ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Генезис примесей природных вод из "Обработка воды на тепловых электроносителях " Примеси поступают в воду из окружающей ее среды и в зависимости от характера и условий, в которых находится вода, накапливаются в ней или, претерпевая химические изменения, переходят в другие примеси. [c.13] Как известно, вода в ее природном круговороте испаряется под действием солнечной энергии с земной поверхности, конденсируется в атмосфере и выпадает обратно на землю в виде осадков, образуя поверхностный и подземный стоки. Поверхностным стоком называют воды атмосферных осадков, стекающие по поверхности почвы и образующие в конечном счете ручьи, реки и другие открытые водотоки и водоемы . Подземным стоком называют воды, просачивающиеся с поверхности почвы в более или менее глубокие слои ее, где они достигают водонепроницаемых пластов, стекают по ним и выходят обратно на земную поверхность в местах выхода на нее этих пластов. Присоединяясь на земной поверхности к водам поверхностного стока, они вместе с ними перемещаются до его конечного этапа — моря или другого бессточного водоема, завершая этим природный круговорот воды. [c.13] Наряду с природным круговоротом необходимо учитывать и дополнительный, искусственно созданный в результате деятельности человека производственно-бытовой круговорот воды человек для удовлетворения своих бытовых и производственных надобностей забирает часть воды из ее природного круговорота и по использовании возвращает ее снова в природный круговорот (в частности, в виде сточных вод). [c.14] Поступление примесей в воду происходит на всех этапах ее природного и производственно-бытового круговоротов. Мельчайшие капельки влаги, образующиеся при конденсации водяных паров в атмосфере, растворяют составляющие ее газы О2 и N2. Атмосферные осадки, выпавшие на землю, встречаются на поверхности почвы с различными минеральными (составные части почвы) и органическими (остатки отмерших растений и микроорганизмов продукты их более или менее глубокого разложения, в частности гуминовые вещества продукты обмена веществ организмов) веществами. Одни из этих веществ поступают в воду в истиннорастворенном, другие — в коллоидно- и грубодисперсном состояниях. [c.14] Одновременное наличие в воде органических веществ и растворенного О2 создает условия, благоприятствующие массовому развитию микроорганизмов (бактерий), также всегда присутствующих в поверхностных слоях почвы. В результате происходит процесс минерализации органического вещества, т. е. окисление содержащегося в нем углерода в ССЗ2, азота в НЫОз, серы в Н 2504, фосфора в Н3РО4 (водород, содержащийся в органическом веществе, окисляется в Н2О). [c.14] Наряду с указанными процессами вода, стекающая по поверхности почвы, вымывает из нее различные хорошо растворимые минеральные соли. [c.14] Значительная часть воды, выпадающая на земную поверхность в виде атмосферных осадков, просачивается сквозь почву, образуя, как уже сказано было, подземный сток. Последний подразделяется -на г р у н т о в ы е в о-д ы, залегающие между поверхностным слоем почвы и первым (от поверхности почвы) водонепроницаемым пластом, и межпластовые воды, более глубокие, залегающие в промежутках между двумя водонепроницаемыми пластами. [c.14] просачивающаяся (фильтрующаяся) сквозь почву, оставляет в ее поверхностных слоях все грубодисперсные и значительную часть коллоидных и бактериальных примесей. На большую глубину проникают в почву истинно растворенные примеси. Так как вода, проникающая в глубь почвы с ее поверхности, насыщена О2, то органические примеси довольно быстро подвергаются минерализации. Так, например, в воде, профильтровавшейся через 30-сантиметровый слой почвы, концентрация органических примесей может снижаться в 20 раз. [c.14] Образование сульфатов и нитратов (при минерализации серы и азотсодержащих органических примесей) является причиной повышения их концентрации в воде, фильтрующейся через почву, о повышение наблюдается, начиная с глубины —4 м. Такая последовательность объясняется тем, что при минерализации органических веществ в первую очередь происходит окисление содержащегося в них углерода и только во вторую окисляются сера и азот. [c.14] Десорбция СО2, образующейся в грунтовых водах при окислении органических примесей, затруднена (ввиду слабого газообмена с атмосферой), и поэтому концентрация ее в водах подземного стока может оказаться повышенной во много раз по сравнению с концентрацией ее в водах поверхностного