Речные воды имеют, как правило, сравнительно невысокую минерализацию и относятся к пресным водам. Формирование химического состава речных вод определяется как естественными, климатическими и почвенно-гидрогеологическими условиями, так и антропогенными факторами.
В гидрохимический состав речных вод входят следующие основные группы:
1. Главнейшие ионы и катионы, определяющие минерализацию речной воды. К числу главных ионов и катионов, содержащихся в речных водах относят HCO3-, CO32-, SO42-, CI-, Ca2+, Mg2+, Na+, K+.
2. Микроэлементы, из числа которых в речных водах присутствуют бром, медь свинец, ртуть, марганец, цинк, в количествах, не превышающих 10-30 мкг/л.
3. Биогенные элементы, в речных водах – это соединения неорганического азота и фосфора.
Химические характеристики стока меняются при смене одной фазы водного режима другой.
В период половодья склоновые воды характеризуются малой минерализацией (50-100мг/л) гидрокарбонатно-кальциевым составом, относительно большим содержанием растворенных в воде органических веществ гумусового происхождения и низкой величиной рН.
На спаде половодья в реки поступают почвенно-грунтовые воды вследствие дренирования водоносных горизонтов почвенно-грунтовой толщи. Они характеризуются довольно значительной минерализацией, преобладанием гидрокарбонатов в составе анионов и небольшим количеством органических веществ.
В период межени, реки питаются за счет грунтовых вод.Поступление грунтовых вод приводит к увеличению минерализации с севера на юг (от 250-600 мг/л до 800-5000 мг/л) и большому разнообразию химического состава, вследствие разнообразия почвенно-геологических условий.
Процессы формирования химического состав природных вод:
• Молекулярная диффузия
• Диффузия – это миграция химического вещества под действием градиента его концентрации.
• Турбулентная диффузия
• В естественном потоке продольный перенос при существовании градиент концентрации.
• Диффузионно-конвективный перенос
• Конвективная диффузия – смешение вод различного состава и различной минерализации.
• Процессы, переводящие вещество в раствор
• Гидролиз – реакции обменного разложения воды при ее взаимодействии
с минералами.
• Растворение – полное разрушение кристаллической решетки минералов.
• Выщелачивание – минерал растворяется частично.
• Процессы, выводящие вещество из раствора
• Осаждение происходит при превышении концентрации молекул вещества их произведения растворимости.
• Обменные процессы вещества
• Ионный обмен – это процесс поглощения твердым веществом, т.е. адсорбции из воды одних ионов и замены их другими, находящимися
в твердом веществе (глинистые минералы, органическое вещество природных вод).
• Окислительно-восстановительные.
• Биогеохимические реакции.
Факторы формирования химического состава природных вод:
• Горные породы,
• Почвы,
• Живые организмы,
• Деятельность человека,
• Климат,
• Рельеф,
• Водный режим,
• Взвешенные вещества,
• Донные отложения.