Idrochimica

L'acqua è, per le particolari caratteristiche delle sue molecole, un ottimo solvente. Per questo nelle acque di fiumi e laghi si trovano, oltre a particelle in sospensione, anche moltissime sostanze inorganiche ed organiche che si disciolgono nelle acque dal bacino imbrifero che esse attraversano e dall'atmosfera. I gas (per es. l'ossigeno) ed i minerali disciolti (per es. fosforo, azoto, silicio) influenzano la vita degli organismi acquatici che, a loro volta, possono modificare la quantità e la qualità delle sostanze disciolte nelle acque.

Salinità delle acque lacustri.
La salinità è la quantità, in un litro d'acqua, di sali che in soluzione si dissociano in ioni positivi (cationi: calcio, magnesio, sodio e potassio) e negativi (anioni: bicarbonato, carbonato, solfato cloro). La salinità dell'acqua di mare è di 35 g di sali (principalmente cloruro di sodio) per litro mentre quella delle acque dolci è generalmente inferiore a 0.5 g per litro. Esistono però acque continentali (per es. i laghi costieri) con salinità simile a quella del mare.

Scambi di gas tra acqua e aria.
I gas dell'aria si sciolgono in acqua in quantità che dipendono dal tipo di gas, dalla sua pressione e dalla temperatura dell'acqua.

In 1 litro d'acqua c'è molto meno ossigeno ( e azoto) che in 1 litro d'aria ma c'è quasi la stessa quantità di anidride carbonica: N₂ e O₂ sono molto meno solubili in acqua della CO₂.

La pressione atmosferica diminuisce con l'aumentare dell'altitudine: a 1000 metri si riduce di oltre il 10%. Quindi in un lago di montagna ci saranno, a parità di altre condizioni, meno gas disciolti che in un lago di pianura.
La solubilità dei gas diminuisce con l'aumentare della temperatura: per esempio, un acqua a 25°C contiene circa la metà dell'ossigeno che si può sciogliere nella stessa acqua a 10°C.
Anche le attività biologiche possono modificare la concentrazione dei gas nelle acque: la fotosintesi produce O₂ e consuma CO₂, la respirazione degli organismi produce CO₂ e la decomposizione batterica della sostanza organica può arrivare a consumare tutto l'O₂ e a produrre grandi quantità di acido solfidrico (H₂S).
Ossigeno
Per questo quanto più un lago è produttivo, tanto più la concentrazione di O₂ tende ad essere massima in estate nella zona eufotica, dove l'O₂ è prodotto dalla fotosintesi e dove può penetrare dall'atmosfera, e minima vicino al fondo, cioè lontano dalla riserva atmosferica e dove l'O₂ è consumato nella decomposizione del detrito organico che si accumula sul fondo per sedimentazione. Si può arrivare, in laghi molto produttivi (eutrofi), ad una sovrassaturazione estiva del 200% nell'epilimnio e all'anossia al fondo. Per riportare l'O₂ sul fondo non basta la diffusione spontanea del gas. E' necessario che le acque siano rimescolate dal vento e questo, anche in laghi poco profondi, può accadere soltanto quando si è raggiunta l'omeotermia e non ci sono più barriere di densità.
Anidride carbonica (o biossido di carbonio)
E' la sorgente dell'altro elemento, il carbonio, importante nella costituzione della materia vivente. I due processi di fotosintesi e respirazione hanno sulla CO₂ un effetto inverso a quello che hanno sull'O₂. Per questo nei laghi stratificati le concentrazioni CO₂ ed O₂ hanno spesso una distribuzione verticale inversa. Però la CO₂ disciolta si combina con l'acqua per formare sostanze (acido carbonico, carbonato, bicarbonato) la cui concentrazione relativa dipende da un equilibrio regolato dal pH dell'acqua. Nella fotosintesi è utilizzata prevalentemente l'anidride carbonica ma alcuni vegetali possono usare anche il bicarbonato.

Azoto e Fosforo
Questi elementi, anche se sono presenti in quantità modeste nei laghi, sono però molto importanti perché servono:

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