книги из ГПНТБ / Геохимия и гидрохимия природных вод Восточной Сибири [сборник статей]
..pdfII.Ф.Бочкарев, Г.М.Гановичева, Г.М.Шпейзер
СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ В НЕКОТОРЫХ ПРЕСНЫХ И МИНЕРАЛЬНЫХ ПОД ЗЕМНЫХ ВОДАХ ПРИЕАЙКАДЬЯ И ХГА ИРКУТСКОЮ АМФИТЕАТРА
В процесое проведения исследований по изучению органиче ского вещества в подземных водах юга Восточной Сибири автора ми произведены единовременные и режимные наблюдения за содер жанием сложных эфиров в различных тинах пресных и минеральных вод. Отбор проб в исследуемых водопунктвх осуществлялся в-те чение 1967-1068 гг . ежемесячно.
Определение содержания сложных эфиров в водах производи лось по методике, предложенной Гидрохимическим институтом [ i j . При этом применение указанной методики для углекислых и тер мальных вод, произведенное для Прибайкалья впервые, показало возможность использования ее для указанных вод.
Проведенные наблюдения за изменением содержания сложных эфиров в течение 1967-1968 гг . показали, что для различных типов преоных и минеральных подземных вод характерны близкие количества сложных эфиров. Результаты анализов представлены в таблице I .
Как видно из таблицы, среднемесячные показатели содержа ния сложных зфиров изменяются от 33 до 60 мкг-экв/л.
Вместе о тем совершенно четко устанавливаются резкие ко лебания содержания сложных эфиров во времени, при этом макои-
188
малыше количества превышают среднемесячные значения в 3-4 раза. Эти явления характерны для периода весеннего снеготая ния, когда во вмещающие породы осуществляется интенсивная ин фильтрация загрязненных талых вод. Так как большинство обсле дованных водопунктов дренируют воды трещиноватых пород, се зонная мерзлота препятствием для инфильтрации на является. В остальные периоды года содержание сложных ефиров в подземных водах практически одинаково и мало отличается от их содержа ния в водах атмосферных осадков (26-30 мкг-зкв/л у поселка Жемчуг и реки Ангары 26 м кг-зкв/л)J
£ истоке реки Ангары повышенные(количества (60 мкг-акв/л) характерны также для весеннего периода, но несколько смещены во временя в связи с местными микроклиматическими особенно
стями. |
, |
Для метановых термальных вод в ^скважинах у поселков Жем |
|
чуг и Ангарекие хутора характерен |
зимний пик (февраль), т .е . |
в период почти полного отсутствия инфильтрации поверхностных вод. Это указывает па возможность образования органических веществ за счет биохимических процессов на больших глубинах.
Проведенные наблюдения, несомненно, должны быть продол
жены и их данные сопоставлены с данными но содержанию других групп органического вещества, что облегчит задачу установления генезиса вод в целом й даст более иолную картину природы и форм органического вещества.
Л И Т Е Р А Т У Р А
I . БРЫЗГАЛО £ .А ., СОДШОВ А.Д. Определение сложных зфиров в природных водах. - Гидрохимические материалы. T .4 I.
Л ., 1966, отр.70-77.
Г.М.Шпойзер, А.И.Кириллов,
Я.А.Власов
ОСОДЕРЖАНИИ ЕВРОПИЯ И ТЕРНИЯ В НЕКОТОРЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОДАХ ВОСТОЧНОЙ СИНИТО
Микрокомпоненты, наряду о прочими факторами химического и физико-химического характера, оказывают существенное влия ние на бальнеологические свойства минеральных вод.
Следует иметь в виду, что не всякие микрокомпоиенты и не любая их концентрация придают воде лечебные свойстра. Для не которых на них существуют ограничении (нолримср, фтора не дол
жно содержаться более 5, |
ванадия 0 ,4 , |
урана 0,5 мг/л |
и т .д ,)„ |
|
Очень хорошо усваиваются |
микрокомпоненты, входищие |
в |
состав |
|
минеральных вод. С целью определения |
влияния этих |
вод на ор |
ганизм и выработки единых санитарно-гйГиенических норм необ ходимо всестороннее их изучение.
Совершенно неизученными остаются пока элементы семейства лантана и актиния (за исключением урана). Изучение содержания втих элементов в минеральных водах необходимо с бальнеологи ческой и геохимической точек зрения.
