Формирование железистых подземных вод - Труфанов А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Интенсивность водной миграции железа. Гидрогеохимики железо относят к числу малоподвижных или инертных элементов, так как в зоне гипергенеза оно склонно к образованию труднорастворимых соединений, значительно снижающих его водную миграцию. Однако следует иметь в виду, что в условиях гумидного климата миграционная способность железа резко усиливается из-за образования в близнейтральной водной среде органоминеральных комплексов железа. Железо, элемент с переменной валентностью, весьма чувствительно к условиям среды, в зависимости от которых изменяется и его миграционная способность. Определение же благоприятных условий водной миграции железа является одной из основных задач наших исследований.
Оценить интенсивность миграции элементов по их концентрации в воде не всегда представляется возможным из-за большого различия в содержании минеральных форм этих элементов в дренируемых породах. Для характеристики интенсивности водной миграции элементов А. И. Перельман предложил использовать коэффициент водной миграции (Kx), представляющий собой отношение содержания химического элемента х в воде к
59
его содержанию в горных породах, дренируемых этими водами. Определение коэффициентов водной миграции позволило сравнить интенсивность миграции железа с другими элементами в различных типах природных вод района исследований [144].
При отсутствии данных по содержанию железа в водовмещающих породах для данного водопункта коэффициент миграции железа рассчитывался, исходя из среднего содержания его в породах района (см. табл. 10). Расчеты показывают весьма интенсивную миграцию железа в водах, дренирующих почвы и осадочные отложения четвертичного возраста. Коэффициент миграции железа для этих вод достигает 1,4—9 и более. Наиболее низкие коэффициенты водной миграции железа (Kfe = 0,9 -г 0,005 и менее) характерны для подземных вод, дренирующих базальты и метамор-физованные мезозойские породы фундамента впадин и останцов. Коэффициенты водной миграции железа для вод отложений приамурской свиты (плиоцен-нижнечетвертичный возраст) характеризуются промежуточными значениями (KFe = 0,5 0,6), что при наиболее высоких концентрациях его в водах отложений этой свиты свидетельствует о существовании других источников растворенного железа, кроме железа, образовавшегося на месте.
ФОРМЫ ПЕРЕНОСА ЖЕЛЕЗА ПРИРОДНЫМИ ВОДАМИ
Правильная интерпретация получаемого гидрохимического материала, а также объяснение особенностей поведения железа в подземных водах в настоящее время немыслимы без знания его миграционных форм. Следовательно, вопрос о формах, в которых присутствует железо в природных водах, о соотношениях этих форм в зависимости от физико-географических, геологических условий, физико-химических показателей среды, химического состава вод и других факторов является первостепенным, для понимания условий формирования железистых вод района. Кроме того, значение миграционных форм железа имеет также важное практическое значение при оценке применимости тех или иных аналитических методов его определения в воде, а также при выборе методов удаления железа из вод для хозяйственно-питьевых нужд.
Форма выражения состава вод, записанная на основании результатов их анализа, позволяет судить о суммарной концентрации того или иного компонента. Исключением является лишь характеристика отдельных форм некоторых кислот (угольная, кремневая и др.). Аналитических же методов для количественного определения всех форм, в которых может присутствовать железо в природных водах, еще не существует. Более того, часть методов определения общего железа не дает полного представления о суммарном его количестве в природной воде, в силу того что некоторые комплексы железа, особенно органической природы, весьма прочны и не разрушаются при анализе без специальной подготовки пробы.
Геохимические свойства железа позволяют предполагать, что формы его нахождения в водах очень разнообразны. По данным ряда авторов [17, 130 и др.], железо в гипергенных условиях может мигрировать в виде растворенных веществ (простых и комплексных ионов нейтральных молекул и комплексных соединений), коллоидов, взвесей, адсорбционных соединений на взвесях и коллоидах, а также труднорастворимых частиц первичных и вторичных минералов железа и тонких обломков пород. Для железа, одного из главных биогенных элементов, характерна еще одна очень существенная форма миграции — живое вещество. Извест-60
на огромная группа микроорганизмов-космополитов, развивающихся в самых разнообразных условиях среды и с широким диапазоном Eh, pH, — железобактерии. Однако, кроме железобактерий, в последнее время стали известны и другие виды микроорганизмов (Вас. polimyxa, Вас. circulans и др.), результатом деятельности которых является восстановление соединений железа и марганца [138]. Эти микроорганизмы обладают дегидрогеназной системой, благодаря чему они способны образовывать специфические органические кислоты, при участии которых труднорастворимые соединения трехвалентного железа переходят в раствор в виде ионов или органоминеральных комплексов.
