МЕЗОКОМПОНЕНТЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

небольшим кларком, но хорошей растворимостью.
Средние содержания МЗК обычно не

превышают 10 мг/л. Только в особых условиях их концентрация увеличивается до 100- 200 мг/л, а иногда и до нескольких г/л.
МЗК придают воде специфические особенности : 1) бальнеологическое значение. 2)Некоторые при высоких концентрациях могут служить объектом добычи, 3)другие имеют поисковое гидрогеохимическое значение.
Многие МЗК служат индикаторами гидрогеохимических процессов и могут быть использованы как показатели загрязнения.

к нейтральной, ион является достаточно редким. Воды, содержащие его заметные

количества, характерны, например, для содовых озер.
Такие воды могут формироваться при выщелачивании щелочных пород (нефелиновых сиенитов) с образованием глинистых минералов групп гидрослюды, галлуазита, монтмориллонита. Один из вариантов таких реакций
NaAlSiO4 (нефелин) + nH2O + 2СО2–––––> Al4Si4O10(OH)8(n-4)H2O (галлуазит) + 4Na+ + 2СО32-

905 г/кг при 20о; 1210 при 100о. Бромиды кальция и

магния еще лучше.
Концентрации бром-иона изменяются от долей мг/л (большая часть пресных вод) до 10 г/л (рассолы последних стадий упаривания морской воды и сверхкрепкие подземные рассолы).
Бром – один из важных ионов в составе океанской воды, которая и является одним из главных его источников в подземных водах. Содержание брома в воде Мирового океана составляет около 65 мг/л (0,14 %-экв).

в лагунах бром накапливается одновременно с хлором, а их соотношение

(так называемый хлор-бромный коэффициент, равный для океанской воды ~300) сохраняется вплоть до начала садки галита, начинающейся при минерализации 275–280 г/кг; концентрация брома при этом достигает 0,6 г/кг.
Поскольку начальное содержание брома в океанской воде значительно ниже, чем хлора, и, кроме того, бромиды растворимы лучше, чем хлориды, по мере садки галита весь бром остается в жидкой фазе.

морской воды до значений 30–50.
В выпадающих солях бром полиморфно

замещает хлор и его концентрация в твердой фазе растет по мере упаривания морской воды. Поэтому галит резко обеднен бромом (Сl/Br>1000); в карналлите относительное содержание брома увеличивается и значение хлор-бромного коэффициента снижается до 65–200; в бишофите, выпадающем на последних стадиях упаривания морской воды, хлор-бромный коэффициент снижается до 50–60.

Образующиеся из органики в соленых водах и рассолах дополнительные количества

брома могут приводить к снижению хлор-бромного коэффициента для вод с минерализацией менее 280 г/кг до 80–100, а для вод с более высокой минерализацией – до 10–20.
Известные суммарные содержания брома в подземных водах не превышают, однако, 10–13 г/кг. В пресных водах содержание брома обычно <<1 мг/л.

AgI хорошо растворимы. NaI – 1787 при 20о, 3020 при

100о. Иодиды кальция и магния еще выше.
Минералы: AgI – иодаргирит, Аg(Cl,Br,I) – иодобромит, CuI .4AgI – купроиодаргирит, HgI –кокцинит, (Ag,Hg)I – токориалит, Ca(IO3)2 – лауторит

стадиях ее упаривания концентрация иода не превышает десятых долей миллиграмма

на килограмм, т. е. в противоположность хлору и брому испарительная концентрация не может являться ведущим механизмом накопления иода в природных водах.
Механизм накопления этого элемента в первую очередь предопределяется его ассимиляцией морскими водорослями и последующим их захоронением при образовании пород морского генезиса.

