Загрязнение пресных вод. Охрана подземных пресных вод от загрязнения
Cтраница 1
Загрязнение пресных подземных вод происходит практически беспрепятственно как сверху - через зону аэрации, так и снизу - напорными водами из глубоко залегающих водоносных горизонтов. Проникновение загрязненных вод сверху контролируется степенью естественной защищенности подземных вод. Поступление вод снизу обусловлено нарушением естественных водоупорных толщ многочисленными скважинами и искусственно созданными нарушениями сплошности покрышек залежей нефти. Принудительное увеличение пластового давления интенсифицирует проникновение в верхние горизонты рассолов, нефтей, газов через тектонические нарушения и различные по генезису литологические окна.
Значительным источником загрязнения пресных подземных вод могут быть также промысловые сточные воды высокой минерализации. Их количество может достигать 3 м3 на 1 т добываемой нефти. Основной загрязнитель - хлориды, реже сульфаты, натрий, кальций и углеводороды сырых нефтей. Эти же воды при заводнении скважин могут стать загрязнителями пресных (артезианских) горизонтов, проникая через затрубное пространство скважин, а также вследствие восходящих перетоков в вышележащие водоносные горизонты при эжекционном режиме эксплуатации месторождения.
Значительным источником загрязнения пресных подземных вод нефтегазовых и газоконденсатных месторождений являются поверхностные воды, так как часть промысловых сточных вод сбрасывается в поверхностные водоемы и водотоки. Кроме того, компоненты рассматриваемых стоков поступают в водоносные горизонты I подзоны в результате инфильтрации из их накопителей. Промысловые сточные воды представляют собой попутно извлекаемые1 пластовые воды II подзоны техногенного давления на подземную гидросферу. Их количество зависит от геолого-гидрогеологических условий месторождения, темпов и технологии извлечения углеводородов, периода его эксплуатации. Основными загрязняющими компонентами промысловых сточных вод являются хлориды (реже сульфаты), натрий, кальций и углеводороды сырых нефтей.
Сделан окончательный и однозначный вывод о преобладающем (82 - 90 %) загрязнении пресных подземных вод в результате поверхностных разливов высокоминерализованных пластовых вод и нефтепродуктов из-за разгерметизации нефтепромысловых сооружений и коммуникаций. Подготовлена основа для проектирования систем принудительного опреснения загрязненных родников.
Сделан окончательный и однозначный вывод о преобладающем (82 - 90 %) загрязнении пресных подземных вод в результате поверхностных разливов высокоминерализованных пластовых вод и нефтепродуктов из-за разгерметизации нефтепромысловых сооружений и коммуникации. Подготовлена основа для проектирования систем принудительного опреснения загрязненных родников.
Результаты гидрогеологических исследований, проведенных в районах нефтяных месторождений Предуралья, позволяют заключить, что загрязнение пресных подземных вод происходит главным образом сверху, то есть через зону аэрации. Уязвимость верхних эксплуатационных водоносных горизонтов к загрязнению, высокие концентрации в них загрязняющих веществ, большие скорости миграции последних по вертикали и латерали на ряде нефтяных месторождений объясняются высокими фильтрационными свойствами пород зоны аэрации и водо-вмещающих отложений, отсутствием выдержанных надежных водоупо-ров, региональной взаимосвязью водоносных горизонтов путем нисходящих перетоков через глинистые слои. Вследствие этого зона пресных вод на всю мощность (до 250 м) оказывается засоленной в течение нескольких лет с момента поступления загрязняющих веществ.
В настоящей работе вопрос о качестве воды на водозаборе рассматривается прежде всего в связи с природными некондиционными водами, которые в дальнейшем для краткости именуются солеными водами. Однако приводимые решения могут быть использованы и для прогноза качества воды в связи с загрязнением пресных подземных вод, хотя в этом случае могут возникнуть дополнительные вопросы, относящиеся к области физико-химической гидродинамики и требующие специального рассмотрения.
При невозможности продолжения бурения по геолого-технологическим причинам планы консервации и ликвидации также согласуются с аварийно-спасательной службой и Госгортехнадзором. В случае выявления выходов нефти, газа или пластовых вод в районе устья скважин, подлежащих ликвидации, а также загрязнения пресных подземных вод нефтепродуктами принимаются меры по устранению источников загрязнения по дополнительному плану.
