Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
2SO42" + 5Сорг + 2 H2O = 2H2S + 5CO2.
В подземных водах распространены обе группы бактерий, но преобладают гетеротрофы.
Большинство бактерий лучше всего развивается в пределах pH от б до 7,5, но имеются бактерии, выживающие и в сильно кислых, и сильно щелочных средах (1>рН>10);
Какие же виды бактерий обнаружены в подземных водах? В грунтовых и пресных водах зоны активного водообмена артезианских бассейнов наблюдается интенсивное развитие гнилостных, сапрофитных, окисляющих фенол, денитрифицирующих, клетчатковых и метанобразующих бактерий. Слабо развиваются в этих водах бактерии, окисляющие водород, и еще слабее десульфурирующие, тионовокислые и метанокисляющие бактерии. Общее число бактерий изменяется от нескольких тысяч до миллиона клеток в 1 мл воды, количество микроскопических водорослей и простейших достигает сотен и тысяч в 1 л воды. Число бактерий в воде зависит, главным образом, от наличия в ней питательных веществ, в том числе органических соединений. По данным С. И. Кузнецова и др. (1962 г.), разви
26
тие бактерий происходит уже при концентрации органических веществ 0,1 мг/л. В подземных водах их фактическое содержание всегда значительно выше этой величины и составляет единицы и десятки миллиграммов на литр, что вполне обеспечивает развитие бактерий питательным веществом. Чем выше содержание Сорг в водах, тем активнее развивается в них микрофлора. ' ' •
На развитие бактерий в подземных водах влияют термобарические условия. Для специфической группы термофилов нижний предел температуры, при котором возможен рост, равен 37 *С, а оптимальные температуры составляют 50—6O0C Верхний предел температуры, при котором еще может протекать, хотя и в ослабленном виде, жизнедеятельность микроорганизмов, равен не более 100 °С, а нижний — минус 30C
Давление способствует развитию бактерий. Так, опытами установлено, что развитие Vibrio desulfuricans активизируется при температуре 3O0C и повышении давления от 0,1 до 100 МПа, затем резко падает.
Минерализация воды и ее химический состав практически мало влияют на жизнедеятельность микрофлоры. Существует ряд микроорганизмов, способных развиваться при концентрации солей до 300 г/л и более. Отмечено угнетающее влияние на рост бактерий некоторых катионов, среди которых в первую очередь следует назвать серебро, ртуть, медь, свинец и др. Содержащиеся в подземных водах бактерии выполняют большую геохимическую работу, видоизменяя химический и газовый состав вод. Например, аэробные сапрофиты (учитываемые при росте на питательной среде) разлагают легко усвояемые органические соединения белкового и углеводного характера; гнилостные бактерии, используя белковые вещества, образуют H2S и H2; денитрифицирующие бактерии восстанавливают нитраты до газообразного азота, а нитрификаторы окисляют аммиак до нитратов и нитритов; тионовокислые бактерии окисляют тио-сульфаты или H2S до сульфатов и т. д. Продуктами метаболизма бактерий могут быть также токсины, ферменты, антибиотики и др. Следует подчеркнуть, что многие развивающиеся в подземных водах бактерии являются безвредными для здоровья человека и даже участвуют в бактериальной очистке вод от загрязнения. в
• ?
1.2.4. Газы
В. И. Вернадский писал, что газы и воды находятся в постоянном обмене: природная вода^природные газы. Различают сорбированные, растворенные и свободные газы. Между свободными и растворенными газами существует динамическое равновесие, которое нарушается при изменении температуры
27
Л АНТАНОИДЫ
Ce Pr Ш Pm Sm Eu Gd Tb Dy Но Er Tu Yb Luj АКТИНОИДЫ I Th I !Pa и Np Pu Am I Cm Bk. __1__ Cf Es Fm Md No Рис. 1.10. Элементы, которые могут находиться в подземных водах в газообразном состоянии (обведены жирной линией и заштрихованы)
100 0 50 700 О
Давление насыщения, Ша
Рис. 1.11. Растворимость метана в подземных водах при различных мине ралнзациях, температурах и давлениях насыщения
80
и давления. Основными газами подземных вод являются: O2, N2,. CO2, H2S, CnH211+2, H2, NH3, Не, Rn, Ne, Ar, Xe, Kr (рис. 1.10).
По происхождению газы делятся на следующие основные группы: 1) воздушные (N2, O2, CO2. Ne, Ar), проникающие в-литосферу из атмосферного воздуха; 2) биохимические (СН<Г CO2, N2, H2S, H2,02, ТУ—тяжелые углеводороды), образующиеся при разложении микроорганизмами органических и минеральных веществ; 3) химические (CO2, H2S1 H2, CH4, СО, N2, НС1*Г HF*, SO2, NH3), образующиеся в результате взаимодействия воды и породы при нормальных и высоких давлениях и температуре; 4) радиоактивные и ядерных реакций (Не, Rn).
Концентрация газов в подземных водах (газомасыщен-ность)—это объем газа, растворенный при O0C и нормальном давлении в одном объеме воды. Выражается в весовых единицах— числом граммов или миллиграммов газа, растворенных а 1 л воды (г/л), мг/л), и объемных единицах — числом миллилитров в 1 л воды (мл/л, см3/л) или числом кубометров газа на кубометр воды (м3/м3). Для пересчета миллилитров газа в миллиграммы нужно объем газа в миллилитрах, приведенный к нормальным условиям, умножить на коэффициент, равный относительная молекулярная масса газа!22,414.