По данным некоторых авторов, европий, как и другие лан таноиды, оказывает при определенных концентрациях благоприят ное бальнеологическое действие и применяется при лечении за болеваний почек, печени, желудочно-кишечного тракта, гинеко логических заболеваний,” опухолей и т .д . Поваленная концентра-
190
дня лантаноидов противопоказана, так как в этом случае они оказывают канцерогенное действие.
Геохимия этих элементов также мало изучена. Бее это мож но. объяснить методическими трудностями. Б качестве объектов исследования нами были выбраны различные типы минеральных вод: азотные холодные и термальные, холодные углекислые, радиоак тивные, хлорвдно-натриевые, которые, кроме того, отличаются по степени минерализации, ионно-солевому, газовому и микро-
комлонентному составу. |
v |
Методика определения европия |
описана в статье данного |
сборника "Флуориметраческое определение европия в минеральных водах". Б основу мотода определения (тербия била положена реак ция антшшрин-с&якцалатных комплексов тербия^ iij. Определение тербия производилось следущим образом: в три делительные во ронки помешалось по Ь мд пробы минеральной воды, добавлялось
no J , I мл J . I 5 M |
антипирина, по J . 3 |
ш |
0,3,'Л сыпщалата натрия |
и по 0,3 мл 0,1н |
HCI (для создания |
pH |
= 3,Ь ), в две из воро |
нок вносились добавки стандартного раствора тербия в количе стве 0,1 и 0,2 мкг/мл. Объемы растворов доводились до 10 мд дистиллированной водой. Затем проводилось экстрагирование 10 мл бензола. Бензольный экстракт поливали в кварцевую кюве
ту, облучали ультрафиолетовым светом и записывали спектр флуо ресценции растворов комплексов тербия. Содержание Те рассчиты
вают по |
формуле |
|
|
|
|
с1ц |
|
|
|
К Р Ч • |
|
где о - |
количество добавленного Тв, |
мкг/мл; |
|
h1 |
- высота пика пробы, мм; |
|
|
hg |
- |
высота пика пробы с добавкой |
Тв, мкг/мл. |
В таблице I приведено содержание европия и тербия в мг/д
иих относительное содержание к сумме ионов.
Вопубликованных материалах практически отсутствуют дан ные по миграции этих элементов. Мигрируя, эти элементы в зави симости от окислительно-восстановительной обстановки, pH орады образуют различные комплексные гидратированные ионы. Так
как это - элементы, то они способны к комплексообразованню, причем, вид комплекса будет зависеть от конкретной физико-хи мической обстановки.
40 |
|
|
|
|
t а б л и ц а |
I |
||
Содержание европия и тербия в некоторых минеральных водах |
|
|
||||||
^ |
|
|
||||||
Название |
Тип воды |
Суша |
Содержание, |
иг/л_____ Евроягй________ Тербий |
|
|||
источника |
|
ионов |
|
/ |
откоси- |
/ |
относитель- |
|
|
г/л |
Mg.2+ |
||||||
|
|
' |
тельное |
' |
нов |
содер^ |
||
|
|
|
|
|
содержа- |
|
женив *10° |
|
|
|
|
|
|
ние -ICP |
|
|
|
Глазной
Ангарские
хутора
Питателезские Нилова Пустынь Жемчуг '
Хангарула Аршан, скв.26
Ароав, скз.в Красные каш и Шутхудай f Скважина ФГС
Скважина в УсольеСибирском
Азотные |
0,2 |
25,0 |
20,0 |
0,039 |
20 |
0,031 |
15 |
|
1» |
1.7 |
3,7 |
' 4,8 |
0,036 |
2,1 |
0,021 |
1.2 |
|
1.7 |
110,3 |
0,8 |
0,126 |
7,4 |
0,101 |
6,0 |
||
|
||||||||
Я |
0,9 |
13,2 |
16,5 |
0,315 |
33 |
0,196 |
20 |
|
азотно- |
||||||||
1.2 |
22,8 |
2,7 |
0,040 |
33 |
0,029 |
2,4 |
||
метановые |
||||||||
п |
0.4 |
19,7 |
11,6 |
0,283 |
70 |
0,124 |
31 |
|
угле- |
||||||||
3,0 |
301,4 |
169,0 |
0,061 |
2,3 |
0,034 |
1,1 |
||
кислые |
||||||||
М |
2,6 |
336,3 |
132,0 |
0,057 |
2,5 |
0,041 |
1,6 |
|
|
||||||||
я |
0,7 |
60,9 |
19,5 |
0,038 |
5,4 |
0,036 |
5,1 |
|
|
||||||||
я |
2,0 |
149,1 |
£0,2 |
0,143 |
7.1 |
0,104 |
5,2 |
|
хлоридво- |
||||||||
61,5 |
1502,6 |
324,4 |
0,106 |
0,2 |
0,093 |
0,1 |
||
натриевые |
||||||||
|
43,0 |
1978,9 |
334,4 |
0,176 |
0,4 |
0,131 |
0,3 |
Полученные нами данные говорят об относительно большом содержании этих элементов в минеральных водах. В некоторых водах их содержание выше, чем таких широко распространенных микроэлементов, как железо, органические кислоты, эфиры, фос фор, марганец. Кларки Гl ] соответственно для европия и тербия равны 1,3*10“*, т .е . их соцвркаяие в земной коре выше, чем содержание а 15, Hg, Cd и др. Учитывая значительную химичеохую активность этих элементов, можно предположить их высокую миг рационную способность. Однако это требует дополнительных ис следований. Установить связь миграции изучаемых компонентов о содержанием того или иного компонента, иона не представля ется возможным.
