Озерні природно-аквальні комплекси та їх вивчення у шкільній географії

дипломная работа

1.2 Хімічний склад та солоність озерної води

У озерних водах виявлено більшість елементів таблиці Менделєєва. Одні хімічні елементи і зєднання присутні в озерних водах в порівняно великих кількостях і визначають сольовий склад води - іони НСОз, СОз, SO4, Cl, Ca, Mg, Na, К. Інші елементи містяться у воді в дуже малих кількостях: вуглець, азот, фосфор, кремній, сірка, залізо. Деякі з них роблять величезний вплив на біологічні процеси, що протікають в озерах. Ці елементи прийнято називати біогенними.

Сольовий склад озер тісно повязаний з географічною зональністю. Для кожної географічної зони характерний певний склад озерних вод. У зоні тундри у воді озер переважають іони Si і НСОз; у лісовій зоні - іони НСОз, Са; у зоні степів - іони SO4, НСОз, Na, К; у зоні пустель і напівпустель - іони Сl і Na.

У кожному озері існує деяка рівновага між надходженням хімічних елементів і їх втратою, тобто сольовий баланс. Прибуткова частина сольового балансу складається головним чином з солей, що поступають з водозбору з водами приток, витратна частина балансу - за рахунок винесення солей із стоком. У стічних озерах можливо деяке накопичення солей в результаті біохімічних і інших процесів. У прісних і солоноватих озерах в невеликих кількостях осідають Са, СаСОз MgCOз, кремній, залізо і фосфор. У Ладозькому озері, наприклад, осідає 1,5 % від приходу всіх солей. У безстічних озерах вода витрачається тільки на випаровування, тому в них відбувається акумуляція солей, тобто озеро може перетворитися на мінеральне.

За якістю і кількістю розчинених речовин озера діляться на прісні і мінеральні; останні, у свою чергу -- на солонуваті і солоні. Прісними вважаються озера, у воді яких вміст розчину різних речовин не перевищує 1 г на літр води. У солонуватих озерах літр води містить до 25 г, в солоних - понад 25 г. Звичайно солоність морської води позначають в промілле, тобто в тисячних долях по масі солей від маси розчину. У солоних озерах солоність може досягати 200-300‰і більше.

Прісні озера набули поширення в умовах надмірного зволоження: у тундрі, в помірних широтах, в зонах екваторіальних і тропічних лісів, тобто там, де опадів випадає більше, ніж їх випаровується. Це звичайно бувають стічні і проточні озера, вода в яких безперервно оновлюється і не відбувається накопичення мінеральних речовин.

Солонуваті і солоні озера характерні для зони недостатнього зволоження, де практично витрата води озер йде тільки через випаровування, тому в них накопичуються мінеральні речовини. Це, як правило, безстічні озера степів, напівпустель і пустель.

Найпрісніші з великих озер - Онезьке, Ладозьке, Верхнє, Байкал, мінералізація яких коливається від 30 до 100 міліграм/л. Але все-таки найпріснішим з крупних озер, ймовірно, є озеро Венерн, найбільше озеро Західної Європи. Його мінералізація складає 20 міліграм/л. Особливо бідні солями гірські озера, улоговини яких утворені в малорозчинних кристалічних породах, що живляться сніговими і льодовиковими водами. [18, c. 45]

Нами було поставлене запитання: від чого ж залежить величина мінералізації? Частково ми вже відповіли: від клімату. Але не тільки зволоження визначає ступінь мінералізації озерної води. Важливу роль має геологічна будова території, де знаходяться озера. Такі породи, як, наприклад, вапняки, мергель, крейда, гіпс, розчиняючись поверхневими і підземними водами, збільшують надходження мінеральних речовин в озера. Ультрапрісна вода Ладозького і Онезького озер повязана не тільки з надмірним зволоженням, але і з геологічною будовою їх басейнів, які переважно складені кристалічними породами, що важко розмиваються.

Солонуваті озера від прісних відрізняються підвищеним вмістом солей. На території колишньої СРСР до солонуватих відносяться крупні озера - Каспійське, Аральське, Балхаш, Іссик-Куль і багато інших, дрібніших. Солонуватими є і такі крупні озера Центральної Азії, як Далайнор, Лобнор, Кукунор; африканські озера - Чад, Рудольф; північноамериканські - Севір, Уолкер, Уїннемакка, Карсон-Синк та інші.

Найбільшими солоними озерами світу є Ейр, Велике Солоне, Мертве море, Торренс, Гірке та інші. Велика солоність цих озер обумовлює високу щільність їх води. Наприклад, щільність води Мертвого моря складає 1,233 г/см3, тоді як найбільша щільність прісної води - 0,999 г/см3. У солоних озерах відсутня вертикальна циркуляція водних мас, оскільки солоні, щільніші води займають придонну частину озера, менш солоні, розпріснені шари розташовуються зверху.

