Распространенность воды в биосфере

Вода - одно из наиболее распространенных соединений в биосфе­ре. Представители флоры примерно на 90%, а представители фауны примерно на 75% состоят из воды.

Мировой океан занимает около 71% поверхности Земли и на его долю приходится 95-97% воды. Доля пресной воды составляет 3-5%, которую в свою очередь можно разделить на "мертвую" и "живую". Распределение "мертвой" воды (n*10^-6, км³):

- полярные льды n=29;

- грунтовая n= 9;

- озерная и речная n =0,2;

- атмосферная n =0,01.

На долю "живой" воды, входящей в состав флоры и фауны, прихо­дится около 0,01-10 км³. Современный объем водопотребления до­стиг 3 000 км³, что примерно равно годовому стоку всех рек РФ.

Естественный и антропогенный круговорот воды

В природе различают естественный и антропогенный круговорот воды.

Естественный - это такой круговорот, в результате которого во­да сохраняет свои состав и свойства.

Антропогенный - это такой круговорот, в результате которого во­да меняет свои состав и свойства.

Антропогенный круговорот обусловлен воздействием на воду че­ловека, энергетики, промышленности и сельского хозяйства. На вхо­де антропогенного круговорота - вода, а на выходе из него - сточные воды.

Сточная - это вода, участвующая в антропогенном круговороте, в результате которого ее состав и свойства становятся отличными от чистой воды.

Процесс поступления в воду ЗВ называют загрязнением. Обычно загрязнения подразделяют на физическое, химическое и биологи­ческое.

Физическое загрязнение воды проявляется через изменение ее физических параметров, таких как температура, наличие радиоак­тивных веществ и механических примесей.

Химическое загрязнение воды обусловлено неорганическими и органическими ЗВ. К неорганическим ЗВ воды относят растворенные в ней минеральные соли и минералы, кислоты, основания. Наиболее распространенными органическими ЗВ воды считают углеводороды (нефть и нефтепродукты) и их функциональные производные, синте­тические поверхностно-активные вещества, пестициды и другие орга­нические соединения. Ежегодно в воды Мирового океана поступает 5-10 млн. тонн нефти.

Биологическое загрязнение связано, прежде всего, с изменени­ем биологических свойств воды, с появлением в воде новых не типич­ных для чистой воды представителей фауны и флоры и с исчезнове­нием микроорганизмов, свойственных экологически чистой воде.

Обычно за чистую природную воду принимают прозрачную воду, которая не содержит ни взвесей, ни коллоидных частиц, ни органиче­ских веществ. Такие свойства присущи воде из ключей, родников, глубинных скважин.

Минеральный состав воды

Однако, если чистую природную воду проанализировать, то ока­жется что она содержит минеральные соли, диссоциированные на ионы. Основные ионы, содержащиеся в воде, приведены в табл.5.

 

Таблица 5

 

Катионы	Анионы
Ca+2	СО3-2
Mg+2	HCO3-
Na+	SO4-2
K+	Cl-
Fe+	F-

 

Вышеперечисленные ионы образуются врезультате диссоциации в воде солей Са (НСО₃)₂,, МgСО₃,, NаСl, КF, FеSО₄ и других. Анионы NО₃^-, РО₄^-3 и катион NH₄⁺ являются индикаторами загрязнения воды.

Концентрацию ионов в воде, как правило, измеряют в миллиграмм эквивалентах на 1 литр (мг-экв/л = 10^-3 г-экв/л). Также в мг-экв/л измеряют жесткость воды - важный качественный показатель, пред­ставляющий собой сумму концентраций ионов Са⁺² и Мg⁺². Напри­мер, жесткость невской, волжской и черноморской воды составля­ет 0,5, 5,6 и 65,5 мг-экв/л соответственно.

Для оценки жесткости воды в разных странах исторически сложи­лись национальные единицы ее измерения. Так в Германии с этой це­лью используют немецкий градус равный 10 мг СаО в1 л воды; во Франции - французский градус равный 10 мг СаСО₃ в1 л воды; в Ан­глии - английский градус равный 1 грану (0,0648 г) СаСО₃ в1 галло­не (3,785 л) воды.

Жесткость можно определить по количеству осадка - стеарата кальция Са(С₁₇Н₃₅СОО)₂, образующегося при растворении в воде стеарата натрия (С₁₇Н₃₅СООNа) – мыла:

2С₁₇ Н₃₅ СОО ^-+Са⁺² → Са (С₁₇Н₃₅СОО)₂ ↓.

Кроме жесткости вода характеризуется прозрачностью, темпера­турой, общим содержанием солей, взвесей, коллоидных частиц, рас­творенных органических соединений и газов.

Вода, которую человек называет пресной и не ощущает ее соле­ного привкуса, содержит солей до 1 г/л. Обычно пресную воду по со­держанию солей (г/л) подразделяют на:

- маломинерализованную ≤ 0,2

- среднеминерализованную 0,2 - 0,5

- высокоминерализованную 0,5-1,0.

Содержание солей (г/л) в морской воде существенно выше:

- в Балтийском море 5

- в Черном море 18

- в Тихом океане 35.