Техногенным загрязнением подземных вод считается появление в них вредных примесей в количестве, нарушающем способность среды к самоочищению, что делает эту воду частично или полностью непригодной для использования. Количественной характеристикой загрязнения служат определенные нормы ПДК отдельных компонентов. Загрязнение пресных подземных вод выражается в увеличении их минерализации, повышении содержания нетипичных для них компонентов (хлоридов, сульфатов, кальция, железа и др.), появлении в водах несвойственных им веществ (неорганических и органических), изменении температуры, величины рН, появлении запаха, окраски, микроорганизмов.
Оценка естественной защищенности подземных вод от загрязнения относится к числу важных гидрогеологических задач. В настоящее время процессы техногенного воздействия на подземные воды в Башкортостане превратились из локальных в региональные. В связи с этим угроза загрязнения пресных подземных вод представляет во много раз большую опасность, чем угроза их количественной нехватки. В этих условиях оценка природной защищенности подземных вод от загрязнения представляет не только теоретический, но и большой практический интерес.
Страницы: 1
Химические свойства природной воды определяются количеством и составом сторонних примесей, которые присутствуют в ней. По мере развития современной промышленности все более актуальным становится вопрос мирового загрязнения пресных вод.
По мнению ученых, в скором времени водных ресурсов, пригодных для использования в хозяйственно-бытовой деятельности, станет катастрофически мало, поскольку источники загрязнения воды даже при наличии очистных сооружений негативно воздействуют на поверхностные и грунтовые воды.
Загрязнение питьевой воды – процесс изменения физико-химических показателей и органолептических свойств воды, что предусматривает некоторые ограничения в дальнейшей эксплуатации ресурса. Особо актуальным является загрязнение пресной воды, качество которой напрямую связано с человеческим здоровьем и продолжительностью жизни.
Качество воды определяется с учетом степени важности ресурсов – рек, озер, прудов, водохранилищ. При выявлении возможных отклонений от нормы определяются причины, повлекшие загрязнение поверхностных и грунтовых вод. На основании полученного анализа принимаются оперативные меры по устранению загрязнителей.
Что вызывает загрязнение водных ресурсов
Существует множество факторов, которые могут привести к загрязнению воды. В этом не всегда виноваты люди или развитие промышленности. Большое влияние оказывают техногенные катастрофы и катаклизмы, которые могут привести к нарушению благоприятных условий окружающей среды.
Промышленные компании способны наносить ощутимый вред окружающей среде, загрязняя воду химическими отходами. Особую опасность составляет биологическое загрязнение бытового и хозяйственного происхождения. Сюда относятся стоки жилых домов, коммунальных предприятий, учебных и социальных заведений.
Водный ресурс может быть загрязнен в период сильных дождей и таяния снега, когда осадки поступают из сельскохозяйственных угодий, ферм и пастбищ. Высокое содержание пестицидов, фосфора и азота может привести к экологической катастрофе, поскольку подобные стоки не подвержены очистке.
Еще один источник загрязнения – воздух: пыль, газ и дым из него оседают на водную поверхность. Более опасными для природных водоемов являются продукты нефтепереработки. Загрязняющиеся стоки появляются в зонах нефтедобычи или в результате техногенных катастроф.
Каким загрязнениям подвержены подземные источники
Источники загрязнения подземных вод можно условно разделить на несколько категорий: биологические, химические, тепловые, радиационные.
Биологического происхождения
Биологическое загрязнение грунтовых вод возможно при попадании патогенных организмов, вирусов и бактерий. Основные источники загрязнения воды – канализационные и дренажные колодцы, смотровые ямы, септики и фильтрационные зоны, где происходит очистка отработанных стоков в результате хозяйственно-бытовой деятельности.
Загрязнение подземных вод происходит на сельскохозяйственных угодьях и фермерских хозяйствах, где человек активно использует сильные химикаты и удобрения.
Не менее опасными являются вертикальные щели в горных породах, через которые проникают химические загрязнения в напорные водные слои. Кроме того, они могут просачиваться в автономную систему водоснабжения при деформациях или недостаточной изоляции водозаборной колонны.
Теплового происхождения
Возникает в результате существенного повышения температуры грунтовых вод. Зачастую это происходит вследствие смешивания подземных и поверхностных источников, сброса технологических стоков в очистные колодцы.
