Исследование насыщенности кварцем и аморфным кремнеземом минеральных вод Юго-Западного Забайкалья
Автор: Ульзетуева Ирина Дабаевна, Хахинов Вячеслав Викторович
Журнал: Вестник Бурятского государственного университета. Философия @vestnik-bsu
Рубрика: Химия
Статья в выпуске: 3, 2011 года.
Бесплатный доступ
Представлены результаты гидрохимического исследования вод минеральных источников Юго-Западного Забайкалья, характеризующиеся наличием высоких концентраций кремния. Приведены расчеты насыщенности кварцем и аморфным кремнеземом в минеральных водах.
Минеральные воды, кремнезем
Короткий адрес: https://sciup.org/148180185
IDR: 148180185
Текст научной статьи Исследование насыщенности кварцем и аморфным кремнеземом минеральных вод Юго-Западного Забайкалья
Кремний является постоянным компонентом состава природных вод. Несмотря на широкое распространение кремния в природных водах и существенную роль его в протекании многих физикохимических процессов, количественному определению этого компонента до сих пор уделяется мало внимания. Кремниевые минеральные воды имеют разнообразный химический состав, но объединяет их наличие в составе условно эссенциального микроэлемента – кремния. В минеральных водах содержание растворенного кремнезема в виде метакремниевой (редко ортокремниевой) кислоты может достигать половины общей минерализации, что не может не сказаться на их физико-химических свойствах. По требованиям Государственного стандарта на питьевые минеральные воды ее количество должно быть не менее 50 мг/дм3. В связи c этим рассмотрение факторов, с которыми связано поступление и накопление кремния в растворе, является, несомненно, важным. Подробные сведения о содержании кремнезема в природных водах необходимы не только для оценки масштабов миграции этого компонента и tuj происхождения, но и для решения вопроса, касающегося интенсивности выветривания пород.
В данной работе рассмотрено поведение кремния в термальных и холодных водах минеральных источников Юго-Западного Забайкалья.
По своим физико-химическим свойствам и газовому составу минеральные источники относятся к Селенгинскому гидроминеральному району холодных негазирующих радоновых вод Даурской (Забайкальской) гидроминеральной области и к азотным термальным кремнистым водам, азотным водам холодным с радоном Байкальской гидроминеральной области. Исследования гидрохимического состава источников показали, что воды всех источников, кроме двух, являются слабоминерализованными, слабощелочными. К теплым термальным водам с температурой до 37оС отнесены четыре источника и к горячим с температурой 38,5 оС – один источник. Характерной особенностью минеральных источников является наличие в их составе высоких концентраций фтор-иона (до 15 мг/дм3) и кремния (до 110 мгH4SiO4/дм3). Накоплению этих компонентов в термальных водах способствует щелочная среда и повышенная температура (табл. 1).
Таблица 1
|
Источник |
Ж |
Катионы, мг/дм3 |
Анионы, мг/дм3 |
Физико-химические метры |
пара- |
||||||||
|
(Na++К+) |
Mg 2+ |
Са 2+ |
Cl- |
SO4 2- |
HCO 3 - |
F - |
SiO 3 2- |
T, о С |
рН |
М |
Eh |
||
|
Агсурга |
1,0 |
9 |
3,8 |
13,4 |
5,0 |
4,5 |
78 |
0,3 |
53,5 |
4,0 |
8,0 |
0,13 |
+34 |
|
Халюты |
3,5 |
28 |
7,3 |
58,1 |
5,7 |
25,0 |
240 |
0,8 |
72,8 |
3,0 |
6,6 |
0,27 |
- |
|
Инзагатуй-1 |
4.0 |
120 |
19,1 |
48,1 |
11,0 |
30,0 |
430 |
22,0 |
62,0 |
3,5 |
8,3 |
0,27 |
+320 |
|
Инзагатуй-2 |
5,2 |
160 |
20,1 |
70,2 |
10,0 |
2,0 |
670 |
14,0 |
51,4 |
2,7 |
8,0 |
0,33 |
+342 |
|
Инзагатуй-3 |
4,0 |
100 |
8,5 |
66,2 |
4,0 |
3,0 |
430 |
1,2 |
70,3 |
7,5 |
8,3 |
0,24 |
+254 |
|
Инзагатуй-4 |
7,1 |
85 |
40,2 |
76,2 |
6,0 |
40,0 |
490 |
12,0 |
65,1 |
6,7 |
8,1 |
0,36 |
+302 |
|
Худугэ |
3,4 |
55 |
15,8 |
42,1 |
3,0 |
4,5 |
305 |
0,5 |
53,1 |
3,1 |
8,1 |
0,13 |
+338 |
|
Кам. ключ |
3,1 |
110 |
26,8 |
18,5 |
5,0 |
8,0 |
460 |
1,8 |
57,7 |
4,1 |
8,3 |
0,26 |
- |
|
Халуун |
1,9 |
