Náttúrufræðingurinn - 1993, Page 111

eða í það. Þessi himna brotnar upp
þegar vatn freyðir í ölduföldum,
fossum og tlúðum og verða þá öll
efnaskipti hraðari en ella.
Samspili árvatns og andrúmslofts
eða öllu heldur efnaskiptahraðanum
milli þeirra, F (mól/cm2/sek) miðað við
flatarmálseiningu snertiflatar þeirra,
má lýsa með eftirfarandi jöfnu:
F = D C/ z (2)
D er reikistuðull fyrir ákveðna gas-
tegund í vatni og er m.a. háður
hitastigi. C er mismunurinn á styrk
gastegundarinnar í vatnshimnunni sem
liggur að andrúmsloftinu (C.) og styrk
hennar fyrir neðan yfirborðshimnuna
(Cv). Vegna blöndunar er styrkur
gastegunda (Cv) sá sami frá neðra borði
yfirborðshimnunnar og allt niður á
botn árinnar. z er þykktin á yfir-
borðsfilmunni. Því meiri styrksmunur
sem er um himnuna, því þynnri sem
himnan er og því heitari sem sem hún
er, því meiri er efnaskiptahraðinn.
Styrkur gastegundar í árvatni (Cv)
eykst smátt og smátt þegar gastegund
berst inn í það um yfirborðshimnuna
og við það minnkar efnaskiptahraðinn
(F). Því minna sem dýpi (h) árinnar er,
því meiri sem efnaskiptahraðinn (F)
er og því lengur (t) sem gasið berst
inn í vatnið, því meiri verður breyt-
ingin í styrk gastegundarinnar (Cv) í
árvatninu. Þessu er lýst með eftir-
farandi jöfnu:
C = F t/h (3)
en hér er gert ráð fyrir að efnaskipta-
hraðinn, F, breytist ekki á tímabilinu t.
Af þessu má sjá að styrkur gastegunda
í grunnum, straumhörðum ám, sem eru
langt frá jafnvægi við andrúmsloft,
breytist hraðast. En eins og áður sagði
eykst hraði efnaskiptanna enn þegar
yfírborðshimna vatnsins brotnar upp í
fossum og flúðum.
Efnaskipti vatns og andrúmslofts
hafa verið rannsökuð í Brúará á Suður-
landi með tilliti til styrks koltvísýrings
(Sigurður R. Gislason 1989) en árvatn
nálægt upptökum er verulega undir-
mettað miðað við koltvísýring and-
rúmsloftsins. Þessar rannsóknir benda
til þess að þykkt vatnsfilmunnar (z) sé
100 til 150 míkrómetrar. Samspil lofts
og árvatns í u.þ.b. 20 mínútur jók
kolsýrustyrkinn úr 9 mg/kg í 11,5 mg/
kg C02 með þeim afleiðingum að pH
vatnsins lækkaði úr 9,0 í 8,6.
SAMANTEKT
Hér verða teknar saman helstu
niðurstöður um efnafræði vatns í
hringrás þess við Island. Hringrás
vatns og umfjöllunarefni henni tengd
(1-5) eru sýnd á 14. mynd.
1. Sjávarsöll setja mark sitt á efna-
samsetningu úrkomu á Islandi. Styrkur
þeirra er mestur við ströndina, hann
minnkar inn til landsins og með hæð
yfír sjávarmáli, og er vetrarúrkoman
saltari en sumarúrkoman. Ofgnótt er
af kalsíum og brennisteini í úrkomu,
vegna efnaferla samfara uppgufun
sjávar, brennslu lífrænna orkujyafa,
lífrænu súlfíði ættuðu frá þörungum í
efstu lögum sjávar og útblæstri súlfíðs
frá jarðhitasvæðum. Urkoman er oftast
lítt menguð en veruleg mengun getur
orðið samfara eldgosum.
2. Sölt í snjó á yfirborði jökla skolast
út þegar hluti hans bráðnar á sumrin.
Sá snjór sem eftir situr og síðar breytist
í ís er því mjög efnasnauður, enda er
kjarni islensku jöklanna, og sá ís sem
skilar sér með skriðjöklum niður á
láglendi, eitthvert hreinasta form vatns
í náttúrunni að vatnsgufu undan-
skilinni.
3. Efnasamsetning grunnvatns á
Islandi er sérstök vegna þess hve pH
233