Mata Air Bali

Pengendalian Komposisi Kimia Air

Keasaman air diukur dengan pH, yang merupakan ukuran dari konsentrasi ion hidrogen (H +) dalam larutan sesuai dengan pH =-log hubungan (H +). Semakin tinggi konsentrasi H + dalam air, pH yang lebih rendah, dan keasaman yang lebih besar. Air asam memiliki pH kurang dari 7 (pH netral adalah 7), dengan air yang paling asam pada pH 1 atau kurang. Basa (alkali) perairan memiliki pH lebih dari 7, dengan air yang paling dasar pada pH 14.

Keasaman alami.

Air hujan alami sedikit asam karena berinteraksi dengan karbon dioksida (CO ₂ ) di atmosfer, membentuk karbonat asam (H ₂ CO ₃ ). Beberapa karbonat asam dalam air hujan kemudian rusak (memisahkan), menghasilkan lebih banyak ion hidrogen dan ion bikarbonat (karbonat asam), yang keduanya terlarut dalam air hujan.

Kedua reaksi dalam air hujan adalah sebagai berikut:

H ₂ O + CO ₂ = H ₂ CO ₃

H ₂ CO ₃ = HCO ₃ ⁻ + H ⁺

Ion hidrogen dihasilkan oleh reaksi kedua menurunkan pH air hujan. Seberapa jauh ia menurunkan dari nilai netral 7 tergantung pada seberapa banyak asam karbonat dalam air sebagai akibat dari reaksi pertama, meskipun ada batas seperti yang didefinisikan oleh konstanta kesetimbangan reaksi. Konsentrasi asam karbonat, kemudian, tergantung pada seberapa banyak karbon dioksida di atmosfer. Dengan kata lain, ketika memberikan CO ₂ lebih, lebih banyak asam yang diproduksi, dan air menjadi lebih asam.

Atmosfer Bumi saat ini mengandung rata-rata sekitar 0,3 persen karbon dioksida. Menggunakan nilai ini dalam dua reaksi di atas, hydrologists dapat menghitung bahwa konsentrasi H ⁺ dalam air hujan pada kesetimbangan kimia adalah 10 -5,7 moles per liter. Konsentrasi ini setara dengan pH 5,7, angka dihitung yang dekat dengan pengukuran yang sebenarnya banyak air hujan. Karena pH 7 netral, pH 5,7 dianggap sedikit asam. Meskipun hujan alami sedikit asam karena reaksi alami antara air hujan dan karbon dioksida atmosfer, istilah "hujan asam" biasanya diterapkan pada air hujan asam yang dibuat tidak wajar oleh emisi yang disebabkan oleh manusia nitrogen dan belerang oksida.

Pelarutan.

Sedikit hujan asam akan bereaksi dengan lahan yang diturunkan partikel debu di atmosfer. Ini menyebabkan reaksi dalam air hujan mendapatkan kalsium terlarut (Ca ²⁺ ), magnesium (Mg ²⁺ ), natrium (Na ⁺ ), kalium (K ⁺ ), dan elemen lainnya.

Meskipun asam karbonat merupakan asam lemah, geologi sangat efektif dari waktu ke waktu. Asam karbonat sebagian besar bertanggung jawab untuk pemecahan batu ke tanah selama pelapukan kimiawi dan pembentukan gua batu gamping dan sinkholes. Semakin rendah pH, air semakin bersifat asam, dan mineral yang lebih dapat larut.

Air laut menyemprotkan, dibawa melayang oleh angin bertiup melintasi laut, memberikan kontribusi untuk konstituen terlarut dalam air hujan. Meskipun mineral terlarut dari semprotan lebih berlimpah di daerah pesisir, mereka terjadi melalui keluar atmosfer. Semprotan lautan adalah sumber utama klorida (Cl ⁻ ) dalam air hujan dan sejumlah besar natrium (Na +). Contoh komposisi presipitasi diberikan dalam tabel (analisis 1 dan 2).

Oksidasi Mengurangi Reaksi.