296 |
2,4 |
34,1 |
75,8 |
446,9 |
92,4 |
15,0 |
94,1 |
35,4 |
8,4 |
0,96 |
+122 |
|
Табан |
1,5 |
207 |
2,6 |
26,1 |
60,6 |
309,2 |
85,4 |
11,0 |
85,4 |
32,5 |
7,8 |
0,75 |
+127 |
|
Зурхэнэй |
1,6 |
13 |
7,3 |
20,1 |
3,0 |
33,3 |
80,9 |
0,6 |
54,9 |
2,0 |
7,3 |
0,42 |
+178 |
|
Шарын |
1,7 |
370 |
2,6 |
30,0 |
74,7 |
582,3 |
97,1 |
13,0 |
91,0 |
32,0 |
7,3 |
1,20 |
+182 |
|
Бурхатай |
1,4 |
334 |
1,2 |
26,1 |
83,8 |
491,9 |
86,3 |
14,0 |
110,5 |
38,5 |
8,3 |
1,10 |
+167 |
|
Нюрганай |
1,5 |
146 |
4,9 |
22,0 |
44,5 |
202,9 |
83,7 |
9,0 |
90,5 |
25,5 |
7,4 |
0,95 |
+148 |
|
Ханяаданай |
1,6 |
89 |
6,1 |
22,0 |
47,5 |
107,0 |
90,6 |
8,7 |
65,1 |
16,8 |
7,2 |
0,67 |
+148 |
|
Эльгэнэй |
2,1 |
134 |
7,3 |
30,0 |
39,9 |
196,1 |
103,7 |
9,8 |
68,6 |
14,4 |
7,2 |
0,42 |
+161 |
|
Хабын |
1,6 |
136 |
10,9 |
14,0 |
39,4 |
171,4 |
115,9 |
9,2 |
87,4 |
15,0 |
7,3 |
0,41 |
+153 |
|
Шудэнэй |
2,2 |
98 |
20,7 |
10,0 |
38,4 |
138,7 |
102,7 |
8,5 |
79,1 |
10,7 |
7,1 |
0,38 |
+122 |
|
Нюдэнэй |
1,6 |
97 |
13,4 |
10,0 |
33,3 |
119,8 |
98,8 |
7,7 |
70,3 |
7,4 |
7,2 |
0,34 |
+79 |
|
Хотын |
1,7 |
91 |
6,1 |
24,1 |
32,8 |
104,9 |
109,8 |
7,9 |
78,3 |
8,1 |
7,3 |
0,38 |
+91 |
М – минерализация (г/дм3), Ж – жесткость (мг-экв/дм3), «-» – не определены, Eh – окислительно-восстановительный потенциал, мB
Катионно-анионный состав и физико-химическая характеристика вод минеральных источников Юго-Западного Забайкалья
Исследованные холодные воды источников являются слабоминерализованными (пресными), что позволяет отнести их к группе минеральных природных столовых вод. По химическому составу воды гидрокарбонатные натриевые, гидрокарбонатные кальциевые, по газовому – радоновые. Эти воды представляют ценность как нативные пресные воды, которые могут употребляться для питья, приготовления пищи, для целей розлива без специальной реагентной водоподготовки. Кремнистые воды Енгорбойского источника относятся к солоноватым (минеральные питьевые лечебно – столовые воды), низкотермальным и термальным, кремнистым и высококремнистым, сульфатным натриевым. По газовому составу исследованные воды являются азотными, содержащими радон.
С целью определения насыщенности минеральных вод кварцем и аморфным кремнеземом была рассчитана растворимость этих соединений при различных температурах (табл. 2). Полученные результаты показали, что все термальные воды являются пересыщенными по отношению к кварцу. Однако отложений этого соединения в местах разгрузки гидротерм не наблюдается. Многие исследователи объясняют это чрезвычайно малой скоростью реакции кристаллизации кварца из раствора. Полимеризация и отложение кремнезема никогда не происходят до тех пор, пока его концентрация в растворе ниже растворимости аморфного кремнезема. Расчеты указывают на отсутствие насыщения термальных и холодных вод при температурах их разгрузки аморфным кремнеземом, т.е. весь кремний в этих водах находится в истинно растворенном состоянии. Следует отметить, что при охлаждении, когда растворимость кремнезема резко падает, многие из вод оказываются насыщенными этим соединением, то есть возникает возможность появления полимерных форм и перехода растворенного кремнезема в твердую фазу. Фактором, тормозящим данный переход, может явиться наличие высоких концентраций фтор-иона в термальных водах, способного оказывать на растворенный кремнезем деполимеризующее влияние, тем самым стабилизируя на длительное время пересыщенный аморфным кремнеземом раствор. Ненасыщенность углекислых вод аморфным кремнеземом позволяет говорить о нахождении кремния в данных водах в истинно растворенном состоянии.
Формирование макрокомпонентного состава вод данного типа, ненасыщенных аморфным кремнеземом, связано с поступлением из пород и минералов за счет процессов выщелачивания как ионов кальция и магния, так и кремнезема.
Таблица 2
Данные насыщенности кварцем и аморфным кремнеземом минеральных вод
