Thành phần hóa học nước lục địa là các ion, hợp chất hóa học, vật chất lơ lửng và các thông số hóa học khác của nước trên lục địa. Nước trên lục địa bao gồm nước sông, hồ, nước dưới đất và nước ngầm. Phần lớn nước trên lục địa là do nước mưa cung cấp. Nước mưa rơi xuống mặt đất thấm qua các lớp đất và được vận chuyển theo độ chênh lệch địa hình tạo ra các độ khoáng hóa khác nhau và phần lớn lại chảy ra đại dương thông qua sông suối và hoặc từ nước ngầm tạo thành chu trình nước. Một phần nước ngấm qua các lớp đất, tiếp xúc với các khoáng vật, các đá và sinh vật, hòa tan các hợp chất tạo ra nước dưới đất có độ khoáng hóa.

Nước sông, hồ

Nước sông, hồ có thành phần biến đổi theo các yếu tố địa phương; ngay trong một địa phương thì thành phần của chúng cũng biến đổi theo thời gian. Về tổng thể thành phần của nước sông, hồ phụ thuộc vào loại đất đá mà nước được tiếp xúc hay chảy qua và những nguồn nước chính từ các suối nhánh hay nước ngầm. Thành phần hóa học của nước sông hồ có thể bao gồm:

• các ion hòa tan trong nước
• các khí hòa tan
• các nguyên tố có nguồn gốc sinh học (các hợp chất nitro, phosphor, silic)
• các nguyên tố vết
• vật chất hữu cơ.

Các hợp phần quan trọng nhất của nước sông là HCO3-, Ca2+, SiO2, SO42-, Cl-, Na+, Mg2+ và K+ với tổng lượng khoáng hóa trung bình vào khoảng 120 ppm. Trị số pH của hầu hết nước trong các sông và hồ vào khoảng từ 6 đến 8; cao hơn hoặc thấp hơn các trị số này thường ít gặp. Độ pH của nước còn chịu ảnh hưởng của hàm lượng CO2 của khí quyển và do hô hấp, phân hủy các sinh vật. Mặc dù độ Eh của nước trên mặt do tác động của hàm lượng của oxy tự do trong khí quyển, song độ Eh của sông và hồ đều thấp. Thành phần của nước sông chủ yếu phụ thuộc vào điều kiện khí hậu và địa lý. Độ khoáng hóa lớn nhất thường có vào mùa khô, khi nước sông chủ yếu do nước ngầm cung cấp; còn vào mùa mưa độ khoáng hóa là nhỏ nhất. Độ khoáng hóa thay đổi theo dòng chảy tùy thuộc vào phụ lưu có các nguồn gốc khác nhau. Thành phần hóa học của nước hồ tương tự như nước sông, song nhìn chung ít biến đổi hơn nước sông, chủ yếu phụ thuộc vào nguồn gốc, lịch sử và điều kiện địa lý - nhân văn của khu vực. Các hồ ở vùng khí hậu ẩm thì thường có độ khoáng hóa thấp, còn ở vùng khô hạn thường có độ khoáng hóa tăng cao do quá trình bốc hơi nước. Độ pH của nhiều hồ chủ yếu do quá trình sinh học kiểm soát. Ở dưới sâu, nước không được cung cấp oxy thường xuyên, thường có môi trường khử do quá trình hô hấp, phân hủy hợp chất hữu cơ. Độ pH và Eh theo chiều sâu từ mặt đến đáy hồ có tác động đến sự biến đổi về hình thái và hàm lượng các chất tan. Chẳng hạn, Fe3+ tồn tại ở các lớp nước trên mặt còn Fe2+ thường gặp ở các lớp nước sâu bên dưới. Ngoài ra tác động của con người làm tăng thêm các hoạt động của sinh vật và làm ô nhiễm nước hồ.

Nước dưới đất (Nước ngầm)

Hầu hết nước dưới đất là nước ngầm (nước phân bố ở dưới gương nước ngầm). Có hai loại nước ngầm chính là nước nhạt (loại điển hình nhất) và nước khoáng (có độ khoáng hóa cao trên vài nghìn mg/l). Nước ngầm thường có độ khoáng hóa cao hơn nước sông, do tiếp xúc thường xuyên với các đá và chất hữu cơ. Thành phần nước ngầm ít bị hòa trộn, do đó ít đồng nhất hơn nước mặt và thể hiện quan hệ rõ nét giữa thành phần của nước ngầm với các đá chứa. Một yếu tố quan trọng quyết định thành phần nước ngầm là sự có mặt của vật chất hữu cơ và loại hình của chúng trong đá chủ và trong nước.

Thông thường, thành phần anion của nước ngầm được quyết định bởi các phản ứng hữu cơ, còn thành phần cation bởi các phản ứng vô cơ. Anion chủ đạo trong nước ngầm trong tất cả các loại đá chủ là HCO3-; còn các cation chủ đạo bao gồm Na+, Ca2+, Mg2+ với tỷ lệ khác nhau, tùy thuộc vào thành phần của đá chủ. Độ pH của nước ngầm thường dao động trong khoảng rộng, phụ thuộc vào hàm lượng của các khoáng vật carbonat và sulfid. Bởi vậy nước từ các đá magma và đá vôi thường có độ pH từ 6,5 đến 8,0, còn nước từ cát kết và phiến sét thì có trị số pH dao động từ 4,0 đến >9,0.

Nước ngầm trong các đá dưới sâu thường có hàm lượng vật chất hòa tan cao. Tổng độ khoáng hóa lên tới 300.000 mg/l, được gọi là nước ót hay nước muối. Nước có đặc tính chuyên dụng này có thể thấy trong các vùng núi lửa hiện tại. Nước thường rất nóng và có hàm lượng silic cao do phản ứng mạnh với đá mẹ, thường chứa hàm lượng H2S, B, SO42-, Li+, F- và As; ngoài ra, còn chứa một lượng nhỏ các kim loại nặng như Cu, Pb. Trị số Eh của nước dưới đất cũng dao động trong khoảng rộng. Ở gần trên mặt nước ngầm thường có trị số Eh dương; còn ở dưới sâu trị số Eh thường là âm.

Tài liệu tham khảo

1. Bucher Kurt, I. Stober, The Composition of Groundwater in the Continental Crystalline Crust', Part of the Water Science and Technology Library book series (WSTL, volume 34), Springer, Dordrecht, 2015.
2. Livingston D.A., Chemical composition of Rivers and Lakes, In (M. Fleischer ed.,) Data of Geochemistry, sixth edition, Chapter G. USGS Prof. Paper 440-G, 64p, 1963.
3. Por F.D., The Continental Waters, In: The Legacy of Tethys. Monographiae Biologicae, Springer, Dordrecht, 63, 1989. https://doi.org/10.1007/978-94-009-0937-36.