Радиационного происхождения
Подземные воды могут загрязняться в результате испытаний по взрыву бомб – нейтронных, атомных, водородных, а также в процессе производства реакторов на ядерном топливе и оружия.
Источники загрязнения – АЭС, хранилища радиоактивных компонентов, шахты и рудники по добыче горных пород с естественным уровнем радиоактивности.
Источники загрязнения питьевой воды способны нанести существенный вред окружающей среде и здоровью человека. Поэтому нужно беречь воду, которую мы пьем, чтобы обеспечить себе долгое и счастливое существование.
Большая часть водных ресурсов на Земле загрязнена. Даже если наша планета покрыта 70% воды, не вся из них подходит для использования человеком. Быстрая индустриализация, злоупотребление скудными водными ресурсами и многие другие факторы, играют роль в процессе загрязнения воды. Каждый год около 400 миллиардов тонн отходов образуется во всем мире. Большая часть этих отходов сбрасывается в водоемы. Из общего объема воды на Земле, только 3% пресной воды. Если эта пресная вода будет загрязняться постоянно, то водный кризис превратится в серьезную проблему в ближайшем будущем. Поэтому, необходимо должным образом позаботиться о наших водных ресурсах. Факты загрязнения воды в мире, представленные в этой статье, должны помочь в понимании серьезности данной проблемы.
Факты и цифры загрязнения воды в мире
Загрязнение воды является проблемой, которая затрагивает практически все страны мира. Если надлежащие шаги не будут предприняты, чтобы контролировать эту угрозу, это приведет к катастрофическим последствиям в ближайшем будущем. Факты, относящихся к загрязнению воды, представлены с помощью следующих моментов.
Реки в Азиатском континенте являются наиболее загрязненными. В этих реках обнаружено содержание свинца в 20 раз больше, чем в водоемах промышленно развитых стран других континентов. Найденных в этих реках бактерий (из отходов жизнедеятельности человека) больше в три раза, чем в среднем во всём мире.
В Ирландии, химические удобрения и сточные воды являются основными загрязнителями воды. Около 30% рек в этой стране загрязнены.
Загрязнение подземных вод является серьезной проблемой в Бангладеш. Мышьяк, является одним из основных загрязнителей, который влияет на качество воды в этой стране. На около 85% общей площади Бангладеш загрязнены грунтовые воды. Это значит, что более 1,2 миллиона граждан этой страны подвергаются вредному воздействию загрязненной мышьяком воды.
Король — река в Австралии – Муррей, является одной из самых загрязненных рек в мире. В результате 100 000 различных млекопитающих, около 1 миллиона птиц и некоторых других существ погибли из-за воздействия кислой воды, присутствующей в этой реке.
Ситуация в Америке по отношению к загрязнению воды не сильно отличается от остальной части мира. Отмечено, что около 40% рек в США загрязнены. По этой причине нельзя использовать воду из этих рек для питья, купания или любой подобной деятельности. Эти реки не способны поддерживать водную жизнь. Сорок шесть процентов озер в США, являются непригодными для поддержания водной жизни.
Загрязняющие вещества в воде от строительной отрасли включают в себя: цемент, гипс, металл, абразивные материалы и т.д. Эти материалы являются гораздо более вредными, чем биологические отходы.
Повышается тепловое загрязнение воды, вызванное стоком горячей воды с промышленных предприятий. Повышение температуры воды является угрозой для экологического равновесия. Многие водные обитатели лишаются жизни из-за теплового загрязнения.
Дренаж, вызванный дождями, является одной из основных причин загрязнения воды. Отходы материалов, таких как масла, химических веществ, выделяющихся из автомобилей, бытовой химии и т.д., являются основными загрязнителями из городских районов. Минеральные и органические удобрения и остатки пестицидов составляют основную часть загрязняющих веществ.
Разливы нефти в океанах, являются одной из глобальных проблем, на которых лежит ответственность за загрязнение воды в крупных масштабах. Тысячи рыб и других водных существ гибнут от разливов нефти в год. Помимо нефти, также найдены в океанах громаднейшие количества практически не разлагающихся отходов, как всевозможные продукты из пластика. Факты загрязнения воды в мире, говорят о надвигающейся глобальной мировой проблеме и эта статья должна помочь получить более глубокое понимание об этом.
