Количественный этап (конец XVIII — первая половина XIX в.). Становление научных основ гидрохимии

Как в западноевропейских, так и в российских исследованиях на первое место в это время выдвинулись вопросы разработки теоретических основ гидрохимии: теории и методики анализа растворов (Т.Бергман, 1784; Р. Кирван, 1799; И. Ф. Геттлинг, 1790; В. А. Лампадиус, 1801; К. Г. Пфафф, 1821; Г. Розе, 1835; К. Фрезениус, 1841, 1847). В этот период был установлен химический состав воды (А.Л.Лавуазье, 1783; Г. Кавендиш, 1784 и др.) и сформировалось представление о растворе как о химическом соединении (К.Л.Бертолле, Г. И. Гесс, Л. Гмелин и др.). К 1800 г. разработаны для изучения природных вод все основные реакции качественного анализа. Их обобщением и систематизацией в России занимался В. М. Севергин (1800), в руководстве которого впервые в российской практике важное место отведено применению методов весового количественного анализа.

Главные объекты изучения рассматриваемого периода — Кавказские минеральные воды: А. Н. Шерер (1820), Г. И. Гесс (1825), А. П. Нелюбин (1825), П. Н. Савенко (1828), Э.X.Ленц (1851), Г. В. Абих (1856), К.И.ГрумГржимайло (1855), Ф. А. Баталин (1861) и др.; а также соляные озера: Белое в Нерчинском уезде, рассолы Старой Руссы, Эльтон, озера Крыма и Прикаспийской низменности, Каспийское море и некоторые другие. При исследованиях пресных водоемов из-за малой чувствительности методов того времени не было достигнуто существенных успехов в определении количественного состава вод.

Наиболее достоверные результаты получены Г. И. Гессом для рек Сагиз (1827) и Невы (1831), Ю. К. Траппом — для рек устья Невы и Ладожского озера (1848), и в первых количественных определениях присутствия в водах органических веществ (К.К.Клаус, 1839), проведенных с целью установления «качества вод», т. е. их пригодности в питьевом отношении. Ведущая роль в гидрохимическом изучении природных вод России в первой половине XIX в. принадлежит представителям Дерптской химической школы: К. Ф. Гебелю, его ученику К. К. Клаусу, Г. И. Гессу, Ф. Эрдману, А. Н. Шереру. Применение методов количественного весового анализа на данном этапе привязывает гидрохимические исследования к крупным стационарным химическим лабораториям (Петербург, Дерпт, Казань, Пятигорск). В то же время уровень теоретической интерпретации и зависимая от него низкая точность определений не позволяет использовать в современной практике подавляющее большинство анализов, выполненных в этот период.

Аналитический этап (середина XIX — начало XX в.). Формирование комплексного подхода к изучению природных вод Гидрологи начинают проводить систематические комплексные исследования озер. Зарождается новая наука — лимнология, активно развиваемая в России Д. Н. Анучиным и Л. С. Бергом. В гидрохимическом исследовании рек начало аналитическому этапу было положено во Франции работами Г. Сент-Клер-Дювилля и Е. М. Пелиго. Аналогичные работы проводились в США, Чехии и России, например, К. Г. Шмидтом. При определении химического состава вод России во многом характерна ориентация на «заказчиков», в качестве которых выступали министерства, городские органы власти, биржевые и торгово-промышленные комитеты.

Гидрохимическое изучение природных вод в этот период велось по следующим направлениям:

• 1) санитарно-химическая оценка пригодности природных вод для использования в качестве питьевых и определение степени загрязненности (в основном, рек и грунтовых вод);
• 2) оценка пригодности вод в бытовом отношении, а также для целей промышленности и транспорта (в качестве основных критериев оценки здесь выступают величины минерализации и жесткости), затрагивающая грунтовые, речные и озерные воды вблизи промышленных объектов и железных дорог;
• 3) экспедиционные исследования общегеографического характера, в основном озерных и речных вод, для поиска: а) новых источников промышленного минерального сырья (озера Средней Азии, Арало-Каспийского бассейна, в особенности залива Кара-БогазГол); б) источников питьевых вод и вод для орошения (Ладожское, Чудско-Псковское и некоторые озера Крыма); в) возможностей рыболовства, т. е. изучение вод как среды обитания живых организмов (озера Северо-Западной части России);
• 4) бальнеологическая оценка вод минеральных источников и соляных озер и взаимосвязи этих вод с геологией местности. Основная роль в экспедиционных исследованиях принадлежит А. А. Лебединцеву, К. Г. Шмидту, К. М. Бэру и Н. С. Курнакову.

В конце данного периода гидрохимические исследования поверхностных вод суши стали рассматривать как самостоятельное научное направление, активно пропагандируемое журналом «Гидрохимические материалы», издававшимся Гидрохимической лабораторией (ныне Гидрохимический институт), которая была создана П.А.Каши-нским в 1914 г. при Отделе земельных улучшений (ОЗУ), в качестве самостоятельного научно-методического центра.

Физико-химический этап (начало XX в. — до 1930;х гг.). Развитие гидрохимии поверхностных вод суши в СССР В годы советской власти научные исследования в России были полностью поставлены на государственную основу. В центре этих работ оставалась Академия наук и ее учреждения, в том числе Комиссия по изучению естественных производительных сил России (КЕПС), которая даже в условиях гражданской войны продолжала свою деятельность. В сети научных учреждений были созданы РГИ, ГХИ, ИФХА и др., приступившие к активному изучению водных богатств России. В конце 1930;х гг. в результате их деятельности были составлены капитальные сводки по водным, энергетическим и сырьевым ресурсам СССР. Наряду с учреждениями Академии наук, гидрологические и гидрохимические исследования осуществлялись специализированными комитетами (например, Геолком), ведомствами и службами, министерствами (земледелия, железнодорожного и водного транспорта), вузами и научными обществами (МОИП, РГО). Гидрохимическое изучение рек, кроме решения задач, ставившихся на предыдущем этапе, проводилось и с чисто научными целями, например, такими, как рассмотрение изменчивости гидрохимических параметров во времени. В основном же изучалось качество питьевых и бытовых вод.

Несмотря на то, что в гидрохимическом отношении было изучено большое количество различных водных объектов, все же, в целом, накопление гидрохимической информации шло по тем же основным направлениям, которые были намечены на предыдущем аналитическом этапе. Это касается не только практических работ, но и теоретических обобщений в области гидрохимии, например, разработки классификации природных вод. Классификация природных вод В. И. Вернадского (1933) наиболее совершенна, в ее в основу положено представление о природной воде, как о минерале. Она впервые позволила учесть специфические особенности отдельных вод, показать их четкую генетическую и географическую структуру, учесть особенности гидрохимических процессов, протекающих в водоемах.