Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Контрольные вопросы
1. Почему может увеличиваться растворимость-минералов н пород в кислых н щелочных подземных водах?
2. Как влияет скорость движения подземных вод на процессы растворения минералов и их кристаллизации из этих вод?
3. В чем сущность влияния температуры на процессы растворения н кристаллизации веществ в гидрогеохимнческих системах?
4. Возможно ли растворение в термодинамически равновесных гидрогеохимнческих системах?
5. Как влияет комплексообразование веществ в подземных водах на процессы растворения минералов и кристаллизации их из этих вод?
6. Для каких переменновалентных химических элементов их окисление способствует переводу в подземные воды, а для каких — препятствует? Аналогично— как влияет восстановление переменновалентных элементов на их переход в подземные воды и осаждение из этих вод?
7. В чем геохимическое различие между процессами испарительного концентрирования подземных вод н их вымораживания в районах много-летнемерзлых перод?
8. Что влияет на образование травертинов из углекислых минеральных вод? ?9. Как влияют процессы комплексообразования веществ на их сорбцион-
ное осаждение из подземных вод? -!-0. Где лучше-и активнее (в гумидной или аридной зоне) происходят сорб-ционное и ионообменное осаждения химических элементов из подземных вод?
11. Где активнее происходят процессы сорбцнонного н ионообменного осаждения— в верхних горизонтах грунтовых вод или в глубоких водоносных горизонтах?
12. Какое значение имеют сорбция и ионный обмен в изменении химического состава подземных вод?
192
13. В чем разница между авто- и гетеротрофной видами сульфатредукции? Как изменяется геохимическая среда подземных вод при этих видах сульфатредукции?
14. Что первично, а что вторично в сероводородных водах — сероводород или окислительно-восстановительный потенциал?
15. Возможны ли процессы сульфатредукции и нитратредукдии в гидрогео-хнмических системах без органических веществ и вне действия микробиологических процессов?
16. К каким геохимическим последствиям приводит деятельность сульфат-редуцирующих и тяоновокислых бактерий?
?
Глава 7
ГЕОХИМИЧЕСКИЕ БАРЬЕРЫ
Понятие о геохимических барьерах сформулировано А. И. Пе-рельманом. Геохимический барьер — это зона, в которой на коротком расстоянии происходит резкая смена гидрогеохимических условий миграции химических элементов, что вызывает осаждение этих элементов в твердую фазу.
В сущности водная миграция большинства химических элементов сводится к прохождению ими через серию гомогенных и гетерогенных барьеров. В этом отношении необходимо иметь в виду два важных положения.
1. Геохимические барьеры возникают не только на границе разных фаз (например, на границе твердой и жидкой фаз), но и в гомогенной среде при изменении: a) Eh—pH условий подземных вод и смещениях в них карбонатных, сульфидных и прочих равновесий; б) концентраций отдельных компонентов химического состава. В зависимости от геохимических особенностей конкретных геохимических барьеров изменяются концентрации определенных групп химических элементов и, что очень вахЧно — происходит самоочищение подземных вод от этих элементов, а также осуществляется рудообразующая деятельность подземных вод.
2. Зоны и участки геохимических барьеров могут возникать не только самопроизвольно в естественных (или нарушенных) > условиях формирования химического состава подземных вод, но и в результате специальных инженерно-технологических мероприятий при эксплуатации месторождений подземных вод. Это позволяет управлять качеством подземных вод [23J.
7.1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ГЕОХИМИЧЕСКИХ БАРЬЕРОВ
Для элементов подземных вод имеют реальное геохимическое значение следующие виды геохимических барьеров: окислительный (кислородный), восстановительный, щелочной (гидролитический и карбонатный), сульфидный, сорбционный гидр-оксидный и сорбционный глинистый.
13-1149
193
Окислительный (кислородный) барьер. Сущность действия этого барьера заключается в окислительных преобразованиях более растворимых восстановленных соединений какого-либо элемента в менее растворимые окисленные. Окислительный барьер действует при смешении бескислородных и бессульфидных вод (с низкими положительными значениями Eh-100—250 мВ) или сульфидных вод (Eh<100 мВ) с кислородсодержащими подземными и поверхностными водами. Окислительный барьер имеет наибольшее значение для выведения в твердую фазу_ соединений Fe, Mn, S, Se, Те при их переходе от низковалентных восстановленных форм в окисленные формы. Принципиальные схемы такого перехода следующие:
Fe3+ Fe3++е~; Fe3++ л (ОН")== Fe (OH)n3-*;
Fe(OH)n3-" -+- Fe(OH)% Fe(OH)3(T8) HFeO2-лН20;
Mn2+ Mn»*+е- Mn4++ е-;
Mn4+ + л (ОН") = Mn (OH)n4-«; Mn (OH)n4-"
— Мп(ОН)4(тв) MnO2-^H2O;
2H2S + O2 = 2STfl + 2H2O; 4HS" + O3 - 4STB + 2 H2O;
HSe- = Se(TB) + H++2е"; HTe- = Те(тв, + H++2е".
Восстановительный барьер. Действие этого барьера ведет к преобразованию более растворимых окисленных форм переменновалентных элементов в менее растворимые восстановленные. На восстановительном барьере происходит осаждение Se, Те, Cr, U. Схемы осаждения следующие:
