Химические классификации подземных вод

Цель: систематизация гидрогеохимического материла для выявления условий формирования подземных вод и для оценки возможностей их практического использования.

1. Необходимо учитывать основные компоненты химического состава подземных вод.

2. Классификационные единицы должны увязываться с конкретной природной обстановкой, в которой формируется вода.

Универсальная классификация отсутствует, т.к. для многих компонентов не выявлены формы миграции, недостаточно изучены процессы растворения вещества.

Газовый состав, микрокомпоненты, общая минерализация.Анионы↓>10 мг-экв/%/ Катионы↓>10 мг-экв/%t,D.

В наименование воды включаются компоненты >25мг-экв/% от меньшего к большему.

Газовый состав,общая минерализация.Анионы↓>1 мг-экв/%/ Катионы↓>1 мг-экв/%рН, Еh, окисляемость, микрокомпоненты, t.

В наименование воды включаются компоненты >20мг-экв/% из 2 частей Анионы от меньшего к большему, катионы от меньшего к большему.

Выделил гидрогеохимические фации и формации.

Фация – участок подземной гидросферы, характеризующийся на всем протяжении одинаковым химическим составом воды, определяемым по компонентам, содержание которых превышает 10% от минерализации, перечисление от большего к меньшему.

Гидрогеохимическая формация – участок подземной гидросферы, характеризующийся одинаковым химическим составом воды, определяемым по первому преобладающему по весу компоненту.

Каждый класс делится на группы по преобладающему катиону.

В пределах каждой группы выделяются типы вод:

1.HCO₃>Ca+Mg – в основном маломинерализованные, но в бессточных озерах может больше.

2.HCO₃<Ca+Mg<HCO₃+SO₄ – большинство озер и рек малой и умеренной минерализации.

3.HCO₃+SO₄<Ca+Mg морские и высокоминерализованные подземные воды.

Биологические (влияние живого вещества – микроорганизмов, растений, животных).

- Растения. Для некоторых характерна избирательная способность поглощать определенные элементы и накапливать их в себе. (Ель и лиственница поглощают Са из воды, при смене хвойных лесов лиственным и увеличивается рН).

- Бактерии распространяются на глубину до 4 км, существуют при t до 100ºС. С глубиной количество бактерий уменьшается, угнетающее воздействие на них оказывает высокая температура и минерализация, разлагают остатки живых организмов, обогащая горизонт S и С.

1-я зона (почва) – глубина 0,5-1,5 м – характерно наличие аэробных бактерий, которые потребляют кислород.

2-я зона – выветривания (десятки, сотни м)– наличие аэробных и анаэробных бактерий.

3-я зона – (глубинная) – наличие анаэробных бактерий, бедность микроорганизмов.

В нефтеносных районах присутствуют десульфатизирующие бактерии, которые приводят к уменьшению содержания SO₄, бактерии разлагают мертвые остатки организмов, воды обогащаются Са, Р, железом.

Использование подземных вод ведет к повышению минерализации и изменению химического состава, т.к. происходит усиление процессов окисления в зоне аэрации, подток воды с нижележащих водоносных горизонтов. Если эксплуатируемый горизонт дренируется морем, то возможен приток морской воды.

В результате эксплуатации горизонтов происходит снижение уровня, увеличивается мощность зоны аэрации, усиливаются процессы окисления и нерастворимые соединения переходят в растворимые. При эксплуатации водоносных горизонтов, дренируемых морем при опускании уровня пресных вод ниже уровня морских будет происходить подток высокоминерализованной воды из моря.

При наличии связи между водоносными горизонтами минерлизация воды эксплуатируемого горизонта может повышаться вследствие подтока воды из нижележащего горизонта.

Сброс промстоков в горизонты – изменение хим. состава.

Гидротехническое строительство – приводит к повышению уровня поверхностных вод и к подпитыванию этими поверхностными водами верхних горизонтов.

Мелиорация – при орошении будет подниматься уровень подземных вод, начнутся процессы испарения, а затем засоление почв, при осушении уровень падает, минерализация растет.

Разработка МПИ - при открытом методе ведутся интенсивные откачки – уровень падает, в нефтеносных районах проводят закачки, которые ведут к изменению химического состава воды.

Бытовое загрязнение – увеличивается содрежание NO₂, NO₃, NH₄, Cl, SO₄, HCO₃, металлов.

Выявлена Никитиным в 1900 г по Московскому артезианскому бассейну. Вернадский развил эти идеи: увеличение минерализации с глубиной и изменением химического состава.

Гидрохимическая зона – это часть гидрогеологической структуры, в которой минерализация принята за основу при выделении зон и изменяется в сравнительно узких пределах.

Установлена широтная и вертикальная гидрогеохимическая зональность (выявили Отоцкий – 1914, Ильин – 1925), характерна для грунтовых вод. Основная причина изменения химического состава – климат и рельеф.

1. Зона избыточного увлажнения (количество атмосферных осадков превышает испарение)

2. Зона умеренного увлажнения (примерно равны)

Для грунтовых вод гумидной зоны характерна минерализация 0,5-0,7 г/л; НСО₃-Si-CO₂, HCO₃-Ca

Аридная зона: минерализация до n г/л, SO₄-Ca. Зона увлажнения М до 1 г/л, HCO₃-Ca.

Факторы миграции химических элементов в водной среде

Факторы – причины, вызывающие изменение минерализации и химического состава подземных вод.

Факторы формирования химического состава:

1. Физико-географические (рельеф, климат, выветривание, цементация)

Универсальные – это особенности химического состава, наличие которых является общим для всех рудных месторождений. Zn, Cu, As, SO₄^2-.

Гидрогеохимические поисковые признаки – это такие компоненты, показатели (рН) химического состава концентрации и значения которых указывают на наличие рудной залежи.

Классификация гидрогеохимических поисковых признаков.

Zn в больших количествах встречаются в подземных водах любых рудных месторождений из за частого присутствия сфалерита ZnS и его легкого разрушения в зоне гипергенеза. Максимальное количество Zn в горно-складчатых районах с гумидным климатом. Низкая контрастность Zn в платформенных областях с аридным климатом.

SO₄^2- повышенное содержание характерно для подземных вод, окружающих рудную залежь, для горно-складчатых районов гумидного климата из-за частого присутствия сульфидов. В пределах платформ SO₄^2- как поисковый признак не используется.

Cu – объясняется наличием CuFeS₂ и его легким разложением. Контрастность месторождений по Cu уменьшается от горно-складчатых областей к платформам, и от гумидного к аридному климату.

Zn, SO₄^2-, Cu, F – элементы с широким диапазоном водной миграции.

Химико-аналитические методы при гидрогеохимических поисках.

Для определения микроэлементов используют физико-химические и физические методы.

1. Колориметрический метод основан на переводе определенного элемента в окрашенное состояние и установление его концентрации по интенсивности оттенка. Чувствительность 1 мкг/л. Этот метод не применяют для золота.

2. Люминесцентный метод основан на наблюдении свечения раствора при возбуждении ультрафиолетовым светом. Чувствительность 0,1-0,01 мкг/л.

Спектральные – изучение спектра паров вещества. Чувствительность метода 0,1 мкг/л.

Рентгеноспектральный метод – облучение элементов рентгеновскими лучами. Чувствительность 10-100 мкг/л.

ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: