Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Приобретение подземными водами новых экологических качеств определяется и расширением геохимических диапазонов миграции многих химических элементов, вследствие увеличения их возможностей для комплексообразования, особенно с органическими веществами. В естественных условиях формирования химического состава околонейтральных маломинерализованных подземных вод мы имели комплексообразование химических элементов (Fe, Al, Cu и др.) преимущественно с фульво- и гуминовыми кислотами. Но изучая загрязненные подземные воды, мы вступаем в совершенно новую и малоизведанную пока в геохимическом отношении область техногенной гидрогеохимии. Действительно, органические вещества являются преобладающим компонентом различных видов загрязняющих
410
стоков. Видовое число органических веществ, обнаруживаемых в настоящее время в загрязненных подземных водах, уже достигает нескольких десятков тысяч. Идентифицировано очень большое число органических карбоновых кислот (уксусная, ли монная, салициловая, тартратная и др.). обнаружены амин( кислоты '(аспарагиновая, глютаминовая, глициновая, аланинс вая, лизиновая и др.). Многие из них активно участвуют в пр( цессах комплексообразования. Так, устойчивость соединенш Fe3+ с салициловой кислотой, превышает pKi 17, а соединений Cu2+ со многими аминокислотами—10 и т. д. Относительно малые концентрации всех этих органических веществ в загрязненных подземных стоках компенсируются высокой устойчивостью образуемых ими комплексных соединений. Важнейшее следствие такого комплексообразования — расширение Eh—pH-границ водной миграции элементов-комплексообразо-вателей, таких как Fe3+, Hg2+, Be2+, Cr(III) и др.
В загрязненных подземных водах они обнаруживаются в таких Eh—pH ситуациях, которые вне явлений комплексообра-зозания были для них запрещены и невозможны. Так, в настоящее время наблюдаются повышенные (десятки миллиграммов на литр) концентрации Fe3+ в кислородсодержащих околонейтральных подземных водах при Eh1 значительно превышающих пределы его нахождения в подземных водах, исходя из Eh—pH диаграммы Fe—H2O. В присутствии^ органических веществ Fe3+ удерживается в подземных водах "с рН~5 до значений Eh порядка +400—450 мВ. Одновременно расширяются и нижние Eh-границы нахождения Fe3+ в подземных водах, поскольку в присутствии органических веществ, участвующих в комплексообразованин, .стандартные потенциалы системы Fe(III)—Fe(II) основательно снижаются (см. раздел 10.2.2).
В присутствии органических веществ в околонейтральных подземных водах находится берилий (0,0 п — 0, л мг/л) хотя вне явлений комплексообразования, вследствие низкого (порядка л-10~22) ПРве(он)2 это невозможно. В таких же водах имеется ртуть (до 0, п мг/л) и т. д. Причина заключается в том, что скрытый в устойчивом комплексном соединении элемент-гидролизат защищен от гидролиза и подвергается ему в гораздо меньшей степени.
Контрольные вопросы
*
?
1. Что такое техногенез и как он влияет на геологическую среду?
2. Вспомните, как формулировал В. И. Вернадский понятие о ноосфере.
3. Назовите основные причины загрязнения подземных вод.
4. Что Вы знаете о нитратном загрязнении?
411
5. Охарактеризуйте геохимические свойства органических загрязнений и радиоактивных веществ.
6. Сравните геохимические типы загрязненных подземных вод.
7. Оцените геохнмико-экологические последствия загрязнения подземных вод.
+
Г л а в а 15
НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИХ ПРОГНОЗОВ, МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ.
?
?
Гидрогеохимический прогноз в гидрогеологии — это вероятностное предсказание изменений химического состава подземных вод, происходящих во времени и пространстве под влиянием естественных и искусственных факторов. Особое значение гидрогеохимические прогнозы приобретают в настоящее время, когда качество подземных вод хозяйственно-питьевого назначения может быстро изменяться под влиянием различных загрязняющих веществ и нерационального эксплуатационного во-доотбора. Поэтому такие прогнозы — одна из первостепенных задач современной гидрогеологии, они имеют исключительно важное значение для своевременной разработки и проектирования водоохранных мероприятий, сохранения и улучшения качества воды, управления этим качеством; они необходимы для обеспечения оптимального функционирования эксплуатационных водозаборов. В настоящее время такие прогнозы осуществляются на основе самых различных путей и методов, начиная от относительно простых (анализ результатов смешения вод разного химического состава графическими и расчетными методами)* и кончая сложными компьютерными решениями задач массопереноса на основе методов физико-химической гидродинамики и.кинетики. Пути и методы гидрогеохимического прогнозирования-зависят от конкретных задач прогноза, стадии гидрогеологических забот, гидрогеологических и гидрогеохимических ситуаций, возможностей приложения к ним существующих расчетных средств, степени обеспеченности таких расчетных средств необходимой информацией о происходящих процессах ИТ. д.
Все методы прргнозироваиия делятся на два основных типа: интуитивные и формализованные. К числу интуитивных методов относят широко распространенный метод экспертных оценок, который представляет собой индивидуальные или коллективные суждения специалистов о дальнейшем развитии обът екта. Такие суждения выполняются на основе мобилизации профессионального опыта и интуиции специалистов-профессионалов в данном вопросе. Методы экспертных оценок используются при анализе объектов, развитие которых не поддается формализации на основе методов точных наук, т. е. для кото-
