Гидрохимия йода и брома в минеральных водах Среднего Прихоперья

Изучено распределение йода и брома в минеральных водах бассейна среднего теченияр. Хопер. Выяснены закономерности распространения и условия миграции тяжелых галоидов в подземных водах. Наибольшие концентрации йода и брома приурочены к хлоридно-натриевым водам повышенной минерализации. В геодинамическом плане йодо-бромные минеральные воды тяготеют к зонам крупных разрывных обрушений, являющихся подводящими каналами для глубинных подземных вод.

Высокоминерализованная вода и рассолы хлоридно-натриевого состава являются важнейшим источником получения йода и брома в промышленных количествах. Выяснение закономерностей распространения, условий миграции и концентрирования йода и брома в подземных водах играет чрезвычайно важную роль в решении проблем современной геохимии поверхностных и подземных вод. Велико значение йода и брома в бальнеологической оценке минеральных вод и определении их возможностей в качестве эффективного лечебного средства [1, 2].

Йод – очень редкий химический элемент, его литосферный кларк составляет 0, 00004 %, в гидросфере его содержание не превышает 0, 000005 %. Магматические породы обеднены йодом, его содержание здесь не превышает 10-5–10-6 %. Среди осадочных пород наиболее высоким содержанием этого элемента отличаются глины – 2, 2 · 10-4 %.

Речные и грунтовые воды содержат мало йода. Среднее его содержание в водах нормальной солености (менее 1 г/дм3) составляет 0, 0005 мг/дм3. Это же значение принято за показатель предельно допустимой концентрации для вод питьевого значения. Более высокие содержания йода характерны для подземных вод, сопровождающих нефтяные и газовые месторождения (более 0, 0015 мг/дм3) [3].

Йод – сильнотоксичный p-элемент. Атом йода (5s25p2) представлен одним стабильным изотопом 127I и радионуклидами 131I (T1/2 – 8 суток), 129I (T1/2 –1, 6 · 107 лет). Радионуклиды йода оказывают очень вредное влияние на человека и окружающую среду. Они являются типичными компонентами для газовых выбросов и попадают в атмосферу вследствие аварий атомных электростанций. В региональном плане отмечается недостаток стабильного изотопа йода, характерный для пресных вод в питьевом назначении и материковых ландшафтов, что вызывает эндемию зоба и сопутствующие заболевания. К таким областям относятся большинство районов европейской части России, в том числе и Черноземье.

Бром имеет среднюю степень токсичности.

Атом брома (4s24p5) состоит из двух изотопов – 79Br и 81Br, находящихся в природе в примерно равном соотношении [3]. Кроме того, в процессе ядерных превращений возникают радионуклиды брома, представленные двумя изотопами: 82Br (Т1/2 – 36 ч) и 77Br (T1|2 – 37 ч). В геохимическом отношении этот элемент сходен с хлором, но в отличие от него представлен жидкостью. Магматические горные породы обеднены бромом (n · 10-5 %); заметно повышается его количество в глинистых сланцах и © Бабкина О. А., 2010 ВЕСТНИК ВГУ, СЕРИЯ: ГЕОЛОГИЯ, 2010, № 1, ЯНВАРЬ–ИЮНЬ 253 Гидрохимия йода и брома в минеральных водах Среднего Прихоперья карбонатах (4–6 · 10-4 %). Кларк брома в земной коре – 2, 5 · 10-4 %. Океанические воды имеют повышенное содержание брома – 6–7 · 10-3 %. Пресные поверхностные воды гумидных областей обеднены этим элементом – n · 10-4 – n · 10-5 %, а в аридных районах содержание этого элемента еще ниже – n · 10-5 – n · 10-6 %. В грунтовых водах содержание брома составляет в среднем 0, 02 мг/дм3, в артезианских водах его содержание повышается до 0, 04–1, 06 мг/дм3. Аналогично йоду бром накапливается в подземных водах нефтяных и газовых месторождений, где его содержание достигает 200–800 мг/дм3. Предельно допустимая концентрация по брому для пресной воды питьевого назначения составляет 0, 2 мг/дм3.

Изучено распределение йода и брома в минеральных водах Среднехоперской гидроминеральной провинции (восточная часть Воронежской области). Геолого-структурные особенности расположения источников минеральных вод характеризуются условиями краевой западной зоны Сурско-Хоперского артезианского бассейна. Геологический разрез сложен архейско-протерозойским комплексом пород, который перекрывается осадочными средне- и верхнедевонскими отложениями палеозоя. На размытой поверхности этих отложений залегают мезо-кайнозойские породы. Продуктивными на минеральные воды являются отложения девона, изученная мощность которых составляет 750–900 м. Литолого-фациальные условия и геохимическая обстановка девонского комплекса пород способствует формированию йодо-бромных и бромных минеральных вод с минерализацией от 20 до 140 г/дм3, которые тяготеют в основном к низам верхнего девона и к среднему девону [4]. В настоящее время в гидроминеральной провинции известно порядка 12 скважин, которые на глубинах 120–920 м вскрыли йодо-бромные минеральные воды [5, 6]. Химический состав минеральных вод отдельных участков приведен в таблице.

Перейти на страницу: 1 2

Еще статьи

Энергетические ресурсы мирового океана
Проблема обеспечения электрической энергией многих отраслей мирового хозяйства, постоянно растущих потребностей более чем пятимиллиардного населения Земли становится сейчас все более насущной. Основу современной мировой энергетики составляют тепло- и гидроэлектростанции. Одн ...