Карбонатно-кальциевое равновесие в углекислых минеральных водах

УДК 551.482.214

КАРБОНАТНО-КАЛЬЦИЕВОЕ РАВНОВЕСИЕ В УГЛЕКИСЛЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ВОДАХ

Г.М. Шпейзер

Рассматривается состояние карбонатно-кальциевого равновесия в минеральных углекислых водах юга Восточной Сибири. Проведен расчет насыщенности карбонатом кальция по методу Алекина и Левченко. Показано, что термальные углекислые воды насыщены СаСО3, холодные углекислые воды пересыщены СаСО3. Рассчитаны коэффициенты метамор-физации для различных типов углекислых минеральных вод.

Ключевые слова: углекислые минеральные воды, карбонатно-кальциевое равновесие, степень насыщения, ионная сила, коэффициент активности.

CARBONATE-CALCIUM BALANCE IN CARBONATED MINERAL WATERS

G.M. Shpeizer

Carbonate-calcium balance in mineral carbonated waters of the south of Eastern Siberia is considered. Saturation with calcium carbonate is calculated by Alekin and Levchenko ’s method. It was shown that thermal carbonated waters are oversaturated with CaCO3. Metumorphosis ratio for various carbonated mineral waters was calculated.

Keywords: carbonated mineral waters, carbonate-calcium balance, saturation degree, ion energy, activity ratio.

В настоящее время карбонатно-кальциевое равновесие поверхностных вод - рек, озер, водохранилищ - рассмотрено достаточно подробно. Это продиктовано, главным образом, возросшей практической необходимостью - строительством ГЭС, водохранилищ. По сравнению с поверхностными водами состояние карбонатно-кальциевого равновесия в подземных водах, особенно минеральных, исследовано в значительно меньшей степени. Столь немногочисленные исследования карбонатного равновесия в минеральных водах связаны как с недостаточной изученностью подземных минеральных вод, так и сложностью и своеобразием условий их формирования. При выходе на дневную поверхность они претерпевают существенные изменения, что не может не сказаться на состоянии карбонатной системы.

Изучение состояния карбонатно-кальциевого равновесия в минеральных водах позволяет не только проследить за изменением химического состава вод в процессе формирования, но и объяснить механизм процессов минералообразования. Расчет насыщенности минеральных вод карбонатом кальция дает возможность предсказать направление процессов метаморфизации природных систем, что является важным условием правильной эксплуатации бальнеологически активных вод.

Углекислые минеральные воды, имея сходство в газовом составе, температурных и щелочнокислотных условиях, чрезвычайно разнообразны по величине минерализации, ионно-солевому составу, микроэлемента. Среди углекислых вод Забайкалья, Прибайкалья и Монголии выделены гидрокарбонатные щелочноземельные (с минерализацией 0,19-2,04 г/дм3), гидрокарбонатно-сульфатные натриево-кальциевые (минерализация 2,24-4,83 г/дм3), гидрокарбонатно-хлоридные и хлоридно-гидрокарбонатные натриевые (минерализация 5,06-12,86 г/дм3).

Объекты и методы исследования

На примере изученных вод наблюдается закономерное изменение их химического состава с ростом минерализации от гидрокарбонатного к сульфатному, а затем - хлоридному. При этом ведущая роль среди катионов от кальция постепенно переходит к натрию. Уменьшение влияния кальция и гидрокарбонатов (с увеличением минерализации) в формировании макрокомпонентного состава углекислых вод демонстрирует влияние растворимости карбоната кальция на условия накопления ионов Са2+ и НСО3" в водах. Если в маломинерализованных природных растворах, не насыщенных карбонатом кальция, преобладающими являются ионы Са2+ и НСО3", то при повышенных минерализациях (когда достигнуто условие аСа2+. асО32") ведущую роль начинают играть ионы Са2+ и SO42- (пока не будет выполняться условие аСа +• ада4 " = ПР^ш), а затем ионы хлора, образующие со всеми катионами макрокомпонентного состава хорошо растворимые соединения и не препятствующие тем самым дальнейшему росту минерализации [1, 2]. По Левченко [3-5], появление вторичных гидрокарбонатных натриевых вод связано с процессами глубокой метаморфизации богатых кальцием гидрокарбо-натно-сульфатных вод путем обменно-адсорбционных явлений.

