|
Активная реакция среды.
В составе воды как минерала всегда присутствуют водородные ионы, которые возникают при диссоциации: Молекулы воды диссоциированы на ионы в очень небольшой своей части. Однако роль ионов водорода в природных водоемах весьма велика, поскольку они определяют количественное равновесие химических систем (в частности, углекислотно-кальциевой). Концентрацию ионов водорода, и гидроксиля в связи с малой Шеличиной принято выражать в виде их десятичных логарифмов, взятых с обратным знаком:
В условиях нейтральной среды [Н+]=10~7 рН, откуда |>Н = 7. В щелочной среде рН>7, в кислой — рН<7. На величину активной реакции среды оказывает влияние температура, так как от нее зависит степень диссоциации. Ионное Произведение воды [Н~]-[ОН~]= 10~14 г-моль/л при темпера- type 22°. С понижением температуры воды Концентрация водородных ионов несколько снижается.
По Зёрнову (1949), все пресноводные бассейны можно Объединить в две основные группы: воды нейтрально-щелочные с рН>6 и воды торфяные с рН<5. В природе могут ж тречаться и отклонения от этих двух групп как в сторону ''плее щелочных вод с рН = 7,8—8,8 (9,5—10,5) — особенно к период массового развития фитопланктона или в зарослях нысшей водной растительности при значительном освещении — так и в сторону кислых с рН = 4,0—4,5 (3,4—3,8) п сфагновых озерах и болотах, богатых гуминовыми вещест- п,Iми. Подкисление болотных вод связано с деятельностью фагнума, способного избирательно адсорбировать различаются катионы солей, замещая их водородными ионами и повышая рН примерно до 4, когда наступает ионное равновесие и процесс обмена приостанавливается. Ионообменной способностью обладают и другие органические торфообразующие материалы растительной природы (хвощи, осоки и др.), аиако сфагновые мхи — в большей степени.
Активная реакция среды может иметь значительные суточные и сезонные колебания, особенно в евтрофных водоемах, что связано с высокой активностью биологических и физико-химических процессов в богатых жизнью подах. Побуженная водная растительность растет в щелочных водах и избегает кислых, она находится в более тесной зависимости от химического состава илов и состава газов воды, чем растения с плавающими и надводными листьями. В кислых дистрофных водоехмах погруженная водная растительность развивается слабо., уступая .место сфагновым мхам.
Активная реакция среды, как и расгоорениые газы., определяет наличие тех или иных форм соединений, биогенных элементов в водоемах и степень их доступности для использования высшей водной растительностью и фитопланктоном.
Растворенные газы
Поступление газов в водоем происходит как из атмосферы, так и в результате жизнедеятельности и разложения водных организмов. Растения и животные потребляют газы в процессе жизни, часть их может выделяться в атмосферу (звазия). Так, при пересыщении воды кислородом в процессе фотосинтеза этот газ выделяется из воды. Газовый режим тесно связан с термическими и биологическими условиями водоема. Из атмосферы поверхностью воды абсорбируется кислород, азот и углекислый газ в количествах, определяемых" температурой и давлением воздуха.
Кислород — один из основных факторов, обеспечивающих наличие жизни в водоеме. Содержание в воде растворенного кислорода обусловлено ветровыми волнениями, конвекционными течениями и процессом фотосинтеза. Роль диффузии кислорода из атмосферы в спокойных водах имеет весьма малое значение. Кислород отличается умеренной растворимостью в воде, которая зависит от ряда 'факторов, прежде всего от температуры и солености (табл. 8).