Следует заметить, что содержание европия во воех водах превышает количество тербия.
Наивыошее содержание европия и тербия отмечается в радио активных водах, наименьшее в сильноминерализованных хлоридноватркевих водах.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. ВИНОГРАДОВ А.П. Введение в геохимию океана. М., "Наука". 1967.
2. ПОЛУЭКТОВ Н.С., КОНОНЕНКО Л.И. Спектрофотометрические методы определения индивидуальных редкоземельных элементов.. Киев, "Наукова Думка", 1966.
&3
А.И.Кириллов, Н.А.Власов, Л.В.Кущвдш, Л,И,Игумнова
ФЛУОЕШШ'РкчЕСКОЕ С Ш ^Ш Ш Е МИКРОКОМЧЕСТВ ЕВРОШЯ В' тЕРА дШ Ш водах
t
Определение редкоееыельных элементов (РЗЭ) при гидрохи-* мическом изучении даяеральных вод заслуживает особого внима ния, благодаря их бальнеологическим свойствам.
Известен ряд методов определения европия в различных объектах, но нет опубликованных указаний о методах определе ния мккроколичеств европия в минеральных водах.
Наиболее подходящей реакцией, которая могла быть положе на в основу метода определения Ей в минеральных водах, явля ется реакция образования фенантролин-садидилатных комплексов европия. Флуорпглетрическое определение это-ю комплекса дает хорошие результаты при анализе смеси окислов редкоземельных элементов на содержание европия[ 6 ,? J .
Наши исследования производитесь при помощи фиуориметра о возбуждением флуоресценции излучением ртутной лампы СВД-.120А, наделяемым светофильтром УФС- I . Полоса флуоресцен ции выделялась монохроматором Д.йР-4 и регистрировалась о по мощью ФЭУ-19 и потенцио: зтра (от полярографа L P -60), Питание ФЭУ осуществлялось от высоковольтного стабилизированного ис
точника тала ВС-22. Для определения |
Ей использовали полосу - |
флуоресценции о максимумом при 612 |
нм. |
Дополнительно нами было изучено влияние количества фенангролина на интенсивность свечения когахлексов ви. Установле но, что наибольшая интенсивность свечения наблюдается при до бавлении 0,25-0,33 мл 0,Ш раствора фенаятродана.
Была также изучена завис;1мость интенсивности флуоресцен ции комплексов Ей с фенантролкном от количества добавленного оалицилата натрпя. В условиях опыта этот реагент гасящего дей ству не производит, но большой избыток садкцалата натрия влияет на интенсивность свечения Ей. Для работы необходимо 3 ,5 -0,8 мл 0,1М раствора оалицилата натрия. Чувствителькость отавдарткых растворов составляет 0,035 мкг/ш: su . Hams было проведено изучение влияния катионов я анионов обычно присут
ствующих в минеральных водах. Было найдено, что jra , К не вли яют на интенсивность флуоресценции комплексов Ей при соотно
шении Ей к катиону 1:1000} Ga^+, Зг2+ |
1:833; |
Ба^+, |
Mg2+ • |
||||||
1:500; NH + |
1:200; |
Co2+, Hi2+I :I 0 ; |
Al3+, 2 л > \ |
Ga^+ |
1:6; |
||||
Zn2+ , Pb2 ? , |
Cu2 + , Be2 + , |
Ge2 + , |
T l5+ |
1 :4 ; |
Ee2 + , ?e?+ |
1 :1 . Иа |
|||
анионов: C l“ |
1:500; |
3 r” , |
I ~ 7 |
CO^2 - |
1:200; CH^COO- |
1:100; |
Cg042 - 1:50; P04a_ 1:40. Наибольшее гашение оказывают анноны
иМпОл .
