Формы миграции химических элементов в воде.

 В природных водах химические элементы и их соединения мигрируют в ионной, коллоидной, взвешенной (суспензии органических и неорганических веществ, органо-минерального происхождения), газообразной формы, а также с живыми организмами (растения, животные, бактерии). Для природных вод характерна ионная форма миграции химических элементов.

Ионы могут быть простыми (К+), сложными (SO42-) и комплексными  2-. Комплекс состоит из центрального атома (иона) и радикалов (адденд, лиганда). Некоторые органические радикалов, соединяясь с ионом металла, образуют хелатные комплексы. Хелаты сравнительно устойчивы в водных растворах, распад некоторых из них в воде повышает их миграцию. Комплексные ионы могут диссоциировать на более простые. Максимальной устойчивостью к комплексообразованию обладают элементы VIII группы периодической системы, минимальной 0 и I группы. Элементы других групп образуют комплексы с промежуточным положением. По мере увеличения концентрации водного раствора ионы усложняются от простых до комплексных. Форма миграции зависит от реакции и окислительно-восстановительного потенциала.

С хелатами  и коллоидами тесно связан очень распространенный процесс в ландшафте – сорбция (поглощение). Она участвует почти во всех химических и биохимических процессах и происходит на границе двух сред (твердая поверхность – вода, вода – газы). Сорбция лежит в основе питания организмов, обоняния человека и животных, воздействия химических на микробы. Сорбция подразделяется на физическую (адсорбция, абсорбция) и химическую (хемосорбция). Адсорбция – это присоединение иона или соединения поверхностью коллоидной частицы. Абсорбция – процесс, при котором ионы входят внутрь коллоидной частицы и находятся в необменном состоянии. Если при поглощении ионов и молекул коллоидной частицей происходит образование нового химического соединения (СО2+СаСО3=СаСО3), такой процесс называется хемосорбцией. Хемосорбция сопровождается выделением тепла в большом количестве. Границу между физической и химической сорбцией провести трудно.

Процесс, противоположный сорбции – десорбция – это выведение адсорбированного иона с поверхности коллоидной частицы.

Коллоидная форма миграции элементов характерна для поверхностных и грунтовых вод в рыхлых породах. Коллоидная частица с сорбированными на ее поверхности ионами называется мицеллой. Мицеллы по происхождению бывают минеральные (глины), органические (гумус), органо-минеральные (соли гумусовых кислот). По строению различают аморфные (органические) и кристаллические (минеральные) мицеллы. Минеральные коллоидные частицы более устойчивы в ландшафтных условиях (оксиды железа, алюминия, глины). Формы коллоидных частиц различны – шар, иголка, пластинка и т.д.

Миграция вещества во взвешенном состоянии характерна для поверхностных вод. Суспензия влияет на оптические и акустические свойства воды, цвет и прозрачность. Количество взвешенного материала зависит от скорости перемещения воды и наличия в окружающих ландшафтах дисперсионного материала. В зависимости от размеров частиц суспензия разделяется на три группы – тонкодисперсная (частицы видны только под микроскопом), грубодисперсная (видны невооруженном глазом) и муть. Суспензия состоит из минеральных и органических частиц, коагулированных коллоидов, детрита (представлен клетками фитопланктона, пыльцой, другими частицами органического происхождения). В речных водах в виде взвесей мигрируют соединения ряда химических элементов (ванадия, отчасти хрома, никеля, бериллия, галлия, цинка и некоторых других.

Миграция живых организмов в водах происходит в пассивной (планктон) или активной (нектон) форме.

Газообразная форма миграции представлена растворенными газами: кислород, углекислый газ, водород, метан, азот и др. поступление газов в воду осуществляется путем диффузии, при дыхании водных организмов, фотосинтезе водорослей, извержении подводных вулканов.