Таблица 8
Зависимость растворимости кислорода в воде (мл/л) от температуры > и солености
|
|
Соленость, О/оо |
|
Температура |
|
|
|
|
|
|
30 |
35 |
|
|
|
0 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
40 |
|
0 |
10,29 |
9,97 |
9,65 |
9,33 |
9,01 |
8,68 |
8,36 |
8,03 |
7,71 |
|
5 |
9,03 |
8,75 |
8,48 |
8,21 |
7,94 |
7,67 |
7,40 |
7,13 |
6,86 |
|
10 |
8,02 |
7,79 |
7,56 |
7,33 |
7,10 |
6,87 |
6,63 |
6,40 |
6,17 |
|
15 |
7,22 |
7,03 |
6,83 |
6,63 |
6,43 |
6,23 |
6,04 |
5,84 |
5,64 |
|
20 |
6,57 |
6,40 |
6,22 |
6,05 |
5,88 |
5,70 |
5,53 |
5,35 |
5,18 |
|
25 |
6,04 |
5,88 |
5,72 |
5,56 |
5,40 |
5,24 |
5,08 |
4,93 |
4,77 |
|
30 |
5,57 |
5,42 |
5,27 |
5,12 |
4,96 |
4,80 |
4,65 |
4,50 |
4,-35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В случае необходимости пересчета объемных единиц растворенного кислорода в весовые следует иметь в виду что при 0° и атмосферном давлении 760 мм рт. ст. 1 мл О2 — -1,429 мг 02; 1 мг 02 = 0,70 мл 02 и 1 ммоль 02=16мг02^= -11,2 мл 02.
Абсолютное выражение содержания растворенного кислорода еще не показывает полностью, много или мало кисл°~ рода в воде при данных условиях. Для оценки относительного содержания 02 применяется расчет процента насыщения воды кислородом по отношению к нормальной величине: растворимости при данной температуре и давлении:
а -100-760;
О, = N-P
где а — количество 02, определенное в водоеме, N —¦нормальное количество 02 при данной температуре и давлении '760 мм рт. ст. (табл. 9), Р — атмосферное давление.
Таблйцй 9
Растворимость кислорода в дистиллированной воде при 760 мм давления сухой атмосферы и парциальном давлении кислорода, равном 20,90% (мг/л)
|
Темпе |
|
|
|
|
|
|
|
0,7 |
|
0,9 |
|
ратура, °С |
0 |
ОД |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,8 |
|
0 |
14,70 |
14,66 |
14,62 |
14,58 |
14,54 |
14,50 |
14,46 |
¦ * 'М-
14,42' |
14,38 |
14 |
34 |
|
1 |
14,30 |
14,26 |
14,23 |
14,19 |
14,15 |
14,11 |
14,07 |
14,03 |
14,00 |
1? |
96 |
|
2 |
13,92 |
13,88 |
13,85 |
13,81 |
13,78 |
13,74 |
13,70 |
13,67 |
13,63 |
13 |
60 25 |
|
3 |
13,56 |
13,53 |
13,49 |
13,46 |
13,42 |
13,39 |
13,36 |
13,32 |
13,29 |
13 |
|
4 |
13,22 |
13,19 |
13,15 |
13,12 |
13,09 |
13,05 |
13,02 |
12,99 |
12,96' |
12 |
92 |
|
5 |
12,89 |
12,86 |
12,83 |
12,80 |
12,77 |
12,73 |
12,70 |
12,67 |
12,64 |
12 |
61 |
|
6 |
12,58 |
12,56 |
12,52 |
12,49 |
12,46 |
12,43 |
12,41 |
12,38 |
12,35 |
12 |
32 |
|
7 |
12,29 |
12,26 |
12,23 |
12,20 |
12,17 |
12,14 |
12,12 |
12,09 |
12,06 |
12 |
03 |
|
8 |
12,00 |
11,97 |
11,95 |
11,92 |
11,89 |
11,86 |
11,84 |
