Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Сентября 2009 в 14:27, Не определен
Реферат
( ãðàíèòû, êâàðöåâûå ïîðîäû è ò.ä. ) ïî÷òè íåðàññòâîðèìû â âîäå è ñîäåðæàùåé óãëåêèñëîòó è îðãàíè÷åñêèå êèñëîòû.
Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííèìè â ïðèðîäíûõ âîäàõ ÿâëÿþòñÿ ñëåäóþùèå
èîíû : Cl- ,SO ,HCO ,CO ,Na+ ,Mg2+ ,Ca2+ ,H+.
Èîí õëîðà ïðèñóòñòâóåò ïî÷òè âî âñåõ ïðèðîäíûõ âîäîåìàõ, ïðè÷åì åãî ñîäåðæàíèå ìåíÿåòñÿ â î÷åíü øèðîêèõ ïðåäåëàõ. Ñóëüôàò - èîí òàêæå ðàñïðîñòðàíåí ïîâñåìåñòíî. Îñíîâíûì èñòî÷íèêîì ðàñòâîðåííûõ â âîäå ñóëüôàòîâ ÿâëÿåòñÿ ãèïñ.  ïîäçåìíûõ âîäàõ ñ ñîäåðæàíèåì ñóëüôàò - èîíà îáû÷íî âûøå, ÷åì â âîäå ðåê è îçåð. Èç èîíîâ ùåëî÷íûõ ìåòàëëîâ â ïðèðîäíûõ âîäîåìàõ â íàèáîëüøèõ êîëè÷åñòâàõ íàõîäèòñÿ èîí íàòðèÿ, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ õàðàêòåðíûì èîíîì ñèëüíîìèíåðàëèçîâàííûõ âîä ìîðåé è îêåàíîâ.
Èîíû êàëüöèÿ è ìàãíèÿ â ìàëîìèíåðàëèçîâàííûõ âîäàõ çàíèìàþò ïåðâîå ìåñòî. Îñíîâíûì èñòî÷íèêîì èîíîâ êàëüöèÿ ÿâëÿåòñÿ èçâåñòíÿêè, à
ìàãíèÿ - äîëîìèòû (MgCO3 ,CaCO3). Ëó÷øàÿ ðàññòâîðèìîñòü ñóëüôàòîâ è êàðáîíàòîâ ìàãíèÿ ïîçâîëÿåò ïðèñóòñòâîâàòü èîíàì ìàãíèÿ â ïðèðîäíûõ âîäàõ â áîëüøèõ êîíöåíòðàöèÿõ, ÷åì èîíîâ êàëüöèÿ.
Èîíû âîäîðîäà â ïðèðîäíîé âîäå îáóñëîâëåíû äèññîöèàöèåé óãîëüíîé êèñëîòû. Áîëüøèíñòâî ïðèðîäíûõ âîä èìåþò pH â ïðåäåëàõ 6,5 - 8,5. Äëÿ ïîâåðõíîñòíûõ âîä â ñâÿçè ñ ìåíüøèì ñîäåðæàíèåì â íèõ óãëåêèñëîòû pH îáû÷íî âûøå, ÷åì äëÿ ïîäçåìíûõ.
Ñîåäèíåíèÿ àçîòà â ïðèðîäíîé âîäå ïðåäñòàâëåíû èîíàìè àììîíèÿ, íèòðèòíûìè, íèòðàòíûìè èîíàìè çà ñ÷åò ðàçëîæåíèÿ îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ æèâîòíîãî è ðàñòèòåëüíîãî ïðîèñõîæäåíèÿ. Èîíû àììîíèÿ, êðîìå òîãî, ïîïàäàþò â âîäîåìû ñî ñòî÷íûìè ïðîìûøëåííûìè âîäàìè.
