Вопрос №30 Химический состав подземных вод
Подземные воды представляют собой сложные природные растворы, содержащие в своем составе все известные химические элементы в виде простых и сложных ионов, комплексных соединений, растворенных или газообразных молекул. Еще В.И. Вернадский указывал, что в каждой капле, как и в микрокосмосе, отражается состав космоса. Из 105 химических элементов таблицы Менделеева более 80 уже обнаружены в подземных водах и нет никаких сомнений в том, что все остальные также будут установлены при повышении чувствительности аналитических методов.
Сложность состава подземных вод определяется не только присутствием в них большего числа химических элементов, но и различным количественным содержанием каждого из них, которое к тому же резко меняется в различных типах вод, а также разнообразием растворенных форм каждого их элементов. Достаточно сказать, что в подземной воде всегда имеются разнообразные ионы, растворенные и газообразные молекулы, естественные и искусственные изотопы многих элементов, сложные органические соединения, образующие совершенно уникальный класс растворенных веществ, многие живые и мертвые микроорганизмы (бактерии), механические и коллоидные вещества разного состава, сложные органоминеральные и другие комплексы и т.д. Различное соотношение всех этих соединений наряду с количественным изменением содержаний каждого из этих соединений наряду с количественным изменением содержаний каждого из элементов приводит к формированию большого разнообразия подземных вод, насчитывающих, по данным отдельных авторов, до нескольких тысяч гидрогеохимических типов.
Физико-химичесике показатели
рН = - lg [H+]
H2O – H+ + OH-
Важной характеристикой состояния подземных вод являются их кислотно целочные условия, определяемые величиной водородного показатели рН, выражающей отрицательный логарифм активности ионов водорода в воде. Некоторое количество воды всегда диссоциирует на ионы.
В земных недрах широко представлены разные типы вод по величине рН – от сильнокислых до сильнощелочных. Однако наиболее широко распространены воды околонейтральные, т.е. нейтральные, слабокислые и слабощелочные. Практически все пресные воды земли относятся к этому типу.
Разнообразие состава подземных вод во много определяется наличием в них широкой гаммы органических соединений, компонентами которых являются представители всех химических групп (углеводы, белки, липиды) и классов (карбоновые кислоты, углеводороды, спирты, альдегиды, кетоны, амины и эфиры). В связи с трудностью анализа всех форм органических соединений на пркатике используют интегрированный показатель Сорг, характеризующий суммарное содержание всех водорастворенных органических соединений в 1л воды. Численно Сорг составляет -50% всех содержащихся в воде органических веществ в пересчете на их полную форму, хотя может достигать в отдельных случаях 80%. Для характеристики индивидуальных органических веществ используют также интегрированные показатели Nорг, Рорг и др. Содержание Сорг в подземных водах колеблется в весьма широких пределах : от нескольких единиц до 1000 мг/л. Наиболее высокие его содержания всязаны с газоконденсатными нефтяными месторождениями.
Показатель окислительно-восстановительный потенциал Eh – показатель степени окисленности или восстановленности переменно вылентных компонентов в подземных водах (Fe, S, Mn, Cr,As, Mo).
Элементы окислители (наивысшая степень окисления), восстановители (отдают электроны)