Сильнокислые воды. Слабокислые воды. Нейтральные и слабощелочные воды. Сильнощелочные содовые воды

КЛАССЫ ВОД

В пределах типов геохимические различия вод в первую очередь определяются щелочно-кислотными условиями. Многие металлы, образующие катионы, легко мигрируют В кислых вод и плохо — в щелочных (кальций, стронций, барий, радпй, кобальт, двухвалентное железо, марганец, никель И др.). Кремний, титан, германий, ванадий, мышьяк, хром, селен, молибден п другие элементы, образующие анионы, как правило, лучше мигрируют в щелоч- аых водах. Лишь сравнительно небольшая группа элементов легко мигрирует и в кислых п в щелочных водах. Вто — хлор, бром, натрий и некоторые другие элементы, боазующие легкорастворимые соли.

Щелочно-кислотные условия вод характеризуются концентрацией водородного (Н+) и гидрокспльного (ОН-) Яонов. В химии с этой целью используется особый показатель, обозначаемый символом рН (отрицательный логарифм концентрации водородных ионов). Для вод с температурой около 20°С нейтральная среда (концентрация Ьэдородных и гидроксильных ионов одинакова) соответствует рН=7. При более высоком рН среда щелочная, рри более низком — кислая.

Хотя для рН характерно непрерывное распределение он может принимать в водах любые значения, все же ществуют критические точки, знаменующие качественные изменения в свойствах вод. Ухо позволяет выделить четыре класса вод:

Сильнокислые воды

Это воды с рН < 3, реже < 4. Такая кислотность обязана присутствию свободной минеральной кислоты — серной или соляной. Напомним, что сернокислые воды образуются при окислении пирита и других сульфидов. В сернокислых водах легко мигрируют железо, алюминий, медь, цинк и др. В вулканических районах и глубоких горизонтах артезианских бассейнов известны и солянокислые воды.

Слабокислые воды

Кислотность таких вод обычно обусловлена процессами разложения органических веществ и поступлением в воды угольной кислоты, фульвокислот, других органических кислот. Если в водах мало сильных катионов, то кислотность не может быть полностью нейтрализована, господствует кислая и слабокислая среда, с рН от 3—4 до 6,5. В таких условиях легко мигрируют металлы в форме бикарбонатов и комплексных соединений с органическими кислотами. Слабокислые воды широко распространены в тундре, тайге, влажных тропиках и других ландшафтах влажного климата (хотя здесь известны и нейтральные и щелочные воды, как, например, в районах, сложенных известняками).

Нейтральные и слабощелочные воды

Эти воды менее благоприятны для миграции большинства металлов, которые из них осаждаются в форме плохо растворимых гпд- роокислов, карбонатов и других солей. Кремний, германий, титан, мышьяк, ванадий, уран, молибден, селен, образующие анионы, напротив, часто мигрируют энергично. Такие воды характерны для морей и океанов, степей и пустынь, подземных вод илвестпяков. При разложении органических веществ здесь тоже возникают угольная и органическая кислоты, но они полностью нейтрализуются кальцием, магнием, натрием, калием.

Сильнощелочные (содовые) воды

Эти воды обычно обязаны своей реакцпей присутствию соды (NaHC03, ре- иге NaaCOs), их рН превышает 8,5, местами достигает 11 — 12. В содовых водах легко мигрируют анионогенные элементнг. Большая группа элементов, формирующих труднорастворимые соединения в нейтральной' и слабощелочной среде, в этих водах обладает высокой миграционной способностью, так как образует растворимые комплексные карбонатные соединения (цинк, бериллий, иттрий, редкие земли иттровой группы, скандий, цирконий и др.). Некоторые элементы — марганец, кальций, стронций, барий, железо, никель, кобальт, напротив, «запрещены» для содовых вод.

Содовые воды распространены как на земной поверхности (содовые озера Западной Сибири, Якутии, Восточной Африки, Калифорнии и др.), так и в земных глубинах (пластовые воды нефтегазоносных провинций и др.).

В целом в верхней части земной коры преобладают слабощелочные воды (океанические, речные и грунтовые степей и пустынь, многие пластовые и трещинные). Менее распространены слабокислые и еще менее сильнокислые и сильнощелочные воды.

О классах термальных вод

Среди них также можно наметить не менее четырех классов, однако градации рН иные, они подлежат уточнению.

В районах современного вулканизма, на Камчатке и Курилах, известны сильнокислые термальные подземные воды, в местах выхода которых на поверхность образуются кислые источники, озера и реки. Кислотность вод здесь обусловлена растворением хлористого водорода и других вулканических газов.

Сильнощелочные термы с рН = 9—10 установлены в кристаллических породах, на их выходах температура достигает 90—100°С. Воды содержат много кремния, обогащены бериллием, фтором, германием, вольфрамом и-молибденом, которые, по данным гидрогеохимика С. Р. Край- нова (1973), выщелочены из вмещающих гранитоидов.

Содержание вольфрама и молибдена в этих термах достигает п  Ю-4 г/л, это типичные рудоносные растворы.

К содержанию книги: Геохимия природных вод