породы: магматические – n.10-5 – n.10-6 %
осадочные –

n.10-4 – n.10-5 %
чилийская селитра – 1-1,5 % (лаутерит)
бурые водоросли –n.10-2 %
ламинарии – до 1,2 %
кактусы – до 1 %
природные воды (мг/л): грунтовые – n .10-6 – n.10-7 %
артезианские n.10-5 % (иногда до 0,7-1 г/л)

подземные воды
Лучше всего осуществляется в результате термического разложения органического

вещества горных пород при температурах выше 125  oC.
Концентрации иода в подземных водах нефтегазоносных провинций часто достигают 50–100 мг/кг, а в отдельных уникальных случаях до 770 (Устюрт) и даже 1400 мг/л (бассейн Анадарко в штате Оклахома, США).

этого элемента). Период его полураспада составляет около 8 суток. Является

одним из основных продуктов деления ядер урана и плутония.
Внесли значительный вклад во вредные последствия для здоровья людей после ядерных испытаний 1950-х, аварии в Чернобыле.

рост содержания 131I в продуктах питания, морской и водопроводной воде

в регионах вокруг АЭС. Анализ воды в дренажной системе 2-го энергоблока показал содержание I-131, равное 300 кБк/см3, что превышает установленную в Японии норму по отношению к питьевой воде в 7,5 миллионов раз.

железе, имеющей небольшую массу по сравнению со всем телом (12-25

г). Поэтому, даже небольшое количество радиойода приводит к большим дозам локального облучения щитовидной железы

В качестве профилактики дефицита иода в организме применяется иодирование соли. Оптимальные концентрации 40-60 мкг/г. Иодируют иодистым калием или иодистым натрием.

добыча иода. Мировое производство иода около 20000 т/год, из них

около 80-85 % из подземных вод; около 50 % – Япония (подземные воды), около 25 % – Чили (селитры).

галоиды. Растворимость фторидов ниже, чем хлоридов, бромидов и иодидов. NaF

– 42 г/кг про 20о и 50 при 100о. Комплексообразователь с Ca, Mg, Al, Fe, Be и др.
Разложение комплексов только в щелочной среде, например, AlFn3-n + OH- <–––> Al(OH)3 + nF-
Основным источником фтора являются горные породы с фторсодержащими минералами. Минералы: флюорит – CaF2; селлаит – MgF2; виллиомит – NaF.

соединения с Са (флюорита)
Составляет по разным авторам при температурах

18-22о 14,7-22 мг/л.
Увеличивается в растворах сульфата магния (41 мг/л), хлорида магния (33,9), хлорида натрия (42).
Уменьшается в растворах сульфата кальция (5,7), хлорида кальция (9,4). Увеличивается с ростом Na/Ca.

–––> Ca 2+ +2HF CaF2 + OH - –––> Ca(OH)2 +

2F - CaF2 + CO32- –––> CaCO3 o + 2F -

Типы фтороносных вод
1) пластовые (гидрокарбонатные натриевые воды)
2) трещинно-жильные, в щелочных породах
Поскольку большинство природных вод содержат кальций, содержание фтора в них обычно не превышает 8–10 мг/л. Наиболее распространенные содержания 0,5–1,5 мг/л, наиболее благоприятные для питья.

и ниже этих концентраций вызывает разрушение зубной эмали, и такие

воды не рекомендуются для постоянного употребления.
В очень редких случаях встречаются воды с содержаниями фтора десятки миллиграммов на литр и даже до 10–15 г/л. Это – бескальциевые воды некоторых апатитовых месторождений; высокое содержание в них фтора связано с растворением линз редкого минерала виллиомита (NaF).

кальция способствуют выделению фтора из организма
Самые неблагоприятные воды при [Сa]

< 10 мг/л. В натриевых водах флюороз может развиваться уже при [F --] < 0,5 мг/л. Меры – дефторирование, смешение с водами других горизонтов, добавка комплексообразователей.
F - токсичен, но токсичность снижается для комплексов с алюминием AlFn3-n; железом FeFn3-n. Один из путей улучшения воды – добавление Al.

– 875 г/кг, при 100о – 1800.
Могут встречаться нитраты

естественного происхождения. В небольших количествах (0,2–1 мг/л) нитраты содержатся в атмосферных осадках; по-видимому, окислы азота образуются в них из азота, окисляющегося при грозовых электрических разрядах.
Ясно, что при растворении селитр – до сотен мг/л, но месторождения селитр (Чили) – в регионе с сухим климатом.