Одним из важнейших факторов в этом является растворимость карбоната кальция или состояние карбонатно-кальциевого равновесия. В процессе формирования химического состава вод при росте минерализации сначала наступает стадия насыщения раствора карбонатом кальция, а затем выделе-

ние его в твердую фазу. В зависимости от условий формирования карбонат кальция имеет различные минералогические формы, обладающие различной растворимостью. На растворимость СаСО3 влияет температура, давление, присутствие различных растворенных компонентов, особенно диоксида углерода. Как известно, карбонатная система представляет собой совокупность равновесий:

ТО2газ~СО2 раств.; СО2газ+Н2О~Н2СОзраст; Н2СОз^Н++НСОз-; НСОз-~ СОз2-

суммарное выражение которой имеет вид: Е С02 = ССо2 + СН2со3 + СНсо3- + ССо32- при известных первой и второй константах диссоциации угольной кислоты, величины которых в зависимости от температуры могут быть рассчитаны по формулам:

рК Н2С03 = 3404,71/Т - 14,8435 + 0,032786 Т ирК2Н2С03 = 2902,39/Т - 6,4980 + 0,02379 Т при известной концентрации ионов водорода и щелочности раствора можно определить равновесные концентрации каждого компонента карбонатной системы [6].

В ненасыщенных карбонатом кальция углекислых водах возможно одновременное увеличение концентраций ионов Са2+ и НСО3-, поскольку при данных условиях содержания этих компонентов не лимитируются состоянием карбонатно-кальциевого равновесия. Вместе с тем для вод этого состава прослеживается зависимость между кратностью насыщения (степень пересыщения г) и суммой ионов. С ростом последней увеличивается кратность насыщения. Зависимость эта наблюдается до минерализации 1,8-2 г/дм3, при дальнейшем увеличении суммы ионов она нарушается - кратность насыщения начинает уменьшаться. Коротковым [7] показано, что для вод в основном гидрокарбонатного кальциевого состава с ростом минерализации коэффициент насыщения сначала закономерно увеличивается, а затем уменьшается, при этом экстремум кривой соответствует минерализации около 830 мг/дм3. Исходя из этого, авторы предполагают, что при данной минерализации происходит выпадение из раствора карбоната кальция и гидрокарбонатный тип воды переходит в сульфатный.

Поскольку мы имеем дело не с пресными, а с углекислыми водами, в значительной мере насыщенными углекислотой, растворимость карбоната кальция в этих условиях значительно возрастает, поэтому вполне возможно, что в данных водах максимум между кратностью насыщения и величиной минерализации может находиться в области 2 г/дм3. Как отмечалось ранее, пересыщенные системы должны выделять карбонат кальция в твердую фазу, а ненасыщенные этим соединением воды - обогащаться ионами Са2+ и НСО3- за счет растворения карбонатных пород. Высокие величины кратности насыщения указывают на большую вероятность первого процесса, однако, как показано многими исследователями [6, 7], это не всегда наблюдается в природных условиях.

Одним из существенных факторов, влияющих на стабильность карбонатно-кальциевой системы, являются образование органических комплексов кальция и адсорбция органических веществ на частицах СаСО3. Экспериментально установлено, что добавление к растворам гидрокарбоната кальция даже незначительного количества гуминовых кислот заметно повышает степень устойчивости этих растворов. Кроме гуминовых веществ кристаллизацию СаСО3 ингибируют содержащиеся в природных водах органические соединения фосфора, фенол, аминофенол, резорцин, гидрохинон, липоидные вещества, содержащие аминокислоты [7]. Результатом физико-химических взаимодействий растворенных частиц между собой и с молекулами растворителя может являться образование не только простых ионов, но и аквакомплексов, недиссоциированных молекул, ассоциатов или «ионных пар» [8-10], под ионной парой представляется совокупность катиона, аниона и п молекул растворителя, объединенных в некоторое комплексное соединение [Ка1;(8)пАп], способное к диссоциации.