Oksidasi (penggabungan suatu zat dengan oksigen) mengurangi reaksi perubahan muatan ion (partikel yang bermuatan listrik) seperti keuntungan atau kehilangan elektron (satuan muatan listrik). Kelarutan beberapa unsur dalam air tergantung pada apakah mereka teroksidasi atau dikurangi. Lingkungan alam dapat mengontrol di mana negara elemen terjadi. Dalam lingkungan alam, besi (Fe) dapat eksis baik sebagai besi berkurang (Fe ²⁺ ) atau besi teroksidasi (Fe ³⁺ ).

Besi lebih mudah larut di negara berkurang daripada di negara teroksidasi (terkena proses oksidasi), di mana sering terjadi oksidasi mineral besi(Fe ₂ O ₃). Oleh karena itu, jika lingkungan lokal menghasilkan bentuk besi berkurang, air akan memiliki konsentrasi yang lebih tinggi dari besi terlarut.

Penyebab yang paling umum dari lingkungan mengurangi reaksi oksidasi yang melibatkan bahan organik. Oksidasi dari suatu molekul organik dapat mengakibatkan zat besi, yang ada sebagai mineral oksida besi padat (Fe ₂ O ₃ ), yang dilarutkan ke dalam air saat mengurangi besi (Fe ²⁺ ). Unsur-unsur lain yang berperilaku yang sama meliputi mangan (logam berwarna putih keabu-abuan, bersifat keras dan getas, berlambang (Mn), belerang (S) dan nitrogen (N). sungai kecil dan Danau.

Sungai kecil dan Danau.

Komposisi aliran dan air danau bervariasi dari satu tempat ke tempat lain, dan dalam daerah aliran sungai (DAS) tunggal bervariasi baik musiman dan sepanjang jalur aliran itu. Sumber utama dari mineral yang terlarut di sungai dan danau adalah bebatuan air bergerak di atas dan melalui sepanjang jalan dari mana ia jatuh sebagai presipitasi (curah hujan) ke tempat itu keluar DAS atau memasuki danau. Seperti air sedikit asam pertemuan batuan, mineral mulai larut dan memberikan kontribusi unsur-unsur mereka ke air. Jenis batuan dalam komposisi aliran air DAS berpengaruh. Sebuah sungai yang mengalir melalui batuan sedimen (benda padat yang diendapkan oleh air) akan memiliki komposisi yang berbeda dari sungai yang mengalir di atas batuan beku (lihat tabel, analisis 3 dan 4).

Juga berperan bagi aliran air dan danau, komposisi reaksi antara air dan biomassa (jumlah keseluruhan benda hidup dalam suatu perairan), khususnya di hutan. Daun dan cabang membantu menetralkan pH presipitasi (curah hujan) dan berkontribusi terlarut elemen. Biologis aktivitas di sungai atau danau (misalnya, fotosintesis) dapat mengubah pH dan oksigen terlarut konten. Suhu mempengaruhi jumlah gas terlarut (misalnya, oksigen).

Komposisi perubahan aliran air dari hulu ke saluran luar karena air sedang berhubngan dengan batu dan sedimen (endapan) yang streambed untuk waktu lebih lama secara kumulatif (bertambah). Juga, anak sungai mengalir kewilayah geologi yang berbeda serta dapat masuk sungai, dan air tanah dapat meresap ke dalam sungai. Di kolam renang atau bagian lain aliran bergerak lambat, untuk mengurangi terjadi oksidasi (penggabungan suatu zat dengan oksigen) dan reaksi di mana bahan organik menumpuk.

Variasi musiman di air sungai mungkin mencerminkan komposisi jumlah curah hujan yang berbeda, serta bagian dari sungai yang alirannya disumbang oleh air tanah. Perbandingan sumbangan tanah di musim kering lebih besar daripada di musim hujan (lihat tabel, analisis 5 dan 6).

Komposisi air danau dipengaruhi oleh penguapan, beberapa faktor lainnya. Seperti air menguap, mineral yang terlarut tertinggal. Proses penguapan lebih, semakin tinggi konsentrasi mineral yang terlarut (garam) dalam air. Jika penguapan berlanjut cukup jauh, mineral seperti kalsit (CaCO 3) atau gipsum (CaSO 4 · 2H 2 O) dapat mengendap dengan larutan. Juara danau garam di Utah (lihat tabel, analisis 7) yang dimulai sebagai danau air tawar (Danau Bonneville) selama yang terakhir pada jaman es. Penguapan yang Progresif sebagai iklim menjadi kering telah membuatnya lebih asin dari laut (lihat tabel, analisis 8).

