ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Формирование состава миграционных форм ингредиентов в процессе техногенной метаморфизации подземных вод из "Гидрогеохимия техногенеза " В процессе техногенной метаморфизации подземных вод миграционная способность ингредиента, при прочих равных условиях, определяется спектром приоритетных, геохимически значимых форм его миграции. Их качественно-количественный состав является производной такового в жидких отходах, атмосферных осадках, загрязненных пылегазовыброса-ми и продуктами вьш елачивания твердых отходов, в природных подземных водах. Он обусловливается интенсивностью и направленностью физикохимических процессов комплексообразования [212]. В связи с этим первостепенное значение приобретает выявление приоритетных, геохимически значимых миграционных форм ингредиентов, закономерностей их образования и последующей трансформации. [c.83] В табл. 15 приведены значения Ф для сточных вод основных отраслей промьшшенности. Из табл. 15 видно, что наименьшей закомплексованностью отличаются макрокомпоненты. Низкие величины Фм свойственны стокам предприятий теплоэнергетической и машино- и станкостроительной промьшшенности, наибольшие — нефтегазодобьгоающей и перерабатывающей, галургической (как составной части горнодобывающей и обогатительной) промьшшенности, глиноземно-алюминиевого производства. С инфильтрующимися и закачиваемыми сточными водами в составе комплексных соединений в подземные воды поступает (в%) 1—48 аммонийного азота, 0,4-45,2 натрия 6,4-96,2 кальция 8,6-93,8 магния. В то же Ьремя наивысшей закомплексованностью отличаются микрокомпоненты. Во всех видах промышленных стоков практически полностью закомплексованы водород, железо (III), алюминий, молибден (VI). Закомплексованность остальных микрокомпонентов возрастает при переходе от стоков теплоэнергетической к стокам химической, добывающей и перерабатывающей промышленности. В настоящее время со сточными водами в подземные воды поступает в виде комплексов (в %) до 99,9 железа (III), алюминия и молибдена(VI), 24,5-99 железа(II), 8,5-99 марганца(II), 24,6-99,9 меди (II), 14,7-99 цинка, 41,8-99,9 свинца, 21,8-99 никеля, 26,7-99 кадмия. [c.84] Исследования форм нахождения компонентов в загрязненных атмосферных осадках показали следующее. Весьма слабой закомплексованностью макрокомпонентов отличаются атмосферные осадки, загрязненные пьше-газовыбросами. Как правило, в них до 99% макрокомпонентов присутствуют в виде свободных ионов. В атмосферных осадках, загрязненных продуктами вьпцелачивания твердых промьпиленных отходов, закомплексованность макрокомпонентов существенно вьпие. Наивысшей закомплексованностью макрокомпонентов отличаются атмосферные осадки, содержащие продукты вьпцелачивания галитовых отходов галургии, фосфогипса (производство серной кислоты и удобрений), бокситовых и нефелиновых шламов глиноземного производства. [c.84] Положение элемента в рядах закомплексованности определяется главным образом вариациями pH, содержанием органических лигандов и ионов-комплексообразователей, температурой. [c.86] При смешении сточных вод и загрязненных атмосферных осадков с природными подземными водами и последующей их метаморфизации происхо Ш1Т формирование состава геохимически значимых миграционных форм ингредиентов. Под геохимически значимыми миграционными формами следует понимать те из них, содержание которых составляет не менее 20% от аналитической концентрации ингредиента. [c.86] Анализ публикаций по загрязнению подземных вод показывает, что исследования форм миграции ингредиентов по-прежнему единичны [81, 136, 212, 215]. Наши исследования в этой области в основном были посвящены изучению форм миграции ингредиентов в подземных водах I подзоны техногенеза континентальной гидролитосферы. Полученные результаты позволили сформулировать главные закономерности комплексообразования в загрязненных водах I подзоны. [c.86] На рис. 23 показана данамика функции закомплексованности ингредиентов грунтовых вод (водоносные породы - грубо-, средне- и мелкозернистые пески с линзами супесей и глин). Источником загрязнения здесь являются стоки предприятий химической промьшшенности с высокими концентрациями органических лигандов. Водам природного фона свойственны следующие значения Фм Ка 1,001—1,005 Са 1,010—1,020 М 1,008—1,015 (содержания микрокомпонентов близки к нулю). Соответствующие изменения происходят в пределах зоны поршневого вытеснения (размеры зоны рассеяния пренебрежимо малы). Данные рисунка свидетельствуют о более высокой интенсивности комплексообразования по сравнению с природным фоном и отражают особенности комплексообразования в загрязненных водах сульфатного типа с различным содержанием органических лигандов. [c.87] В табл. 16 сведены данные, характеризующие комплексообразование в загрязненных грунтовых и пластовых водах второго региона, рассмотренного в главе II. Источником загрязнения грунтовых вод здесь являются атмосферные осадки, содержащие продукты выщелачивания твердых отходов. Материалы таблицы свидетельствуют о накоплении комплексных соединений в процессе техногенной метаморфизации подземных вод. Рост функции закомплексованности ингредиентов обусловлен поступлением преимущественно неорганических лигандов и комплексных соединений. [c.90] Си(0Н)5. Ре(ОН) следовые количества лиганда. 5. В скобках представлены миграционные формы, относительное содержание которых 10, но 20%. 