Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Следует отметить, что геохимия подземных вод в 40—60-е годы наибольшее развитие получила при изучении минеральных лечебных вод, так как их бальнеологическое воздействие на организм человека обязано вещественному составу этих вод. Наряду с А. М. Овчинниковым геохимией минеральных вод занимались В. В. Иванов, Л. А. Яроцкий, Н. И. Толстихин, Е. В. Посохов и др. [13, 31, 34].
В нашей стране гидрогеохимия развивается в основном в ведущих учебных и научных центрах, где создавались свои научные школы и разрабатывались новые перспективные направления гидрогеохимии. Следует упомянуть ленинградскую школу гидрогеохимиков (ЛГИ, ЛГУ, ВСЕГЕИ), развивающую региональную гидрогеохимию, гидрогеохимические поиски месторождений, изучающую гидрогеохимические процессы (Н. И. Толстихин, И. К. Зайцев, В. С. Самарина, Г. Б. Свешников, В. А. Кирюхин, Е. А. Басков, Е. Е. Белякова, А. И. Короткое и др.).
Гидрогеохимическая школа ВСЕГИНГЕО, где в 1955 г. был создан отдел геохимии подземных вод, развивает вопросы формирования химического состава подземных вод, органической гидрогеохимии, компьютерного моделирования гидрогеохимических явлений; решает различные прикладные проблемы — оценка качества подземных вод хозяйственно-питьевого назначения, прогнозы химического состава этих вод, разработка гидрогеохимического метода полезных ископаемых, методы использования промышленных вод и др. (А. А. Бродский, М. Е. Альтов-ский, С. И. Смирнов, Г. А. Соломин, И. Ю Соколов и др.).
Томская школа гидрогеохимиков успешно разрабатывает различные вопросы гидрогеохимии применительно к условиям Сибири (П. А. Удодов, С. Л. Шварцев, Е. В. Пиннекер, В. М. Матусевич, Г. М. Рогов, Н. М. Рассказов и др.).
9
Необходимо назвать также гидрогеохимические школы МГУ (О. К. Ланге, К. Е. Питьева и др.)- Новочеркасского политехнического института (Е. В. Посохов, А. И. Гавришин, В. Г. Попов и др.), Геологического института АН СССР (А. В. Щербаков, В; И. Кононов, В. П. Зверев и др.), Института гидрогеологии и гидрофизики АН КазССР (Ж. С. Сыдыков) и др.
Очень активно развиваются гидрогеохимические исследования за рубежом. В связи с возрастающим значением проблемы качества подземных вод и ее ролью в решении экологических проблем в развитых странах центр гидрогеологии за последние 20—30 лет активно перемещался в сторону изучения формирования химического состава, особенно в условиях техногенеза. В то же время за рубежом всегда очень активно велись и активно ведутся в настоящее время исследования по количественному изучению геохимических процессов с конечной целью воплощения этих процессов в таких моделях и алгоритмах, которые позволяют моделировать гидрогеохимические явления на ЭВМ с различными конечными целями.
Среди зарубежных исследователей надо прежде всего отметить крупного ученого Р. В. Гаррелса, которым написаны прекрасные книги, обосновавшие применение методов химической термодинамики в геохимических исследованиях. Следует назвать также Дж. Дривера [10], Г. Хелгесона, Т. Пачеса, А. Трасделла, Дж. Хема, Р. Бернера, Д. Пламмера и других, которые заложили основы количественного познания процессов, составляющих основу гидрогеохимических явлений. Количественное . изучение геохимических процессов за рубежом всегда сопровождалось постоянной работой по получению количественных параметров, характеризующих эти процессы и позволяющих рассчитывать их. В этом отношении мы должны отметить работы Р. Смита,- А. Мартелля, Г. Хелгесона, Д. Нордстрома, К- Питцера, которыми созданы фундаментальные справочные монографии, а также предложены способы вычисления термодинамических параметров, необходимых для расчета, интерпретации и прогноза гидрогеохимических явлений.
Исторически развитие гидрогеохимии включает два последовательных этапа. Первый этап характеризуется накоплением эмпирического материала, характеризующего изменения химического состава подземных вод под влиянием различных геологических ситуаций и процессов. В результате работ этого этапа были разработаны основы региональной гидрогеохимии, сформулированы принципы геохимической зональности подземных вод в геологических структурах, получены материалы о распространении большого числа химических элементов и органических веществ в подземных водах. Получены совершенно новые данные о химическом и газовом составе подземных вод. Прежде всего это связано: 1) с большим объемом глубокого бурения
ю
(особенно в нефтегазоносных областях), в результате которого получена качественно новая информация о химическом составе подземных вод глубоких зон земной коры; 2) с применением новых аналитических методов для изучения химического и газового состава подземных вод. В результате получены сведения о распределении в подземных водах большого числа (~80) химических элементов, органических веществ, микрофлоры и газов. Все эти материалы послужили основой для перевода гидрогеохимии на качественно новый этап, характеризующийся количественным познанием процессов формирования химического состава подземных вод.
Начало второго этапа относится к середине 60-х годов, когда в гидрогеохимии стали использовать теорию и методы точных наук — химической термодинамики и физико-химической гидродинамики для интерпретации и прогноза гидрогеохимических явлений. На этом этапе на смену эмпирическому качественному подходу к анализу гидрогеохимических явлений пришли новые средства и методы, позволяющие количественно оценивать и прогнозировать их на основе методов точных фундаментальных наук. В настоящее время интенсивно внедряются такие методы и средства в гидрогеохимию и это позволяет получать количественные решения важнейших теоретических и прикладных задач гидрогеологии. Основой всех таких количественных решении является важное методологическое положение о характере связи физических, химических и геологических процессов при формировании химического состава подземных вод. Оно формулируется следующим образом: в гидрогеохимии все процессы определяются количественными законами точных фундаментальных наук (физики и химии), а внешняя геологическая среда определяет граничные условия осуществления и протекания этих процессов.
