A hidroszféra Vízöv – tömege: 1,38 ·1021 kg (0,03%), felszíne 70,8%, Keveredés az atmoszférával – 10 km, litoszférával – 5 km Térfogata: 1,5 ·109 km3 – 82% óceán, tenger; 15% földkéregben (0,5% szabad víz, 4 km mélységig); 0,008% légkörben; Állandó mennyiség – megújuló 0,1 km3/év

Föld korai megolvadása: a víz az olvadékba került A hidroszféra eredete A vizet elsõdlegesen a kondrit-meteoritokból származtatják (15-20 % H2O) Föld korai megolvadása: a víz az olvadékba került Vulkanizmus által vízgõzként a légkörbe jutott 4 milliárd évvel ezelõtt: a földfelszín hõmérséklete 100 °C alá csökkent, megkezdõdött a víz kondenzációja Korai világóceán: savas, oldott sókat nem tartalmazott A sók a szárazföldekrõl szállítódtak be, a jelenlegi sótartalom 2 milliárd évvel ezelõtt alakulhatott ki. A sóháztartás egyensúlyában a "black smoker"-ek is szerepet játszanak A tengervíz beszivárog a tengeraljzatot alkotó bazaltba. A mélyben lévõ magma a vizet felmelegíti, ami felfelé kezd áramlani. A forró víz felfelé áramlása közben a kõzetet oldja, de bizonyos alkotók, így a Na+ és Cl- egy része is kiválik belõle. A tengervízzel érintkezve a kicsapódó anyag fémoxidokat és -szulfidokat is tartalmazó anhidrit-kéményeket épít

A víz körforgása A vízháztartás kiegyenlített, éves forgalom 0,5·106 km3

A víz körforgása Fizikai folyamat: halmazállapot-változások párolgás törvényszerűségei Biológiai folyamat: életfolyamatok növények, állatok, emberek Társadalmi folyamat: befolyás a természetes folyamatokra víz tárolása, kivonása, szennyezése

A természetes vizek jellemzői Csapadékvíz Levegő páratartalmából, fizikai tényezők megváltozásának hatására Az oldott gázok összetétele eltérő a levegő összetételétől Társadalmi hatások miatt az ipari területeken szennyező komponensek pH: 4,5 – oldott CO2, oldott sók igen kis koncentrációban

A természetes vizek jellemzői Folyó vizek Összetétel a vízgyűjtő területek jellemzőitől függ – oldott só tartalom 200-500 mg/dm3, pH 7,0-7,5; oldott oxigén 9,0-10,5 mg/dm3 szélsőséges változása, ionok: kalcium (55-70 mg/dm3), magnézium (10-20 mg/dm3, hidrokarbonát (120-250 mg/dm3), Változások: természetes folyamatok (áradás), ipari szennyezés – szerves komponensek

A természetes vizek jellemzői Tavak, tározók vize Átfolyásos (folyóvízhez hasonló), lefolyástalan (sófelhalmozódás) Mélyvizű tavak rétegződése – hőmérséklet és oxigén-ellátottság Sekély tavak hullámzás – felkeveredés

A természetes vizek jellemzői Tengervíz Jelentékeny sótartalom – nátrium, klorid (34,72 g/dm3) Kalcium (400 mg/dm3), módosul a kálium/nátrium arány, Pufferhatás, pH 7,5-8,3 Befolyás a sűrűségre és a fagyáspontra Alacsony fémion-koncentráció

A természetes vizek jellemzői Felszín alatti vizek Elhelyezkedése, rések, repedések, porózus részekben Oldott anyag 100-600 mg/dm3, pH 7 körüli Talajvíz: kristályvíz, kötött víz beépül a kristályszerkezetbe adszorbeált, kötött – szoros; kapilláris és szivárgó vizek – laza; Rétegvíz, mélységi vizek artézi vizek, résvíz, karsztvíz-kevésbé függ a felszíni minőségtől

Hidroszféra – kölcsönhatás a környezettel Légköri kölcsönhatások Csapadék képződés – levegő vízgőz tartalma (telítettsége) Abszolút és relatív páratartalom Harmatpont Harmat, dér, köd, felhő Kondenzációs magvak szerepe

Hidroszféra – kölcsönhatás a környezettel Légköri kölcsönhatások A csapadékvíz jellemzői – pH = 5,6 Légköri gázok oldódása – O2, N2, CO2 – szénsav Kd Kéndioxid – savas esők kialakulása SO2 + H2O H2SO3 H2SO3 H+ + HSO3– HSO3– H+ + SO32–

Hidroszféra – kölcsönhatás a környezettel Légköri kölcsönhatások Kénsav jelenléte a savas esőben SO2 + O2  SO3 (290-400 nm) HSO3–  HSO4– (fémion katalizált; O3) Lúgos kémhatású anyagok jelenléte Savas eső károsító hatása Homokkő szobor 1702-ből, lefényképezve 1908-ban (bal), és 1969-ben (jobb). Kép: Westfäliches Amt für Denkmalpflege Savas eső által elpusztított erdő az USA-ban

