Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Перельман А.И. -> "Геохимия природных вод" -> 27

Геохимия природных вод - Перельман А.И.

Перельман А.И. Геохимия природных вод — М.: Наука, 1982. — 154 c.
Скачать (прямая ссылка): geohimiyaprirodnihvod1982.djvu
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 59 >> Следующая

Образование углекислого газа. Все организмы при дыхании выделяют углекислый газ — продукт окисления органических веществ. Этот биогенный С02, растворяясь в водах, оказывает огромное влияние на миграцию элементов. Напомним, что в результате образуется пон НСОз”
и воды приобретают уже известный нам гидрокарбонатный состав.
Окисление органических веществ наиболее энергично протекает в почвах, в связи с чем почвенный воздух в десятки и сотни раз содержит больше С02, чем надземная атмосфера. Растворяясь в почвенных водах, С02 обогащает их НСОз , делает химически высокоактивными, благоприятствует растворению кальцита и других карбонатов:
СаС03 Н20 + С02 Са2+ + 2НСОз
тв. фаза раствор раствор
Просачиваясь через почву, растворы обогащают НСОз" грунтовые и речные воды. В последних источником углекислого газа служит также окисление органических остатков, содержащихся в самих водах, дыхание рыб и других животных. Углекислый газ поступает и из атмосферы.
Микробиологические процессы генерации углекислого и других газов оказывают влияние и на строительные свойства пород. Советские ученые-грунтоведы В. А. Радина и Я. JI. Коган сделали интересное открытие — они установили, что в результате накопления в водонасыщенных породах С02 и других газов в водах возникает избыточное давление. С ним исследователи связывают образование истинных плывунов, возможно, также оползней, селей, подводных каньонов и т. д. Особенно агрессивны гидрокарбонатные воды в известняках: растворяя кальцит, они образуют полости, каналы, грандиозные пещеры (карст).
Хемосинтез. Азот органических остатков превращается микроорганизмами в аммиак. (NH3), который другими микроорганизмами окисляется до солей азотистой и азотной кислот. Эти микроорганизмы открыл в 1890 г.
С. Н. Виноградский (1856—1953). Обычно для выращивания бактерий используют какую-либо питательную смесь, содержащую органические соединения (например, сахар). На таких смесях поселяются бактерии гетеротро-фы, окисляющие органические соединения, без которых они не могут существовать. С. Н. Виноградский выращивал бактерии на неорганических соединениях, которые не могли служить пищей для гетеротрофных бактерий. Понятно, что их колонии не выросли на подобных средах. Однако жизнь не обошла и такую, будто бы, неподходящую, среду: колонии бактерий все же появились, причем одни обладали способностью окислять аммиак до N07, '
а другие — NO, до NOs:
' 2NH3 i- 302 2HN02 + 2HaO -f 600,7 кДж (Nilrosomonas),
2HN02 + 02 = 2HNO, + 180,6 кДж (Nitrobacter).
Оказалось, что эти бактерии не нуждаются в органических веществах: кан и зеленые растения, они способны синтезировать органические соединения из С02 и Н20, но в отличие от растений не за счет энергии солнечных лучей, а за счет энергии, выделяющейся при окислении аммиака и нитрит-иона. Этот процесс получил наименование хемосинтеза. Позднее были открыты и другие бактерии, способные к хемосинтезу, окисляющие свободным кислородом серу и сероводород, двухвалентное железо, марганец, трехвалентную сурьму, водород, метан, уголь. Во всех этих случаях реакция окисления дает бактериям энергию, необходимую для синтеза органических веществ из С02 и Н20.
Хемосинтез не играет большой роли в накоплении органических веществ, основное значение здесь принадлежит зеленым растениям, т. е. фотосинтезу, но в истории отдельных элементов в формировании химических особенностей вод роль хемосинтеза значительна.
Окисление сульфидов и элементарной серы. Сульфидные руды очень характерны для многих месторождений полезных ископаемых, образовавшихся в земных глубинах из горячих вод (гидротермальные месторождения меди, свинца, цинка, молибдена, кобальта и др.). Все эти руды обычно содержат и пирит — дисульфид железа (FeS2). Образование сульфидов в прошлые геологические эпохи происходило танже на дне морей, озер, в речных долинах, артезианских бассейнах. В ходе последующих геологических процессов, например горообразования, многие сульфиды оказались на земной поверхности и подверглись воздействию атмосферных осадков, грунтовых и других кислородных вод. Создавались все условия для деятельности особых хемосинтетиков — тионовых бактерий: пища
(сульфиды), кислород, необходимый для их окисления, вода. В результате при участии бактерий сульфиды желе-эа превращались в сульфаты, -продуцировалась танже свободная серная кислота. Воды становились сернокислыми, в них из катионов преобладал Fe2+, водородный ион Н+, а из анионов —SO^-1. Серная кислота не оказалась помехой для бактерий даже в 10%-ном ее растворе!
5 А. И. Перельман 69
При окислении руд в сернокислые воды переходят медь, цинк и другие легкоподвижные металлы.
Наряду с микробиологическими возможны и чисто химические процессы окисления сульфидов кислородом, растворенным в воде. Направленность их в общем та же, по скорость меньше — микробы работают энергичнее.
Сильнокислые, богатые металлами воды характерны для многих мест, где окисляются сульфидные руды или породы, богатые сульфидами, особенно пиритом. Окисленные части рудных тел получили наименование зоны окисления сульфидных месторождений. Эта зона представляет большой практический интерес и как скопление богатых окисленных руд (на некоторых месторождениях только они и отрабатываются), и как хороший поисковый признак сульфидных руд, залегающих на глубине. Не удивительно, что в науке о рудных месторождениях и в гидрогеологии зона окисления сульфидных месторождений детально изучается.
Предыдущая << 1 .. 21 22 23 24 25 26 < 27 > 28 29 30 31 32 33 .. 59 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed