جيوكيمياء مياه الأمطار

1998 الموسوعة الجيولوجية الجزء الثاني

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

مؤسسة الكويت للتقدم العلمي

جيوكيمياء مياه الأمطار مياه الأمطار علوم الأرض والجيولوجيا

يقصد بجيوكيميائية الغلاف المائي تلك العمليات التي تتحكم في توزيع وإضافة أو إزالة المواد المذابة في مياه الغلاف الجوي والمحيطات والقشـرة الأرضية، سواء أكانت هذه المواد تمثل مكونات رئيسية أم شحيحة.

والماء له خواص كيميائية فريدة بل أحياناً يطلق عليه السائل الشاذ نظراً لانفراده ببعض الخواص التي تميزه عن بقية السوائل، فالماء مذيب نشط للعديد من الغازات والأملاح والمركبات العضوية.

ولكل مكون من مكونات الماء دورته الجيوكيميائية الخاصة به ومساره الخاص في الغلاف المائي والذي يعكس بدوره الوفرة النسبية لهذا المكون وخواصه الكيميائية، وكذلك استخدام الأحياء الدقيقة له.

 

وجريان المياه والمواد المذابة فيها تعتبر من العمليات الديناميكية النشطة والتي تتحرك بالطاقة الشمسية أو الطاقة الجوفية (الطاقة من باطن الأرض).

ونظراً للعوامل الجيوكيميائية المتنوعة، وإضافة بعض المكونات إلى الماء أو إزالة البعض الآخر فإن تركيب الماء وما يحتويه من مكونات ذائبة يتغير.

ولقد كان للإنسان دور في ذلك حيث أضاف الكثير إلى المياه مما أدى إلى حدوث تغييرات جوهرية في تركيبها، ومن ثم في الخواص البيئة لها.ونستعرض فيما يلي موجزاً لأنواع المياه المختلفة والعوامل الجيوكيميائية المؤثرة في كل منها وسلوك بعض العناصر تحت الظروف المختلفة.

 

مياه الأمطار:

تحتوي مياه الأمطار على تركيزات قليلة من عناصر عديدة مستمدة من إذابة الجسيمات المنتشـرة بالهواء والتي نتجت من اتزان مياه الأمطار مع الغازات الجوية.

تبلغ كمية المواد المذابة في مياه الأمطار المتكونة من كتل هوائية فوق البحار أكثر من 10 جزء من المليون (ppm) وأقل من واحد جزء في المليون في مياه الأمطار الساقطة داخل القارات.

ومن المكونات الرئيسية المذابة في مياه الأمطار كلوريدات الصوديوم والبوتاسيوم والمغنسيوم والكبريتات (جدول رقم 1).

 

وتنشأ هذه الأملاح من المحيطات والمناطق الشاطئية من إذابة الأيروسولات (الهباء الجوى) التي تكونت أثناء تبخر(نضح)البحارSea spray)).

أما في المناطق القارية فإن جزءاً كبيراً من الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم والكبريتات المذابة يضاف إلى مياه الأمطار الساقطة نتيجة تفاعل مياه الأمطار مع الغبار الجوي.

وتوجد عمليات أخرى تؤدي إلى تغير نسبة وجود هذه المكونات فمثلاً يتم الحصول على كبريتات إضافية بأكسدة ثاني أكسيد الكبريت الناتج من أكسدة كبريتيد الهيدروجين ومن حرق الوقود الأحفوري وصهر خامات الكبريتيدات كما في المعادلة التالية:

إضافة إلى ذلك فإن مياه الأمطار تحتوي على كل الغازات الموجودة في الغلاف الجوي السفلي في حالة مذابة.

 

فغاز ثاني أكسيد الكربون ينتج من التنفس الحيوي ومن حرق الوقود الأحفوري ويكون حمض الكربونيك بتفاعله مع مياه الأمطار كما في المعادلة التالية:

كما أن وجود أكسجين حر وثاني أكسيد كربون يجعل من مياه الأمطار عاملاً مؤكسداً طبيعياً وفي نفس الوقت يتميز بخاصية الحمضية.

 

حيث تصل درجة الأس الهيدروجيني (تركيز أيون الهيدروجين) إلى 5,7 لمياه الأمطار المتعادلة مع الغلاف الجوي الطبيعي ولكنها تكون ذات طبيعة حمضية قوية في بعض الأماكن الصناعية بسبب وجود غازي ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت الناتجين من المخلفات الصناعية.

تحتوي مياه الأمطار على تركيزات متفاوتة من عناصر شحيحة إضافية ومركبات أخرى بعضها يشتمل على فلزات ثقيلة نويات مشعة نتجت من التلوث الصناعي ومن التجارب النووية على الترتيب. ويساعد سقوط مياه الأمطار على نقل كميات كبيرة من هذه المواد من الغلاف الجوي إلى القارات والمحيطات.

[KSAGRelatedArticles] [ASPDRelatedArticles]