Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Геохимия и гидрохимия природных вод Восточной Сибири [сборник статей]

..pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
21.10.2023
Размер:
8.82 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б х и ц а г

 

 

 

 

Сводная таблица основных компонентов до пропускания

углекислого

газа (в

мг-акв)

 

 

 

 

3S

глубина,

 

 

 

 

 

0

 

 

Са2+

НОО3

 

Eh,

 

 

 

Са2+

 

К* + Ма+

 

 

 

Wa+

Н С

 

 

 

оквакины

м

7

“ s2*

3

S О2"

СП

 

 

РИ ’

X*I04

НСО

 

 

■5J£

5 5 ? -

Cl"

MB

 

 

 

 

 

С

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

10

 

 

0,03

0,04

1,18

0,08

0,07

0,04

 

2,25

0 . 6

160

i

7 .0

0,04

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

20

ч

0,46

0,46

0,23

0 ,6 8

0,41

0,06

0,18

 

1 ,0 0

1,65

3 , 0

170

I

7,6

1,25

20

25

 

0,24

0,41

0,25

0,70

0 ,2 0

0 ,1 0

0 ,2 0

 

0,58

 

2 0 ,0

170

1!

7 . 5

0,94

20

30

 

0,31

0,34

0,17

0,43

0,34

0.05

0,14

 

0,93

1,26

2 . 8

180

?,4

0,85

20

40

 

0,59

0,48

0,24

0,57

0,64

0 , 1 0 '

0,16

 

1 . 2 2

0,89

1 . 6

190

!

7 .5

1,48

20

50

 

0,99

0,36

0,29

1,41

0 ,2 0 5

0 ,0 1

0,19

 

2,75

7.05

19,0

190

I

7 .8

1,53

20

65

 

0,56

0,43

0,18

1,05

0,07

0,06

0,13

 

1,30

15,0

2 , 1

183

j

7 .7

1 , 2 1

20

80

 

0,47

0,30

0,39

1 ,0 0

0,15

-

0,35

 

Г.56

6,66

-

185

!

7.6

1,32

20

116

 

0,62

0,30

0,24

1 , 1 0

-

0,06

0,19

 

•2,06*

-

3.1

195

 

7,7

I .3 I

20

125

 

0,63

0,43

0,29

1,27

0,08

-

0,25

 

1,40

15,8

-

220

 

7.7

1,40

20

135

 

0,64

0,29

0,29

1,08

.0,08

0,06

0,25

 

2 ,2 0

13,5

4,1

165

 

7.7

1,28

20

140

 

0,80

0,56

0,16

1,40

0 ,0 2

0,07

0,14

 

2 ,0 0

1,58

1 . 6

175

 

7.8

1,48

20

. 155

 

0.13

0,27

0,04

0,35

0,03

0,06

0,04

 

0,48

1 1 .6

0 ,6

160

 

7.2

0.44

20

90

 

0,57

0,40

0,29

0,98

0,08

0 ,1 0

0,25

 

1,42

1 1 , 8

2.5

180

 

7.7

1,26

32

14

 

0,42

0,05

0 ,1 2

0,54

' 0,05

-

0,07

 

8.4

1 0 ,8

-

190

 

7.5

0,60

32

0,5

 

0,71

0,81

0,09

1,19

0,42

0 ,0 1

0,09

 

J.87

2 , 8

9,0

2 0 0 .

 

7 .8

1,63

39

6,5

 

0,14

0,30

0 , 1 2

0 ,2 0

0,39

-

0,09

 

0,56

0 ,6

-

180

 

7.4

6 , 0

39

27

 

0,57

0,33

0,09

0,95

0,04

-

0,09

 

1,63

23.3

-

2 1 0

 

8 , 0

1 . 6

39

35

 

0 , 2?

0,13

0.04

0,30

0 , 1 2

0 ,0 2

0,04

 

' 2 , 0 ?

2,5

2 0 ,0

165

 

7 .2

0,4

24

80

 

0,40

0,30

0,18

0,80

0,05

0,03

0,13

 

1,33

16,0

4.3

185

 

7.6

4.8

24

. 1 0 0

0,17

0 ,0 2

0,04

0 , 1 0

0,07

0,06

0 ,0 2

 

8,50

1.4

4,1

185

 

7.1

0.4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т • б 1 М

I

з

 

' Сводная таблица основных компонентов после

пропускания углекислого

газа (а мг-вДв)

 

 

 

 

Я

глубина,

Са2+

 

Kf fN a 4

НСО3

So2"

Cl"

N а+

Са2+

НСО3

pH

Х*Ю4

 

 

сква­

 

 

 

 

жины

м

 

" J2*

 

 

 

 

 

 

S o 2"

С1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20

10

0,38

1,54

0 , 1 2

1,73

0.18

0,07

0,09

0,24

9,72

1,32

5,00

1.3

250

 

20

20

2 ,2 0

Г, 64

0,34

3,70

0,40

0,07

■ '.2 1

0,34

8 , 1 2

2,80

5,90

3,6

215

 

20

25

2,16

1 ,6 8

0 , 1 0

3,59

O.'-W

и, Ю

т0

1,28

1,39

1 ,0 1

7,50

3,9

215

 

20

30

1,05

1,15

0,26

2,15

0,27

0,05

0 , it>

0,91

7,81

3,68

5,60

2,9

215

 

20

40

1,53

2 ,0 2

0 ,1 2

2,70

0,80

0 , 1 0

0,06

0,75

3,46

0,57

7,55

2 ,6

22 0

 

20

50

2,59

1,81

0,13

4,16

0,30

0,07

0,07

1,43

13,61

1 , 1 0

6,50

4,8

230

 

20

65

2 , 1 1

1,34

0 , 1 0

3,19

2,25

0,04

0,04

1,51

1,39

0,95

(В, 15.

3,3

240

 

20

80

1,15

0,57

0.28

1 ,6 6

о .щ

0,28

0,23

2 ,0 1

27,6

0,82

5,53

2.7

215

 

20

90

2 ,0 1

1,44

0 ,

3,42

0,17

0 , 1 0

0 , 1 0

1,39

1,96

1 ,0 1

6,31

3,8

230

 

20

115

3,16

1,73

0,13

4,60

0,37

0,06

0,09

1,79

1 ,2 2

1,43

6,32

5,8

240

 

20

125

2,30

1,59

0,18

3,51

0,45

0 ,1 0

0 ,1 2

1,40

7,66

I . I 6

6,25

5,1

255

 

20

135

0,49

1,54

0 , 1 0

3,95

0 , 1 0

0.06

0 , 1 0

1,61

41,50

1,55

6 , 1 1

3,8

230

 

20

140

6,24

1,34

0 ,0 2

7,45

0,09

0 , . 5

-

4,65

8,56

-

6,72

9.2

230

 

20

155

0,48

0,48

-

0,76

0,16

0,06

-

1 ,0 0

4,69

 

5,90

1 , 1

205

 

32

14

0,38

0,49

0,07

0,52

0 , 2 ?

0 ,2 1

0,04

0,78

2,54

0 ,2 0

6,52

1,5

240

 

32

0.5 .

4,60

2 ,2 0

o .o i

6,30

0,44

0,08

0 ,0 1

2,09

1,44

-

6,95

5,7

240

 

39

6,5

0,96

1,24

0,07

1,54

0,69

0 , 1 0

0,04

0,77

2,43

0,43

6 , 1 0

2,9.

255'

39

27

1,15

1,05

0.U3

1,40

1,73

0 , 1 0

0 ,0 2

1,03

1,90

-

6 ,0 0

2,9

250*

 

39

35

1,15

1,25

0 ,0 1

2,07

0,33

г- 06

0 ,0 1

0 .92.