Брусиловским [9], Гаррелсом и Крайстом [10], Заводновым [11] и другими авторами на основании термодинамических расчетов показано, что компоненты, формирующие макросостав природных вод, могут находиться в растворе не только в виде простых гидратированных ионов (Са2+, Mg2+, Ка+ и т.д.), но и ионных пар типа СаС030, Са804°, СаНС03+ и т.д. Нетрудно заметить, что если для маломинерализованных вод, формирующихся в зоне активного водообмена при достаточно большом количестве выпадающих осадков, характерно преобладание простых ионов, то в водах с повышенной минерализацией, формирование химического состава которых в большинстве случаев связано с процессами испарительного концентрирования в условиях аридного климата, преобладающей формой миграции большинства макрокомпонентов являются различного рода ассоциаты или ионные пары. Следует отметить, что существование в растворе наравне с простыми ионами нейтральных и имеющих заряд ионных пар может изменить ионную силу раствора в сторону ее уменьшения, так как такие ионные пары, как СаС030, Са8040, КаНС030 и т.д., нейтральны. Расчет ионной силы производится по формуле:

I = 0.5!сй2

где с - молярная концентрация иона; ъ - заряд иона (валентность).

В таблице 1 представлены результаты пересчета форм миграции компонентов при новой ионной силе, учитывающей их закомплексованность, для воды, имеющей максимальную, по сравнению с остальными, минерализацию. Как видно, при минерализации 12,86 г/дм3 подобные расчеты мало изменяют приведенные ранее результаты относительных содержаний ионов и ионных пар. Введение в расчеты насыщенности карбонатом кальция поправок на закомплексованность ионов кальция незначительно снижает полученные результаты в гидрокарбонатных щелочноземельных (Е = 0,19-2,04 г/дм3) и гидрокарбонатно-сульфатных натриево-щелочноземельных (Еи = 2,24-4,83 г/дм3) углекислых водах (табл. 1). Насыщенность карбонатом кальция рассчитывается по формуле:

аСа 2+ • «ССГ

г =

ПР

111 СаСО 3

Таблица 1

Формы миграции основных компонентов химического состава воды

Са8О40 СаНСО3+ Са8О4° МНСО3+ ^О4- ЫаНСО30 Са2+ Мв2+ Ыа+ 8О42- НСО3-

1 17,6 39,6 21,0 33,4 1,0 2,7 42,8 45,6 96,3 61,5 94,2

6,1 0,8 4,3 0,4 28,4 4,6

2 13,7 39,9 16,3 33,9 0,8 2,4 46,4 49,8 96,8 65,8 95,1

3,1 0,4 2,3 0,2 28,8 4,3

1 - расчет ионной силы без учета образования ионных пар; 2 - расчет ионной силы с учетом образования ионных пар; А - численная величина, зависящая от температуры, г - валентность иона, I - ионная сила

Из результатов таблицы 2 видно, что вода во всех источниках пересыщена карбонатом кальция, следовательно, он выпадает в осадок, и происходит образование травертинов при выходе на поверхность этих минеральных вод.

Таблица 2

Насыщенность углекислых вод карбонатом кальция с учетом процессов комплексообразования

Характеристика вод £и г/ дм3 Кратность насыщения карбонатом кальция

Без учета закомплексованности кальция С учетом закомплек-сованности кальция

Г идрокарбонатные щелочноземельные 0,19-2,0 0,002-3,66 0,002-2,78

Гидрокарбонатно-сульфатные натриевощелочноземельные 2,24-4,83 0,27-0,68 0,17-0,48

Гидрокарбонатно-хлоридные и хлорид-но-гидрокарбонатные натриевые 5,06-12,86 1,0-7,36 0,60-3,16

Приведенные результаты носят приблизительный характер, однако позволяют утверждать, что игнорирование различного рода взаимодействий в минерализованных растворах может явиться причиной ошибочных выводов относительно протекания тех или иных процессов. В слабоминерализованных водах поведение растворенных частиц макросостава вполне удовлетворительно описывается уравнением Дебая-Хюккеля. Для решения некоторых вопросов генетического характера ионносолевого состава углекислых вод была проведена статистическая обработка данных: рассчитаны коэффициенты парной корреляции между всеми компонентами и каждого из компонентов с минерализацией (табл. 3). Число данных в выборке 21, значимость коэффициентов корреляции оценивалась при 0,95 надежности.