часто встречаются значительные количества нитратов. Главная причина–использование азотных удобрений.
В

густонаселенных районах концентрации нитратов в природных водах часто достигают десятков и даже сотен миллиграммов на литр, между тем как ПДК этого иона оцениваются большинством нормативов в 30–45 мг/л.

845 г/кг, при 100о 1630. Присутствие в воде даже в

количестве менее 1 мг/л нитрит-иона, является показателем свежего хозяйственно-бытового загрязнения природных вод. Легко окисляются до нитратов.
Вода, содержащая нитриты, не пригодна для питьевых целей.

при 100о. Слабо растворимы сульфаты (целестин – 110 мг/л), совсем

слабо – карбонаты.
По своим химическим свойствам стронций ближе всего к кальцию. Главный его источник в природных водах – сульфатные и карбонатные породы. Поскольку целестин гораздо менее распространен, чем гипс или ангидрит, а растворимость SrSO4 в 20 раз ниже, чем у гипса (0,11 против 2,02 г/кг), встречаемость Sr2+ в воде зоны интенсивного водообмена существенно меньшая, а концентрации ниже.

которых в парагенезисе с гипсом и ангидритом часто встречается целестин.

ПДК стронция для питьевых вод – 7 мг/л.
В некоторых районах развития гипсоносных пород концентрации стронция в воде водоснабженческих скважин достигают 15–20, а то и 30–40 мг/л, и найти альтернативный источник питьевой воды оказывается трудно (низовье р. Мезени и в ряде других районов Архангельской области).

Содержание стронция в морской воде около 10 мг/л (0,06 %-экв), в

200 раз больше, чем иода. При упаривании до предельной минерализации концентрации стронция достигают уже граммов в литре.
В крепких рассолах Московского артезианского бассейна концентрации стронция до 3–4 г/л, а Ангаро-Ленского – 6–8 г/л. Это промышленные воды (жидкие руды), из которых возможно извлечение металлов, в том числе стронция.

20о и 773 при 100о). Небольшие количества аммония (до 1 мг/л)

обычно имеются в атмосферных осадках и содержатся в большинстве типов поверхностных и подземных вод. Болотные воды – до 5-10 мг/л.
Часто увеличение концентраций аммония свидетельствует о загрязнении подземных вод (в частности, при использовании аммонийных удобрений и взрывных работах).

водоносных горизонтов
Они могут формироваться в результате восстановления азотсодержащих органических

соединений. Фоновые содержания аммония для таких водоносных горизонтов могут достигать 20–30 мг/л, а существенное увеличение концентрации (иногда до первых граммов на литр) часто является нефтегазоносным признаком. Так, в Припятском бассейне известны концентрации до нескольких г/л.

Несмотря на то, что примеси железа присутствуют в большинстве горных

пород, а кларк железа вдвое выше, чем натрия и калия, этот элемент в большинстве природных вод практически отсутствует. Причиной является очень низкая растворимость окислов и карбоната железа. Активная водная миграция железа может происходить только в кислой среде или в условиях повышенных концентраций углекислого газа в воде. При этом в природных водах чаще присутствует ион Fe2+.

равновесия:

FeS2 + 2H2O + 3O2 ↔2SO42- + Fe2+ +4H+ +2e
4Fe2+

+ 8HСO3- + H2O + O2↔4Fe(ОН)3+8СO2
Fe2++ 2HСO3-↔FeСО3+СO2+ H2O

редокс-потенциала (Eh>600–700 мВ) и низких pH (

железа имеют железоорганические комплексы .
ПДК для хозяйственно-питьевых вод 0,3 мг/л. Встречаются пресные воды с повышенным содержанием железа в обогащенных органикой межморенных, аллювиальных отложениях. Примеры: Северо-запад России, Д. Восток.
Обезжелезивание производится путем аэрирования воды.