6,36

-

6,60

2,5

215

 

24

80

1,15

0,57

0,28

1 ,6 6

0,06

и ,28

0,23

2 ,0 1

27,6

0,82

6,55

2,7

215

 

24

10 0

0^24

0,24

0,03

0,28

0,17

0,06

0 ,0 2

1 , 0

2,35

-

5,00

1 , 0

256

 

Для сравнения соотношений важнейших ионов Сиди проанализиро­ ваны воды, формирующиеся и разгружающиеся среди тех пород, которые были взяты для различных вытяжек. Результаты анализов различных вытяжек приведены в таблицах 2 ,3 ,4 . Особенно деталь­ ному изучению подверглась скважина 2 0 , представленная глубин­ ным разрезом из 14 образцов. В водных вытяжках до пропускания COg величина pH практически не изменяется о глубиной и колеб­

лется в

пределах 7 ,2 -7 ,8 .

После пропускания углекислого газа,

как и следовало ожидать,

значение pH понизилооь в основном до

6 ,0 -6 ,2 .

Величина электропроводности|До пропускания углекисло­

го газа меняется с глубиной незначительно, что говорит об од­ нородной растворимой части песчаников, однако после пропуска­ ния СОл, наблюдается значительное увеличение электропроводности. Анализ табличных данных показывает, что нет какой-либо

закономерности в глубинном распределении компонентов ионного состава. Из катионов в вытяжках преобладают ионы кальция и

магния,

которые, как видно из таблиц коэффициентов - отношение

Са2 +/ь.б2+-иЗменяются в основном от 0,7 до 1,4 . Содержание

 

НСО3 во всех вытяжках значительно превосходит количество

S ojj”

По соотношению ионов Ca2+/Hg2+ и нсо“/зо ^2"

водные вы­

тяжки относятся к гедрокарбонатно-кэльциево-магдаевым. После

пропускания углекислого газа резко изменяется ионно-оолевой

состав вытяжек. Сумма ионов увеличивается в 3-4

раза, возрас­

тает электропроводность. Величина pH понижается

от 7 ,2 -8 ,0

в

воднЗй

вытяжке до 5 ,0 -7 ,0 в углекислой. В большинстве углекис­

лых вытяжек увеличивается относительное содержание ионов маг­ ния, что, соответственно, сказывается на кальциево-магниевом коэффициенте. Так, в углекислой вытяжке (скв.20, глубина 40 м) отношение Ca2+/Mg2+ уменьшается по сравнению о водной от 1,22 (водная) до 0,75. За счет наличия в породах карбонатов резко увеличивается содержание НСО^, количество сульфат-ионов прак­ тически не изменяется. Величина ЗЬ углекислых вытяжек йесколь­ ко повышается, благодаря растворению и переводу в ионное со­ стояние окисленных форм элементов и энергичному перемешиванию, способствующему энергичному окислению компонентов раствора за

счет кислорода воздуха.

 

Таким

образом, при пропускании углекислсЙго газа

заметно

изменяется

состав вытяжки, как в качественной, так

и в коли-

>

^

 

■*20”*

 

 

 

 

 

 

 

д а 4

 

 

 

 

 

Кислые вытяжки

 

X а б л ч

 

 

 

 

 

 

 

 

■у»*'

Азотнокислая.

вытяжка

 

Солянокислая вктякка

Л

 

uJUw>&XHl

глубина.. г* 2 -**,*

2 +

.

Wa+, .

+Л!

К+,

Нч+,

 

 

ы

Са

/У&

т '-ъкъ/Д

мг-экз/л

мг~г*хв/я

мг~?г&/л -

32

0,5

0,52

 

1,62 ■

0,23

0,34

1,82

0,39

32

14

0,52

 

0,25

0,31

0,27

3 1

0,48

3

35

0,49

 

1,91

4,60

0 , 1 2

1 , 1 2

1,30

2 0

id

0,53

 

0,25

0 , 1 1

0,54

1,42

0,37

23

20

0,43

 

1.62

0,35

-

2,34

0,42

20

25

- 0,93

 

.1,80

0,34

0,43

2,16

. 0,41

20

30

0,85

 

1,56

0,38

4,00

2,34

0,42

20

40

0,33

 

2,55

0,34

0,84

3,98

0,45

23

50

-

'

 

 

0,33

1,89

0,41

20

65

0,48

 

1,62

0,25

0,63

2,37

0,41

20

30

1,13

 

0,76

0,33

1,06

1,84

0,41

20

90

1 ,0 2

 

1,33

0,24

1,42

2,31

0,95

20

115

0,28

 

2,55

0,38

0,73

1,92

0,53

20

125

0,4?