Вода в солоних озерах настільки насичена солями, що є розсолом, або ропою. При перенасиченні розсолів відбувається кристалізація і осадження солей. Кристалізація солей відбувається тоді, коли концентрація їх в розсолі досягає 250-300 г в одному літрі води. Звичайно це спостерігається у випадку, якщо випаровування води більше за її притік в озеро. Тому необхідна умова утворення солоних озер - сухий теплий або жаркий клімат.

Солоні озера по складу солей діляться на карбонатні, сульфатні і хлоридні. Цікаво відзначити одну особливість солоних озер: при зміні клімату вони здатні переходити з одного в інший тип озер по складу солей. Якщо озера усихають, то карбонатні озера перетворюються на сульфатні, а останні - в хлоридні. Коли озера стають сухими, то зверху вони, як правило, покриваються пластами кухонної солі. Навпаки, при зволоженні клімату хлоридні озера переходять в сульфатні, які, у свою чергу, стають карбонатними, а останні - прісними. Тому одне і те ж озеро у різний час може мати різний хімічний склад. Наприклад, солоні озера Центральної Азії зовсім недавно, близько 10 тис. років тому, були прісними.

Карбонатні - це содові озера, в яких вуглекислі солі натрію, осідаючи, утворюють відкладення природної соди. У Кулундінському степу відомі содові озера під назвою „білизняних”. У минулому на „білизняні” содові озера приїжджали цілими сімями для прання білизни без мила. Влітку в содових озерах може кристалізуватися кухонна сіль, трону, мірабіліт, тенардит, взимку - сода, мірабіліт, бігідрат.

Унаслідок великої сухості клімату площа содових озер може сильно змінюватися в маловодні роки, а часом озера взагалі висихають. Чим більше висихають озера, тим більш лужною стає їх вода. Концентрація солей натрію, особливо вуглекислого і його похідних, робить воду не тільки гіркою, але і смертельною для споживаючих її тварин.

Сульфатні озера містять високий відсоток сірчанокислих зєднань солей магнію, натрію і ряду інших. У них найчастіше відкладається мірабіліт. Влітку в сульфатних озерах кристалізуються гіпс, кухонна сіль, мірабіліт, тенардит, астраханіт, епсоліт та інші взимку - мірабіліт, бігидрат.

Сульфатні озера зустрічаються в пустинних областях Північної Америки, Африки, Азії, Австралії. Озеро Герднер розташоване в центральній частині Південної Австралії. Подібно до озера Эйр воно також часом пересихає. Озерні відклади у верхніх шарах більш ніж на 80 % представлені гіпсом, перекритим зверху шаром кухонноїї солі.

Хлоридні озера є найпоширенішими серед солоних озер. Розсоли цих озер складаються, головним чином, з хлористого натрію, хлористого магнію, хлористого кальцію і інших солей. Влітку в хлоридних озерах кристалізуються кухонна сіль, гіпс і бішофіт, взимку - кухонна сіль, двохводний кристалічний гідрат хлористого кальцію.

До хлоридних озер відносяться найбільші солоні озера світу - Ейр, Велике Солоне, Мертве море та інші. Великого поширення хлоридні і хлоридно-сульфатні озера набули в пустелях-западинах Центральної Азії.

Майже вся центральна частина Австралії зайнята величезною червонуватою піщаною пустелею, усіяною численними пересихаючими озерами. Найбільше з них - Ейр, воно є найкрупнішим з хлоридних озер світу. [18, c. 47-48]

До мінеральних відносяться деякі вулканічні озера, унікальні по хімічному складу. На Малайському архіпелазі, в східній частині острова Ява, в кратері вулкана Іджен знаходиться грандіозне гаряче озеро з водою молочно-бірюзового кольору - Кава Іджен. Ця вулканічна чаша зберігає в собі 40 млн. м3 суміші концентрованої природної соляної кислоти. У кожному літрі цієї суміші разом з іншими солями міститься 5 г розчиненого алюмінію, а всього в озері розчинено більше 200 тис. т цього металу. На берегах озера в результаті випаровування утворюються відкладення квасців, гіпсу. З озера витікає кисла річка Баніпутік.

У озері кальдери вулкана Головкіна на острові Кунашир вода кисла із-за вмісту соляної і сірчаної кислоти. Вона є колоїдним розчином сірки. На його поверхні навіть плавають пластівці чорної сірчаної піни.

Складним хімічним складом відрізняється вода озера Фумарольного, вулкана Узон, що знаходиться в кальдері, на Камчатці. Тут в хлоридно-натрієвих розчинах спостерігається високий вміст мишяку і сурми. Вода має кислу реакцію.

Делись добром ;)