стока. Следствием этого является более интенсивное растворение карбонатов [см. уравнения (1-8) и (1-9)] водами подземного стока и большее насыщение их бикарбонатами (главным образом кальция и магния). [c.15] Наряду с повышением солесодержания грунтовых вод в результате протекания рассмотренных реакций в них происходит поступление и растворимых солей из омываемых ими грунтов. В значительной степени этому способствует деятельность корневой системы растений, приводящая к рае-ложению труднорастворимых пород. В зависимости от характера пород, через которые фильтруются грунтовые воды, интенсивность поступления в них растворимых солей может быть весьма различной. [c.15] Наконец, фильтрация воды через почву сопровождается изменением ее ионного состава в результате обменной адсорбции. Наиболее легко почвенным комплексом сорбируются фосфаты, концентрация которых снижается практически до нуля уже на глубине нескольких десятков сантиметров. Концентрация ионов К+ (также хорошо сорбируемых почвенным комплексом, отдающим при этом в раствор ионы На+) снижается на 50% уже на глубине 2 м от поверхности почвы. Поэтому, несмотря на почти одинаковую распространенность натрия и калия в природе, концентрация ионов К+ в природных водах обычно значительно меньше концентрации ионов На+. [c.15] Достигнув водонепроницаемого пласта, вода подземного стока стекает по нему в сторону его наклона и в местах выхода его на поверхность почвы (обычно в долинах, балках, оврагах) вытек )ает в виде источников или ключей, вливаясь вновь в поверхностный сток. [c.15] Другой составляющей подземного стока являются межпластовые воды, источником питания которых могут быть также воды поверхностного стока, поступающие в расположенный между двумя водонепроницаемыми пластами фильтрующий слой в тех участках, где он выходит на поверхность почвы. Источники питания межпластовых вод могут быть удалены от района их залегания на значительные расстояния. Долгий путь, проходимый межпластовыми водами, и потребное для этого длительное время, обусловливают достаточную полноту протекания всех тех процессов формирования примесей, которые характерны для грунтовых вод. Так, межпластовые воды обычно не содержат растворенного О2, характеризуются полной минерализацией органических примесей и соответственно этому повышенной концентрацией СО2 и имеют постоянную температуру, характерную для слоя данной глубины залегания. В них часто встречаются в повышенных концентрациях соли Ре + (поступающие в раствор в результате взаимодействия СО2 с железосодержащими породами, в частности РеСОз). Солесодержание межпластовых вод в большинстве случаев бывает повышенным по сравнению с солесодержа-нием грунтовых вод. [c.15] Если же водоток протекает по районам с различными географическими условиями и геологическим строением, то в нем наблюдается закономерное изменение состава примесей врды. Примером может служить Волга, имеющая низкое солесодержание в своем верховье ( ---ЮО мг1л) и повыщенное примерно в 3 раза в устье. [c.16] Общим изменением характера грунтов и почв в пределах Европейской части СССР объясняется распространенное эмпирическое правило относительно повышения солесодержания воды рек по мере перехода с севера на юг. [c.16] Концентрация и состав примесей воды водотоков подвержены также сезонным колебаниям, которые являются тем более резкими, чем большее удельное значение в питании водотока имеет поверхностный сток (по сравнению с грунтовым питанием). В паводковый период солесодержание воды бывает очень низким, но одновременно с этим резко возрастает концентрация грубодисперсных примесей, увлекаемых с поверхности почвы быстро стекающими талыми водами. В меженный период летом, а также зимой солесодержание воды водотоков достигает своего максимума в это время поверхностный сток является минимальным и питание водотока в основном происходит за счет вод подземного стока, расход которых подвержен значительно меньшим сезонным колебаниям и которые обычно имеют более высокое солесодержание. [c.16] Наступление периода дождей также вызывает понижение солесодержания воды, которое особенно заметно в малых водотоках. В больших водотоках, бассейн водосбора которых расположен в нескольких метеорологически различных районах, это влияние сказывается значительно слабее. [c.16] Наряду с колебанием состава примесей воды водотоков по сезонам наблюдается изменение его также по годам в дождливые годы солесодержание воды водотоков понижается, в засушливые — повышается. [c.16] Вернуться к основной статье