ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ГЕОЛОГО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В ПОТОКЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД из "Исследование гидрогеохимических трансформаций и миграции подземных вод для оценки из загрязнения" Понятие о гидрогеохимической мифации вытекает из представлений о подземной воде как геологическом теле и формировании его химического состава. [c.4] Подземная вода - сложная природная система, характеризующаяся единством и взаимообусловленностью химических и динамических свойств, определяемых геохимическими и структурными особенностями самой системы и особенностями вмещающей и окружающей сред. [c.4] Подземные воды образуют мифационные системы с вмещающими и окружающими средами. Наиболее распространенные составляющие этих систем - породы, газы, органическое вещество и Т.Д. Мифационные системы развиваются в различных окислительно-восстановительных и щелочно-кислотных условиях. [c.4] В подземной воде молекулы и ионы растворенных веществ, как и молекулы воды, совершают колебательное тепловое движение около временного положения равновесия и, подобно им, накопив необходимую энергию, перемещаются в новое положение равновесия. Это перемещение является трансляционным (переносным), скачкообразно и соответствует самодиффузии. Скачки совершаются под влиянием энергии активации - энергии, достаточной для преодоления притяжения соседних молекул (воды и растворенных веществ). Для скачков, совершаемых молекулами воды, энергия активации Е соответствует энерти диссоциации воды. Трансляционное движение растворенных в воде ионно-молекулярных ассоциатов осуществляется под влиянием энергии активации АЕ, дополнительной к энергии, необходимой для скачков молекул воды. Общая энергия активации молекул воды в растворе, таким образом. [c.4] На трансляционное движение в водных растворах влияет давление. С ростом давления энергия активации молекул и ионов растворенных веществ возрастает вследствие упрочнения их связи с молекулами воды. Энергия же активации молекул воды в чистой воде или в водном растворе, где в ближайшем окружении молекул воды молекулы и ионы растворенных веществ отсутствуют, уменьшается вследствие разрушения под влиянием давления тетраэдрической структуры воды. [c.5] Гидрогеохимическая миграция - это пространственно-временное перемещение компонентов в системах, образуемых подземными водами с различными средами, протекающее под воздействием свойств компонентов и сред посредством физико-химических процессов и приводящее к качественно-количественным изменениям в составе вод. Миграция компонентов в водном потоке осуществляется посредством массообмена, массопереноса и преобразований миграционных форм компонентов. [c.5] Гидрогеохимические миграционные систёмы представлены в подземной гидросфере сочетаниями подземной воды с вмещающими и окружающими средами. [c.5] При детальном рассмотрении можно назвать большое число миграционных систем. Однако наиболее распространены с позиций глобальности протекания в подземной гидросфере гидрогеохимических процессов следующие миграционные системы подземная вода - порода - газ подземная вода - порода подземная вода - органическое вещество подземная вода. [c.5] Характер компонентов в подземных водах в каждом конкретном (типовом) случае зависит в значительной степени от геохимических свойств компонентов, содержания их в породах, термодинамических условий, фильтрационных свойств пород и др. Из химических свойств компонентов наиболее существенны валентность, ионный радиус, ионный вес. Так, интенсивность протекания сорбционных процессов выше у компонентов с большей валентностью, процессов кристаллизации, определяемых растворимостью, сильнее у компонентов с большей валентностью (при меньшей растворимости), процессов растворения и выщелачивания сильнее у компонентов с меньшей валентностью. [c.6] Интенсивность процессов растворения и выщелачивания, а также массопереноса значительнее для компонентов с меньшими ионным радиусом и ионным весом, а сорбционных процессов и процессов кристаллизации - для компонентов с болыНими ионным радиусом и ионным весом. [c.6] Большую роль в миграции элементов играют щелочнокислотные и окислительно-восстановительные условия, определяющие интенсивность протекания процессов и их характер. Так, многие макро- (хлор, сульфат, натрий, кальций, калий) и микрокомпоненты (бром, фтор, иод, литий, рубидий, цезий) хорошо мигрируют и в щелочной, и в кислой средах. Магний в щелочных водах образует осадок гидроокиси магния. Бор мигрирует лучше в щелочной среде и т.д. [c.6] В окислительных условиях ряд компонентов (марганец, железо и др.) образуют труднорастворимые соединения хорошо мигрируют в окислительных условиях сера, хром, ванадий и др. Из газов в окислительных условиях высока миграционная активность кислорода в восстановительных - МНз, НгЗ. В подземной гидросфере окислительная обстановка развита до глубин 400-500 м и характеризуется значениями ЕЬ от +700 до -500 мВ восстановительная -ниже по разрезу (незначительные отрицательные ЕЬ). [c.6] При решении миграционных задач особое значение имеет учет миграционных форм компонентов, в частности, комплексных форм. [c.6] Из группы процессов, вызывающих уменьшение концентраций компонентов в потоке подземных вод, наиболее существенны кристаллизация и сорбционные процессы. Каждый из них определяется разными условиями кристаллизация - растворимостью соединений, образуемых присутствующими в воде компонентами, а сорбция - емкостными свойствами поверхностного слоя мелкодисперсных (глины, доломиты) пород. [c.7] Из процессов преобразования компонентов в подземных водах существенное значение имеет комплексообразование. [c.7] Из окислительно-восстановительных процессов для потока подземных вод следует выделить восстановительные. Процессы же окисления вследствие довольно низких значений ЕИ подземных вод по сравнению с ЕЬ зоны аэрации в основном происходят в зоне аэрации. В потоке подземных вод они существенны в условиях обогащения пород сульфидами тяжелых металлов. [c.7] Щелочно-кислотные процессы в потоке подземных вод развиты относительно слабо, так как в значительной степени происходят в зоне аэрации. [c.7] Условия и особенности протекания наиболее распространенных гидрогеохимических процессов следующие. [c.7] Процессы выщелачивания. Для них характерны участие газов, полиминеральность пород, частичное разрушение кристаллической решетки породы, перевод в раствор части компонентов породы, необратимость. Наиболее распространены углекислотное и сернокислотное выщелачивание, а также окисление. [c.7] Катионы формируются за счет породы, гидрокарбонатные ионы - углекислого газа и воды. Возрастание концентрации водорода повышает интенсивность процесса вытеснения элементов-катионов из кристаллической решетки породы. Обмен водорода на элементы-катионы отличен от сорбционного обмена, так как обменивающиеся катионы присутствуют в кристаллической решетке минерала, а в случае сорбционного обмена - в поглощенном комплексе поверхностного слоя породы. [c.8] Вернуться к основной статье