Геохимия природных вод - Перельман А.И.
Скачать (прямая ссылка):
О—Са—С—N 123. Болотные воды древесных бо-
99. Черно-бурые тропические лот
реки 124. Болотные воды железистых бо-
0—С—N—Са—Si—Na лот
125. Болотные воды со свободной 100. Борсодержащие реки H2SO,
О—Na—С—В 126. Болотпые воды тропических и
подтропических стран
127. Болотные, измененные культурой воды
128. Придонные болотные воды
Для каждого вида В. И. Вернадский приводил химический элементарный состав в порядке убывания элементов.
Следует отметить, что в годы, когда писалась книга
В. И. Вернадского, состав вод выражался преимущественно в ионной форме, и предложенная ученым элементарная форма выражения состава вод не получила распространения. Однако в настоящее время микроэлементный состав вод (т. е. подавляющее число химических элементов) выражают именно так, как предлагал В. И. Вернадский.
Таким образом, классификация В. И. Вернадского геолого-географо-геохимическая, она учитывает не только геохимические особенности вод, но и физико-географические и геологические условия их распространения и залегания. Эта классификация самая полная из всех существующих, она но потеряла своего научного значения п в настоящее время.
33 Вернадский В. II. Нзбр. соч., т. 4, кн. 2, с. 192, 193.
Возможна и чисто геохимическая классификация вод, основанная на их свойствах, определяющих миграцию элементов. Любая классификация, как известно, основана на признаках классифицируемых объектов, причем важнейшие из них используются для выделения крупных таксонов (типов, классов и т. д.), а второстепенные — мелких (видов и др.). Следовательно, для классификации вод необходимо установить иерархию геохимических признаков— их таксономическое значение. Некоторые из этих признаков — общая минерализация вод, ионный и газовый состав, растворенное органическое вещество — уже рассмотрены. Какова же их иерархия? Как мы убедились, разные ученые решали этот вопрос по-разному.
За последние годы накопился большой фактический материал по геохимии природных вод, совершенствуется и методология науки. Все это создает возможность и необходимость разработки новой геохимической классификации вод или хотя бы ее основ. Такую задачу и поставил перед собой автор.
Освещение проблемы целесообразно начать с некоторых общих вопросов классификации.
ДИСКРЕТНОСТЬ ТАКСОНОВ КЛАССИФИКАЦИИ И НЕПРЕРЫВНОСТЬ СВОЙСТВ ВОД
Прерывность (дискретность) характерна для главных объектов изучения геохимии — химических элементов. Например, элемент может быть или кальцием или натрием, и никакие промежуточные формы, переходные между нальцием и натрием, невозможны. Классификация подобных объектов также имеет дискретный характер, и в этом случае принцип классификации вполне отвечает природе классифицируемого объекта. Однако для природных вод более характерна непрерывность. Так, величины содержания Са2+, Na+, Cl- и другпх ионов в водах образует непрерывный ряд. При подобном распределении использование в классификации дискретных понятий и терминов, т. е. выделение типов, классов, видов вод и т. д., содержит элемент условности. Часто лишь крайние члены непрерывного ряда могут быть отнесены к определенному типу, классу и т. д. Отсюда при геохимической классификации вод возникают затруднения, приходится устанавливать искусственные границы таксонов (не вытекающие из природы изучаемого объекта). Так, пресными
считаются воды, содержащие до 1 г ионов на 1 кг воды, солоноватыми — 1—25 г, и т. д. Условны границы и классов вод по составу ионов. Причина затруднений связала с природой воды как объекта классификации, с непрерывностью распределения многих ее свойств. Иначе говоря, принцип классификации, основанный на дискретных таксонах, здесь не адекватен природе классифицируемого объекта, для которого характерно непрерывное распределение свойств.
Однако непрерывное распределение не всегда исключает объективное выделение дискретных таксонов. Несмотря на непрерывность, некоторые свойства вод изменяются резко, скачком, на основе перехода количества в качество. Так, например, хотя температура вод изменяется непрерывно, имеются некоторые «характерные температуры», при которых свойства воды меняются резко. Известны резкие границы и для щелочно-кислотных свойств воды. При выделении таксонов геохимической классификации вод следует оперировать именно такими, резко меняющимися, свойствами, находить природные границы, заменяя ими условные — искусственные.
НЕРАВНОВЕСНОСТЬ ПРИРОДПЫХ ВОД
Для многих вод термодинамическое равновесие не характерно. Особенно неравновесны воды рек и озер тайги, тундры, влажных тропиков, которые содержат сильный восстановитель — растворенное оргапическое вещество п сильный окислитель — свободный кислород. В соответствии с законами термодинамики в водах протекают процессы, направленные к достижению равновесия, и органические вещества окисляются свободным кислородом. Однако равновесие никогда не достигается, так как новые порции этих активных соединений поступают из окружающих болот и атмосферы. Причина неравновесности иод, таким образом, заключается в постоянном притоке энергии, носителями которой служат геохимические аккумуляторы — свободный кислород, углерод и водород органических веществ. Определенное значение имеют радиоактивный распад и другие источники энергии.