Ñîåäèíåíèÿ æåëåçà î÷åíü ÷àñòî âñòðå÷àþòñÿ â ïðèðîäíûõ âîäàõ, ïðè÷åì ïåðåõîä æåëåçà â ðàñòâîð ìîæåò ïðîèñõîäèòü ïîä äåéñòâèåì êèñëîðîäà èëè êèñëîò ( óãîëüíîé, îðãàíè÷åñêèõ(. Òàê íàïðèìåð, ïðè îêèñëåíèè âåñüìà ðàñïðîñòðàíåííîãî â ïîðîäàõ ïèðèòà ïîëó÷àåòñÿ ñåðíîêèñëîå æåëåçî:
FeS2 + 4O2 ® Fe2+ + 2SO
à ïðè äåéñòâèè óãîëüíîé êèñëîòû - êàðáîíàò æåëåçà:
FeS2 + 2H2CO3 ® Fe2+ + 2HCO3 + H2S + S.
Ñîåäèíåíèÿ êðåìíèÿ â ïðèðîäíûõ âîäàõ ìîãóò áûòü â âèäå êðåìíåèâîé êèñëîòû. Ïðè pH < 8 êðåìíèåâàÿ êèñëîòà íàõîäèòñÿ ïðàêòè÷åñêè â íåäèññîöèèðîâàííîì âèäå; ïðè pH >8 êðåìíèåâàÿ êèñëîòà ïðèñóòñòâóåò ñîâìåñòíî ñ HSiO , à ïðè pH >II - òîëüêî HSiO . ×àñòü êðåìíèÿ íàõîäèòñÿ â êîëëîèäíîì ñîñòîÿíèè, ñ ÷àñòèöàìè ñîñòàâà HSiO2·H2O , à òàêæå â âèäå ïîëèêðåìíåèâîé êèñëîòû: X·SiO2·y·H2O.  ïðèðîäíûõ âîäàõ ïðèñóòñòâóþò òàêæå Al3+ ,Mn2+ è äðóãèå êàòèîíû.
Ïîìèìî âåùåñòâ èîííîãî òàïà ïðèðîäíûå âîäû ñîäåðæàò òàêæå ãàçû è îðãàíè÷åñêèå è ãðóáîöèñïåðñíûå âçâåñè. Íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûìè â ïðèðîäíûõ âîäàõ ãàçàìè ÿâëÿþòñÿ êèñëîðîä è óãëåêèñëûé ãàç. Èñòî÷íèêîì êèñëîðîäà ÿâëÿåòñÿ àòìîñôåðà, óãëåêèñëîòû - áèîõèìè÷åñêèå ïðîöåññû, ïðîèñõîäÿùèå â ãëóáèííûõ ñëîÿõ çåìíîé êîðû, óãëåêèñëîòà èç àòìîñôåðû.
Èç îðãàíè÷åñêèõ âåùåñòâ, ïîïàäàþùèõ èçâíå, ñëåäóåò îòìåòèòü ãóìèíîâûå âåùåñòâà, âûìûâàåìûå âîäîé èç ãóìóñîâûõ ïî÷â (òîðôÿííèêîâ, ñàïðîïåëèòîâ è äð.). Áîëüøàÿ ÷àñòü èç íèõ íàõîäèòñÿ â êîëëîèäíîì ñîñòîÿíèè.  ñàìèõ âîäîåìàõ îðãàíè÷åñêèå âåùåñòâà íåïðåðûâíî ïîñòóïàþò â âîäó â ðåçóëüòàòå îòìèðàíèÿ ðàçëè÷íûõ âîäíûõ îðãàíèçìîâ. Ïðè ýòîì ÷àñòü èç íèõ îñòàåòñÿ âçâåøåííîé â âîäå, à äðóãàÿ îïóñêàåòñÿ íà äíî, ãäå ïðîèñõîäèò èõ ðàñïàä.
Ãðóáîäèñïåðñíûå ïðèìåñè, îáóñëàâëèâàþùèå ìóòíîñòü ïðèðîäíûõ âîä, ïðåäñòàâëÿþò ñîáîé âåùåñòâà ìèíåðàëüíîãî è îðãàíè÷åñêîãî ïðîèñõîæäåíèÿ, ñìûâàåìûå ñ âåðõíåãî ïîêðîâà çåìëè äîæäÿìè èëè òàëûìè âîäàìè âî âðåìÿ âåñåííèõ ïàâîäêîâ.
Ïîäçåìíûå âîäû.
