Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Б у х а р о-К аршинский артезианский бассейн. В этом бассейне наибольшая активность микрофлоры наблюдается в водах с минерализацией не более 25 г/л до глубины 1150 м, хотя сульфатвосстанавливающие бактерии весьма активны по всему разрезу (табл. 9.7).
В о с т о ч н о-С ибирский артезианский бассейн характеризуется наличием в кембрийских породах рассолов с минерализацией до 600 г/л. Рассолы находятся на глубинах от 100 до 220 Ом. Температура воды в верхних частях разреза составляет 2—80C, а в нижних 50—6O0C Наиболее разнообразная микрофлора содержится в водах на глубинах 100— 300 м с минерализацией 35—70 г/л. В них обнаружены аэробные (тионовые), факультативные (денитрифицирующие гетеротрофы) и анаэробные (сульфатредуцирующие и водородооб-разующие) бактерии. В рассолах с минерализацией 100— 140 г/л развиваются водородообразующие бактерии и бактерии, растущие на белковых средах (500 клеток в 1 мл). В рассолах с минерализацией более 300 г/л бактерии не развиваются, однако имеются случаи обнаружения сульфатвосстанавливаю-щих бактерий и в сверхкрепких рассолах (451 г/л).
3 а п а д н о-Т уркменский артезианский бассейн является типичным примером района с инверсионным типом гидрогеохимического разреза. Здесь с глубиной минерализация воды понижается и в соответствии с этим увеличиваются число и активность развития почти всех видов бактерий. На развитие микрофлоры основное воздействие оказывает минерализация воды, а не глубина ее залегания.
Влияние роста температуры с глубиной залегания подземных вод на жизнедеятельность микроорганизмов можно про-
16*
243
Таблица 9.8. Встречаемость микроорганизмов в подземных водах Западно-Сибирского бассейна в зависимости от температуры и глубины залегания вод, %
Бактерии Глубина, м Tt 0C аэробные факультативные анаэробные До IWO
До 20Q0 Более SWO 43-50 50—60 74—83 1 50 44
37 75 55 75 25 22 75 следить на примере Западно-Сибирского бассейна (табл. 9.8).
Высокие температуры наиболее угнетающе действуют на развитие аэробной микрофлоры. Анаэробы в связи с их тер-мофильностью и анаэробностью более приспособлены к существованию в глубоких водоносных горизонтах в условиях восстановительной среды. Так, первым условием для развития сульфатвосстанавливающих бактерий является низкий Eh (от —50 до —150 мВ) при pH 6,2—7,9. Для тионовокислых бактерий, наоборот, нужна окислительная среда.
Таким образом, высокая минерализация воды и увеличение ее температуры ограничивают развитие аэробных микроорганизмов, но полностью не угнетают жизнедеятельности факультативных и анаэробных бактерий. Поэтому в артезианских бассейнах с прямым типом вертикальной гидрогеохимической зональности число и активность развития микроорганизмов в целом уменьшаются с глубиной залегания вод, а в бассейнах с обратной гидрогеохимической зональностью — увеличиваются (до определенных пределов).
9.6. ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
Действие различных потенциалзадающих систем подземных вод и пород, их последовательное «включение» в действие при движении подземных вод и водоносном горизонте или комплексе пород приводит к тому, что в геологических структурах формируется так называемая окислительно-восстановительная зональность подземных вод, которая выражается в закономерном изменении окислительно-восстановительного потенциала этих вод при их движении в структуре. Проявления окислительно-восстановительной зональности подземных вод могут быть весьма разнообразны. Специфика этой зональности связана с гидрогеодинамическими, геохимическими и биологическими особенностями геологических структур. При этом изменение окислительно-восстановительных состояний подземных
144
А
5
ЕК,мВ
9 -
7
5
3
-7Ш
IU
В
Рис. 9.5. Схема изменения Eh (/) и pH (2) параметров подземных вод нижнесарматского водоносного комплекса Молдавского артезианского бассейна (по В. П. Закутину). А — Предкарлатский прогиб (Припрутье); Б—область питания горизонта (Приднестровье)
/—/// — геохимические типы подземных вод (/ — кислородные околонейтральные, // — бескислородно-бессульфндные околонейтральные, /// — сульфидные щелочные)
вод тесно связано с изменением их кислотно-щелочных свойств. В частности, уменьшение Eh подземных вод обычно сопровождается их перемещением на Eh—pH диаграммах в щелочную область (см. рис. 4.6). Характер связей Eh—pH при этом, сохраняя общие тенденции может изменяться в зависимости от конкретных гидрогеодинамических, геохимических и биологических ситуаций, возникающих в конкретных геологических структурах. При этом особое влияние на формирование окислительно-восстановительной зональности имеет скорость движения подземных вод — чем ниже скорость движения подземных вод, т. е. чем больше степень взаимодействия подземных вод с породами и чем больше степень отвлечения кислорода на окислительные реакции, тем больше вероятность снижения Eh подземных вод (рис. 9.5).
В настоящее время выделяют следующие виды окислительно-восстановительной зональности подземных вод: горизонтальную (частный случай такой зональности — пластовая зональность напорных вод в водоносных горизонтах) и вертикальную. Пластовая зональность выражается в закономерном и последовательном изменении окислительцо-восстановитель-ных свойств подземных вод по пласту. В общей схеме наблюдается следующий ряд: кислородные воды (Eh>200 мВ)-?-бескислородные и бессульфидные воды (Eh 200—100 мВ)-^сульфидные воды (Eh<100 мВ, а чаще менее 0 мВ). Этот ряд отражает последовательное включение в действие потенциалза-дающих систем кислорода, железа и серы. Смена действия