Как видно из таблицы 3, кальций, являющийся основным компонентом катионного состава вод, имеет положительные значимые связи с Mg2+, №+, НС03", 8042- и суммой ионов, что отражает пара-генетический характер поступления этих компонентов в раствор. Расчет карбонатно-кальциевого равновесия проводился по данным анализа проб воды минеральных источников Забайкалья, Республики Бурятия, Монголии. Так, на территории Восточного Саяна и его отрогов расположены минеральные источники различного состава [12, 13]. Среди термальных углекислых минеральных вод наибольший интерес представляют воды Шумакских минеральных источников. Выходы их прослеживаются по долинам р. Шумак, правого притока р. Кирой (бассейн р. Ангары). Нами обследовано

более 100 выходов гидротерм с различной температурой на площади 3-4 км2. Это гидрокарбонатно-кальциево-натриевые воды с минерализацией 0,7-2,9 г/дм3, температурой воды 35,0-37,0оС, содержанием диоксида углерода 1, 1 -4,0 г/дм3. В таблице 4 приведены сведения о карбонатно-кальциевом равновесии Шумакских минеральных вод. Несомненный интерес представляет рассмотрение карбонатно-кальциевого равновесия в углекислых термальных водах, проявляющих в большинстве случаев способность к образованию при выходе на поверхность отложений травертинов.

Таблица 3

Коэффициенты парной корреляции основных компонентов химического состава углекислых минеральных вод

Компоненты Ca2+ Mg2+ Na+ HCO3- O Cl- in

Ca2+ 1 0.560 0.481 0.853 0.615 0.162 0.772

Mg2+ 1 0.380 0.502 0.162 0.014 0.722

Na+ 1 0.732 0.270 0.105 0.739

HCO3- 1 0.414 0.030 0.996

o 1 0.297 0.470

Cl- 1 0.099

in 1

На основании современных представлений водные растворы следует рассматривать как сложные микрогетерогенные системы. При изучении водных растворов должны быть учтены все виды взаимодействия: 1) между растворителем и растворенным веществом, 2) между растворенными веществами, 3) между частицами растворителя. Так, растворение углекислого газа ведет к стабилизации структур. Этому с термодинамической точки зрения отвечает и экзотермический характер растворения, и разрушение структур при повышении температуры (уменьшение растворимости). Однако частичная диссоциация угольной кислоты связана с деструктурированием растворителя, так же как и растворение электролитов. А образование ионных зон (гидратированных ионов) представляет собой процесс образования новых ассоциаций с молекулами растворителя.

Каждая из характеристик раствора представляет сложную функцию взаимовлияния, причем экспериментально определенные величины для отдельных составляющих зависят от присутствия всех других веществ. Первым приближением к оценке происходящих изменений в растворе является теория активности, осуществляющая статистический подход к определению взаимовлияния частиц. Применяется следующее уравнение коэффициента активности:

1§ „/исо3- = -А22^1 ,

где А - численная величина, зависящая от температуры, г - валентность иона, I = /Исд2 - ионная сила раствора, выражаемая полусуммой произведений молярных концентраций ионов в растворе на квадрат их валентности.

Таблица 4

Результаты расчета карбонатно-кальциевого равновесия Шумакских минеральных вод

Источники И f J HCO 3- с C CO 2 . моль/дм3 O x . моль/ дм Кратность насыщения

1-я линия № 100 0.026 0.85 0.75-10-2 0.261 1.610-3 2,2

Глазной 0.029 0.84 0.8110-2 0.261 2.110-3 1,9

2-я линия № 116 0.032 0.83 0.17-10-2 0.059 0.6-10-3 6,5

№ 61 0.032 0.83 0.1310-2 0.044 0.3-10-3 14,5

№ 63б 0.032 0.83 0.02-10-2 0.004 0.3-10-3 14,6

№ 64 0.038 0.82 1.26-10-2 0.323 0.8-10-3 4,0

№ 66 0.027 0.84 1.045-10-2 0.271 1.610-3 2,0

3-я линия № 28 0.027 0.84 0.01-10-3 0.0002 0.110-3 34,5

№ 15 0.028 0.84 0.23-10-2 0.048 0.9-10-3 3,8

№ 16 0.023 0.85 0.33-102 0.085 1.010-3 3,9

№ 5 0.028 0.86 0.06-10-2 0.016 0.2-10-3 18,4

Поскольку растворимость карбоната зависит от парциального давления растворенного в воде углекислого газа, то для определения РС02 применялось уравнение:

Р _ С0 2

гао 2 _ с ,

5 со 2

где 8С02 - растворимость С02 в исследуемом растворе, определяемая по уравнению: 8с02 = О°//О, где С0 - истинная концентрация С02 в растворе; / - коэффициент растворимости С02 при различных температурах; /с -коэффициент концентрационный, зависящий от общей минерализации воды.

