Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
5. Дальнейшее развитие органической гидрогеохимии — это одна из важнейших и в то же время одна из наиболее отстающих в своем развитии проблема гидрогеохимии. Пока известна геохимия в подземных водах только отдельных видов органических веществ, преимущественно органических веществ естественного происхождения и совершенно недостаточно изучена геохимия большого числа органических веществ техногенного происхождения. Между тем решение многих проблем гидрогеохимии, таких как оценка качества подземных вод, изучение загрязняющих веществ подземных води их охрана, роль подземных вод в формировании рудных и нефтяных месторождений, методы поисков этих месторождений и др. не всегда могут иметь полноценное решение без знания видового состава и распределений органических веществ в подземных водах, а также роли этих веществ в формировании миграционных форм химических элементов. Решение проблемы геохимии органических веществ в подземных водах в настоящее время сдерживается исключительным разнообразием органических
450
веществ (особенно техногенного происхождения) в подземных водах и отставанием аналитической инструментальной базы гидрогеологических исследований. Тем не менее в ближайшие годы должна быть осуществлена резкая интенсификация изучения органических веществ в подземных водах и их роли в формировании химического состава этих вод. '
6. Изучение гидрогеохимии техногенеза. Мы изложили принципиальные основы тех геохимических и химических механизмов, которые управляют распределением химических компонентов в подземных водах. Загрязненные подземные воды не могут иметь других химических механизмов распределений содержащихся в них компонентов, поскольку химические законы действуют повсеместно. Но несмотря на то, что принципиальные основы гидрогеохимии элементов и механизмы, управляющие их распределениями "в подземных водах в условиях техногенеза не могут измениться, деятельность человека, изменяя геохимическую среду, а также граничные условия миграции и концентрации химических элементов, вносит значительные коррективы в естественные распределения этих элементов в подземных водах. Поэтому существует настоятельная необходимость изучения геохимии элементов в загрязненных подземных водах и разработки методов учета этой геохимии в прогнозных моделях.
7. Совершенствование методов прогноза гидрогеохимических явлений. Количественные методы прогноза в гидрогеохимии могут быть основаны только на моделировании, в основу которого заложены принципы точных фундаментальных наук.
Мы уже говорили о том, что в гидрогеохимии существуют два направления моделирования и прогноза распределений вещества в подземных водах. Первое основано на принципах химической термодинамики, второе на принципах физико-химической гидродинамики и кинетики. Эта два направления пока развиваются в слабой зависимости друг от друга по двум основным причинам. Первая из них связана с трудностью методологического совмещения термодинамических равновесных методов с методами кинетики и физико-химической гидродинамики, оперирующих с моделями неравновесных и необратимых процессов. Вторая причина имеет более общее содержание— дело в том, что два основных направления гидрогеологии— гидрогеодинамика и гидрогеохимия развиваются пока в слабой взаимосвязи. И это отрицательно сказывается как на развитии гидрогеодинамики, так и на развитии гидрогеохимии, поскольку многие вопросы гидрогеодинамики нельзя полноценно решать без привлечения гидрогеохимических знаний, как и многие вопросы гидрогеохимии — без привлечения гид-рогеодинамических знаний. Это ненормальное для развития гидрогеологии положение должно быть ликвидировано и од-
29е
451
ним из последствий такой ликвидации должен быть синтез рассмотренных направлений моделирования. Научная сущность такого синтеза заключается в объединении их положительных сторон, ибо методы химической термодинамики, описывая химическую сущность гидрогеохимических явлений и их конечный результат, рассматривают эти явления вне времени и вне связи с движением подземных вод. Наоборот, методы физико-химической гидродинамики и кинетики изучают распределения компонентов химического состава подземных вод на фоне их движения и во времени, но они испытывают значительные трудности из-за недостатка параметров, характеризующих химические процессы в гидрогеодинамических полях. Имеется несколько путей такого синтеза, но вероятно наиболее оптимальный путь связан с разделением прогнозных задач на отдельные подсистемы, рассчитываемые различными методами, т. е. создаются, например, три подсистемы — транспортная, термодинамическая и кинетическая. В зависимости от гидрогеологических ситуаций и свойств прогнозируемых веществ, могут рассматриваться все три подсистемы или только некоторые из них. Решение этой проблемы — задача ближайшего ?будущего.
8. Совершенствование информационной основы гидрогео-химиЧеских исследований. Существуют два аспекта работы в этом направлении: Первый аспект связан с получением количественных характеристик процессов, составляющих основу гидрогеохимических явлений. Из всего рассмотренного в этом учебнике материала следует, что гидрогеохимия вступила в стадию осуществления количественных прогнозных решений, основанных на знании тех процессов, которые происходят в гидрогеохимических системах. Но такие количественные решения имеют дело с моделями, составной частью которых являются термодинамические и кинетические характеристики процессов. Таких термодинамических и кинетических характеристик далеко не всегда хватает для количественной реализации прогнозных задач. Мы имеем принципиальные теоретические модели естественных и техногенных гидрогеохимических явлений и процессов, но не всегда можем их заполнить необходимыми термодинамическими и кинетическими параметрами. Но без этого невозможна количественная реализация модельных прогнозных решений.