Hidroszféra – kölcsönhatás a környezettel Légköri kölcsönhatások – vízfelület Édesvizű tavak – párolgás (CO2 távozik), lúgos kémhatás, kalcium kiválik CaCO3; szódatavak kialakulása Tengervíz pH = 7,8-8,2 pufferhatás Oldott oxigén – oxidatív folyamatok

Hidroszféra – kölcsönhatás a környezettel Földkéreg és vízöv Kőzetek fizikai mállása – aprózódás, hőmérsékletingadozás hatása, mozgó víz mechanikai hatása Kémiai mállás – talajképződés, víz + CO2 és O2; Karbonátos kőzetek – CO2 oldó hatása CaCO3 Ca2+ + CO32–

Hidroszféra – kölcsönhatás a környezettel hőfok oldott mennyiség oC mg/dm3 aragonit CaCO3 25 1,53 kalcit CaCO3 25 1,4 dolomit CaMg(CO3)2 18 32 magnezit MgCO3 20 10,6

Hidroszféra – kölcsönhatás a környezettel Földkéreg és vízöv Karbonátos kőzetek – CO2 oldó hatása CO2 + H2O H2CO3 H2CO3 H+ + HCO3– HCO3- H+ + CO32– CaCO3 + H2O + CO2 Ca2+ + 2 HCO3– levegő CO2 tartalma tf% 0,03 0,33 1,6 4,3 10 az oldat pH-ja 8,3 7,6 7,1 6,9 6,7 oldott CaCO3 mg/dm3 52 117 201 287 390

Hidroszféra – kölcsönhatás a környezettel Földkéreg és vízöv Kémiai mállás – oxidatív mállás (szulfidos ásványok) Kémiai mállás – hidrolízis (földpátok – agyagásványok) 4 FeS2 + 15 O2 + 14 H2O  4 Fe(OH)3 + 8 SO42– + 16 H+ 2 KAlSi3O8 + 8 H2O 2 Al(OH)3 + 2 H4Si3O8 + 2 KOH

Hidroszféra – kölcsönhatás a környezettel Földkéreg és vízöv Források felszínre lépés helye szerint: leszálló, átbukó, felszálló működés jellege szerint: állandó, időszakos (gejzírek) Vízmozgás a kőzetekben – karsztvizek Termálvizek és gyógyvizek Beehive gejzír a Yellowstone Nemzeti Parkban (USA)

Hidroszféra – a víz biológiai szerepe Bioszféra - vízi élőlények – hidrobiológia Az élőlények vízellátottsága – víz felvétel és leadás Harmonikus tavak oligotróf tavak – kevés szerves anyagot termel, oxigénellátottsága egyenletes eutróf tavak – foszfátok és nitrátok növelik a szerves anyag termelését; fogy az oxigéntartalom Mélyvizű tavak, tengervíz – hőmérséklet, fény

Hidroszféra – társadalmi hatások A társadalom vízfelhasználása – személyes, ipari és mezőgazdasági igények Szennyezőanyagok – a természetes öntisztulási folyamatokat gátolják Káros anyagok – mérgező, teratogén (magzatkárosító), mutagén, rákkeltő

Hidroszféra – társadalmi hatások Szennyező anyagok – fizikai szennyezők kolloidok, finom szemcséjű anyagok – zavarosság hőszennyezés – hősokk, oldott gázok tenzidek, detergensek – habképződés, oxigénellátottság radioaktív anyagok – ionizáló sugárzás Szennyező anyagok – kémiai komponensek szervetlen tápanyagok – eutrofizáció nitrit – methemoglobin; nitrozamin (mutagén) R2-NH + HNO2 H2O + R2-N-N=O

Hidroszféra – társadalmi hatások Szennyező anyagok – kémiai komponensek fémek, nehézfémionok – arzén, ólom, kadmium metil-higany savak – pufferkapacitás, mérgek

Hidroszféra – társadalmi hatások Szennyező anyagok – kémiai komponensek szerves vegyületek alifás, cikloalifás szénhidrogének - olaj aromás szénhidrogének, benzol származékok policiklusos aromások (PAH)

Hidroszféra – társadalmi hatások Szennyező anyagok – kémiai komponensek szerves vegyületek halogéntartalmú szerves vegyületek CHCl3 CCl4 CF2Cl2 CH2=CHCl CCl2=CCl2 polihalogénezett bifenilek, peszticidek

Hidroszféra – társadalmi hatások Szennyező anyagok – kémiai komponensek szerves vegyületek dioxin származékok Szennyező anyagok – biológiai szennyezők patogén baktériumok (vérhas, tífusz, kolera), vírusok