 

1,33

0,24

6,40

л*42

0,39

20

135

1,57

 

1,45

0,35

0,78

2,41

0,95

20

140

3,58

 

0,95

0,38

0,45

1,94

1.30

20

155

1,52

 

0,23

0,13

0,77

0 ,6 6

0,3?

Чественном отношении. Для водних к углекислых вытяжек бшш взяты параллельные пробы керна о разной степенью измельчения,

б первом олучае диаметр частиц 1,0

мм, во втором 0,5 мм. Как

ь следовало

ожидать, минерализация

штлжкй о большим измельче­

нием выше,

повышается содержание

мв2+, HCOj. Величина И г , ы

Электропроводность увеличньыится

о уменьшением размера чаотиа,

а pH понижается.

Как видно из проведенные опытов, двуокись узлерода ив юльно ускоряет процесс взаимодействия води о горными иородаии, но в споооботьует их болеа глубокому разложению. В азотно­ кислой и солянокислой вытяжках проводилось определение ионов Калия, натрия, кальция, магния. Как правило, ь стих вытяжках резко повышено содержание ыагнил и почти во всех пробах отно­ шение Ca2*/Mg2+ меньше единицы. Содержание ионов натрия В Со­ лянокислой вытяжке больше, чем в азотнокислой. Повышение ми-* вервлизации, концентрации ионов щелочных и щелочноземельных Металлов кислых вытяжек можно объяснить, наряду с другими описанными факторами, явлениями ионного обмена, при котором Легко подвижные ионы водорода замещают ионы металлов.

Ца основании проведенных исследований можно сделать не­ которые выводы.

Химический состав водовмещшациж нород, геологическое отроение, физические и физико-химические факторы являются ос­ новными, определяющими состав природных вод.

Хотя в настоящей работе не ставилась задачи изучения ки­ нетики процесса, установлено (на основании изучения электро­ проводности) , что начальный период взаимодействия воды о поро­ дой характеризуется сравнительно высокой скоростью перехода растворимых компонентов в раствор. Практически полностью род» Ковеове устанавливается за 40 суток. Скорость перехода в раотвор минеральной части породы зависит от степени измельчения, Перемеавьшшя, температуры н прочих факторов.

Присутствие двуокиси углерода в воде способствует ускоре­ нию процесса минерализации воды, изменению химического соста­ ва вытяжки, увеличению содержания ионов магния. Вода, насы­ щенная углекислым газом, лучше выщелачивает ив горних пород щелочноземельные металлы, чвм^елочиые, воли которых рввтво­ римы а водных растворах.

173

При взаимодействии растворов кислот о песчаниками, наря­ ду о чисто химическими процессами растворения, происходит за­ мещение ионами водорода катионов металлов в кристаллическое реветке минералов.

В кислых вытяжках отмечено значительное преобладание ио­ нов калия над конами натрия.

Л И Т Е Р А Т У Р А

I , ШАСОВ Н.А.» ПАВЛОВА Л.В, Распределение солей межд ледовой фазой при вымораживании рапы ДоронинокЬго озера. - Навеет»! *Ш И при Иркутском гос.ун-те. т .5 , вып.2. 1962.