РАнион 4so4Р—до содержания 250 мкг//мл увеличивает интен сивность свечения комплексов Ей, затем в интервале 250-350 мкг/мл интенсивность флуоресценции не изменяется. При введе нии овыше 350 мкг/мл S04 интенсивность свечения падает.
Интересно было проверить действие других РоО на интен сивность флуоресценции комплексов Ьи. При соотношении Ей :
РЗЭ * 1 :5 взаимного влияния не наблюдается. В связи с тем, что присутствие некоторых посторонних катионов и РЗЭ снижает чувствительность Ей, анализ производится по методу добавок с предварительным экстрагированием железа верным эфиром из ис следуемых вод [ б ] .
Применительно к анализу минеральных вод на содержание в них европия был разработан следующий ход анализа: минеральную воду в количестве 20 мл помещают В делительную воронку и до бавляют по каплям коздентрярованной HCI до pH * 3 . Добавляют 20 кл эфира и экстрагируют железо. Отделяют воду от эфира. За тем отбирают в три делительные воронки по 5 мд этой воды, в каждую приливают по 0,25 мл 0,1М растворе феввятролина,
195
\о |
Т а б л и ц а I |
Результаты анализа некоторых киреральких вод Восточной Сибири на содержание в них Ей, «кг/мл
Название источника |
Найдено |
Добавка |
Общее со— Найдено в |
|
|
Ей |
Ей |
держанке |
пробе с |
|
Ей |
добавкой |
||
|
|
|
||
Усолье-Сибирское |
0,169 |
0,1 |
0,269 |
0,271, |
Ангарские хутора |
0,036 |
0,1 |
0,136 |
0,139 |
Аркан Тункинский |
0,061 |
0,1 |
0,161 |
0,158 |
с к в .26 |
||||
Аркан Туннинсккй |
0,057 |
0,1 |
0,157 |
0,161 |
скв.8 |
||||
Питателевсхан |
0,126 |
0,1 |
0,226 |
0,228 |
Жемчуг |
0,039 |
0,1 |
0,139 |
0,143 |
Нилове Пустынь |
0,314 |
0 .1 |
0,414 |
0,418 |
скв. 2 |
||||
Хаыгарула |
0,283 |
0,1 |
0,383 |
0,378 |
ТаитидиН |
0,189 |
0,1 |
0,289 |
0,292. |
Свахиково |
0,024 |
0,1 |
0,124 |
0,127 |
Разница
+0,002
+0,003
-0,003
+0,004
+0,002
+0,004
+0,004 -0,005 +0,003 +0,003
0,5 мл 0,1М раотвора о&лкцилата натрия и но Эуй «и 40$ раот-
вора уротропина, в дваг из воронок вносят добавки стандартного раствора Еигв количестве 0,1 и 0,2 т т /ш . .Объемы растворов доводят до 10 мл дистиллированной водой. В&ъш экстрадируют 10 мл бензола. Бензольный экстракт ксдкзают » кварцевую кюве ту, которую помещают э светонепроницаемую камеру с отверстия ми для прохождения возбуждающего и флуоресцирующего света.
Записывают спектр растворов комплексов Ей и рассчитывают
содержание его |
по формуле: |
ch. |
|
|
|
X = K-IL, |
|
где С - |
количество добавленного Ей в мкг/кл; |
||
h1 - |
высота пика пробы в мм; |
|
|
Ър - |
высота |
пика пробы с добавкой Ей в мм. |
|
Данные по |
определению ju в некоторых минеральных источ |
||
никах приведены в таблице I . |
|
в ы в о д ы
Предложена схема флуориметра на основе двойного монохро матора ДМР-4. Флуоресценция растворов возбуждается светом ртутной лампы СДД-120, выделяемым светофильтром УФО-1. Регист рация интенсивности флуоресценции производится о помощью ФЭУ-19 и потенциометра (от полярографа LP-60).
Разработан метод определения Ей применительно к минераль ным водам. Проведено флуориметрическое определение микроколнчеотв европия в некоторых минеральных водах Восточной Сибири.
Чувствительность метода составляет 0,006 мкг/мд Зи. Раоочитанная отатически ошибка метода * 3-5/4.
197