Вопрос 31. Газовый состав подземных вод

Все подземные воды содержат растворенные газы. Кислород (О2) попадает в воды из воздуха и в результате химической активности быстро связывается. Часто встречается в зоне активного обмена вод. В глубинных пластах он обычно отсутствует.

Азот (N₂) в подземных водах является обязательным элементом. Содержание его в водах большинства нефтегазоносных бассейнов колеблется от 10 до 400 см /л. Основным источником азота в пластовых водах является органическое вещество. Другим источником газообразного азота является выделяющийся в процессе метаморфизма осадоч­ных пород связанный азот.

Углекислый газ (СО₂). Источником углекислоты в осадочных породах является органическое вещество. Углекислота вступает в реакции в осадочных породах с образованием карбонатов и бикарбонатов. Большое количество углекислоты поступает в пластовые воды в ре­зультате метаморфизма карбонатных и магматических порол.

Сероводород (Н₂S) широко развит в районах минерализованных вод. В зоне гипергенеза Н₂S образуется при взаимодействии сульфатов с органическим веществом при участии сульфат-восстанавливаюших бактерий.

Водород (Н⁺), гелий (Не), аргон (Аr) из воздуха поступают в небольших количествах. Основным источником этих газов являются радиогенные процессы.

Органическое вещество (ОВ) подъемных вод. Водорастворенное органическое вещество (ВРОВ) является важной составной частью подземных вод. Количественной характеристикой явл-ся величина Сорг. Среди подземных вод наиболее обогащены ОВ воды нефтяных месторождений, а в грунтовых водах – воды гумидных областей, они залегают неглубоко от дневной поверхности и часто сливаются с болотными водами.

В подземных водах обнаружено большое число различных органических соединений. Источником поступления ОВ в подземные являются атмосферные осадки и поверхностные поды суши, почвы, горные породы. В грунтовых и неглубоких пластовых водах с глубиной наблюдается уменьшение содержания ОВ в связи с их адсорбцией, коагуляцией, хим окислением, биохим разложением. В глубоких пластовых водах, напротив, с глубиной содержание ВРОВ увеличивается, чему способствует переход ОВ из пород. Минералиция воды увеличивается с ростом содержания ВРОВ, что объясняет одновременным извлечением минеральных солей и ОВ из пород.

Количество подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, оценивается по органолептическим показ телям, химическому составу и бактериальному загрязнению. Требования к качеству воды определяются государственными стандартами.

По органолептическим показателям, питьевая вода должна быть прозрачная, бесцветная, не иметь неприятного запаха и вкуса. Величина сухого остатка не должна превосходить 1 г/л, общая жесткость – 7.0 мг-экв/л, содержание железа – 0.3 мг/л. Содержание отдельных рас­творенных веществ не должно превышать предельно допустимых кон­центраций (ПДК).

В исключительных случаях могут быть использованы подземные воды с сухим остатком до 1.5 г/л, общей жесткостью до 10 мг-экв/л содержанием железа до 1 мг/л, но только по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы (СЭС). Наиболее распространенным показателем бактериального загрязнения питьевой воды явля­ется кишечная палочка. Степень загрязненности воды палочкой оце­нивается Coli-титром и Соli-индексом. По ГОСТам, питьевая вода должна иметь Coli-титр не менее 300 и Соli-индекс не более 3. Если одна кишечная палочка содержится в 300 см³, вода подвергается хло­рированию и только после этого подается потребителю. Кроме того, количество кишечных палочек в 1 л воды должно быть не более 3.

Оценка качества подземных вод для технических целей зависит от характера того или иного производства. Для разных производств нужна вода различного качества.

Изучение микрофлоры. Для микрофлоры средой обитания является литосфера, а основным источником питания – минеральные и орга­нические соединения горных пород и почв.

Объектом исследования являются бактерии, среди них есть аэробные, которые могут существовать лишь в присутствии кислорода, и анаэробные – развивающиеся в среде без кислорода.

Наиболее распространенными группами микроорганизмов являются окисляющие соединения серы (тионовые), сульфатвосстанавливающие (сульфатредуцирующие) и железобактерии. Тионовые бакте­рии используются для промышленного извлечения металлов (меди, урана) из бедных руд.

Сульфатредуцирующие бактерии вносят существенный вклад в изменение химического состава сульфатных вод.

Железобактерии – водные микроорг-мы, окисляющие соед-я железа, имеют большое значение в гидрогеохим круговороте этого элемента в природе.