Евгения Сергеевна Сидкина, Андрей Сергеевич Торопов, Артем Александрович Конышев
{"title":"ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИРОДНЫХ ВОД КАРЬЕРОВ СТРОИТЕЛЬНОГО КАМНЯ ПИТКЯРАНТСКОГО РАЙОНА (КАРЕЛИЯ)","authors":"Евгения Сергеевна Сидкина, Андрей Сергеевич Торопов, Артем Александрович Конышев","doi":"10.18799/24131830/2023/4/3954","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Ссылка для цитирования: Сидкина Е.С., Торопов А.С., Конышев А.А. Геохимические особенности природных вод карьеров строительного камня Питкярантского района (Карелия)// Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 4. – С.7-21. \nАктуальность исследования связана с важностью региональной оценки воздействия разработки месторождений строительного камня на природные воды северного Приладожья. Сохранение высокого качества воды Ладожского озера, в площадь водосбора которого входит район исследований, является критически важной задачей ввиду активного использования ресурсов озера в хозяйственно-бытовом и производственном водоснабжении, а также рыболовстве, сельском хозяйстве. Цель: изучить химический состав и выявить основные особенности поведения химических элементов в природных водах карьеров строительного камня. Объекты: природные воды и горные породы карьеров строительного камня Питкярантского района Республики Карелия. Методы. Химический состав природных вод определяли с помощью набора методов: потенциометрическое титрование, ионная хроматография, атомно-эмиссионная спектрометрия и масс-спектрометрия. Минеральный состав пород определен с помощью электронной микроскопии и порошковой рентгеновской дифракции. Оценка подвижности химических элементов проводилась по коэффициентам водной миграции (Kx) по А.И. Перельману. Формы нахождения химических элементов в природных водах рассчитаны в программном комплексе HCh. Результаты. Все изученные воды являются пресными нейтральными или слабощелочными HCO3 Ca, SO4-HCO3 Na-Ca или HCO3 Na-Ca. Анализ широкого спектра химических элементов позволил определить, что наибольшей подвижностью в рассматриваемых водах обладают S, Ca, Mg, As, Mo, U, Re. К легко подвижным и подвижным относятся металлы, источниками которых являются сульфидные минералы и полевые шпаты. Согласно термодинамическим расчетам доминирующей формой нахождения Zn, Cd, Ni, Co, Sr, Rb, Ba и Cs является ионная, Cu – карбонатная, а Pb – карбонатная и гидроксильная. Основные формы нахождения U представлены карбонатными комплексами. Вода Ладожского озера отличается от карьерных вод меньшей минерализацией и величиной pH, более низкими содержаниями металлов, для которых в еще большей степени характерно нахождение в ионной форме. Коэффициенты водной миграции в целом схожи во всех изученных пробах, однако профиль Кх для Ладожского озера несколько отличается от карьерных. Это объясняется наложением факторов и процессов, формирующих химический состав вод такого крупного озера. Для карьерных вод характерен рост концентраций некоторых микроэлементов, в особенности U, Li, Mo, Re, с увеличением времени взаимодействия и соотношения порода–вода.","PeriodicalId":51816,"journal":{"name":"Bulletin of the Tomsk Polytechnic University-Geo Assets Engineering","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.6000,"publicationDate":"2023-03-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"Bulletin of the Tomsk Polytechnic University-Geo Assets Engineering","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.18799/24131830/2023/4/3954","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"Q4","JCRName":"ENGINEERING, GEOLOGICAL","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Abstract
Ссылка для цитирования: Сидкина Е.С., Торопов А.С., Конышев А.А. Геохимические особенности природных вод карьеров строительного камня Питкярантского района (Карелия)// Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 4. – С.7-21.