Происходит процесс эвтрофикации, при котором происходит ухудшение воды в водоемах в значительной степени. В результате эвтрофикации начинается чрезмерный рост фитопланктона. Уровень кислорода в воде уменьшается в значительной степени и, таким образом, жизнь рыб и других живых существ воды находятся под угрозой.
Контроль загрязнения воды
Необходимо понять, что вода, которую мы загрязняем, может повредить нам в долгосрочной перспективе. После того, как токсичные химические вещества попадут в пищевую цепь, у людей нет выбора, кроме, как жить и нести их в системе организма. Сокращение использования химических удобрений, является одним из лучших способов для очистки воды от загрязняющих её элементов. В противном случае, эти размытые химические вещества будут постоянно загрязнять водоемы на земле. Предпринимаются усилия, чтобы решить проблему загрязнения воды. Тем не менее, эта проблема не может быть полностью решена, потому что необходимо предпринимать эффективные меры для ее устранения. Учитывая скорость, с которой мы нарушаем экосистему, становится необходимостью соблюдать строгие правила в сокращении загрязнения воды. Озера и реки на планете Земля становится все более загрязненными. Здесь приведены факты загрязнения воды в мире и нужно сконцентрировать и организовать усилия людей и правительств всех стран должным образом помочь свести к минимуму проблемы.
Переосмысление фактов про загрязнение воды
Вода – это ценнейший стратегический ресурс Земли. Продолжая тему о фактах загрязнения воды в мире, приведем новые сведения, которые предоставили ученые в контексте данной проблемы. Если брать учет всех водных запасов, то не более 1% воды является чистой и пригодной для питья. Употребление загрязненной воды приводит к смерти 3,4 миллионов человек каждый год, и в дальнейшем наблюдается лишь увеличение этой цифры. Чтобы избежать этой участи, не пейте воду, где попало, а тем более из рек и озер. Если у вас нет возможности купить воду в бутылках, применяйте методы очистки воды. Как минимум это кипячение, но лучше использовать специальные очистительные фильтры.
Очередная проблема – это доступность питьевой воды. Так во многих регионах Африки и Азии очень сложно найти источники чистой воды. Часто чтобы добыть воду, жители этих частей света в день проходят по нескольку километров. Естественно, в этих местах некоторые люди умирают не только от того, что пили грязную воду, но и от обезвоживания организма.
Рассматривая факты о воде, стоит подчеркнуть, что ежедневно теряется свыше 3,5 тысяч литров воды, которая выплескивается и испаряется из речных бассейнов.
Чтобы решить проблему загрязнения и недостатка питьевой воды в мире, к ней нужно привлекать общественное внимание и внимание организаций, способных ее решить. Если правительства всех стран приложат усилие и организуют рациональное использование водных ресурсов, то ситуация во многих государствах значительно улучшится. Однако мы забываем, что все зависит от нас самих. Если люди сами будут экономить воду, мы сможем и дальше пользоваться этим благом. К примеру, в Перу был установлен щит, на котором размещена информация о проблеме чистой воды. Это привлекает внимание населения страны и улучшает их осведомленность в этом вопросе.
Загрязнение подземных вод может происходить через атмосферу путем выпадения и последующей инфильтрации уже загрязненных атмосферных осадков; через загрязненные поверхностные воды на участках их поглощения в фунтовые водоносные горизонты; при инфильтрации чистых атмосферных осадков и поверхностных вод через загрязненную поверхность земли и почвенный слой (при внесении минеральных удобрений и ядохимикатов); путем фильтрации жидких продуктов или отходов производства и канализационных стоков при утечках из трубопроводов и сетей или на местах их складирования (сточные ямы, отстойники, шламонакопители и др.) при отсутствии или недостаточной надежности противофильтрационных мер; при инфильтрации атмосферных осадков и поверхностных вод на участках складирования твердых отходов (коммунальные или промышленные свалки, отвалы горнодобывающих предприятий и др.). Источником интенсивного загрязнения, в том числе и глубоко залегающих подземных вод, являются захоронение жидких и твердых отходов промышленного производства (как правило, наиболее вредных, высокотоксичных или радиоактивных отходов) путем закачки их в глубокие поглощающие скважины или "захоронения" в отработанных шахтах и карьерах.
