Геохимия природных вод - Перельман А.И.
Скачать (прямая ссылка):
^ НСО- > Са2+ + Mg2+,
НСО- < са2+ + Mg2+ < НСО- + SO*-,
нсо-
¦ SO*- < Ca2+Mg2+ или СГ > Na+,
НСО- = 0.
На основе соотношении между ионами построены Твкже химические классификации вод О. А. Бозояна,
А. А. Бродского, М. Г. Валяшко, К. Е. Питьевой, Ж А. Прикланского, В. А. Сулина, Н. И. Толстихипа, 'б. А. Щукарева и др. Используя математическую теорию соединений (комбинаторику) ц вводя ряд ограничений, О. С. Джикия в 1963 г. выделил 625 классов Природных иод по ионному составу. Эти и аналогичные приемы классификации полезны при систематике данных массовых химических анализов вод.
Почему классификация по ионному составу не мо-Лгет претендовать на универсальную классификацию *«Д? Ионный состав при ' всем его большом научном It практическом значении не определяет геохимическое ®)оеобразие всех вод. Во многих случаях его роль явно
Отступает па задний план. Это связало с тем, что в подах химические элементы находятся как в ионной, тан и в неполной форме. Именно поэтому свойства ионов не могут объяснить все особенности водной миграции. Для объяснения специфики некоторых вод они вообще неприменимы. Использование в подобных случаях данных
о шестикомпонентном составе, понятия о радиусах и других характеристиках ионов в качестве главных характеристик вод методологически несостоятельно.
Огромпое влияние на геохимические особенности большинства вод оказывают растворенные органические вещества и газы.
РАСТВОРЕННОЕ ОРГАНИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО
Растворенное органическое вещество (РОВ) характерно для большинства вод земной коры, оно образует истинные молекулярные или коллоидные растворы (рис. 8). В биосфере главный процесс образования РОВ — микробиологическое разложение растительных и животных остатков. При этом происходит и синтез новых специ-физических высокомолекулярных соединений темного цвета, получивших наименование гумусовых веществ. По составу и свойствам они резко отличаются от органических соединений живых организмов, например белков, Хотя гумус почв н вод изучается почти 200 лет, он в своем составе и процессах образования таит еще много загадок. «Это очень устойчивые тела в „природе”—в биосфере, изменяющиеся химически лишь медленно и с большим трудом. Они не могут быть изучаемы обычными методами химии, созданными в ином порядке идей»,—писал о гумусе В. И. Вернадский28.
Помимо гумусовых соединений, многие природные воды содержат РОВ нефтяного ряда — различные углеводороды, фенолы и т. д. Обнаружены в водах и органические соединения, характерные для живых организмов,— белки, аминокислоты, углеводы, уксусная, масляная и другие кислоты, жиры, эфиры, альдегиды и т. д. Всего из осадочных пород, почв и вод выделено свыше 500 органических соединений. Их изучает особая наука — органическая геохимия.
28 Вернадский В. И. Избр. соч., т, 1, с. 150,
v Ию. 8. Основные районы распространения поверхностных и грунтовых Юд, богатых растворенным органическим веществом на территории СССР
Реки и озера содержат до 100 мг/л РОВ гумусового ряда, которые придают воде цвет крепкого чая. Особенно характерны такие коричневые и черные реки и озера для лесисто-болотистых низменностей, в которых вода получает РОВ из прилегающих болот. Крупнейший приток Амазонки назван Рио-Негро (Черная река). В Восточной Сибири, где широко распространена вечная мерзлота, коричневые реки текут и в горных районах. Подобные особенности вод нашли отражение и в географических названиях. На карте лесных районов нашей страны немало Черных озер и Черных речек.
В повести «Мещорская сторона» К. Г. Паустовский пишет: «В Мещоре почти у всех озер вода разного цвета. Больше всего озер с' черной водой. В иных озерах (например, в Черненьком) вода напоминает блестящую тушь. Трудно, не видя, представить себе этот насыщенный, густой цвет. И вместе с тем вода в этом озере так Же, как и в Черном, совершенно прозрачна.
Этот цвет особенно ярок осенью, когда на черную воду слетают желтые и красные листья берез и осин»29.
В некоторых реках РОВ преобладает над минераль-
V
89 Паустовский К. Г. Собр. соч.: В б-ти т. М., 1958, т. 4, с. 211—212.
ными соединениями. В реках Амазонии его содержание достигает 70% общего количества растворенных соединений.
С 50-х годов в СССР начались систематические исследования РОВ подземных вод. Инициатором этих работ был видный гидрогеолог М. Е. Альтовский. Большой материал обобщил его ученик и последователь В. М. Швец (1973).
Наряду с гумусовыми веществами для некоторых подземных вод специфичны и РОВ нефтяного ряда. В глубоких горячих подземных водах, где деятельность микроорганизмов невозможна, образование РОВ связано с термическим разложением органических соединений горных пород и с другими абиогенными процессами.
По расчетам В. М. Швеца, 'среднее содержание органического углерода в грунтовых водах лапдшафтов влажного климата составляет 35 мг/л, в степях н пустынях —-20 мг/л. Значительно больше органических соединений в глубоких напорных подземных родах: в нефтегазоносных провинциях среднее содержание РОВ (считая на органический углерод) составляет 55 мг/л, в областях нефтяных и газовых месторождений — многие сотни миллиграммов на литр. В провинциях, где нефть и газ отсутствуют, глубокие подземные воды в среднем содержат 40 мг/л органического углерода. Общая масса органических веществ в подземных водах, по В. М. Швецу, составляет
