Хімічний склад озерних вод

За хімічним складом і мінералізацією озерні води дуже різноманітні. Солоність їх змінюється від 14 мг/л (майже дистильована вода) до високої концентрації насичених та перенасичених розчинів, які містять до 300-350 г солі на 1 кг води. Значною мірою на хімічний склад озерних вод впливають біологічні процеси, котрі відбуваються в озерних водах; вони сприяють утворенню солей фосфору, азоту, кремнію, частково заліза, за рахунок їх в озерній воді утворюються органічні сполуки (гумінові кислоти, амінокислоти, спирти, жирні кислоти тощо).

За ступенем солоності озера поділяються на прісні (вміст солі до 1 г/кг, або 1%_о), солонуваті (солоність 1-24 г/кг, 7%_о; це в основному озера, розташовані і зоні степів та напівпустель), солоні (вміст солі дорівнює солоності вод Світового океану від 24,7 до 47%_о) та соляні, або мінеральні (солоність понад 47%_о).

За хімічним складом води озер поділяються на три групи: гідрокарбонатні, з переважанням іонів вугільної кислоти НСО₃ (такі води характерні для більшості прісних озер), сульфатні, з переважанням сірчаних сполук (такі води характерні для солонуватих озер) і хлоридні, з переважанням іонів СІ (такі води характерні для солоних озер).

Хімічний баланс озер. Хімічні елементи у вигляді іонів, колоїдів, газів здебільшого надходять в озера разом з поверхневими і підземними водами, які живлять їх; частина хімічних елементів утворюється в самому озері внаслідок розчинення солей, які містяться в ґрунтах і гірських породах, котрі складають озерну улоговину, або внаслідок розкладання мулу. Деякі елементи, в основному гази, надходять з атмосфери.

Витрачаються хімічні сполуки на стік з озера або фільтрацію води в грунт дна і схилів улоговини озера. Частина солей в озерах з підвищеною мінералізацією випадає в осад, деяка частина (гази) йде в атмосферу.

Загальна кількість солей в озері визначається різницею між надходженням їх і втратою, тобто сольовим, чи хімічним, балансом.

Відносне значення окремих елементів хімічного балансу неоднакове в різних озерах і залежить від фізико-географічних особливостей водозбору озера, розміру озера й інтенсивності водообміну.

Хімічний склад озерних вод визначається складом вод приток, які приносять в озеро разом з водами мінеральні солі, деякі гази та органічні речовини. Значну групу органічних сполук становлять в озерах гумінові речовини і продукти розкладання рослинних і тваринних решток.

Істотний вплив на хімічний склад озерних вод у ряді випадків має діяльність людини. Значна кількість хімічних речовин надходить в озера разом з поверхневим стоком з окультурених угідь, де вносяться добрива. Природний склад озерних вод також змінюють стічні води промислових підприємств, шахт і рудників.

Сольовий склад та солоність озерної води не залишаються постійними, вони змінюються як за площею, так і в часі (за сезонами року). Зміна солоності та сольового складу за площею озера залежить від розмірів приток, що впадають в озеро.

Мінералізація більшості прісних озер зони надмірного зволоження перевищує 200-300 мг/л. Причиною незначної мінералізації цих озер є мала величина випаровування порівняно з величиною стоку з озера, що не сприяє накопиченню солей в озері, порівняно мала мінералізація вод, які надходять в озеро (річкові води, опади).

В умовах різкого перевищення випаровування над стоком осолонення озера неминуче. Процес осолонення посилюється у безстічних озерах посушливої зони, де мінералізація вод озер підвищена, незважаючи на порівняно малу мінералізацію вод приток.

Солоність озерних вод змінюється і в часі внаслідок зміни співідношення елементів хімічного та водного балансу і зміни об'єму водної маси озера. Сезонні зміни мінералізації озерних вод в одній і тій же кліматичній зоні незначні в озерах з великим об'ємом води і малим притоком. Із зменшенням об'єму озера та зі збільшенням проточності мінералізація озерних вод значно коливається. У безстічних озерах сезонні коливання мінералізації ще різкіші.

Крім сезонних, в озерах мають місце й річні коливання мінералізації води. Так, у посушливі роки мінералізація вод безстічних озер збільшується, у вологі – зменшується.

Уповільнений водообмін, котрий є характерною гідрологічною особливістю озер, призводить до неоднорідності як мінералізації, так і хімічного складу окремих частин озера й по вертикалі. Найбільші відхилення в мінералізації спостерігаються в прибережній смузі – у затоках, бухтах, особливо якщо в них впадають річки. На хімічну неоднорідність по вертикалі значно впливають термічна шаруватість і густина.

Для зони недостатнього зволоження характерні мінеральні озера, у воді яких переважають окремі хімічні сполуки. Наприклад, у воді озер Присивашшя накопичилася велика кількість хлоридно-натрієвих та хлоридно-магнієвих сполук.

Воду мінеральних озер називають розсолом або ропою. За походженням ропи мінеральні озера поділяються на морські й континентальні. Вода озер морського походження, склад якої спочатку подібний до складу морської води, поступово під впливом кліматичних факторів (опади, випаровування, температура тощо) і поверхневого річкового стоку змінює свій склад. В озерах континентального походження солі накопичуються поступово, за рахунок розчинення солей, які містяться в ґрунтах і гірських породах, що складають водозбірний басейн і приносяться поверхневими та підземними водами.

Залежність мінералізації води озер від фізико-географічних факторів, насамперед, від клімату, визначає географічну зональність у розподілі солоних озер на земній кулі. Розташування їх збігається в основному із зонами степів, напівпустель та пустель.

В Україні солоні озера зустрічаються в пониззі Дунаю, Дністра та Дніпра (Алібей, Сасик, Тузли, Ялпуг тощо) та на півночі Криму (Сиваш).

Газовий режим озер. При формуванні гідрохімічного режиму і протіканні біологічних процесів в озерах велике значення мають розчинені у воді гази, серед яких основними є кисень, вуглекислий газ, сірководень та ін. Ці гази надходять у воду або з атмосфери, розчиняючись у верхніх шарах води, або утворюються внаслідок біохімічних процесів, які відбуваються у водній масі озера. Незначна частина газів надходить разом з водою приток.

При значній циркуляції озерних вод вміст розчинених газів вирівнюється по всій глибині озера. Влітку та взимку (періоди прямої та оберненої стратифікації) розподіл газів в озері значною мірою залежить від температурного режиму та інтенсивності біологічних процесів.

На теперішній час найбільш вивчений режим розчиненого кисню. В озерну воду кисень надходить через верхній шар, який стикається з атмосферою, а також за рахунок фотосинтезу. В глиб озера кисень проникає під час осіннього та весняного перемішування. Нестача кисню в нижніх шарах води може призвести в зимовий період до загибелі риби та інших живих організмів.

Вуглекислий газ, на відміну від кисню, утворюється в усій водній товщі озера, а використовується у верхніх шарах, у зоні фотосинтезу. Ось чому біля поверхні води вуглекислого газу найменше.

Сірководень виникає в придонних шарах деяких озер при розкладанні білкових речовин за відсутності кисню (в основному взимку, коли доступ повітря у воду утруднюється).

При підвищенні температури води кількість розчинених у ній газів зменшується, а при зниженні, навпаки, збільшується.

Дата добавления: 2014-01-04