Кафедра Океанологии МГУ имени М.В. Ломоносова
/ Океанология / Гидрохимия
Гидрохимия

Практически все природные воды, - это сложный химический раствор, содержащий все известные на Земле химические элементы и продукты их взаимодействия с водой. Химический состав природных вод и его изменения изучает гидрохимия. Химия океана или химическая океанография – наука, изучающая химический состав воды в океанах и морях, донных осадках, а также взвесях, морских льдах и его изменения на границах с атмосферой и дном. Химия океана тесно связана с океанологией и представляет её часть.

Океанская вода никогда не была пресной. Состав ювенильного океана эволюционировал под воздействием процесса химического выветривания земной коры и поступления газов в результате дегазации мантии. Важнейшим этапом в формировании химического состава океанских вод было появление в атмосфере Земли кислорода, вызвавшее кардинальные изменения солевого состава морской воды и приблизившее его к современному. Солевая масса океана очень велика, а значит и весьма инертна по сравнению с отдельными элементами баланса солей. Нужны многие миллионы лет, чтобы изменения в её составе стали заметными.

            В то же время количество и состав растворённых в океане веществ испытывают межгодовую изменчивость, меняются в течение года, по сезонам и даже с суточной периодичностью. Неоднороден состав воды океана в разных его районах и по глубинам. Изменения химического состава воды во времени и простран­стве формируют гидрохимический режим океанов и морей, изуче­ние которого является одной из главных задач химии океана. Деятельность живых организмов и биохи­мическое окисление отмершего органического вещества ведут к из­менениям солевого и газового состава воды. В воды океана непрерывно посту­пают различные химические соединения с материков, из атмосферы и из недр Земли. В то же время океан и сам служит источником солей, поставляемых в атмосферу и на материки.

Вода океана содержит множество хи­мических соединений в растворённом состоянии, в коллоидной и взвешенной формах и в составе живых организмов. Вещества, присутствующие в природных водах принято делить на главные ионы (макрокомпоненты), органические вещества, растворённые газы, биогенные вещества (минеральные соединения азота, фосфора и кремния), микроэлементы, загрязняющие вещества.

Одиннадцать ионов (макрокомпонентов) основного солевого состава в сумме дают 99,99% всех растворённых в океане веществ. Наибольшее количество в океанской воде хлоридных ионов и ионов натрия. Эти два иона составляют 85,6% от суммы всех ионов. В воде постоянно присутствуют растворённые атмосферные газы азот, кислород, двуокись углерода и некоторые другие.

Многие свойства морской воды определяются состоянием карбонатной системы, в которую входят двуокись углерода, угольная кислота, карбонатные и гидрокарбонатные ионы. Карбонатная система во многом определяет регулирование величины рH и таким образом влияет на многие химические равновесия. Она играет большую роль в различных процессах в океане, таких как: взаимодействие между океаном и атмосферой, фотосинтез и разложение органического вещества, изменение кислотности морской воды и выпадение нерастворимых карбонатных осадков. Карбонатная система влияет на поддержание обстановки, благоприятной для сохранения жизни в океане.

В составе морской воды всегда присутствует органическое вещество в виде живых организмов, взвесей, коллоидных и молекулярных соединений, которые являются продуктами жизнедеятельности организмов и их неполного распада при отмирании. Присутствие органического вещества определяет в основном существующее различие между природными водами и растворами тех же солей и газов в дистиллированной воде. В настоящее время в организмах морских растений и животных определено около 70 химических элементов. Основная же масса живого вещества на 99,9% состоит лишь из 12 элементов: углерода, водорода, кислорода, натрия, магния, калия, кальция, азота, фосфора, кремния, хлора, серы. Растворенные минеральные соединения азота, фосфора и кремния выделяют в отдельную группу главных биогенных веществ. Создание органического вещества и его разложение влияют на химический состав воды.

Морская химия – это в значительной степени химия поверхностей раздела. Главные из них: морская вода–атмосфера, морская вода–донные осадки, морская вода–берег, морская вода–взвеси, морская вода–организмы. Процессы, происходящие на границах контактирующих сред, играют важную роль в формировании гидрологической и гидрохимической структуры морей, их экологического состояния. Химические реакции, происходящие в морской воде, главным образом связаны с той или иной границей раздела.

Современное направление развития гидрохимии диктуется экологическим состоянием вод. Большинство видов деятельности человека сопровождается загрязнением среды. Загрязняющие вещества – химические соединения, избыточно теплые стоки, биологические организмы, которые попадают в водные объекты или возникают в них под влиянием хозяйственной деятельности, превышают средний природный фон и вызывают ухудшение качества среды. Интенсивное загрязнение природных вод обусловило необходимость создания новых и совершенствования существующих методов анализа для определения характера загрязнения, оценки качества воды, прогнозирования изменений, которые могут произойти под воздействием загрязняющих веществ. 




webgl gpgpu water
Select