Ñîâåòñêèé ó÷åíûé ëåáåäåâ íà îñíîâå ìíîãî÷èñëåííûõ ýêñïåðèìåíòîâ ðàçðàáîòàë êëàññèôèêàöèþ âèäîâ âîäû â ïî÷âàõ è ãðóíòàõ. Ïðåäñòàâëåíèÿ À.Ô.Ëåáåäåâà, ïîëó÷èâøèå äàëüíåéøåå ðàçâèòèå â áîëåå ïîçäíèõ èññëåäîâàíèÿõ, ïîçâîëèëè âûäåëèòü ñëåäóþùèå âèäû âîäû â ãîðíûõ ïîðîäàõ: â ôîðìå ïàðà, ñâÿçàííóþ, ñâîáîäíóþ, â òâåðäîì ñîñòîÿíèè.
Ïàðîîáðàçîâàííàÿ âîäà çàíèìàåò â ïîðîäå ïîðû, íå çàïîëíåííûå æèäêîé âîäîé, è ïåðåìåùàåòñÿ çà ñ÷åò ðàçëè÷íîé âåëè÷èíû óïðóãîñòè ïàðà èëè ïîòîêîì âîçäóõà. Êîíäåíñèðóÿñü íà ÷àñòèöàõ ïîðîäû, âîäÿíûå ïàðû ïåðåõîäÿò â äðóãèå âèäû âëàãè.
Ðàçëè÷àþò íåñêîëüêî âèäîâ ñâÿçàííîé âîäû. Ñîðáèðîâàííàÿ âîäà óäåðæèâàåòñÿ ÷àñòèöàìè ïîðîäû ïîä âëèÿíèåì ñèë, âîçíèêàþùèõ ïðè âçàèìîäåéñòâèè ìîëåêóë âîäû ñ ïîâåðõíîñòüþ ýòèõ ÷àñòèö è ñ îáìåííûìè êàòèîíàìè. Ñîðáèðîâàííóþ âîäó ðàçäåëÿþò íà ïðî÷íîñâÿçàííóþ è ðûõëîñâÿçàííóþ. Åñëè âëàæíóþ ãëèíó ïîäâåðãàòü äàâëåíèþ, òî äàæå ïîä äàâëåíèåì â íåñêîëüêî òûñÿ÷ àòìîñôåð ÷àñòü âîäû íåâîçìîæíî óäàëèòü èç ãëèíû. Ýòî ïðî÷íîñâÿçàííàÿ âîäà. Ïîëíîå óäàëåíèå òàêîé âîäû äîñòèãàåòñÿ ëèøü ïðè òåìïåðàòóðå 150 - 300îÑ. ×åì ìåíüøå ìèíåðàëüíûå ÷àñòèöû, ñëàãàþùèå ïîðîäó, è, ñëåäîâàòåëüíî, âûøå èõ ïîâåðõíîñòíàÿ ýíåðãèÿ, òåì áîëüøåå êîëè÷åñòâî ïðî÷íîñâÿçàííîé âîäû â ýòîé ïîðîäå. Ðûõëîñâÿçàííàÿ, èëè ïëåíî÷íàÿ, âîäà îáðàçóåò ïë¸íêó âîêðóã ìèíèðàëüíûõ ÷àñòèö. Îíà óäåðæèâàåòñÿ ñëàáåå è äîâîëüíî ëåãêî óäàëÿåòñÿ èç ïîðîäû ïîä äàâëåíèåì. Îñîáåííî âàæíóþ ðîëü èãðàåò ñîðáèðîâàííàÿ âîäà â ãëèíèñòûõ ïîðîäàõ. Îíà âëèÿåò íà ïðîñíîñòíûå ñâîéñòâà ãëèí è ôèëüòðàöèîííóþ ñïîñîáíîñòü.
Êàê óæå óêàçûâàëîñü, ñâÿçàííàÿ âîäà ó÷àñòâóåò â ñòðîåíèè êðèñòàëëè÷åñêèõ ðåø¸òîê íåêîòîðûõ ìèíåðàëîâ. Êðèñòàëëèçàöèîííàÿ âîäà âõîäèò â ñîñòàâ êðèñòàëëè÷åñêîé ðåø¸òêè. Ãèïñ, íàïðèìåð ñîäåðæèò äâå ìîëåêóëû âîäû CaSO4·2H2O. Ïðè íàãðåâàíèè ãèïñ òåðÿåò âîäó è ïðåâðàùàåòñÿ â àíãèäðèò (CaSO4).