6. Здесь и в табл. 18, 19 индексы химических классов и типов вод даны по классификации Алекина-Посохова [ 175]. [c.95] Роль хлоридных комплексов макрокомпонентов весьма существенна при загрязнении грунтовых вод попутными водами нефтедобычи и сточными водами добычи и переработки галургического сырья, относящимися к хлоридному типу. Сульфатные комплексы макрокомпонентов характерны также для грунтовых вод, загрязненных стоками рудообогащения (см. табл. 17). В регионах развития глиноземно-алюминиевой промышленности в процессе полной техногенной метаморфизации грунтовых вод происходит накопление карбонатных комплексов макрокомпонентов. [c.99] В ходе частшной метаморфизации сульфатных вод терригенных отложений верхней перми в районе развития предприятий органического синтеза пластовые воды обогащаются комплексами микрокомпонентов с органическими лигандами (см. табл. 18 ). Значимость их сульфатных комплексов существенно ниже. Это означает, что устойчивость комплексов с органическими лигандами значительно выше сульфатных. Отсюда следует, что образование последних преимущественно происходит в результате реакций ассоциации. [c.100] На стадии полной техногенной метаморфизации пластовых вод устойчивая ассоциация геохимически значимых миграционных форм микрокомпонентов представлена комплексами с лигандами сточных и природных вод, свободными ионами. Такая ассоциация формируется в результате частичного или полного разрушения комплексных соединений природных вод, усиления комплексообразования с лигандами, переходящими в жидкую фазу в процессе вьш](елачивания водовмещающих пород (особенно галогенных формаций), и поступления комплексов со сточными водами. В районах добьии серы методом закачки пароводяной смеси загрязненные пластовые воды содержат соединения серы различной степени окисления и комплексы микрокомпонентов с сульфат-, карбонат-, гидроксил- и гидросульфид-ионами (см. табл. 18). В загрязненных пластовых водах нефтегазовых месторождений преобладают комплексы микрокомпонентов с Органическими лигандами. [c.101] Анализ полученных нами материалов с учетом основных закономерностей техногенной метаморфизации подземных вод, изложенных в главе II, позволяет сделать следующие важные выводы. На стадии частичной метаморфизации как грунтовых, так и пластовых вод устойчивая ассоциация геохимически значимых миграционных форм макрокомпонентов идентична таковой природных вод. Устойчивая ассоциация миграционных форм микрокомпонентов имеет следующие особенности. В частично метаморфизованных подземных водах древних платформ она включает металлоорганические соединения, комплексы с органическими лигандами, сульфатные и карбонатные комплексы, гидроксокомплексы, свободные ионы. В пределах молодых платформ частично метаморфизованные подземные воды содержат комплексы микрокомпонентов с органическими лигандами и галогенид-ионами. В частично метаморфизованных подземных водах зон сочленения платформ и складчатых областей рассматриваемая ассоциация представлена металлоорганическими соединениями, комплексами с органическими лигандами, карбонат-, галогенид- и гидроксил-ионами. В метаморфизованных подземных водах складчатых областей, в пределах межгорных впадин устойчивая ассоциация миграционных фом микрокомп-нентов состоит из гидроксокомплексов, карбонатных комплексов и свободных ионов. [c.101] Из изложенных вьпде материалов следует, что в формировании геохимически значимых миграционных форм ингредиентов большую роль играют процессы комплексообразования. [c.102] Усиление комплексообразования способствует повышению устойчивости ингредиентов в водах. Кроме того, показателем такой устойчивости является соотношение концентраций положительно заряженных миграционных форм и суммы электронейтральных и отрицательно заряженных миграционных форм. Известно, что, при прочих равных условиях, устойчивость электронейтральных и отрицательно заряженных соединений в процессах геохимической миграции выше, чем положительно заряженных. Указанные соотношения нами были рассчитаны для метаморфизованных подземных вод I подзоны техногенного давления на гидролитосферу (табл. 19). Данные таблицы показьгоают, что по мере углубления техногенной метаморфизации подземных вод в них накапливаются электронейтральные и отрицательно заряженные миграционные формы практически всех рассматриваемых ингредиентов. Максимального развития этот процесс достигает в техногенных крепких рассолах хлоридного натриевого состава и в содовых водах повышенной солености, форм1фование которых наблюдается на окраинах древних платформ, в молодых платформах, зонах сочленения платформ и складчатых областей. [c.102] В табл. 19 приведены ряды компонентов по их относительной устойчивости в метаморфизованных подземных водах основных химических типов. Практически они различаются только по положению в них свинца. В грунтовых водах свинец максимально устойчив на П стадии формирования вод карбонатного типа. Ряды для частично метаморфизованных и полностью метаморфизованных грунтовых вод сульфатного и хлоридного типов идентичны. В пластовых водах минимальная стабильность свинца отмечается на стадии их частичной метаморфизации. В условиях полной техногенной метаморфизации наивысшая устойчивость свинца характерна для пластовых вод хлоридного типа за счет комплексообразования с органическими лигандами. Следует также отметить большую устойчивость марганца на стадии частичной метаморфизации пластовых вод. [c.103] Вернуться к основной статье