Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Способностью к накоплению и увеличению концентраций в щелочных водах обладают следующие элементы и вещества: а) катионогенные, образующие хорошо растворимые соединения с ОН- HCOj- CO32", F-, H3SiO4- —это натрий, литий, аммоний; б) элементы-комплексообразователи, имеющие высокую устойчивость своих комплексных соединений OH- с HCO3-, CO32", F- — это поливалентные элементы: уран, торий, алюминий, титан, ниобий, отдельные редкоземельные элементы, особенно церий; в) анионогенные элементы, анионы которых образуют хорошо растворимые соединения с Na+ — это фтор, молибден, вольфрам, фосфор и даже мышьяк. Миграционные формы всех этих элементов приведены в табл. 14.3.
Щелочные загрязненные подземные воды всегда недонасы-щены по всем соединениям этих элементов и поэтому при концентрировании таких вод (например, при испарительном кон
398
центрировании грунтовых вод в аридной зоне) происходит направленное увеличение концентраций всех перечисленных химических элементов с ростом их минерализации. В случае протекания таких процессов формируются высококонцентрированные содовые воды с очень высокими концентрациями фтора, урана, тория и других элементов, имеющих высокую токсичность. Щелочные загрязненные подземные воды, также как и кислые, способны к накоплению высоких концентраций многих-элементов и поэтому, если рассматривать кислые подземные воды как «первый полюс» накопления многих химических элементов, то щелочные воды являются их «вторым полюсом» накопления. Но комплекс элементов, присутствующих в щелочных подземных водах уже другой — это преимущественно многие анионогенные элементы, поливалентные элементы-комплексообразователи, а также аммоний NH4+. Поэтому в районах распространения щелочных стоков промышленных предприятий появляются такие экзотические геохимические типы подземных вод, которые не известны в естественных условиях и не могут в них формироваться. В качестве примера приведены химические составы подземных вод, формирующиеся в районах азотнотуковых и горнообогатительных предприятий, разрабатывающих месторождения редких элементов (табл. 14.4).
Околонейтральные воды с высокими значениями Eh. Такие подземные воды формируются при поступлении в них промышленных стоков, содержащих окисленные органические вещества (производство синтетических волокон, пластмасс и т. д.), а также стоков горнодобывающих предприятий, эксплуатирующих месторождения соли, бора, урана, железных руд. Аналогичные ситуации возникают в сельскохозяйственных регионах, где вносятся нитратные удобрения на поля. Эти загрязненные подземные воды могут иметь разнообразный химический состав (гидрокарбонатный, сульфатный, хлоридный, нитратный), но их объединяет общее качество — относительно высокие значения Eh превышающие при околонейтральной среде +250—300 мВ. Это определяет только строго определенный набор химических элементов, которые могут присутствовать в таких загрязненных подземных водах.
Среди элементов, которые могут концентрироваться в околонейтральных подземных водах с высокими значениями Eh выделяют три группы.
1. Переменновалентные • элементы-комплексообразователи, окисленные формы которых образуют соединения, более растворимые, чем восстановленные. Таким классическим элементом является U(VI), миграционная способность которого особенно резко увеличивается в случае образования им комплексных соединений с HCO3- и CO32-.
399
Таблица 14.4. Химический состав загрязненных щелочных подземных вод с низкими значениями Eh
Компоненты н показатели Воды района горнообогатительного комбината Воды района азотнотукового комбината
Ист. 1 Ист. 2
•
*
Ист. 1 Ист. 2
NH4+ 1
Na+
К+
Ca2+
Mg*+
OH-
H3SiO4-
HCO3-
CO32-
SO42-
Cl-
NO3-
NO2-
F
Li
Rb
Cu
Pb
Ti
Nb
P
PH
Eh
Минерализация
Формула
химического
состава 3676
34.4 Не обн. 20
J 5684
Не обн. 40
2000
0,350 0,010 100,0 9,55
-11000
- 24 038 222 Не обн. 100
J 18941
Не обн. 75
11000 18,6 6,0 0,283 0,032 0,90 0,010 125,0 11,74 —100 65 000 400
' J 313
* 10 219
Не обн.
798 132
99 280
40
?
9,3 210 1900
„ C03360H35N0312 937 J 1008
2 964
Не обн. 1056 108 264 475 225
9J 170 4500
ал OH59C0318N038
MNH460(Na+K)40
* MNH454(Na+K)46 2. Катионогенные элементы и элементы-комплексообразо-ватели, образующие хорошо растворимые соединения с ведущими анионами подземных вод. К таким элементам относятся натрий, литий, стронций, барий, марганец. Эти элементы являются типичными для загрязненных подземных вод соледобывающих предприятий. При этом существует определенная селективность'накопления всех этих элементов в подземных водах различного химического состава. Так, среди катионогенных элементов натрий и литий, образующие хорошо растворимые соединения со всеми анионами подземных вод, способны к беспрепятственному накоплению в подземных водах любого химического состава. В то же время стронций, марганец, образуя труднорастворимые соединения с ,CO32-, не могут концентрироваться в подземных водах с высокими содержаниями
400
HCO3-+CO32- (в таких водах они образуют твердую фазу SrCO3 и MnCO3), а барий неспособен концентрироваться еще и в водах с высокими значениями SO42", поскольку растворимость BaSO4 минимальна.
