Формирование железистых подземных вод - Труфанов А.И.
Скачать (прямая ссылка):
Определенный интерес для выяснения вопроса об условиях накопления и формах миграции железа могут представить данные о корреля-66
Парные коэффициенты корреляций компонентов химического состава вод отложений приамурской свиты (N2-Q1Pr)
нсо,- Fe2 + Mg2 + Ca3+ NH4+ K +
-0,018 -0,17 0,18 0,09 0,23 0,30
0,30 0,08 0,25 0,63 -0.28 +1.00
-0,08 -0,13 -0,09 -0,16 +1,00
0,43 0,17 -0,14 +1,00
-0,15 -0,28 +1,00
0.9-1 +1.00
+ 1,00
м* нсо; F " Fe2 + Mg2+ Ca2 +
0,76 0,70 0,20 0,31 0,02 0,53
0,86 0,86 -0,06 0,17 -0,21 +1,00
0,09 0,019 -0.30 0,08 +1,00
0,32 0,25 0,16 +1.00
0,04 -0,05 +1,00
0.99 +1,00
+1,00
ционных связях между ними и отдельными компонентами химического состава подземных вод района. Естественно, что наличие каких-либо значительных связей между компонентами состава может служить во многих случаях основанием для выводов об общих условиях их водной миграции, формах нахождения в растворе и т.п. Высокие положительные корреляционные связи компонентов подземных вод могут указывать на общность процессов миграции этих компонентов. Отрицательные корреляционные связи указывают на резкое различие источников поступления и процессов, ведущих к накоплению этих компонентов. ,,
Для статистического анализа нами использовались материалы режимных наблюдений за химическим составом вод на эксплуатируемых водозаборах. Корреляционный анализ устанавливает наличие значительных связей между некоторыми компонентами состава вод (табл. 17—20) . В водах смешанных горизонтов четвертичных и плиоцен-нижнечетвертичных отложений, выполняющих пойму и острова Амура, наблюдаются весьма высокие положительные корреляционные связи между концентрациями отдельных компонентов (табл. 18) . Так, общая минерализация имеет прямые корреляционные связи с HCO3 (0,93), Mg2+ (0,87), СГ (0,80),
ст:мг/л 6 -
? -
10
15 20 Fe , мг/л
Рис. 16. Характер зависимости концентраций железа от содержания летучих органических кислот в водах
1 — общее железо; 2 — желе зо связанное
CO2 (0,77) . Отрицательная корреляционная связь наблюдается у HCO3 с Na+ (—0,94) . Железо имеет достаточно высокие корреляционные связи с HCO3 (0,63-0,74), CO2 (0,56-0,77) и реже - с общей минерализацией (0,76) . В водах отложений приамурской свиты (табл. 19) железо хорошо коррелирует с HCO3 (0,91) и фтором (0,63). В трещинных водах пород фундамента четко обособляется группа компонентов (HCO3, Na+, Ca +), характеризующаяся сильными положительными корреляционными связями (0,70—0,99) как между собой, так и с величиной общей минерализации. Железо в этих водах слабо коррелирует с основными компонентами состава. Заметная корреляционная связь у железа проявляется лишь с pH (0,39) и сухим остатком (0,49) .
Приведенные данные показывают,'что железо часто входит в несколько обособленных групп компонентов (HCO3, CO2, pH, F, реже — NH+, Mg2 + , Ca2+), иногда с достаточно сильной корреляционной связью.'По-видимому, эти связи отражают в какой-то мере и процессы формирования химического состава вод. Так, связь железа с компонентами диссоциации угольной кислоты (HCO3, CO2) и pH дает возможность сделать вывод о генетической связи накопления этих компонентов в водах. Хотя и слабая, но имеющая место корреляционная связь между NH+, CO2, Fe2+, HCO3 (см. табл. 18), на наш взгляд, не случайна. При разложении органического вещества происходит восстановление железа из гидроокислов, в результате чего в растворе накапливается как железо, так и продукты разложения органического вещества в подземных водах, что и отражают коэффициенты корреляции.
Отсутствие какой-либо корреляционной связи между концентрациями железа и основными компонентами, составляющими минерализацию тре-щинно-жильных вод пород фундамента, указывает на привнос железа из других водоносных горизонтов, имеющих гидравлическую связь с первыми. Однако этот привнос контролируется величиной pH, на что указывает слабая корреляционная связь между Fe и pH (—0,39) . 68
УСЛОВИЯ МИГРАЦИИ ЖЕЛЕЗА В ВОДНОЙ СРЕДЕ
На миграцию железа в зоне гипергенеза физико-химические свойства природных вод оказывают решающее влияние. Важнейшими показателями свойств среды являются окислительно-восстановительный потенциал, концентрация ионов водорода, органическое вещество, а также температура природных растворов. Известно, что наличие в водах свободных электронов определяет окислительно-восстановительные свойства водной среды (Eh), а концентрация ионов водорода — щелочно-кислотные. Получение таких параметров, как Eh, pH, характеризующих водную среду и отражающих ее физико-химические условия, крайне необходимо при изучении гидрогеохимии отдельных элементов, в особенности элементов с переменными валентностями, каковым является железо. Измерение величин Eh и pH проводилось нами непосредственно у водопункта на потенциометре— милливольтметре ППIVI-03-М 1. Измерения Eh и pH выполнялись в проточных потенциометрических ячейках, оборудованных тремя-четырь-мя платиновыми и одним комбинированным стеклянным электродами. Электродом сравнения служил хлор-серебряный электрод. Кроме измерения величин Eh и pH, у водопунктов определялись температура воды, содержание в ней закисного и окисного железа колориметрическими методами с роданистым калием и красной кровяной солью, а с 1974 г. — с реактивом 2,2'-дипиридил. При необходимости содержание закисного железа определялось повторно в стационарной лаборатории, 2,2'-дипиридилом, а содержание общего железа анализировалось тем же реактивом с фотоколориметрическим окончанием после разрушения органических веществ путем его окисления и прокаливания сухого остатка.
