1. Дайте классификацию вод по величине рН. Охарактеризуйте и обоснуйте суточный ход рН в летний период в пресных водоемах умеренной зоны.
 Скачать 29.76 Kb.
|
|
1. Дайте классификацию вод по величине рН. Охарактеризуйте и обоснуйте суточный ход рН в летний период в пресных водоемах умеренной зоны. Как будет влиять изменение рН на концентрацию кадмия в ночной период и почему? Как будет влиять изменение рН на концентрацию мышьяка в полуденный период и почему? Ответ: Сильно кислые воды с рН меньше 3-4 Слабо кислые воды 3-6.5 Нейтральные 6.5-7.5 слабощелочные 7.5-8.5 Сильно щелочные больше 8.5 На показатель PH большое влияние оказывает содержание Угольной кислоты в водах, а также скорость разложения органических остатков. В летний период, днем, когда происходят активные процессы фотосинтеза, среда становится более щелочной из-за исчерпания углекислого газа из воды. В ночной период, когда процессы фотосинтеза затухают, потребление углекислого газа снижается, при этом живые организмы продолжают дышать и насыщают воду углекислым газом и вода становится более кислой. В ночной период концентрация кадмия будет повышаться, так как кадмий катионногенный элемент и он более подвижен в кислой среде, а кислая среда образуется в ночной период (кислой он высвобождается из тех мест где сконцентрирован в раствор и его концентрация увеличивается). Мышьяк анионогенный элемент. Анионогенные элементы более подвижны в щелочной среде, значит в полуденный период его концентрация будет повышаться, так как в дневной период в водоеме щелочная среда. 2. Охарактеризуйте окислительную, восстановительно глеевую и сероводородную обстановку. Опишите и обоснуйте вертикальную зональность биохимических процессов водных объектах аридной и таежной зон. Окислительная обстановка: характеризуется наличием свободного кислорода в водах который поступает из атмосферы и из-за фотосинтеза растений. Кислородные воды обладают высокой окислительной способностью. В них происходит окисление органических веществ до углекислого газа и воды. И многие химические элементы в такой обстановке образуют сульфаты с высокой миграционной способностью. Такая обстановка характерна для сред, которые активно взаимодействуют с атмосферой (дождевые, речные, озерные воды.) Восстановительно глеевая обстановка: создается в пресных водах, где не содержится кислород, либо его содержание очень низкое. Окисление происходит при участии микроорганизмов. Так как в водах мало сульфат ионов, то сероводород здесь не образуется. Многие металлы имеют здесь высокую миграционную способность. Такой тип обстановки характерен для болот влажных лесов, для тундровой зоны. Восстановительно сероводородная обстановка: Характерна для вод, где не содержится кислорода. Воды богаты сульфат ионами. За счет востановления сульфат ионов образуется сереводород. Сероводород влияет на осаждение металлов, которые образуют нерастворимые сульфиды. На миграцию элементов влияет сероводород. Сульфатов больше в аридной зоне. Минерализация вод больше в 3. Назовите группы ландшафтно-геохимических барьеров. Опишите поведение железа и марганца на участке резкой смены востановительной глеевой среды на восстановительно сероводородную. Как называется такой барьер? Опишите поведение железа и марганца на участке резкой смены кислой среды на щелочную. Как называется такой барьер? Выделяют природные и техногенные барьеры И в природных и в техногенных выделяют: Физико-химические, механические и биогеохимические барьеры Среди физико-химических выделяют: кислотные(при снижении рН), щелочной (при увеличении рН ) Механический барьер образуется, например, когда резко меняется скорость потока. Скорость потока может резко измениться при расширении потока реки. В результате скорость уменьшается, и оседают взвешенные вещества. Биогеохимический: организмы, которые сами по себе являются барьером. Опишите поведение железа и марганца на участке резкой смены востановительной глеевой среды на восстановительно сероводородную. Как называется такой барьер? Сероводородный барьер. В глеевой среде марганец и железо будут подвижны, а в сероводородной среде неподвижны. В результате железо и марганец будут накапливаться, осаждаться, образовывая нерастворимые сульфиды марганца и железа. В сероводородной и в глеевой среде железо (и марганец) будет в форме 2+ Опишите поведение железа и марганца на участке резкой смены кислой среды на щелочную. Как называется такой барьер? Щелочной барьер. В щелочной среде железо и марганец будут осаждаться, потому что они катионогенные вещества. Катионогенные вещества подвижны в кислой среде и неподвижны в щелочной. 4. Охарактеризуйте основные геохимические закономерности миграции элементов в широколиственных лесах и во влажных тропиках? В чем сходство и различие? Во влажных тропиках очень большое количество биомассы, опада, подстилки, но в широколиственных лесах подстилки будет больше, а остальных компонентов меньше. Большее количество подстилки связано со скоростью разложения органического вещества. Во влажных тропиках круглый год лето, в то время как в широколиственных лесах идет смена времен года. Разные климатические условия порождают разные типы почв: Типоморфным элементом во влажных тропиках является водород, то есть кислая почва. Типоморфным элементом в широколиственных лесах является кальций, то есть нейтральная иногда слабощелочная. Во влажных тропиках более промытый режим. Идет интенсивное выветривание горных пород. Породы разрушаются и вымываются осадками и остаются только тяжелые элементы (железо алюминий). Органика в избытке, она разлагается, образуется много органических кислот, а связать их нечем, катионов нет. А в широколиственных лесах не так сильно все промывается. Катионы нейтрализуют кислую среду(кальций магний соединяются с СО3, СО2). Закономерности миграции элементов Во влажных тропиках кислая среда, это еще больше убыстряет миграцию катионогенных элементов (потому что они подвижны в кислой среде). Они быстрее переходят из горных пород в раствор и вымываются. В широколиственных лесах нейтральная среда, в результате чего элементы там менее подвижны и горные породы менее разрушены. Кора выветривания до 3 метров. 5. Охарактеризуйте основные геохимические закономерности миграции элементов в аридных ландшафтах и опишите зональность окислительно-восстановительных условий в засоленных ландшафтах. В аридных ландшафтах малое количество осадков и высокие температуры. Образуется малое количество органического вещества. Данные климатические факторы будут влиять на основные закономерности миграции элементов. За счет большого количества катионов магния, кальция, натрия, будут минерализованы воды в реках и озерах ( могут быть более 1 г/л). Часто такие реки и озера пересыхают, и на их месте образуется солевая корка. Так как воды минерализованы, встречаются сульфаты в достаточных количествах для протекания сульфатредукции (для нее нужна также органика). Если создается восстановительная обстановка аноэробного слоя то будут протекать процессы сульфат редукции. Востановительная обстановка создается или в донных отложениях или в почвах при их увлажнениях ( там где дефицит кислорода) Зональность окислительно-восстановительных условий С чем связано засоление? Засоление почв связано с близким расположением грунтовых вод, которые в аридных ландшафтах имеют высокую минерализацию (осадков мало, не промывной режим, испарение). При поднятии подземных вод, в зоне подмачивания айрация почв затормаживается. Связано с тем, что диффузия в условиях воды проходит на порядок медленнее, чем в воздушной среде. Также влажная среда способствует развитию микроорганизмов, которые потребляют кислород. В результате могут возникнуть аноэробные условия. В таких условиях начинается сульфатредукция с образованием сероводорода и появляется гидротраилитовый горизонт, где возможно концентрация железа, марганца и других катионогенных элементов. Ниже этого горизонта возможно образование метана (глеевой обстановки)(если сохраняется дефицит кислорода и есть органика). Если взять водоемы то водная толща будет айрируемая. Донные отложения будут насыщаться кислородом вследствие диффузии и от количества лобильного органического вещества (процессы идут активно и кислород перехватывается микроорганизмами). Поскольку воды сильно минерализованы будут активно идти процессы сульфатредукции и после сульфатредукции начинается метаногинеза. Структура:  Аэробная, приповерхностная зонаПроцессы сульфатредукции После исчерпания сульфатов начинается метаногинез Затем процессы затормаживаются. 