Источниками загрязнения могут являться не использующиеся, но не изолированные с поверхности колодцы, буровые скважины, шахтные стволы, а также глубокие скважины, разведочные или эксплуатационные (нефть, газ, промышленные воды) или скважины, используемые для закачки промышленных отходов при их недостаточно надежной изоляции от вышележащих водоносных горизонтов.
Химические загрязнения . Самыми главными источниками химического загрязнения грунтовых вод являются различные жидкие стоки, а так же твердые отходы промышленных предприятий. Они содержат в себе самые разнообразные органические и неорганические субстанции. Неподалеку от промышленных бассейнов производств, в результате фильтрации их сточных и технологических вод, в подземных водах могут присутствовать тяжелые и токсичные металлы (железо, цинк, медь, ртуть, цинк, свинец и другие). Химическому загрязнению особенно подвержены грунтовые воды, в которые загрязнения проникают с поверхности почвы через зоны аэрации, а так же при сбросе жидких и твердых загрязнений в поглощающие колодцы и скважины. На территории сельских хозяйств, грунтовые воды загрязняются, главным образом, из-за применения на полях различных химических удобрений и ядохимикатов.
рин . – это повышение температуры подземных вод, которое происходит по ряду причин при пользовании водозабором. Температура воды может повыситься из-за привлечения поверхностных вод (пруда, реки, озера) с более высокой температурой. Это нередко происходит, если рядом с водозабором находится какой-либо водоем, а водоносный горизонт состоит из хорошо проницаемых отложений (галечные породы). Кроме этого, температура в подземных водах может повыситься из-за сброса отработанных тепловых технологических сточных вод в поглощающие колодцы или скважины.
Радиоактивные загрязнения . Источником радиоактивных загрязнений подземных вод могут быть экспериментальные взрывы водородных, атомных и нейтронных бомб, а так же различные производства, которые осуществляют деятельность, связанную с изготовлением ядерных реакторов, оружия или просто используют в работе радиоактивные вещества. Источником могут быть и атомные электростанции, а так же утечки с предприятий, где производят ядерное топливо. Сюда можно отнести и радиоактивные захоронения. Кроме того, есть и природные источники – урановые руды и другие породы, содержащие естественную радиоактивность.
Разлагаясь в водной среде, органические отходы могут стать средой для патогенных организмов. Вода, загрязненная органическими отходами, становится практически не пригодной для питья и других надобностей. Бытовые отходы опасны не только тем, что являются источником некоторых болезней человека (брюшной тиф, дизентерия, холера), но и тем, что требуют для своего разложения много кислорода. Если бытовые сточные воды поступают в водоем в очень больших количествах, то содержание растворимого кислорода может опуститься ниже уровня, необходимого для жизни морских и пресноводных организмов. Загрязнение пресных подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, не только сказывается на здоровье людей и состоянии окружающей среды, но и приводит к необходимости колоссальных затрат на очистку воды, ремонт и реконструкцию очистных сооружений, дополнительных затрат на здравоохранение. Это происходи! на фоне недостаточной изученности и состояния загрязнения, и влияния многих вредных компонентов на здоровье людей и животных, и неразвитости методов исследований многих новых видов загрязнения.
Загрязнение ПВ также вызывает загрязнение окружающей среды. ПВ выносят содержащиеся в них 3В в поверхностные водотоки и водоемы. Хотя привнос ЗВ с подземным стоком значительно меньше привноса ЗВ со сбрасываемыми в поверхностные волы сточными водами, изучение его химического состава представляет большой интерес в случае содержания в ПВ токсичных веществ, поступление которых в реку может оказать негативное влияние на ее биологический режим. Особенно важно учитывать этот процесс в бассейнах малых рек. Над поверхностью загрязненных ГВ формируется техногенное газовое (паровое) облако, вызванное испарением загрязненной жидкости с уровня ГВ. Пар включает наиболее легкие, летучие вещества, содержащиеся в загрязненной воде. Наиболее негативное воздействие оказывают облака газообразных углеводородов, образуемые на поверхности нефтяных и газовых шапок н даже горизонтов.формирующихся на поверхности водоносных горизонтов в районах нефтегазодобычи. расположения подземных газовых хранилищ (ПХГ), нефтепроводов, нефтегазоперерабатываюших заводов, заправочных станций и др. Формирование газового облака над поверхностью загрязненных ПВ это пример обратной связи загрязнения ПВ и его ответного влияния, вызывающего загрязнение окружающей среды (почв и пород зоны аэрации, приземного слоя атмосферы и поверхностных вод, если облако сформировано вбли-зи области разгрузки ПВ).это облако может выйти и на поверхность земли; такие случая фиксируются на территориях ПХГ, где наблюдаются аномальные давления в водоносных горизонтах, способствующие распространению облака с больших глубин до поверхности земли. Для выявления областей распространении газовых облаков и оконтуривания участков загрязнения ПВ используется газовая съемка подпочвенного воздуха.