11,81 |
11,78 |
11 |
76 |
|
9 |
11,73 |
11,70 |
11,68 |
11,65 |
11,63 |
11,60 |
11,57 |
11,55 |
11,52 |
11 |
50 |
|
10 |
11,47 |
11,45 |
11,42 |
11,40 |
11,37 |
11,35 |
11,33 |
11,30 |
11,28 |
И |
25 |
|
11 |
11,23 |
11,21 |
11,18 |
11,16 |
11,13 |
11,11 |
11,09 |
11,06 |
11,04 |
11 |
01 |
|
12 |
10,99 |
10,97 |
10,94 |
10,92 |
10,90 |
10,87 |
10,85 |
10,83 |
10,81 |
10 |
78 |
|
13 |
10,76 |
10,74 |
10,72 |
10,69 |
10,67 |
10,65 |
10,63 |
10,61 |
10,58 |
10 |
56 |
|
14 |
10,54 |
10,52 |
10,50 |
10,48 |
10,46 |
10,43 |
10,41 |
10,39 |
10,37 |
10 |
35 |
|
15 |
10,33 |
10,31 |
10,29 |
10,27 |
10,25 |
10,23 |
10,21 |
10,19 |
10,17 |
10 |
15 |
|
16 |
10,13 |
10,11 |
10,09 |
10,07 |
10,05 |
10,03 |
10,01 |
9,99 |
9,97 |
9 |
95 |
|
17 |
9,93 |
9,91 |
9,89 |
9,87 |
9,85 |
9,83 |
9,82 |
9,80 |
9,78 |
9 |
76 58 |
|
18 |
9,74 |
9,72 |
9,70 |
9,69 |
9,67 |
9,65 |
9,63 |
9,61 |
9,60 |
9 |
|
19 |
9,56 |
9,54 |
9,53 |
9,51 |
9,49 |
9,47 |
9,46 |
9,44 |
9,42 |
9 |
41 |
|
20 |
9,39 |
9,37 |
9,36 |
9,34 |
9,33 |
9,31 |
9,29 |
9,28 |
9,26 |
9 |
25 |
|
21 |
9,23 |
9,21 |
9,19 |
9,18 |
9,16 |
9,14 |
9,13 |
9,11 |
9,09 |
9 |
08 |
|
22 |
9,06 |
9,04 |
9,03 8,88 |
9,02 |
9,00 |
8,98 |
8,97 |
8,95 |
8,94 |
8 |
92 |
|
23 |
8,91 |
8,89 |
8,87 |
8,85 |
8,83 |
8,82 |
8,80 |
8,79 |
8 |
77 |
|
24 |
8,76 |
8,75 |
8,73 |
8,72 |
8,70 |
8,69 |
8,68 |
8,66 |
8,65 |
8 |
63 |
|
25 |
8,62 |
8,61 |
8,59 |
8,58 |
8,56 |
8,55 |
8,54 |
8,52 |
8,51 |
Н |
49 |
|
26 |
8,48 |
8,47 |
8,45 |
8,44 |
8,43 |
8,41 |
8,40 |
8,39 |
8,38 |
8 |
36 |
|
27 |
8,35 |
8,34 |
8,32 |
8,31 |
8,30 |
8,28 |
8,27 |
8,26 |
8,25 |
8 |
23 |
|
28 |
8,22 |
8,21 |
8,20 |
8,18 |
8,17 |
8,16 |
8,15 |
8,14 |
8,12 |
8 |
11 |
|
29 |
8,10 |
8,09 |
8,08 |
8,06 |
8,05 |
8,04 |
8,03 |
8,02 |
8,00 |
7 |
99 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Поступление кислорода в водоем ограничивается верхним фотическим слоем.
Потребление кислорода на дыхание и окислительные процессы проходит во всей толще воды, поэтому в водоемах с интенсивными окислительными процессами дефицит кислорода бывает весьма значителен, а в придонных слоях, особенно в период летней стагнации и зимнего покоя, кислород часто полностью потребляется. В зоне фотосинтеза в дневные часы вода пересыщается кислородом, в темное время суток он расходуется на дыхание.
Содержание кислорода в воде на единицу объема в 30— 35 раз меньше, чем в воздухе. Если в воздухе содержание кислорода — достаточно постоянная величина, то в воде его содержание колеблется.
Похожие статьи:
Добавить статью в закладки
|