Н.А.Власов, А.А.Иванов, Г,И.Ганин

КАРБОНАТНО-КАЛЬЦИЕВОЕ РАВНОВЕСИЕ В ПОЧВЕННОГРУНТОВЫХ ВОДАХ СТЕПНОЙ ЗОНЫ ВОСТОЧНОГО

ЗАБАЙКАЛЬЯ

Угольная кислота и образуемые ею соли является главнейши­ ми компонентами химического состава природных вод. Ках мощный фактор Химического выветривания, растворенный в воде С02 опре­ деляет существование и миграцию гидрокарбонатов кальция и маг­ ния. Эти соли появляются в составе природных вод в результате углекислотного выветривания, сущность которого характеризуется реакциям»

RSiOj 4 С02 4 nH20 * RCOj ♦ SiOg • nHgO

(I )

CaCOj + C02 4 H2OTr._»ca‘ * 4 2HCOj .

(2 )

Течение второй реакции в значительной степени зависит от абсорбционного равновесия CQ2 атмосферы с С02 в воде, от рартвориыости СО2 в воде при данной температуре. Повышеннеади по­ нижение последней, сдвигает равновесие в ту или иную сторону, В связи с втим интересно проследить поведение С02 в почвеиДогрунтовых водах водосборных площадей минеральных озер ЮгоВооточного Забайкалья, ,

В пределах котловин грунтовые воды являются аадмералотнныи я поэтому исш паею т действие отрицательных температур не только в период сезонного прояерваиня аочво-грунтов, но я в - течение всего года.

175

Определение OOg свободной проводилось в момент отбора пробы грунтовой вдаы гю методике, рекомендуемой А.А*Резнико­ вым к В.П.Муликоавс&ой Г5 !. Результаты анализа приведены в таб' лице I: Здесь же для сравнения приведены данные по содержание С02 в воде поверхностного потока р.Борвя й ь Грунтовой воде ее поймы.

Т а б л и ц е !

Содержание СОсвободной в почвенно­ грунтовых водах

 

Место отбора

 

 

Глуби­

з г

 

 

на, ы

 

 

2

 

 

 

3

I

 

 

 

 

 

1

Волосборная площадь оз.Борзинское,

0,5

 

е 2 км от озера на восток

 

2

Водосборная площадь оз.Борзинское,

1,2

 

в I км от

озера,

разрез

№31

 

9

Западный

берег

оз. Большой Засулань

0,5

10

Ккный берег о б.

 

Большой Засулань

0,5

12

Котловина оз.Кужартуй,

в 300

н от

0,4

 

озера на

восток

 

 

 

 

13

Котловина оз.Кукартуй,

разрез

№35

0 ,7 -0,8

17

Юго-восточная часть котловины

 

0,5

 

оз.Куккур

 

 

 

 

 

18

Юго-западная часть водосборной пло­

1,3-1,4

 

щади оз.Кункур,

 

разрез

№36

 

19

 

"

 

 

1,1

20

Юго-западная часть водосборной пло­

0 ,3 -0 ,5

 

щади о з. Кункур,

раопадина

 

21

Приозерная равнина оз.Ножей,

 

1,5

 

разрез №37

 

 

 

 

23

Водосборная площадь оз.Малый

 

1,3

 

Паган-Нор. разрез 41

 

24

В районе

оз.Горбунке

 

 

0,4 -0 .6

25

Водосборная площадь са.Горбуша,

. . . .

 

равроэ * 42

 

 

 

 

1,1 -1,4

26

 

“—

"

'

 

 

0 ,9 -1 ,0

27

Водосборная площадь ов.Большой

1,3

 

ьумбай, разрез

43

 

 

Темпе00п, Р §^ Р а мг/л _

4 . 5

5,0

18,8

2 .5

8,4

4,0

20,1

3.0

14,6

2.5

16,7

2.0

8,4

8.0

83,6

2 .0

10.5

3 .0

31,4

2 .0

20,9

2 .6

26,1

3 .0

I M

4 .0

31,4

4 .0

16,7

6 .0

20,9

5.0

10,4

176

 

 

 

п р о д о л ж е н и е

I

4

2

3

4

5

29

Водосборная площадь оз.Дабасу-Нор,

1,4

4 ,0

13,6

 

разрез *

44

31

Долина р.Борзя

0,5

12,0

137,9

32

Р.Борзя,

нижнее течение

 

24,0

< 1 ,2

Эти данные показывают, что содержание свободной С02 в почвенно-грунтовых водах лежит в пределах 8,4-31,4 мг/л, до­

стигая в

единичном случае 83,6 мг/л. Среднее содержание со­

ставляет

21,8 м г/л.