Air Tanah

Banyak faktor yang mempengaruhi komposisi permukaan air juga mempengaruhi komposisi air tanah. Air tanah selalu berhubungan dengan batuan dan mineral dan bergerak lebih lambat dibanding permukaan air, sentimeter per harinya bukan kilometer per jam. Akibatnya, air tanah sering mengandung mineral yang terlarut dibanding air yang permukaannya lebih (seperti bukti dari membandingkan sungai dan air tanah dalam tabel).

Ketika air merembes di bawah permukaan tanah, melewati dalam tanah dimana proses pernapasan mikroba melepaskan CO 2. Ketika air bertemu CO 2, pH diturunkan, dan air dapat melarutkan mineral lebih. Pada suhu tinggi, mineral larut lebih mudah. Dalam air tanah cenderung menjadi lebih hangat (misalnya, sumber air dari sumber air panas) dan, sebagai hasilnya, memiliki kandungan mineral lebih tinggi.

Pada akhirnya, apa yang mengontrol komposisi tanah adalah (1) bahan air tanah bergerak melalui geologi, (2) jenis reaksi yang terjadi, dan (3) waktu berhubungan, atau lamanya waktu tanah yang telah berhubungan dengan batuan . Waktu berhubungan dapat bervariasi dari beberapa hari hingga lebih dari 10 ribu tahun. Tabel ini menunjukkan analisis air tanah dari bentuk geologi yang berbeda (analisis 9 dan 10), dan waktu berhubungan yang berbeda (analisis 11 dan 12)

Pengetahuan tentang air teombang-ambing organisme hasil reaksi yang membantu hidrologi mengungkap asal sebidang air tertentu. Hati-hati menganalisis air memungkinkan mereka untuk mengidentifikasi apa jenis reaksi telah mempengaruhi air, dan untuk memahami sejarah geologi dan ekologi kawasan.

Asal larutan garam air tanah.

Biasanya, tanah memiliki total dissolved solids (TDS) / total padatan terlarut yang berisi kurang dari 250 miligram / liter (mg / L).

Beberapa berjemur di pantai di Pamukkale, Turki yang berdiri di atas teras kolam batu kapur travertine (warna cerah) terbentuk oleh progresif (kemajuan) pengendapan zat mineral dari mata air. Air panas yang sangat mineralisasi (36 ° C) masalah dari mata air meningkat, dan arus lereng sekitar 100 meter. Ketika air mendingin, kalsit (kalsium karbonat) mengendap, membentuk teras dengan cara langkah anak tangga. Mata air panas alami berasal dari fitur vulkanik (gunung berapi) yang ditemukan di kawasan Aegea, dan telah digunakan sejak zaman Romawi.

Tanah garam setidaknya dapat terbentuk dalam tiga cara: (1) dari air laut yang terperangkap; (2) dari pelarutan mineral yang sangat larut, dan (3) sebagai hasil dari waktu berhubungan yang lama dengan batu, sehingga waktu reaksi kimia dengan batuan sekitarnya.

• Terjebak Air Laut (air bawaan). Ketika endapan laut yang diendapkan, air laut biasanya tetap terperangkap antara butiran mineral. Air bawaan kemudian dapat berpindah melalui batuan sebagaimana air tanah.
• Mineral sangat telarut. Tanah mineral yang bertemu mudah larut seperti gipsum (CaSO ₄ · 2H ₂ O) atau halit (NaCl), akan menjadi asin.
• Waktu berhubungan. Air tanah yang mengikuti jalur jauh di bawah tanah mungkin dalam menghubungi mampu bereaksi dengan bebatuan selama ribuan atau puluhan ribu tahun. Seiring waktu tanah ini akan memperoleh TDS yang lebih tinggi.

LIHAT JUGA A CID R AIN ; C AVERN D EVELOPMENT ; C HEMICAL A NALYSIS OF W ATER ; F RESH W ATER , P HYSICS AND C HEMISTRY OF ; G ROUNDWATER ; H EM , J OHN D .; HO T S PRINGS AND G EYSERS ; H YDROLOGIC C YCLE ; K ARST H YDROLOGY ; M INERAL W ATERS AND S PAS ; W EATHERING OF R OCKS .

Dennis O. Nelson