Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
состава .... ' (Na + K)38Ca38NH423 1,4 (Na+K)38Ca36NH426
403
раций — известный факт. Материалы мониторинга показывают, что прогрессирующее загрязнение подземных вод в пределах таких агломераций всегда способствует формированию вокруг них площадей "подземных вод с низкими значениями Eh и возрастающими во времени концентрациями NH4+, Н2РО4", Fe2+, Mn2+
Не менее эффективным в отношении создания новых геохимических ситуаций является изменение Eh в районах сельскохозяйственных территорий, орошаемых и удобряемых животноводческими и коммунально-бытовыми стоками. Известно, что при орошении такими стоками вертикальный градиент уменьшения содержаний O2. в зоне аэрации может составлять 1—2 мг/л на 1 см.
В результате формируются подземные воды с Eh менее 200—150 мВ. В таких случаях уже близповерхностные грунтовые воды всегда имеют высокие концентрации аммония, нитрита, фосфора, железа, марганца, намного превышающие их ПДК. Происходит своеобразное «отравление» подземных вод, которое удерживается достаточно длительное время. Изучение возраста таких вод показывает, что после устранения источника загрязнения они могут сохраняться в течение 10—20 лет. Одна из причин этого заключается в том, что часть NH4+ вследствие сорбционных процессов, уходит в мелкодисперсную твердую фазу зоны аэрации и эта мелкодисперсная фаза длительное время служит дополнительным источником NH4+ для подземных вод.
Из изложенного следует, что формирование околонейтральных геохимических сред с низкими положительными значениями Eh надо считать явлением значительно угрожающим качеству подземных вод и необходимо принятие специальных мер по ликвидации этих свойств. Для всех нормируемых элементов, содержащихся в подземных водах с низкими Eh основным геохимическим барьером является окислительный кислородный барьер. В условиях такого барьера происходит трансформация всех рассмотренных компонентов в менее растворенные (Fe2+-*-Fe3++e~) и менее токсичные N3+-^N5+, As3+-*-As5+ и т. д. В настоящее время это достигается смешением бескислородных вод с кислородсодержащими водами других водоносных горизонтов, закачкой с поверхности в водоносный горизонт, содержащий бескислородные воды, кислородсодержащих вод и просто кислорода, технологическими очищениями подземных вод на поверхности и другими способами.
Околонейтральные и щелочные сульфидные воды с отрицательными значениями Eh. Сульфидсодержащие стоки распространены во многих видах промышленности (коксохимические предприятия, кожевенные заводы, сероплавильные производства, горнообогатительные предприятия, эксплуатирующие ме
404
сторождения серы, сульфидов и др.). В результате поступления таких стоков в подземные воды они приобретают высокие концентрации H2S, HS- и S2"; pH-задающей системой таких загрязненных подземных вод являются сульфидные и гидросульфидные анионы S2"+H2O=HS-+ОН" и далее HS~+H20 = =H2S + OH" а потенциалзадающей — система серы S2-=S0 + + 2е~ В результате при низких концентрациях S2- и HS- формируется околонейтральная среда, а при высоких — щелочная (pH до 10) с низкими значениями Eh.
Кроме' названных наиболее распространенных соединений сульфидной серы сульфидные воды всегда содержат целую гамму промежуточных недоокисленных (или недовосстанов-ленных) соединений серы, таких как S2O32", SO32-, а также полимерные сульфидные анионы Sn2-
Часто такие сульфидные воды создаются в пределах месторождений питьевых подземных вод не только из-за поступления в них промышленных стоков, но и вследствие нерациональной эксплуатации этих месторождений, в результате которой подземные воды подтягиваются из более глубоких горизонтов, содержащих органические вещества, необходимые для протекания процесса сульфатредукции. Основными вредными компонентами таких вод являются H2S и HS- и обычно технологические мероприятия по очистке таких вод направлен ны на избавление от этих компонентов. В комплекс элементов, присутствующих в таких сульфидных водах в концентрациях, превышающих ПДК, входят: а) катионогенные элементы, мигрирующие в подземных водах в широком диапазоне Eh—pH условий не меняя своих валентностей (натрий, литий, стронций и др.); б) анионогенные элементы, образующие хорошо растворимые соединения с катионами подземных вод (хлор, йод, бром и др.); в) элементы — аналоги серы, к которым относятся селен, теллур (в сульфидных водах они находятся в виде HSe-, HTe"), здесь наблюдается аналогия с HS"
Если сульфидные воды имеют HCO3-Na состав и щелочную среду» то в них всегда могут содержаться очень высокие концентрации фтора. Вследствие высокой растворимости NaF эти воды имеют большое недосыщение по iNaF, которое часто ликвидируется переходом в воду значительных масс фтора из пород. В связи с этим в таких щелочных сульфидных водах могут содержаться очень высокие концентрации фтора, достигающие десятков миллиграммов на литр, что на целый порядок
превышает ПДК-
Для сульфидных вод с низкими (отрицательными) значениями Eh характерны процессы осаждения многих халькофильных элементов в твердую фазу. Так, при взаимодействии Fe2++S2"+nH20 = FeS-nH20 образуется гипергенный минерал гидротроилит FeS-riH20, разрушающий обсадные трубы и при