Охрана подземных вод как комплексная проблема имеет два основных направления: охрану подземных вод как полезного ископаемого на эксплуатирующихся или разведываемых месторождениях подземных вод и охрану подземных вод как одного из основных компонентов природной (окружающей) среды. При наличии в пределах расчетной области влияния эксплуатации существующих или потенциальных источников загрязнения подземных вод прогноз изменения качества подземных вод в обязательном порядке должен учитывать их возможное влияние при эксплуатации. Наличие загрязнения подземных вод (даже если оно и не представляет в настоящее время конкретной опасности) должно устанавливаться по двум основным показателям: появлению в подземных водах (прежде всего в грунтовом водоносном горизонте) компонентов химического состава, наличие которых в естественных условиях нехарактерно для подземных вод рассматриваемого района; наличию участков, в пределах которых содержание "обычных" компонентов химического состава подземных вод, характерных и для естественных условий, резко превышает фоновые значения, установленные для данного района. В этом случае основными задачами исследований являются выявление конкретных очагов (источников) загрязнения, определение состава загрязняющих веществ, оценка скоростей и путей их миграции с последующей организацией на таких объектах систематических наблюдений за изменением состава и качества подземных вод и применением комплекса специальных мер, рассмотренных выше.
10.. Геохимические обстановки и геохимические барьеры. Окислительно-восстановительный потенциал и геохимические барьеры в природных водах.
Геохимические барьеры (Перельман, 1961 год) - участки земной коры, в которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и как следствие их концентрация.
Разделяют геохимические барьеры на два типа: природные и техногенные. Оба типа подразделяются на физико-химические, биогеохимические и механические. Первый связан с изменениями физико-химической обстановки в водах с различными окислительно-восстановительными и кислотно-щелочными условиями. Механические барьеры образуется там, где резко уменьшается интенсивность механической миграции. Биогеохимические барьеры по сути представляют собой накопление элементов растениями и животными.
Выделяют макро, мезо микробарьеры . Так в дельтах зона смешения пресных речных вод и солёных морских представляет собой макробарьер шириной в сотни и тысячи метров (при длине рек и морских акваторий в тысячи километров). Рудные тела в водоносных горизонтах артезиансих бассейнов имеют ширину в десятки и сотни метров при длине (по падению) водоносных горизонтов в тысячи и десятки тысяч метров (мезобарьеры). К мезобарьерам относятся так же краевые зоны болот, где накапливаются многие элементы, выщелоченные из водоразделов и склонов. Рудные прожилки мощностью в несколько сантиметров и миллиметров относят к микробарьерам.
Явление, которое ныне именуется геохимическим барьером , привлекало внимание исследователей и ранее, в частности при изучении условий образования минералов и руд, при трактовке процессов осаждения элементов из вод. В почвах, илах морей и океанов, корах выветривания, водоносных горизонтов артезианских бассейнов, подземных водах зон разломов и других системах земной коры протекают сходные процессы концентрации элементов. Это и позволило установить общие типы таких процессов, сформулировать понятие о геохимическом барьере, которое мы относим к фундаментальным понятиям геохимии. Главная особенность барьера – резкое изменение условий и концентрация элементов. Это зона где одна геохимическая обстановка сменяется другой.
Между понятием геохимический барьер и геохимическая обстановка имеется глубокая связь уменьшение пространства, занимаемого обстановкой, приводит к переходу количества в качеств, превращение обстановки в барьер (и наоборот).
На геохимических барьерах образуется рудные тела большинства месторождений, понятие о барьерах является одной из методологических основ изучения геохимических аномалий и, следовательно, оно важно для разработки методики геохимических поисков. Изучение барьеров также важно в борьбе с загрязнением окружающей среды, при организации подземного выщелачивания руд, закреплении грунтов в строительстве, при решении других практических задач.