6. Охарактеризуйте и обоснуйте изменение зональности окислительно-восстановительных условий и процессов в воде и донных отложениях пресноводных водоемов: а) с нормальной аэрацией; б) с плохой аэрацией воды. Какая форма железа характерна для каждого случая? (гумидные ландшафты, озера в Карелии) Так как водоемы слабо минерализованы, в них содержится малое количество сульфатов, а значит процессы сульфатредукции будут подавляться , сдерживаться. А значит будет сразу протекать процесс метаногинеза. Если водная толща будет с нормальной аэрацией то донные отложения будут насыщаться кислородом вследствие диффузии. Толщиной такой слой будет до 5 см. затем количество кислорода начнет снижаться. Структура: Аэробная, приповерхностная зонаПроцессы метаногинеза Если брать болота, то воды в них ультра пресные, верхний слой покрыт мхом (торфом) который препятствует проникновению кислорода в придонные слои, перемешивания воды там также не происходит, в результате процессы метаногинеза протекают на небольших глубинах. Какая форма железа характерна для каждого случая? С нормальной аэрацией воды в поверхностном слое будет окислительная обстановка, в придонном слое также будет окислительная обстановка, далее, после аэробного слоя в донных отложениях возникают аноэробные условия в которых в которых может повышаться окислительная обстановка В окислительной обстановке железо неподвижное, потому что образуют оксиды и гидроксиды железа и марганца и выпадают в осадок (цвет желтоватый, красноватый) Fe3+ Mn4+ Востановит глеевой железо подвижно Fe2+ Сероводородной неподвижно связывается с гидросульфидом и осаждается Fe2+ 7. Более мощная зона сульфатредукции потому что побольше сульфатоф Верхняя зона аэрируемая Далее кислорода меньше 8. Охарактеризуйте и обоснуйте зональность литологических типов осадков в крупных водоемах, уровень концентрации органических веществ в них и степень их лабильности. Как распространяются осадки: Многое зависит от прибрежной территории. Есть ли выход горных пород, или их нет. Если есть, то в прибрежной зоне концентрируются более крупные отложения (валуно( более 20 см)-галичны) и по мере удаления от берега, то есть с глубиной, величина этих обломков уменьшается. В тех зонах, где нет выхода горных пород , перемывается материал коренных пород. В результате более легкий материал выносится, под действием волновых процессов, а более крупные части остаются на берегу. А на некотором удалении от берега, где волны не взмучивают концентрируются более мелкие частицы, такие как илы, глины. На распространение литологических осадков также могут повлиять атмосферные осадки и как следствие поверхностный сток, который привносит эти частицы в водоемы. Источники органических веществ и уровень их концентрации (Автохтонное ) Источником органических веществ будут являться обитатели водной толщи (таких как фитопланктон). Зона обитания фитопланктона приурочена к прибрежным приповерхностным (большое содержание кислорода, за счет диффузии и перемешивании) слоям, потому что фитопланктон это фотосинтетики и для их жизнедеятельности необходим солнечный свет и высокие температуры, а также использует азот и фосфор для роста и развития, потому что фитопланктон это автотрофы и они не используют органику. (Аллохтонное ) А также прибрежная зона. С ветром, со стоком, устья рек. Постепенно этот материал дифференцируется, более тяжелые частицы оседают в прибрежной зоне, тонкие и легкие уносятся дальше. Степень лабильности органических веществ Лабильность (по отношению к органическим веществам) это легко разлагаемое вещество. Более свежее органическое вещество (Автохтонное) легче разлагается, потому что чем дольше органическое вещество подвергается окислению, тем оно меньше содержит в себе свежего или лабильного или легко разлагаемого вещества. В момент отмирания планктона, оно наиболее лабильно, чем дольше он разлагается, тем меньше лабильность. Зональность лабильности: от берега к центру водоема и от поверхности к дну. |