Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Сульфаты и хлориды стронция хорошо растворимы (табл. 6.1). Менее растворимым является стронцианит SrCOs (ПР5гСОз
5,2-10"10, но его растворимость как и растворимость СаСОз, увеличивается при снижении pH среды и.увеличении концентрации СОг в системе, так как
SrCO3 + H+ = Sr2+ + НСО-3 и
SrCO3 + H2O + CO2 = Sr2+ + 2HCOV
Гораздо более растворимым соединением является SrSO4 (ПР 2,1-10"7). Это геохимически уже высокая растворимость. Несложный расчет, исходя из произведения растворимости, показывает, что в подземной воде с минерализацией ~ 1 г/л, содержащей 90—100 мг/л SO42*" при насыщении ее SrSO4 должно содержаться 70—80 мг/л стронция (принятые коэффициенты активности 0,5). Если концентрации SO42" увеличатся от 100 до 1000 мг/л, то содержания стронция в соответствии с правилом произведения растворимости только приблизятся к кондиционным (7 мг/л). Это означает, что SO42- весьма слабый оса-дитель стронция и поэтому в сульфатных водах всегда могут содержаться концентрации стронция, превышающие его кондиционные содержания.
Уменьшение концентраций стронция до значений менее ПДК в связи с нарастанием концентраций сульфатов может происходить только при их концентрациях более ~ 1000 мг/л, но эти значения уже выше предельно допустимых концентраций сульфатов в подземных водах хозяйственно-питьевого назначения.
Содержания стронция в подземных водах хозяйственно-литьевого назначения изменяются от <1 мг/л в грунтовых водах наиболее увлажненных районов гумидной зоны до 30 мг/л в напорных пластовых и трещинно-пластовых водах повышенной минерализации. При этом надо подчеркнуть, что концентрации стронция, превышающие ПДК, достаточно распространенное цля подземных вод явление. Сульфаты и хлориды стронция —
255
20 70 40 60 80 100 120. 140
30 60 80
J3UC /0.2. Схема распространения стронция в маломинерализованных водах
первого от поверхности водоносного горизонта (по М. С. Галицыну)
Вероятные преобладающие содержания стронция, мг/л: /<0,5; 2— 0,5—2,0; 5 — 2,0—7,0: 4 - >7.0
хорошо растворимые соединения, поэтому в общей схеме геохимической зональности подземных вод содержания стронция в грунтовых, а также в напорных пластовых и трещинно-жильных водах различных гидрогеологических структур увеличиваются с ростом их минерализации. Это особенно характерно для подземных вод, увеличение минерализации которых происходит в результате нарастания концентраций Ca2+ SO42" Cl" Поэтому в общем случае существует геохимическая зональность распространения стронция в подземных водах (рис. 10.2), принципиально соответствующая распространению в них кальция. В связи с этим грунтовые воды аридной зоны обычно обогащены стронцием, а в схеме вертикальной зональности напорных подземных вод увеличивается концентрация стронция совместно с нарастанием в них концентраций кальция.
Имеются две основные генетические причины накопления стронция в подземных водах — испарительное концентрирование грунтовых вод в аридной зоне и увеличение минерализации напорных вод при взаимодействии с породами, содержащими сульфаты кальция и стронция. Это распространенные явления и поэтому имеется достаточно много гидрогеохимических провинций, подземные воды которых (грунтовые и напорные) содержат концентрации стронция, превышающие ПДК- Типичные примеры таких гидрогеохимических провинций: Казахстанская,
256
где в грунтовых водах с минерализацией несколько граммов на литр содержания стронция увеличены до 10 мг/л; Молдавская провинция, где в SO4-Ca и HCO3-SO4-Ca напорных водах гип-соносного тортон-сарматского водоносного горизонта содержания стронция увеличены до 25 мг/л при общей минерализации этих вод всего 2—3 г/л; Московская, где в HCOa-SO4-Ca и SO4-Ca водах гипсоносных пород содержания стронция достигают 20 мг/л. Повышенные (5—15 мг/л) содержания стронция известны также в подземных водах пермских гипсоносных пород Русской платформы и Предуральского прогиба. На фоне таких региональных зональных распространений стронция в подземных водах существуют локальные возрастания его концентраций, особенно характерные для участков распространения в породах целестина и других стронцийсодержащих минералов, а также для районов распространения карбонатных рифовых массивов, породы которых часто обогащены стронцием. Характерной особенностью подземных вод на таких участках является снижение значений Ca/Sr до 5—15.
Расчеты, основанные на методах химической термодинамики, показали, что основные состояния стронция в маломинёра-лизованных подземных водах представлены Sr2+, SrSO40, SrCCb0. Последние две формы в маломинерализованных водах могут иметь значение только соответственно в сульфатных и карбонатных (при рН>8,5) водах. Но даже в таких водах значимость этих сульфатных и карбонатных форм не превышает 10— 20%. Поэтому основное состояние стронция в маломинерализованных водах хозяйственно-питьевого назначения это Sr2+. Отсюда следует, что распределения стронция в маломинерализованных водах должны ограничиваться произведением растворимости наименее растворимого соединения, каковым является SrCO3. Поэтому содержания стронция в таких подземных водах уменьшаются с ростом в них концентраций 2 HCO3T+CO32" н в связи с этим щелочные HCO3 (CO3)-Na воды всегда содержат минимальные концентрации стронция.
