Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
23
Таблица 1.2. Среднее содержание Сорг (общ) в различных
явдземных водах [43]
Подземные воды •
Области Наличие и тип месторождений горючих ископаемых СОРГ-мг/л Грунтовые Гумидные Аридные Нет . » 35 25 Ненефтегазоносные 40 . ?
* » ? 55 Газовые 35 Глубокие напорные Нефтегазоносные
Нефтяные:
а) непродуктивные горизонты,
б) за контуром нефтеносности,
в) в контуре нефтеносности 60 110 375 • • Газоконденсатные (ОН), метоксильные (О—CH3) и карбонильные (СО) группы. Это определяет активное участие гумусовых веществ в комплек-сообразовании. Содержание индивидуальных соединений и групп органических веществ в подземных водах изменяется в следующих пределах, мг/л:
Жирные кислоты.........л-Ю-1— я-103
Нафтеновые кислоты .......-. л-10~а— л-10а
Битумы............л-Ю-1 — л-10'
Фенолы............л-Ю-2 — л-101
Бензол............л-Ю-2 — л-101
Толуол............л - 10-а — л -101
Аминокислоты (Nopr)........л-10~5—л-10"8
Амины (Nopr)..........л-10-5 —л-10-4
Спирты...........- я-10-»—л-10е
Карбонильные соединения (альдегиды, кетоны) л-10-*—я-10"1 Сложные эфнры..........л-10° — л-101
Содержание и закономерности распространения органических веществ зависят от геолого-гидрогеологических, термодинамических, физико-химических и других условий [43]. Среднее содержание С0рг в различных типах подземных вод приведено в табл. 1.2, из которой видно, что максимальное содержание органического вещества характерно для вод нефтегазовых место
24
рождений, а минимальное — для грунтовых вод аридных областей. В составе органического вещества нефтяных вод преобладают летучие кислые соединения, такие, как низкомолекулярные жирные кислоты (уксусная, . муравьиная, масляная, пропионовая и др.). Их количество максимально в водах газоконденсатных месторождений (>3000 мг/л). Во всех других водах (вне нефтегазовых месторождений) преобладают летучие нейтральные соединения — эфиры, низкомолекулярные спирты, амины, углеводы и др. Широко распространены (во всех типах подземных вод) гумусовые вещества (гуминовые кислоты и фульвокислоты), масла, смолы, высокомолекулярные кислоты, которые могут быть отнесены к постоянно присутствующей стабильной группе водорастворенных органических соединений.
Основными источниками поступления органических веществ в подземную воду являются горные породы, почвы, нефтяные залежи. Часть органических веществ поступает в подземную воду в готовом виде. Это в основном химически и биологически стойкие соединения типа гумусовых веществ, фенолов, углеводородов и др. Другая часть является продуктом сложных физико-химических и биохимических превращений.
Все содержащиеся в подземных водах органические вещества в той или иной степени участвуют в био- и геохимических процессах. Так, они играют важную роль в образовании органических миграционных форм элементов. Многие химические элементы вступают в химическое взаимодействие с органическими веществами, образуя прочные комплексные, элементоор-ганические соединения. Этот процесс играет существенную роль в переводе элементов из породы в водный раствор, в изменении миграционной способности элементов. Все это в конечном итоге проявляется в формировании химического состава подземных вод.
1.2.3. Микрофлора подземных вод
Все микроорганизмы подразделяются на микроскопические одно- и многоклеточные животные (простейшие) и растения (водоросли, бактерии, дрожжи и плесени). Размеры их составляют от долей до десятков и сотен микрометров (10~6 м).-
Из микроорганизмов в подземных водах наибольшее значение имеют бактерии, хотя обнаружены также микроскопические водоросли, простейшие и вирусы. К группе бактерий относится большая часть одноклеточных микробов.
Для своей жизнедеятельности бактерии используют питательные вещества, среди которых могут быть практически все органические соединения (жиры, углеводы, протеины, целлюлоза, хитин, углеводороды и др.), а также минеральные вещества,
25
газы и вода. Энергия для развития бактерий получается ими в процессе биологического окисления, заключающемся в переносе водородных атомов и электронов с молекул субстрата (доноров водорода) на другие вещества (акцепторы водорода).
Различают аэробные и анаэробные бактерии. Первые развиваются при наличии свободного кислорода в воде, а вторые — при его отсутствии. В последнем случае анаэробы используют сульфаты, нитраты, углекислоту и другие кислородсодержащие вещества. Выделяют также факультативные аэробы, способные развиваться как в присутствии, так и в отсутствии свободного кислорода.
' По характеру обмена веществ бактерии разделяются на ав-тотрофные и гетеротрофные. Автотрофы в своей жизнедеятельности используют энергию фото- и хемосинтеза. При этом необходимый для построения углеродных клеток углерод они берут из СОг, а источником водорода для них являются или газообразный H2 или водород, содержащийся в H2O, H2S, NH3. В геохимических процессах формирования подземных вод большее значение имеют хемоавтотрофы. Примерами результатов деятельности таких автотрофных микроорганизмов является микробиологическое восстановление S6+ из SO42" в S2~, т. е. в H2S [SO42-+5H2=H2S+ 4H2O], микробиологическое восстановление C4+ из CO2 в С4- т. е. в CH4 [С02+4Н2 = СН4+2Н20]. Гетеротрофы для построения своего организма нуждаются в готовых органических соединениях. Например, восстановление S6+ в S2~ с помощью деятельности гетеротрофных микроорганизмов выглядит следующим образом: -
