen exercită o influență puternică asupra vieții rezervorului.
Dioxid de carbon. Dioxidul de carbon în apă este în principal sub formă de CO2 dizolvat molecular. Cu toate acestea, o porțiune de aproximativ 1%, reacționează cu apa pentru a forma acid carbonic
De obicei, cu toate acestea, nu împărtășesc CO2 și H2 CO3 și dioxid de carbon implică sub suma lor.
Sursa de dioxid de carbon în apele naturale sunt în primul rând oxidarea materiei organice are loc direct în apă și în soluri, silturi, cu care apa intră în contact. Acestea includ respirație organismele acvatice și diferite tipuri de fermentare se descompun reziduurile organice. Îmbogățiți apa cu dioxid de carbon și procesele geochimice din roci sedimentare. Absorbția de CO2 din atmosferă se observă aproape exclusiv în mările, și foarte rar în apele terestre.
Dintre procesele, pentru reducerea CO2 în apele naturale, acestea sunt esențiale în eliminarea aerului datorită oversaturation apei acestui gaz; cheltui pentru tranziție într-o soluție de roci carbonatice; consumul vegetației acvatice în fotosinteză.
Alte gaze. Apariția în apele naturale, hidrogen sulfurat și metan indică o procese de putrefacție care apar în rezervoare cu acces limitat la aer. În condiții naturale, ca hidrogenul sulfurat și metan sunt mai frecvente în apele subterane. Cu toate acestea, prezența acestor gaze, în special H2 S, în râuri și lacuri poate fi o consecință a apelor uzate netratate.
Dizolvat materie organica. Această grupă de substanțe includ diferiți compuși organici: acizi organici, alcooli, aldehide, cetone, esteri, proteine, carbohidrați, amine, aminoacizi liberi, etc. Prin origine dizolvată materia organică poate fi divizată în autohtone - produse biochimice și metabolice ale resturilor organismelor de degradare - și alohton care sosesc într-un mediu apos cu scurgerile de suprafață din zone de captare a apei pluviale și se topesc apa din precipitații și apă uzată.
Poluarea apelor naturale apare și pesticide utilizate în agricultură.
Printre sursele constante de materie organică ar trebui să includă, de asemenea, menajere și industriale a apelor uzate care intră în apele subterane și râuri. Compoziția acestor substanțe este foarte diferită. Acestea includ compuși activi de suprafață (surfactanți), fenoli, produse petroliere și altele.
Nutrienți. Pentru a aparțin substanțelor biogene într-un fel sau altul legate de originile lor la activitatea organismelor acvatice. Prezența acestor substanțe în apă, la rândul său, determină posibilitatea organismelor acvatice. Izolarea acestui grup este oarecum arbitrară, deoarece în procesele de viață sunt implicate și alți ioni, cum ar fi ionii de Ca2 +. Mg 2+. K +. Nutrienții sunt în apă sub formă de ioni, și, de asemenea, sub formă de coloizi.
Compuși cu azot. Dintre compușii cu azot anorganici se găsesc în cationi de apă naturale de amoniu (NH4 +), nitrit (NO2 -) și nitrat (NO3 -) anioni. Similitudinea geneza lor și posibilitatea trecerii reciproce de la unul la altul da motiv pentru a le combina într-un singur grup.
Principala sursă de apă naturală NH4 +. și apoi NO3 - și NO2 - sunt diferite substanțe organice complexe de origine animală sau vegetală care conțin în proteine structura sa. Unele microorganisme sunt capabile sub influența enzimelor proteolitice descompun moleculele proteice în lanțul peptidic și aminoacizii individuali:
Rezultat Aminoacidul descompus în continuare cu ajutorul unor bacterii și enzime cu evoluție de amoniac.
Descompunerea (dezaminare) aminoacizi pot fi realizate cu participarea apei (dezaminare hidrolitică)
oxigen (dezaminare oxidativă)
și hidrogen (dezaminare reducătoare)
Procesul de descompunere a produselor de hidroliză a compușilor cu microorganisme cu amoniac eliberare proteine numite amonificare.
Cu toate acestea, cationul de amoniu poate să apară într-un mod diferit - de compuși anorganici. Se vede în prezența NH4 + ape mlăștinoase bogate în substanțe humice, care este aparent capabil să reducă nitratii NH4 +. Nitrații și nitriții pot fi reduse la NH4 + și alte substanțe, cum ar fi hidrogenul sulfurat și fier (II). In plus, NH4 + cade adesea în corpurile de apă, ca parte a apelor reziduale industriale, de exemplu, îngrășăminte cu azot, sodă, cocs, gaz, și alte plante.
Prezența amoniacului în apă este întotdeauna o suspiciune de contaminare a apelor reziduale.
In apa naturala amoniacul este destul de instabil și sub influența bacteriilor nitrificatoare este mai întâi oxidat la nitrit și în acid azotic (reacția nitrificare)
Studiind raportul conținutului de apă de suprafață de amoniac, nitriți și nitrați poate judeca timpul de poluare a apei. Astfel, prezența apei în absența amoniacului și nitrit indică poluarea apă proaspătă. Absența amoniacului în apă, în prezența nitriți și nitrați, dovezi în special că contaminarea apei a avut loc mult timp în urmă, și a fost procesul de auto-curatare.
fosfor organic dizolvat este o componentă de compuși organici complecși. Fosforul poate fi prezent în apa naturală și particule în origine atât minerale și organice în suspensie.
compuși ai fosforului, deși sunt prezente în apele naturale în cantități infime, sunt critice pentru dezvoltarea vieții plantelor, adesea fiind unul dintre factorii care limitează și determină dezvoltarea organismelor vegetale și, prin urmare, rezervoare de productivitate. Această creștere a conținutului de fosfor în apă proaspătă devine, de obicei, cauza eutrofizare.
Compușii de fier sunt adesea găsite în apele naturale datorită tranziției lor în soluție din diferite roci, în care fierul este larg răspândită. fier de vară în soluție poate avea loc sub acțiunea acizilor sau oxidanti. În apele mlăștinoase de fier este adesea sub forma unor complexe humice complexe.
Forma în care fierul este în apele naturale pot fi foarte diverse. Predominante în apele subterane feros prezent în rezervoare de apă sub formă de săruri solubile de bicarbonat, fier (II) Fe (HCO3) și carbonat de 2 FeCO3. care sunt stabile numai în cazul în care conțin cantități mari de CO2 și absența oxigenului. Altfel, hidroliză, iar fierul trece în hidroxid de fier greu solubil (II)
care este apoi oxidat rapid în hidroxid de fier (III)
Procesul de oxidare, în multe cazuri, are loc la participarea microorganismelor care utilizează energia eliberată în timpul acestei activități proces.
Fe (OH) 3 sunt foarte puțin solubile, dar pot fi prezente în soluție într-o stare coloidală, care, aparent, este principala formă de existență a fierului în apele de suprafață.
Apa care conține fier în cantități mari, au de obicei un mediu de reacție acidă. Această caracteristică apelor feruginoase, unde originea fierului datorită dizolvării sulfatului de fier (III).
compuși de fier (III) sunt mai frecvente în apele de suprafață (sutimi, rareori zecimi de mg / dm 3), compuși de fier (II) în apele subterane -preimuschestvenno mai multe cantități mari (până la 1 mg / dm 3).
Compuși de siliciu. Ubicuitatea de siliciu în natură asigură o alimentare continuă cu apă naturală într-un acid silicic Leach apă și sărurile sale alcaline conținând ioni HSiO3 - și SiO3 2-. și o parte din siliciu este în particulele coloidale în compoziția SiO2 „H2O, precum și sub formă de compoziție polisilicic acidului x SiO2'uN2 O. De asemenea, în apa prezentă, și compusul de siliciu organic.
Substanțe toxice. Această grupă de substanțe includ metale grele (mercur, cadmiu, plumb, etc.), produse petroliere și alte pesticide organoclorurate, fenoli, compuși activi de suprafață sintetici (surfactanți), etc.
apelor uzate industriale conțin adesea cantități semnificative de solide în suspensie. Creșterea admisibilă a concentrației lor în apele naturale este strict raționalizată.