Вестник Кольского научного центра РАН. 2016, №2.

С. И. Бардан, Б. М. Долгоносов и направление трансформации веществ в растворах. В приложении к взаимодействию растворов из разных геохимических классов вод [16] это будут качественно разные процессы по последствиям для их вещественного состава и среды [12-15]. Особенности физико-химических явлений, возникающих при разбавлении чистой водой (т. е. пресным стоком) водных растворов морских солей-полиэлектролитов давно известны [4-9, 31]. Для растворов морских солей из области разбавлений с, < 0.5, расположенной с одной стороны границы раздела, будут проходить процессы, известные как «осолонение» пресных вод [13-16]. В таких смесях происходит резкое увеличение ионной силы растворов (IZ) и развитие системы явлений с необратимой трансформацией миграционных форм элементов, входящих в состав геохимического класса пресных вод [7-9, 18-22]. Их движущей силой является изменение IZ за счет роста концентраций солей-полиэлектролитов [7, 9, 16], сопутствующие им процессы для природных вод - лавинная седиментация, перезарядка оболочек взвесей, изменения дисперсности, гидрофобность, сольватация и др. [13-14]. С другой стороны поверхности раздела в области смесей с, > 0 проходит противоположный процесс - «опреснение» (разбавление) растворов морских полиэлектролитов океанической солености слабыми растворами пресных вод. Это приводит к резкому снижению в смеси IZ [13, 16, 35]. Для таких смесей развиваются необратимые и качественно другие формы трансформации их состава, наблюдаемые в геохимическом классе морских растворов [9, 12-16]. К сопутствующим опреснению явлениям относят гидрофильность, освобождение связанных в хелаты форм тяжелых металлов, образование коллоидных структур, растворение осадочных пород и др. [7, 13-15]. При этом разделяющая линия (при с, = 0.5) имеет точный физический смысл: она отображает условия достижения предельного равновесия при с, = const (случай равенства объемов смешиваемых растворов) [31]. На фазовой плоскости {с,, х,} эта линия определяет момент «полного» перемешивания во всем объеме, когда концентрационные разности Д{сп = сп±1} = 0, - условие, когда смежные слои сливаются. Поэтому гомогенизация - есть разрушение пограничного слоя, в котором проходит граница раздела (см. точку «М» на рис. 5). 2. Геохимическое содержание ветвей перемешивания. Важный промежуточный результат перемешивания разных разбавлений морских вод связан с возникновением пограничного слоя при растягивании границ раздела, когда происходит формирование семейств однородных D ^ ^ ^ b r a . С одной стороны границы это семейство Dx^-кривых опреснения, с другой - семейство D.rt-кривых осолонения, которые относятся к разным ветвям смешения вод разного состава и генезиса [1, 4, 5, 18-22]. Пространственная форма D^-функций также реализуется как два разных семейства изолиний D.tf-кривых смешения, при этом и семейства D^-функций формируются выше-ниже границы внутреннего раздела (рис. 1, 4). Начальный момент для (l, t0) ^ 0 по решению (12) соответствует ступенчатой функции (рис. 3). По системе (12) процесс смешения начинается прямо в точке начального контакта и в тот же момент распадается на две практически изолированные ветви перемешивания - ветвь опреснения морских и ветвь осолонения пресных растворов. В каждой из ветвей существуют специфические D.rt-кривые (рис. 3 и 4) при разных геохимических последствиях для состава примесей в растворах, принимающие необратимый характер (см. выше). Хотя обе ветви перемешивания возникают одновременно, при этом: а) они развиваются независимо друг от друга, как разделенные поверхностью со свойствами «твердых» границ; б) по-разному «растворяются» в массе окружающих ламеллы ЗС морских водах. Поэтому в разных ветвях перемешивания и для различных разбавлений морских вод, отличающихся по IZ, на пути смешивания вод разного генезиса в структуре ламелл ЗС одновременно в одном и том же сечении будут проходить противоположные по физико-химическому содержанию процессы трансформации переносимых в растворах веществ [4]. Большая часть таких изменений несет для прибрежной зоны моря глобальные геохимические и экологические последствия. К ним мы относим, например, лавинную 76 ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 2/2016(25)