|
Конечно, химический состав речных рек в разных крупных районах имеет отличия. Американский ученый Д. Ливингстон определил среднее содержание главных ионов в речных водах отдельных континентов. Эти данные, приведенные в таблице 8, позволяют увидеть не только различие, но и общие черты ионного стока. Среди анионов в водах рек преобладают гидрокарбонатный, сульфатный и хлоридный ионы. Повышенное содержание нитрат-иона в речных водах Европы и Северной Америки обусловлено влиянием производственной деятельности человека. Среди катионов больше всего содержится кальция, второе место попеременно занимают натрий и магний, калия значительно меньше.
С речным стоком ежегодно выносятся огромные массы ионов. По данным А. П. Виноградова, основные катионы речных вод выносятся в следующих количествах: кальций — 455 млн. т, натрий — 175 млн. т, магний — 115 млн. т, калий — 52 млн. т. В соответствующих эквивалентных количествах мигрируют анионы: хлор — 224 млн. т, сульфат-ион — 420 млн. т. Весьма значительна масса кремния, мигрирующего в речных водах в виде Si02. В год выносится с суши 210 млн. т этого элемента.
Совершенно особые формы нахождения химических элементов в поверхностных водах суши связаны с коллоидами. Как уже было отмечено ранее, процесс выветривания сопровождается прогрессирующим измельчением твердого вещества земной коры. Когда диспергируемые частицы твердого вещества достигают величины около 0,1 мкм (1 см"6), они приобретают новые свойства. Эти частицы образуют в воде коллоидные растворы или золи.
Особые свойства коллоидных частиц обусловлены их очень малыми размерами и соответственно большой удельной поверхностью. Большая часть минералов обладает определенной кристаллохимической структурой. Внутри структуры ионы находятся в равновесном состоянии, на ее поверхности энергетические возможности ионов частично не использованы. Ионы твердого вещества, находящиеся на его поверхности, способны воздействовать на свободные ионы в растворе — отталкивать одноименно заряженные и притягивать ионы противоположного знака. Явление притяжения заряженных частиц под влиянием остаточных сил ионов, находящихся на поверхности твердого тела, называется сорбцией, или поглощением. В результате коллоидные частицы приобретают определенное строение и электрический заряд.
Рассмотрим образование строения коллоидной частицы на простейшем примере. При сливании растворов нитрата серебра и бромида калия образовались мелкие частицы кристаллического бромида серебра. Если затем дополнительно добавить некоторое количество раствора бромида калия, то к поверхности частиц бромида серебра прочно притянутся ионы брома (цвет. рис. V). Они образуют слой отрицательно заряженных ионов, который определяет заряд почвенной частицы. Анионы брома притягивают положительно заряженные катионы калия, которые уравновешивают (компенсируют) отрицательный заряд коллоидной частицы. При этом часть катионов калия соединяется ионной связью с ионами брома, а часть ионов калия связывается менее прочно. В итоге образуется отрицательно заряженная коллоидная частица бромида серебра с двойным электрическим слоем — слоем ионов брома и слоем ионов калия.
|