Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Формирование рассмотренных геохимических типов подземных вод в системе водоносных горизонтов зонально, т. е. оно подчинено уже рассмотренным горизонтальной и вертикальной геохимическим зональностям подземных вод. И это имеет своим следствием образование особых гидрогеохимических провинций
262
железосодержащих подземных вод. Понятие о гидрогеохимических провинциях с повышенными содержаниями элементов, нормируемых в подземных водах хозяйственно-питьевого назначения, впервые было рассмотрено в работе [23]. Такие провинций характеризуются следующими свойствами: а) высоким уровнем фоновых концентраций нормируемых элементов, приближающихся к ПДК или даже превышающих их; б) высокой частотой встречаемости в подземных водах концентраций элементов, превышающих ПДК; в) значительными временными изменениями концентраций химических элементов, типичных для данной провинции, в подземных водах.
Применительно к провинциям железосодержащих подземных вод эти свойства означают высокий уровень фоновых концентраций железа, высокую частоту встречаемости повышенных концентраций железа в подземных водах, значительные временные изменения содержаний железа в подземных водах. Имеются две главные особенности химического состава подземных вод, которые определяют формирование таких гидрогеохимическнх провинций; высокие концентрации органических веществ гумусового ряда, а при отсутствии или при малых концентрациях органических веществ — низкие (100—250 мВ) положительные значения окислительно-восстановительного потенциала.
Первая ситуация характерна для грунтовых вод гумидной зоны, вторая для бескислородно-бессульфидных напорных подземных вод артезианских бассейнов, вод кор выветривании и трещинно-жильных вод гидрогеологических массивов. В связи с этим в общей схеме горизонтальной гидрогеохимической зональности грунтовых вод провинция железосодержащих подземных вод занимает практически всю гумидную зону с максимальными проявлениями в Мещере, Полесье, Карелии, в Архангельской и других областях севера европейской части СССР (рис. 1.0.5). Бескислородно-бессульфидные подземные воды с низкими положительными значениями окислительно-восстановительного потенциала распространены во многих артезианских бассейнах. Такие артезианские бассейны являются гидрогеохимнческими провинциями железосодержащих подземных вод. К их числу относятся Московский, Днепрово-Донецкий, Припятский и другие артезианские бассейны европейской части СССР и особенно малые артезианские бассейны Дальнего Востока. Гидрогеохимическими провинциями железосодержащих подземных вод также являются многие массивы кристаллических метаморфических или метаморфизованных и т. д. пород, в корах выветривания которых распространены подземные воды с низкими положительными значениями окислительно-восстановительного потенциала. Типичными в этом отношении являются Украинский кристаллический массив (особенно его северная часть), Донецкая и Уральская складчатые области, гидрогеологические мас
203
Рис. 10.5. Схема распространения повышенных относительно ПДК концентраций железа в подземных водах первого от поверхности горизонта, в процентах от общего числа (я -более 1000) проб / — более 50, 2 — 50—20. S — менее 20
сивы Сибири и Дальнего Востока).Степень распространения железосодержащих подземных вод в таких гидрогеохимических провинциях особенно увеличивается при региональной сульфи-дизации вмещающих пород, поэтому многие рудные регионы (Большой и Малый Кавказ, Урал, Алтай и др.) являются крупнейшими провинциями железосодержащих подземных яод. При выделении провинций железосодержащих подземных, вод важно знать, что главным фактором, контролирующим распределение железа в подземных водах, чаще является не общий их химический состав, а значения окислительно-восстановительного потенциала.- В связи с этим распределения железа в подземных водах любой гидрогеохимической провинции более подчинены окислительно-восстановительной зональности, а не общей геохимической.
* »
?
10.2.3. Марганец
Общие сведения о гидрогеохимии марганца. В Eh — pH диапазоне подземных вод хозяйственно-питьевого назначения марганец может быть двух-, трех- и четырехвалентным. Но наиболее распространенными в них являются соединения Mn (II). Геохимию марганца в подземных водах определяют следующие его химические свойства.
264
Eh1 м Б 80Or-
700 -
600 -
500 -
400 -
зоо -.
200 -
700 -О
•700 Y •2OD 300
MnO2
+ "*F*""VM О О.
VTn
2+
MnCO
8
pH
+
ЕЕЗ*
Рис. /0.6. Положение марганецсодержащих (более ОД мг/л) подземных вод на Eh—pH диаграмме Mh2+—H2O—CO32- (Eh—pH границы проведены для SMn 10*~в моль/л при сухарной концентрации карСкшатов 100 мг/л):
1 —кислые воды районов сульфидных месторождений; 2 — подземные воды с высокими содержаниями органических веществ; 3 — бескислородные-бессульфидные подземные воды; 4 — Eh-pH граница равновесий в системе FeH/Fe(OH)3. Стрелкой показано направление увеличения концентраций марганца в подземных водах
1. Малая растворимость гидроксидных форм и относительно высокая — гидрозакисных. Марганец, также как и железо» принадлежит к числу элементов, окисленные-формы которых гораздо менее растворимы по сравнению с восстановленными. Действительно, ПРМп(он)3 Ю"36, а ПРмп(0н)2 ==л-Ю"13. Это