Èçâåñòíî, ÷òî ïðè òåìïåðàòóðå îêîëî 4îÑ âîäà èìååò ìàêñèìàëüíóþ ïëîòíîñòü 1,000 ã/ñì3. Ïðè 100îÑ å¸ ïëîòíîñòü - 0,958 ã/ñì3, ïðè 250îÑ -
0,799 ã/ñì3. Çà ñ÷åò ïîíèæåííîé ïëîòíîñòè ïðîèñõîäèò êîíâåêòèâíîå, âîñõîäÿùåå äâèæåíèå íàãðåòûõ ïîäçåìíûõ âîä.
Ïðèíÿòî ñ÷èòàòü, ÷òî âîäà ïðàêòè÷åñêè íåñæèìàåìà. Äåéñòâèòåëüíî, êîýôôèöèåíò ñæèìàåìîñòè âîäû, ïîêàçûâàþùèé, íà êàêóþ äîëþ ïåðâîíà÷àëüíîãî îáúåìà óìåíüøèòñÿ îáú¸ì âîäû ïðè óâåëè÷åíèè äàâëåíèÿ íà I aò, î÷åíü ìàë. Äëÿ ÷èñòîé âîäû îí ðàâåí 5·10-5 I/àò. Îäíàêî óïðóãèå ñâîéñòâà âîäû, à òàêæå âîäîâìåùàþùèõ ïîðîä èãðàþò âàæíåéøóþ ðîëü â ïîäçåìíîé ãèäðîäèíàìèêå. Çà ñ÷åò ñèë óïðóãîñòè ñîçäàåòñÿ íàïîð ïîäçåìíûõ âîä. Òåìïåðàòóðà è äàâëåíèå äåéñòâóþò íà ïëîòíîñòü âîäû â ïðîòèâîïîëîæíîì íàïðàâëåíèè.
Ïëîòíîñòü ïîäçåìíûõ âîä çàâèñèò òàêæå îò èõ õèìè÷åñêîãî ñîñòàâà è êîíöåíòðàöèè ñîëåé. Åñëè ïðåñíûå ïîäçåìíûå âîäû èìåþò ïëîòíîñòü, áëèçêóþ ê
1 ã/ñì3, òî ïëîòíîñòü êîíöåíòðèðîâàííûõ ðàññîëîâ äîñòèãàåò 1,3 - 1,4 ã/ñì3. Ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû ïðèâîäèò ê çíà÷èòåëüíîìó óìåíüøåíèþ âÿçêîñòè ïîäçåìíûõ âîä è, òàêèì îáðàçîì, îáëåã÷àåò èõ äâèæåíèå ÷åðåç ìåëü÷àéøèå ïîðû.
Ïîäçåìíûå âîäû èñêëþ÷èòåëüíî ðàçíîîáðàçíû ïî ñâîìó õèìè÷åñêîìó ñîñòàâó. Âûñîêîãîðíûå èñòî÷íèêè îáû÷íî äàþò î÷åíü ïðåñíóþ âîäó ñ íèçêèì ñîäåðæàíèåì ðàñòâîðåííûõ ñîëåé, èíîãäà ìåíåå 0,1 ã. â 1 ë., à â îäíîé èç ñêâàæèí â Òóðêìåíèñòàíå áûë ðàññîë ñ ìèíåðàëèçàöèåé 547 ã/ë.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ:
1. “Ñîñòàâ, ñâîéñòâà è ìåòîäû î÷èñòêè ñòî÷íûõ âîä ïðåäïðèÿòèé ãîðíîé
ïðîìûøëåííîñòè” Å.Ô. Ïàíèíà 1990ã.
2) È.Ô.Ëèâ÷àê, Þ.Â.Âîðîíîâ "Îõðàíà îêðóæàþùåé ñðåäû".
3) Í.Ì.×åðíîâà,À.Ì.Áûëîâà "Ýêîëîãèÿ".
4) æóðíàë "ÇÍÀÍÈÅ"(íàðîäíûé óíèâåðñèòåò åñòåñòâåííîíàó÷íûé ôàêóëüòåò), "Çåìëÿ ëþäåé".