8.2. Места повышенной реакционной способности гидросферы

Одной из наиболее трудных задач, связанных с определением состояния и степени загрязнения воды, является выбор мест для отбора проб. Чтобы получить надежные данные о водной системе, обязателен отбор проб воды. Выбору мест для отбора представительных проб слишком часто отводится второстепенная роль. При таких условиях результаты и выводы будут иметь весьма отдаленное отношение к истинному состоянию, так как на каждом участке водной системы устанавли­вается динамическое равновесие, и во многих случаях его характе­ристики специфичны для рассматриваемого участка. При сечении водных масс вертикальной плоскостью можно выделить ряд мест повышенной реакционной способности.

Поверхностная пленка

Поверхностная пленка – особая область, которая обычно простирается на глубину до 50 – 500 мкм. Все равновесные процессы массообмена между водой и воздухом протекают именно в этой области. Для оценки относи­тельных размеров этой области была

рассмотрена некоторая за­висимость деятельности океана от его поперечного сечения. Средняя точка на этой шкале соответствует 10-3м, т.е. 1 мм, и на верхний миллиметровый слой приходится половина всей деятельности океана.

Для верхнего слоя толщиной 200 мкм характерно поразительно высокое содержание загрязнений практически всех видов. Химизм реакций, протекающих в этом переходном слое «воздух – вода», об­ладающем рядом уникальных химических и физических свойств, весьма сложен и плохо изучен.

Основные водные массы

Можно выделить несколько типов вод в зависимости от глуби­ны их расположения и зональности (зональность вод обычно обус­ловливается изменениями температуры воды в зависимости от глубины):

· поверхностные.


Сюда обычно проникает солнеч­ный свет, для этого слоя в наибольшей степени характерна биоло­гическая активность, обусловленная протеканием фотосинтеза и получением питательных веществ;

· промежуточные, или глубинные. Проникновение в эти слои света, и теплового излучения минимально, и их свой­ства в значительной мере зависят от специфических для разных районов условий перемещения водных масс;

· придонные – это слои воды, в которых реакции переноса приобретают дополнительное значение. Здесь перенос происходит от воды к осадку и обратно. Если вер­тикальная диффузия в столбе воды затруднена, возможны су­щественные изменения в концентрации примесей между придон­ными водными массами и столбом воды, лежащим в более высо­ких слоях.

Осадок

Все нерастворимые и частично растворимые вещества, в конце концов, оказываются в донном осадке, где и собираются все за­грязнения. При изменении рН и окислительно-восстановительной характеристики среды соединения могут либо растворяться, либо выпадать в осадок. Биологическая активность донного населения может способствовать преобразованию загрязнений. При этом мо­гут проявляться свойства, отличающиеся от тех, которые характе­ризовали первоначально введенные загрязнения.

Каждый из перечисленных водных слоев характеризуется изменением физических, химических и биологических условий, что отражается на кинетике реакций между присутствующими в воде соедине­ниями. Так, например, в области повышенной биологической ак­тивности загрязнения могут рассеиваться и поглощаться гораздо быстрее, чем в местах пониженной биологической активности. Аналогично изменения температуры будут влиять па раствори­мость и равновесие реакций. Эти изменения могут быть постоян­ными или сезонными либо пренебрежимо малыми для некоторых районов.