авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |

Гидрогеохимия зоны активного водообмена юго-запада причерноморского артезианского бассейна (геоэкологические аспекты)

-- [ Страница 5 ] --

Более детально проанализированы макрокомпонентный состав и геохимия стронция, бария, селена водосодержащих пород. Макроэлементы изучены по данным водных и спиртово-аммонийных вытяжек из пород водоносных горизонтов мелового и неогенового возрастов, а также частично были использованы данные [Козлова Э.В. и др., 1972]. Среднестатистические данные представлены в таб. 4.

Таблица 4. Среднестатистические данные по макрокомпонентному составу пород водоносных горизонтов ( в мг-экв.%)

Водо-нос-ный гори-зонт К-во проб Na+ Ca2+ Mg2+ HCO3- SO42- Cl- Мине-рали-зация, г/л
N1S3 4 54.50 26.50 16.00 68.00 19.00 11.50 0.10
N1S2 19 43.21 33.68 20.52 45.31 46.52 7.57 0.23
N1S1 29 43.73 32.66 20.76 40.83 49.56 7.30 0.33
K2 11 73.81 16.81 7.63 60.63 34.81 9.18 0.21

Барий содержится в раковинках макрофауны в значительно меньшем количестве, чем стронций, и близок к Кларку бария (3.10-3%) в органическом веществе. Следует отметить, что в кальцитовых раковинках, в частности в раковинках Chlamus elegagens (Andrus), содержание бария повышено до 0.05%. Присутствует он здесь, по-видимому, в форме витерита. Величина стронциево-бариевого отношения изменяется от 0.9 до 75.7.

Изучение распределения стронция и бария в образцах пород из скважин показывает следующее. Глинистые известняки с прослоями мергелей и органогенно-обломочных известняков баденского возраста содержат до 0.4% стронция и до 0.09% бария. В других разностях пород бадения (тортона), где обломочный карбонат разбавлен глинисто-алевритовым веществом, содержание стронция колеблется от 0.19 до 0.09%, а бария от 0.003 до 0.05%. Оолитово-детритовые известняки нижней части нижнего сармата содержат 0.26 – 0.32% стронция и 0.02 - 0.03% бария. Сгустковые известняки содержат до 0.7% стронция и 0.03% бария. Пелитоморфные известняки содержат значительно меньше стронция (0.08 – 0.05%), чем оолитово-детритусовые или сгустковые. Бария же в них обнаружено одинаковое количество. Прослои известняков, содержащие терригенный материал, обеднены стронцием и барием. Породы верхнего горизонта нижнего сармата представлены преимущественно оолитово-сгустковато-фораминиферовыми и оолитово-фораминиферовыми разностями известняков с общим содержанием стронция 0.20 – 0.37% и бария 0.21 – 0.03%. Часто встречаются прослои глинистых и пелитоморфных известняков с низким содержанием стронция и бария в количествах 0.09 и 0.02% соответственно. Породы среднего сармата, представленные органогенно-обломочными известняками и глинами, содержат стронция 0.01 – 0.5% и бария 0.01 - 0.021%. В целом содержание стронция и бария в изученном разрезе находится в пределах кларковых концентраций.

Глинистые песчаники верхнего мела содержат 1.2·10-4% селена, а кремнистые известняки без глинистого материала селена не содержат. В глинистых разновидностях пелитоморфных известняков бадения селена содержится до 0.06·10-4%. Известняки нижнего сармата не содержат селена. Известковые глины, мергели, песчаные глины и мергели среднего сармата имеют среднее содержание селена до 1.42·10-4%. Отсутствует селен в биогенных и хемогенных известняках.

Породы зоны активного водообмена содержат почти на порядок больше селена, чем средняя концентрация этого элемента в земной коре. Особенно обогащены селеном монтмориллонитсодержащие глины.

Роль разломной тектоники в формировании качества межпластовых подземных вод. Автор [Морару К.Е., 1987] научно обосновал отражение водопроводящих тектонических разломов в поле содержания гелия. По химическому составу гелиеносные воды всех продуктивных водоносных горизонтов и комплексов Молдовы имеют характерные параметры, которые отличают их от вод, где содержание гелия не превышает значения фона (225.10-5 мл/л) (см.таб. 5).

Аномальный химический состав и повышенные содержания гелия наследуются по вертикальному разрезу зоны активного водообмена через тектонические разломы. Эта закономерность установлена для всех продуктивных водоносных горизонтов Молдавского артезианского склона. В этом процессе отчетливо реагируют содержание гелия, величина минерализации и гидрогеохимический тип воды. Если рассматривать эту закономерность по вертикали сверху вниз, видно, что увеличиваются содержание гелия и величина минерализации, а тип воды изменяется от HCO3 до HCO3 - Cl - Na.

Для количественной характеристики гидрогеохимические данные были подвергнуты статистической обработке (программа SPSS14). Выявлено, что по отношению к гелию как к глубинному элементу среди коррелируемых компонентов выделяются два ряда: 1) параметры глубинного генезиса – Na, Cl, F, HCO3, K, Ba, pH, минерализация и органическое вещество, имеющее с гелием положительную связь, и 2) компоненты подземных вод зоны выщелачивания, располагающиеся на жестких блоках - Ca, Mg, Sr, Se и SO4, которые с гелием связаны отрицательно.

Термодинамическая характеристика ионных равновесий и комплексообразования в межпластовых подземных водах. Так же, как и для грунтовых вод, термодинамические расчеты выполнены [Милкова Л.Н., 1989] с использованием программы "Гиббс" [Шваров Ю.В., 1978, 1981] и частично с помощью программы Aquachem 4.0 [Морару К.Е., 2007]. Расчет форм нахождения элементов проводился в различных типах вод верхнемелового и нижнесарматского продуктивных горизонтов. Исследованные воды рассматриваются нами как открытые в отношении СО2 в гомогенной системе, содержащие 13 независимых - H-O-C-S-Cl-F-Na-K-Mg-Ca-Sr-Ba-Si и 52 зависимых компонента (c SO4, Ca, Mg, Sr, Ba и др.) при t = 25о и Р = 1 атм.

На основании термодинамического моделирования состояния химических элементов во всех гидрохимических типах подземных вод (таб. 5) сделан вывод, что Na, K, Ca, Cl и Ba в них практически не закомплексованы и присутствуют в этих водах в виде простых ионов Na+, K+, Ca2+, Ba2+, Cl- (98.5 - 99.5 %). Содержание комплексных частиц с участием этих элементов меньше содержания их в виде простых ионов и не превышает 1.5 - 2 % от валовых количеств. Что касается Mg и Sr, то для них комплексообразование в исследуемых водах играет существенную роль. В некоторых из рассматриваемых типов вод определенное значение имеет образование ассоциатов на основе фтора. Как в верхнемеловом, так и в нижнесарматском горизонтах степень закомплексованности Mg в водах выщелачивания несколько ниже, чем в водах, представляющих аномальные гелиеносные флюиды. В водах всех гидрохимических типов содержание магния в виде про­стого иона Mg2+ преобладает над всеми комплексными формами нахождения магния в растворе. Что же касается последних, то они закономерно изменяются при переходе от одного гидрохимического типа к другому.

При исследовании неорганических форм стронция расчет показал, что во всех типах вод комплексообразование стронция играет существенную роль. Преимущественной комплексной формой в тех водах, где содержание ионов SO42- более 150.0 мг/л, является ионная пара SrSO4o. Для вод, содержащих менее 100.0 мг/л SO42-, наиболее вероятными выявлены формы SrHCO3+ и SrСO3o. В целом степень закомплексованности стронция во всех группах вод значительная - ионные ассоциаты составляют 25 - 45 %, а в некоторых отдельных случаях их содержание достигает 50 - 60 %.

С помощью термодинамического расчета была установлена существенная разница в формах нахождения фтора в водах выщелачивания и аномальных по содержанию гелия. В первых имеет место комплексообразование фтора от 10 - 15 % до 30 %. Преобладающей комплексной частицей в них является MgF+. В водах второй группы фтор практически не закомплексован и на 98 % находится в виде простых ионов F-. Полученные данные согласуются с теми основными результатами, которые были получены авторами [Крайнов С.Р. и др., 1978] в результате расчетного и экспериментального изучения комплексных соединений фтора в подземных водах.

Таблица 5. Среднее содержание макрокомпонентов и гелия в различных гидрохимических типах подземных вод продуктивных водоносных горизонтов и комплексов Молдавского артезианского склона

Воз­раст Гидрохимические типы подземных вод К-во скв. Среднее содержание (X) макрокомпонентов подземных вод, мг/л pH Содер-жание He, x10-5, мл/л
Na2+ K+ Ca2+ Mg2+ HCO3- SO4- Cl- M
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Верх­ний мел HCO3 – SO4 – Na - Ca – Mg (II) 24 157.0 9.9 83.8 44.6 548.5 164.5 40.6 775 7.3 116.8
SO4 -HCO3 – Na - Ca – Mg (III) 1 196.0 10.9 160.0 126.0 488.0 869.8 106.4 1712 7.8 9.9
HCO3 – SO4 – Na (V) 56 465 6.3 4.8 2.6 771.5 198.4 55.6 1118 8.3 975.6
HCO3 – Cl – Na (IV) 6 546 5.8 6.9 5.9 765.6 168.0 417.0 1532 8.3 10660
Ниж­ний сармат HCO3 – Ca – Mg – Na (I) 25 49.8 3.3 97.8 45.4 527.8 63.6 17.2 545 7.2 15.5
HCO3 – SO4 – Ca – Mg (II) 103 146.0 6.
5
80.3 62.9 590.4 209.7 45.6 851 7.4 87.9
SO4 - HCO3 – Na - Ca – Mg (III) 18 286 8.3 153.8 135.9 627.0 739.0 101.5 1738 7.5 197.3
HCO3 – SO4 – Na (V) 90 410.1 8.9 6.4 4.2 733.8 185.7 53.7 1046 8.2 915.6
HCO3 – Cl – Na (IV) 45 541.9 8.0 4.9 6.6 990.9 95.4 223.7 1376 8.3 1876.3
HCO3 – Cl – Na - Ca (VII) 12 278.7 6.2 47.1 34.7 530.6 77.2 286.0 965 7.9 1619.4
HCO3 – Na (VI) 20 481.1 8.3 3.5 3.1 1124.6 52.5 47.5 1168 8.1 961.8
Сред­ний сармат HCO3 – SO4 – Ca – Mg (II) 18 146.1 3.7 83.6 74.5 466.5 176.7 75.5 793 7.6 75.4
SO4 - HCO3 – Cl - Ca – Mg (III) 5 316.2 2.9 76.2 78.5 476.8 349.2 113.0 1174 8.1 93.6
HCO3 – SO4 – Na (V) 11 231.5 4.6 6.8 7.6 450.5 126.2 48.5 700 8.4 287.7
HCO3 – Cl – Na (IV) 37 360.2 4.2 10.6 13.9 659.1 63.6 164.4 948 8.2 1739.8
Cl - HCO3 – Na (VIII) 5 526.6 2.4 7.7 1.8 564.8 3.7 429.8 1253 8.6 508.1
HCO3 – Na (VI) 4 447.5 6.1 4.6 5.7 1139 30.0 31.9 1034 8.0 370.8
Верх­ний сармат-понт HCO3 – SO4 – Cl - Ca – Mg (II) 7 99.8 2.1 66.0 21.0 286.0 145.0 74.0 544 7.6 69.5

Четвертое защищаемое положение. Методологические подходы к комплексной эколого-гидрогеохимической оценке территорий со сложным характером антропогенного воздействия на зону активного водообмена (на примере репрезентативных техногенных обьектов).

Несмотря на существующие принципы гидрогеологической стратификации исследуемой территории, подземные воды зоны активного водообмена тесно взаимосвязаны между собой. Это доказано многочисленными данными, а также результатами моделирования движения подземных вод междуречья Прут – Днестр [Морару К.Е. и др., 2000, 2005]. В таб. 6 представлены результаты расчета бюджета воды в зоне активного водообмена.

Данные таб. 6 показывают, что через зону активного водообмена ежедневно проходит около 0.05 км3 воды, которая разгружается преимущественно в виде родников в речную сеть и акваторию Черного моря. Основной вектор движения подземных вод данной зоны соответствует направлению север - юг. Сравнивая эксплуатационные запасы подземных вод зоны (около 3.0 км3) и данные таб. 6, приходим к выводу, что происходит быстрое возобновление запасов подземных вод. Этот факт косвенно связан с небольшим возрастом подземных вод (от нескольких лет - грунтовые воды и до 1000 лет - межпластовые) [Зеленин И.В., 1984]. Возраст подземных вод не

Таблица 6. Бюджет подземных вод в модели ModFlow, Молдова в ненарушенных условиях (в м3/сут)

Статьи расхода/прихода подземных вод в систему из системы разница
Постоянный напор 2120107.8 225094.5 -130796.75
Скважины 0.000 0.000 0.000
Дренаж 0.000 35275052 -35275052
Питание 4 2184880 0.000 4 2184880
Испарение 0.000 0.000 0.000
Инфильтрация с рек 3492780.5 13318804 -9825224
Нижние граничные условия 3 000 000 0.000 3 000 000
Вода в непроницаемых слоях 0.000 0.000 0.000
Сумма 50797768 50843960 -46192
Всего разница, [%] -0.09


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.