![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Формирование химического состава ПВ. Факторы и процессы.Подземные воды – это сложные природные растворы, содержащие в своём составе все известные химические элементы в виде ионов или молекул, органические вещества, микроорганизмы, нерастворённые взвешенные частицы и газы. Исследованиями последних лет установлено, что из всех элементов таблицы Менделеева более 80 уже обнаружены в подземных водах. Химический состав подземных вод чрезвычайно сложен. Он зависит от источников химических элементов в подземных водах; от факторов, которые обеспечивают их состав; от процессов, происходящих в этой системе, обуславливающих переход элементов в воду; от геологической обстановки; от этапов формирования химического состава подземных вод. Также необходимо знать генетический тип воды и её геологическую историю. Факторы формирования состава подземных вод: естественные или искусственные причины – силы, поля и процессы, определяющие возникновение, существование или изменение гидрогеохимических процессов в данной системе. Процессы – определённые виды физико-химического или иного взаимодействия компонентов вещественного состава подземных вод между собой и окружающей средой, в результате которого (взаимодействия) изменяется химический состав и свойства воды. Процессы являются следствием факторов. Комплекс основных факторов и процессов называется условием формирования химического состава подземных вод. Обстановки – природный фон, то есть среда существования подземных вод. От этих обстановок зависит интенсивность воздействия факторов и направленность процессов. Факторы, процессы и обстановки контролируют переход химических элементов в подземные воды и определяют закономерности формирования их состава. Этапы формирования отражают уровень, на котором находится взаимодействие в системе вода-порода-газ-органическое вещество. Этот уровень меняется в результате круговоротов воды и в разные геологические эпохи он различен. Факторы: по характеру своего воздействия подразделяются на несколько групп (классификация Посохова): 1) физико-географические факторы – климат, рельеф, гидрографическая сеть, выветривание, почвенный покров. Например, степень расчленённости рельефа – чем расчленённей, тем больше водообмен, более пресные воды, нормальная минерализация; спокойный рельеф, меньше водообмен, повышенная минерализация. Больше атмосферных осадков – пресные воды с меньшей минерализацией. 2) Геологические: геологическая структура, тектонические и неотектонические движения, литолого-фациальные особенности ГП (минеральный состав), процессы магматизма, метаморфизма, газовый фактор. 3) Гидрогеологические, гидродинамические, палеогидрогеологические условия. 4) Физико-химические факторы – фазовое состояние воды, химические свойства элементов, растворимость химических соединений, кислотно-щелочные условия, окислительно-восстановительные условия. 5) Физические факторы: температура, давление, магнетизм, радиоактивность, гравитация, время, пространство. 6) Биологические факторы: деятельность растений и микроорганизмов. 7) Техногенные факторы – искусственные – загрязнение, эксплуатация подземных вод, разработка месторождений ПИ, мелиорация, гидротехническое строительство и прочие. В последнее время употребляется название «техногенные», а раньше – антропогенные, искусственные. В реальных условиях факторы не изолированы друг от друга, а взаимодействуют. Вода формируется под воздействием нескольких факторов. Однако некоторые факторы в определённых условиях играют ведущую роль, другие – второстепенную, третьи могут вообще не оказывать никакого влияния. Поэтому среди факторов различают прямые (непосредственно влияют на состав воды) и косвенные (влияют опосредованно). По важности воздействия на состав: главные и второстепенные. По времени и масштабу воздействия: постоянные и временные, региональные и локальные. Зоны активного водообмена: климат, защищённость подземных вод – главные факторы. Процессы: классификация Пинеккера (1982 год). По принципу действия гидрогеохимические процессы делятся на группы: Конвективный перенос – перенос вещества движущимися потоками, должен быть направленный поток. Диффузионный перенос – естественное равномерное перемешивание. Вымораживание характерно для зон распространения ММП. Подземные воды очень богаты SiO2. На севере воды пресные, ультрапресные. При замерзании и таянии льда SiO2 попадает в воду. Растворение – процесс перевода в подземные воды из окружающей среды (ГП) любого вещества в ионной или молекулярной форме. Проще это процесс разрушения кристаллической решётки минералов. Предельно возможная концентрация вещества в растворе – растворимость. Пример: при температуре +10 0С и атмосферном давлении в 1 л дистиллированной воды растворяется 358 г NaCl.То есть в 1 л воды может раствориться только 358 г соли. Наибольшая растворяющая способность у соли, гипса и кальцита. Наличие в воде свободной углекислоты способствует растворению кальцита наряду с сульфатами и хлоридами. Скорость растворения зависит от многих причин: минеральной формы вещества, давления, температуры, степени дисперсности (размеры частиц), состава раствора. Выщелачивание – процесс избирательного вывода – растворения и выноса из породы какого-либо компонента, обычно наиболее растворимого в данных условиях. Сорбция – поглощение части растворённого в воде вещества поверхностью твёрдого тела. Наибольшей сорбционной способностью обладают высокопористые или тонкодисперсные системы. Разновидности: адсорбция– поглощение поверхностью твёрдого тела. Абсорбция – объёмное поглощение твёрдым телом. Хемосорбция – поглощение с образованием химических соединений. Процесс хемообразования необратим. Наилучшие сорбционные свойства – глины, гумус, гидроксиды Fe, Al. Десорбция противоположна сорбции. Разложение воды – диссоциация – химическое разложение только воды на ионы H+ и OH- с образованием слаборастворяющихся соединений вторичных минералов. Проще говоря, это процесс разрушения молекул минералов. Обратимый процесс. Обратный процесс – синтез воды – соединение H+ и OH- и формирование возрождённых вод с выделением CO2. Перечисленные процессы определяют формирование состава подземных вод, то есть накопление элементов определённого состава и в определённом соотношении. Если вода в процессе круговорота изменяет свой состав, то в этом случае говорят о процессах метаморфизации. Метаморфизация вод имеет направленный характер. Если состав воды изменяется: HCO3 SO4 Cl, то такая метаморфизация называется прямой. Изменение состава воды в обратном направлении – обратная метаморфизация.
|