Формирование железистых подземных вод - Труфанов А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Аналитик A.B. Николаев.
J_I_L U-1-L
J 6 16 I Є IBcym ---a ---б -в
Рис. 13. Влияние анионов HCO^ (/), SOj- (//), Cl " (///) (растворы солей натрия) и продолжительности выщелачивания на Переход железа из минералов в раствор п — лимонит, г — гематит, м — магнетит, п — пирит, с — сидерит, р — роговая обманка; концентрация растворов: а — минимальная, б — средняя, в — максимальная (опыты проведены в лаборатории гидрогеологии ХабКНИИ А.И. Труфановым, аналитик Н.В. Марьян)
менее 0,1 мм. Каждый образец выщелачивался в дистиллированной воде и водных растворах гумата и фульвата натрия, которые добавлялись в раствор по 10 мг на литр в пересчете на органический углерод (по И.В. Тюрину) . Исходное соотношение веса породы к весу воды составляло 1:100. Выщелачивание проводилось в течение месяца при комнатной температуре без перемешивания. В ходе эксперимента через каждые 5—7 дней определялись pH, Fe и углерод органический (по Тюрину) . После пятого отбора проб проводился сокращенный химический анализ на макрокомпоненты, затем через раствор пропускался углекислый газ из аппарата Киппа в течение 2 мин с интенсивностью 5—10 пузырьков в секунду, что соответствовало концентрации свободной углекислоты в растворе 60—80 мг/л.
56
Влияние органического вещества гумусового типа на интенсивность выщелачивания горных пород и рыхлых отложений, т.е. реакционная способность слабых растворов органических веществ, рассматривалась в сравнении с реакционной способностью дистиллированной воды и с учетом химического состава холостых контрольных опытов. Повышенные содержания элементов свидетельствуют о том, что гумусовые кислоты являются хорошими агентами, обусловливающими миграцию компонентов, в количественном отношении превосходящую перенос элементов водами без органического вещества. Активность выноса компонентов на основании проведенного опыта и соответствующей статистической обработки данных можно выразить следующими рядами: для растворов гуминовых кислот — Mn, Ti > HCO3" > Сорг > Zl > 1-е, Ni, Cr; для растворов фуль-вокислот — Ї, > HCO3 > Ti > Сорг > Fe > Cr, Ni > Mn. Железо из взятых пород для опыта по сравнению с другими компонентами выщелачивается незначительно, его суммарное содержание в вытяжках базальтов, супесей и глин превышает 2,0 мг/л, а из верхнего почвенного горизонта — 1,2— 12,3 мг/л (см. табл. 14).
По химической активности золь фульвата натрия значительно превосходит золь гумата натрия. Из этого следует, что фульвокислоты в природных условиях имеют большее значение в формировании состава железистых вод вследствие образования воднорастворимых комплексов фуль-ватов железа, устойчивых в широких пределах pH. Среди использованных в опыте пород наибольшим обогащением железом отличались верхний почвенный горизонт и глина иловатая озерно-аллювиального комплекса, наименьшими — базальт и подпочвенный глинистый горизонт. Из приведенных данных (см. табл. 11, 14) видно, что при взаимодействии пород с водой происходит выщелачивание железосодержащих минералов с образованием минеральных и железоорганических комплексов. Концентрация железа в растворах зависит не столько от абсолютного содержания железа в породах, сколько от химических свойств растворов, и в особенности от величины pH. Необходимо также отметить, что на 15—18 день от начала опыта в растворах солей органических кислот нарастание концентраций железа и других компонентов сменяется постепенным уменьшением их содержаний. Вероятной причиной уменьшения концентраций компонентов является взаимодействие их с продуктами обмена веществ микроорганизмов, что усиливает процессы коагуляции в исследуемых растворах.
Влияние гуминовой кислоты на выщелачивание железа из мономинеральных образцов изучалось также экспериментально. Эти опыты явились продолжением описанных выше и преследовали цель изучения поведения различных минералов и выщелачивания из них железа при действии кислотами органического происхождения. Однако в отличие от предыдущей серии опытов в настоящем эксперименте гумат натрия подвергался тщательному и многократному диализу до получения депонированной (от Na+) гуминовой кислоты. Полученная таким образом кислота добавлялась к дистиллированной воде до получения концентрации 1,5 и 15 мг/л (в пересчете Сорг по Тюрину). Такие концентрации гуминовой кислоты часто встречаются в подземных водах района. Соотношение твердой и жидкой фаз в опытах принималось 1:10. Продолжительность опыта 16 суток. Через 30 мин, 4 ч, 1, 6 и 16 суток от начала опыта отбирались пробы на определение Fe. измерялась величина pH растворов. Представление о влиянии гуминовой кислоты на переход железа из минералов в раствор дают результаты опыта (см. табл. 12). Интенсивность выщелачивания железа слабыми растворами гуминовой кислоты, концентрация которой
57
сопоставима с природной для исследуемого района, значительно выше, чем в дистиллированной воде (исключением является опыт с магнетитом) . Существенное увеличение содержания железа в растворе в присутствии гуминовой кислоты наблюдается для пирита, гематита, лимонита и роговой обманки. С увеличением концентрации гуминовой кислоты содержание железа в растворе изменяется для различных минералов по-разному и не зависит от общего содержания железа в минерале.
