Минеральный состав природной воды и его влияние на гидробионтов

Природные воды – сложные многокомпонентные системы. Так, вода существует не в виде химического соединения, состоящего из водорода и кислорода, а представляет собой сложное тело, в состав которого помимо молекул воды входят самые разнообразные вещества. Все они играют ту или иную роль в жизни водного населения. Наибольшее экологическое значение для водных обитателей имеет степень насыщения воды различными газами, концентрация ионов минеральных солей, водородных ионов и органических веществ, состав и концентрация взвешенных веществ (Таубе, 1971).

Главнейшие ионы, содержащиеся в природных водах:

· катионы: Na+, K+, Ca2+, Mg2+;

· анионы: HCO3-, SO42-, Cl-.

В значительно меньших количествах (и не всегда) содержатся катионы Fe2+, Fe3+, Mn2+; анионы HSiO3-, HPO42-, I-, HS- и др. В окружающей среде может меняться не только суммарное количество ионов, но и их соотношение (Таубе, 1971).

Следует отметить, что поток воды в реках имеет не ламинарный (линейный), а турбулентный характер, когда формируются различные завихрения, обуславливающие энергичное перемешивание водной массы и выравнивание всех гидрологических градиентов (температурных, солевых, газовых и т.д.) (Константинов, 1986).

Суммарную концентрацию всех минеральных ионов, имеющихся в воде, обозначают как ее соленость. Наиболее часто соленость пресных вод выражается в миллиэквивалентах, а морских вод – в граммах на 1 кг, или в промилле (о/оо). Значение минеральных ионов в жизни гидробионтов очень многогранно. Одни из них, получивших название биогенов, необходимы растениям для обеспечения процессов биосинтеза. К таким биогенам, лимитирующим рост и развитие гидрофитов, в первую очередь относятся ионы, содержащие азот, фосфор, кремний и железо (Константинов, 1986).

Другое значение минеральных ионов связано с влиянием на солевой состав гидробионтов (диффузия через их наружные покровы). Суммарная концентрация ионов определяет тоничность внешней среды водных организмов, условия их осморегуляторной работы. Наконец, с повышением солености воды возрастает ее плотность и вязкость, что существенно сказывается на плавучести гидробионтов и условия их движения (Возная, 1979).

Минерализация воды сильно меняется по сезонам года, заметно снижаясь во время паводков. За счет разбавления меженных вод слабоминерализованными паводковыми может даже меняться принадлежность реки к тому или иному классу. Содержание биогенов в реках сильно варьирует в зависимости от их характера и сезона года (Дерпгольц, 1979).

Немаловажное значение для водных организмов имеет концентрация ионов кальция и магния, суммарное содержание которых определяет особое качество воды – жесткость. Достаточная жесткость воды – необходимое условие для существования гидробионтов с известковым скелетом.

Выяснено, что специфика физиологического действия ионов преимущественно определяется не анионами, а катионами. Некоторые ионы, противоположно влияющие на одну и ту же функцию, называют антагонистами (Юрков, 1962).

Хлориды по общему содержанию в природных водах занимают первое место среди анионов. Содержание их колеблется в пределах от десятых долей до тысячи и более миллиграммов на литр. Это преобладающие анионы в водах с высокой степенью минерализации. В бытовых сточных водах всегда много хлоридов. Резкое увеличение концентрации Cl- в воде указывает на загрязнение водоема сточными водами (Константинов, 1986).

Сульфаты содержатся почти во всех природных водах, нередко преобладая среди анионов. Концентрация их колеблется от нескольких десятков до тысячи миллиграммов на литр. Ионы SO42- поступают в природные воды при растворении гипсовых пород, мирабилита, в результате окисления сероводорода, свободной серы и сульфидов. При большом содержании SO42- ионов (более 250 мг/л) возникает сульфатная коррозия бетона, проявляющияся в образовании соединений большего объема, чем составные части тела бетона (CaSO4.2H2O, сульфоалюмината кальция) (Дерпгольц, 1979).

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru