МЕЗОКОМПОНЕНТЫ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

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.

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-

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).

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.

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.

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.

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

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.

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)

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).

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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).

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.

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+.

+ 2H2O + 3O2 ↔2SO42- + Fe2+ +4H+ +2e
4Fe2+ + 8HСO3- + H2O + O2↔4Fe(ОН)3+8СO2
Fe2++ 2HСO3-↔FeСО3+СO2+ H2O