3.7.4. Особливості окисно-відновних процесів в океані

На відміну від озер водообмін в океані є безперервним, оскільки холодна поверхнева вода занурюється на глибину біля полюсів, проходить через глибинну зону і повертається на поверхню. Розподіл поживних речовин (і, отже, фотосинтез) в океані контролюється майже повністю регенерацією цих речовин у масі води і їх перерозподілом у ході циркуляції води, тоді як в озерах він контролюється більше надходженням поживних речовин із водним стоком, ніж процесами, що відбуваються в самому озері (хоча є й винятки з цього правила).

Відмітною особливістю вертикального розподілу в океанах є існування зони мінімального вмісту кисню. Це глибинний інтервал, де значна частина органічної речовини, що опускається з поверхневої зони, розкладається. У цілому води залишаються аеробними. Проте в районах виключно високої продуктивності, де висхідні течії повертають живильні речовини на поверхню, зона мінімуму може стати анаеробною. Глибинна зона нижча за зону мінімуму, зазвичай добре аерована, оскільки існує постійне підживлення за рахунок води, що опускається біля полюсів.

Анаеробні басейни в океані утворюються в тих місцях, де є перешкоди для циркуляції глибинної води, а продуктивність поверх-невого шару висока (наприклад, басейн Каріако поблизу Венесуели). Такі басейни завжди мають підводні пороги на рівні зони мінімального вмісту кисню.

Хімічна стратифікація, яка може призвести до появи ана-еробних умов, можлива в басейнах типу Чорного моря або у фордах Північної Європи і Північної Америки, де солевміст нижчий, ніж у відкритому океані.

Є сенс зазначити, що хоча анаеробні умови у власне морській воді рідкісні, вони звичайні для сезонних вод прибережних морських опадів.

Особливості окиснювально-відновних процесів у підземних водах

Основними параметрами природних систем, що обумовлюють редокс-рівні природних вод, є такі чотири:

1. Вміст кисню в інфільтраційних водах. Якщо інфільтраційні води надходять у водоносний горизонт за тріщинами голих порід, то вони збагачуються киснем і характеризуються значною редокс-буферною місткістю й високими значеннями Еh. Коли ж фільтрація йде через ґрунти, багаті органічною речовиною, вода може стати анаеробною вже під час надходження до водоносного горизонту.

2. Розподіл і реакційна здатність органічної речовини та інших потенційних відновників у водоносному горизонті. Так, органічна речовина осадових порід важко утилізується бактеріями. Вона стійка, тому що, по-перше, всі легкозасвоювані компоненти вже засвоєні; по-друге, в процесі формування ці породи підпадали під дію підвищених температур і тиску, що трансформувало первинні органічні сполуки у форми, які слабко використовуються бактеріями. Наприклад, сульфат-редукувальні бактерії не здатні використовувати органічні сполуки, звичайні для вугільних пластів, тому відновлення сульфатів у водах цих пластів відбувається поволі.

3. Розподіл речовин, здатних створити редокс-буферність водоносного горизонту. У підземних водах маси речовин, здатних потенційно створити редокс-буферний рівень, на одиницю об’єму підземної води є досить великими, а реакції, що мають тенденцію знижувати Eh, зазвичай повільні. Тому редокс-рівні підземних вод часто відповідають величинам Eh, що відповідають редокс-парам

Mn ²⁺/MnO₂ , Fe²⁺/Fe(OH)₃, Fe²⁺/Fe₂O₃ .

4. Швидкість циркуляції підземних вод. Як наголошувалося вище, бактерійні реакції, що мають тенденцію знижувати Eh, відбуваються повільно, тому Eh залежить від часу перебування води у водоносному горизонті (тобто, зрештою від швидкості води і протяжності водоносного горизонту, від зони живлення до зони розвантаження). У загальному випадку чим триваліший час перебування, тим нижче кінцеве значення Eh.

Редокс-характеристики підземних вод істотно залежать від конкретних регіональних умов.