__

Сопоставление величин содержания С02 и глубин

залегания

грунтовых вод указывает на отсутствие четкой зависимости меж­ ду этими характеристиками. Наибольшая разница наблюдается в водах приповерхностных горизонтов. Поскольку глубина водонооного горизонта определяется положением водоупора, мерзлотного слоя грунтов, то мерзлота выступает здесь в качеотве фактора, влияющего на ету зависимость. Грунтовые воды, находящиеся на различной глубине, оодержат одинаковые количества С02 (напри­ мер, пробы * 2 и * 1 3 ) . В общем случае содержание свободной углекислоты падает с увеличением глубины водоносного горизон­ т а . Наиболее четко эта тенденция проявляется для проб вод, ото­

бранных из различных горизонтов одного и того же почвевного раз­ реза (пробы К» 25,26 и 18,19; табл. I ) .

Весьма интересна зависимость между температурой воды ж содержанием раотворенного в ней углекислого газа . Из данных таблицы I видно: чем ниже температура, тем концентрация С02 меньше. Наибольшее содержание углекислоты отмечается в водах, имеющих температуру 8-12°С, наиболее высокие температуры, на­ блюдаемые для грунтовых вод вообще, 14-15°С.

Углекислота в почве, как известно, образуется в резуль­ тате протекающих в ней микробиологических процесоов. В нижних горизонтах концентрация С02 в почвенном воздухе возрастает по сравнению с верхними^ 3 ^ Следовало бы ожидать такой законо­ мерности и для содержания С02 в грунтовых водах. Однако, в зтом случае зависимость белее сложная и зачастую обратная.

177^

.оотиошеяие мевду .содержанием СС^ в грунтовой воде,температу­ рой и положением ее в разрезе в значительной мере может быть объяснено влиянием мерзлых грунтов, промерзанием почвенных растворов и грунтовых вод, а также характером изменения кон­ центрации свободной углекислоты э природном раотворе при от­ таивании.

Степень влияния замерзания и оттаивания можно проиллюст­ рировать экспериментальным! данным!! по замораживанию водных растворов углекислоты, приготовленных при пропускании угле­ кислого газа через дистиллированную воду. Замораживание про­ изводилось в полиэтиленовых сосудах при температуре, варьиру­ ющей в различных опытах в пределах от -5 до -Ю°С. При плав­ лении лада и хранении контрольных растворов температура под­ держивалась в пределах 0 - 2 °0 . Бея измерительная н аналитиче­ ская посуда предварительно охлаждалась до этой температуры.

Замораживание водных растворов углекислоты приводит к заметному уменьшению концентрации СО,, по сравнению с раство­ рами, которые замораживанию не подвергались (табл .2 )

Т а б л и ц а 2

Влияние замораживания на содержание СО^ в растворе

Концентрация С09,

мг/л

Изменение

кон-

начальная--------------------------------после

s:-----------------------

 

центрации

СОз

замора- в контрольза счет замора­

 

живания

ном растворе живалия,мг/л

554.4

39,3

 

401,7

362,4

 

353, ?

15,7

 

141,4

125,7

 

125,7

18,3

 

65,4

47,1

 

1 0 2 . 1

18,3

 

39,3

2 1 , 0

 

49,7

18,1

 

28,4

10,3

 

41,4

12,9

15,5

2 , 6

 

При этом было отмечено: чем дольше пробы промораживались,

•гем значительнее было уменьшение углекислоты в оттаявшем рас­ творе .

При плавлении ладь, полученного промораживанием системы

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