Актуальность исследования связана с важностью региональной оценки воздействия разработки месторождений строительного камня на природные воды северного Приладожья. Сохранение высокого качества воды Ладожского озера, в площадь водосбора которого входит район исследований, является критически важной задачей ввиду активного использования ресурсов озера в хозяйственно-бытовом и производственном водоснабжении, а также рыболовстве, сельском хозяйстве. Цель: изучить химический состав и выявить основные особенности поведения химических элементов в природных водах карьеров строительного камня. Объекты: природные воды и горные породы карьеров строительного камня Питкярантского района Республики Карелия. Методы. Химический состав природных вод определяли с помощью набора методов: потенциометрическое титрование, ионная хроматография, атомно-эмиссионная спектрометрия и масс-спектрометрия. Минеральный состав пород определен с помощью электронной микроскопии и порошковой рентгеновской дифракции. Оценка подвижности химических элементов проводилась по коэффициентам водной миграции (Kx) по А.И. Перельману. Формы нахождения химических элементов в природных водах рассчитаны в программном комплексе HCh. Результаты. Все изученные воды являются пресными нейтральными или слабощелочными HCO3 Ca, SO4-HCO3 Na-Ca или HCO3 Na-Ca. Анализ широкого спектра химических элементов позволил определить, что наибольшей подвижностью в рассматриваемых водах обладают S, Ca, Mg, As, Mo, U, Re. К легко подвижным и подвижным относятся металлы, источниками которых являются сульфидные минералы и полевые шпаты. Согласно термодинамическим расчетам доминирующей формой нахождения Zn, Cd, Ni, Co, Sr, Rb, Ba и Cs является ионная, Cu – карбонатная, а Pb – карбонатная и гидроксильная. Основные формы нахождения U представлены карбонатными комплексами. Вода Ладожского озера отличается от карьерных вод меньшей минерализацией и величиной pH, более низкими содержаниями металлов, для которых в еще большей степени характерно нахождение в ионной форме. Коэффициенты водной миграции в целом схожи во всех изученных пробах, однако профиль Кх для Ладожского озера несколько отличается от карьерных. Это объясняется наложением факторов и процессов, формирующих химический состав вод такого крупного озера. Для карьерных вод характерен рост концентраций некоторых микроэлементов, в особенности U, Li, Mo, Re, с увеличением времени взаимодействия и соотношения порода–вода.
引文:sidkina e . c ., koonisev a . a .地质学特征工程георесурс。- 2023。- t . 334-№4。-С.7 21。这项研究的紧迫性与区域评估石头开采对北岸自然资源影响的影响的重要性有关。保护包括研究区域在内的拉多加湖的高水质是一项至关重要的任务,因为湖水在家庭和生产供水以及渔业、农业方面的积极利用。目标:研究化学成分,并揭示建筑石头采石场自然水中化学元素的基本特征。目标:在卡累利阿共和国皮托克兰地区建造的天然水和矿石采石场。方法。自然水的化学成分是由一系列方法决定的:电位滴定、离子色谱、原子发射光谱学和质谱学。岩石的矿物成分是通过电子显微镜和粉末x射线衍射确定的。化学元素的流动性评估是根据a.i. perilman对水迁移系数(Kx)进行的。在自然水中发现化学元素的形式是在HCh软件中计算出来的。结果。所有研究的水都是淡水中性或低碱性HCO3 Ca、SO4-HCO3 Na-Ca或HCO3 Na-Ca。广泛的化学元素分析表明,S、Ca、Mg、As、Mo、U、Re在给定的水域中具有最大的灵活性。根据热力学计算,Zn、Cd、Ni、Co、Sr、Rb、Ba和Cs是离子、Cu是碳酸盐,Pb是碳酸盐和氢氧化硅。U的基本形式由碳酸盐复合体表示。拉多加湖的水不同于矿产少、pH值低、金属含量低,这些金属的离子含量更高。在所有的测试中,水迁移率总体上都是相似的,但拉多加湖的kh剖面与职业略有不同。这是由于这些因素的积累,以及形成如此大湖泊水化学成分的过程。一些微量元素的浓度增加,特别是U、Li、Mo、Re,随着相互作用时间的增加和水的比值的增加。