В Земной коре происходит совмещение и комплексирование различных геохимических процессов, в связи с чем выделяются комплексные барьеры, образующиеся в результате наложения двух или нескольких взаимосвязанных геохимических процессов. Выделяются также двусторонние барьеры , которые формируются при движении различных элементов к барьеру с разных сторон. На двустороннем барьере происходит осаждение разнородной ассоциации химических элементов. Различаются так же латеральные барьеры , образующиеся при движении вод в субгоризонтальном направлении, например на границе фаций и радиальные (вертикальные) барьеры, формирующиеся при вертикальной миграции растворов в зонах разломов, корах выветривания и т.д. В зависимости от способа массопереноса различаются диффузионные и инфильтрационные барьеры.
ОВП. Окисление – отдача электронов, восстановление – принятие электронов!!
Показателем окислительно-восстановительного потенциала природных вод является Eh. Величина может быть измерена с помощью потенциометра и измеряется в Вольтах. Может иметь положительные значения при окислительных условиях и отрицательные - при восстановительных. Природная вода имеет окислительно-восстановительный потенциал, так как любая реакция отрыва или присоединения электрона обладает энергетической характеристикой, поэтому одни и те же условия могут быть окислительными и восстановительными. По окислительно-восстановительным условиям различают 3 класса природных вод:
· Окислительные (практически только один окислитель O2, то есть кислородные воды).
Большинство Me способно мигрировать в форме катионов, а восстановителей лишь 2 – органическое вещество и H2S, так что есть воды:
· Восстановительные без сероводорода (глеевые воды), обогащённые органикой, O2 – расходуется полностью на окисление органики, и она ещё остаётся, Fe и Mn подвижны, другие – малоподвижны;
· Восстановительные воды с сероводородом , возникают в водах, богатых сульфатами и населённых сульфатредуцирующими бактериями. Организмы не жизнеспособны. Возникают воды в глубинных слоях морей со слабым водообменном (Чёрное море, в Норвежских фьордах), в подземных водах формируются с загрязнением (в районах нефтепереработки).
Геохимические барьеры образуются между разными типами вод, которые зависят от содержания в воде O2, H2, H2S и других газов. Важную роль играют и Fe2+, Fe3+, S2-, HS-, H+, OH- и другие ионы, а также молекулы органического вещества.
Для типа кислородных вод (с окислительной обстановкой) характерно присутствие в водах свободного кислорода или других сильных окислителей. Многие элементы находятся в высоких степенях окисления – Fe3+, Cu2+, S6+ и т.д. В зоне окисления сульфидных месторождений при pH 1-2 (кислая среда) Fe может быть и в двухвалентной форме. Осадочные горные породы, сформировавшиеся в окислительных условиях обычно имеют красную, бурую и жёлтую окраску. Так как в природных водах могут присутствовать ассоциации окислителей и восстановителей, то показатель окислительной обстановки служит свободный кислород, а если его нет, то трёхвалентное железо
Тип сероводородных (сульфидных) вод характеризуется H2S, HS-, местами S2-. Fe и многие другие металлы часто не мигрируют, так как образуют труднорастворимые сульфиды. Цвет пород – чёрный, серый, зелёный.
Показателем восстановительной среды типа глеевых вод (с восстановительной бессероводородной обстановкой) является CH4 и другие углеводороды, растворённые органические соединения, Fe2+, H2. В глеевой обстановке легко мигрируют многие металлы, часто в форме органических комплексов. Окраска горных пород белая, сизая, зелёная.
При резкой смене восстановительных условий на окислительные возникает окислительный барьер (кислородный и др.). Он возникает и при смене резковосстановительных условий слабовосстановительными или слабоокислительных – резкооксилительными, то есть при резком повышении Eh (окислительно-восстановительного потенциала). Для этого барьера особенно характерно образование минералов гидроксидов Fe и Mn, а также самороднойS. При резком понижении Ehвозникают восстановительные барьеры – сероводородные или сульфидные, и глеевые.
Сероводородные и сульфидные барьеры играют огромную роль в минералообразовании, так как на них концентрируются большое число минералов, главным образом сульфидов (пирит, галенит…), а также некоторые оксиды (настуран и др.) и самородные элементы (Au, Ag, Se и др.). Для глеевого барьера менее характерно минералообразование (сидерит, вивианит, самородныеCu, Au, Se и др.).