Концентрация растворенного в воде СО2 рассчитывалась по следующему уравнению с поправкой

на температуру и pH: ссо2 _ 2 С02~

к,

ан + Т"

^ и

ИСО-3

+

где ХС02 - суммарная молярная концентрация С02 в растворе, ан - активность водородных ионов, равная 10-рН, К, - константа диссоциации угольной кислоты (первой ступени), /НС03- - коэффициент активности гидрокарбонатных ионов.

Уравнение состояния карбонатно-кальциевого равновесия для природных вод может быть выведено из выражения для произведения растворимостей СаС03 о применением теории активности ионов: аСа2+ ' аС032 = ПР СаСОЗ

Как известно, карбонат кальция, находящийся в осадочных породах, переходит в раствор в количествах, соответствующих концентрации угольной кислоты в растворе:

СаСОз + Н2О + СО2 ~ Са(НС0з)2

На основании этого: аСа2+  аЯСоз" = КРсо2, при допущении, что аШ2 = Рсо2; а! = /а;

Однако отсутствие вполне надежных величин термодинамических констант вызывает определенную трудность при теоретических вычисления растворимости СаС03. Поэтому Левченко [5] предложено логарифмическое уравнение, дающее возможность вычислить искомую величину, не используя значений констант: рК = 7,135 ± 0,02141°, где рК - отрицательный логарифм постоянной К, названной термодинамической константой растворимости кальцита.

Выявленная зависимость К от температуры позволяет определить равновесное парциальное давление из уравнения:

3 2 2 крС0

х3 + Ах2 + 0,25 А2 х- ‘ 2

6

ИС03

где левая часть уравнения представляет развернутый вид ионного произведения х(2х+А)2, где х - концентрация ионов кальция, 2х - эквивалентное количество НСО3", а избыточное содержание НСО3" выражается некоторой величиной А.

Величина в первой части уравнения есть произведение коэффициентов активности ионов; при этом допускается, что, согласно формуле Дебая-Гюккеля, в бинарном электролите коэффициент активности двухвалентных ионов равен коэффициенту активности одновалентных ионов, возведенному в четвертую степень: Г2 = ^ отсюда для гидрокарбоната кальция произведение коэффициентов активности ионов равно £!4£!2 = ^ Насыщенность по отношению к СаС03 определяется уравнением:

С

К __ыу^ 100%

Сх ’

где СсаС03 - концентрация СаС03, Сх = СнсО3-. В случае, если Сса2+ > СнС03-, СсаС03 = 1/2СНС03-, если Сса2+ <

СНС03% то ССаС03 = ССа2+

Если при расчете учесть, что часть ионов Са2+ находится в растворе в виде комплексов с НСО3", СО32", 50/", а ионы СО32" также состоят в комплексе с другими катионами, то величина насыщения будет меньше. Анализ литературных и полученных нами данных подтверждает возможность формирования на небольших глубинах гидрокарбонатных щелочноземельных вод с минерализацией, не превышающей 2 г/дм3. Более высокая минерализация вод данного состава может быть обусловлена значительными глубинами формирования при высоких концентрациях диоксида углерода.

Изучение состояния карбонатно-кальциевого равновесия имеет большое значение для выяснения генезиса различных минеральных вод и изучение взаимодействий компонентов химического состава. По Левченко [5], появление вторичных гидрокарбонатных натриевых вод связано с процессами глубокой метаморфизации богатых кальцием гидрокарбонатно-сульфатных вод путем обменных адсорбционных явлений. Процесс замены ионов кальция на ионы натрия может быть охарактеризован двумя коэффициентами метаморфизации. Это отношение в моль/дм3:

[Са2+]+[Ма2+] и 1ЫаНС0'1 [НС0э_] [№+]

С углублением процессов содообразования первый из них уменьшается, а второй увеличивается. Для минеральных вод, насыщенных карбонатом кальция, величины этих коэффициентов должны отражать не только процессы катионного обмена, но и характеризовать фактор метаморфизации вод -осадкообразование. В таблице 5 представлены коэффициенты метаморфизации углекислых вод различного генезиса.

Таблица 5

Коэффициенты метаморфизации углекислых вод различного генезиса

Характеристика состава вод [Са2+1+[Мй2+1 [НСОз-] [ЫаНСО31 [Ка+] [ЫаНСО31 [НСОз-] [Са(НСОз),1 [НСОз-]

Г идрокарбонатные щелочноземельные Хи<2г/дм3 0,99 0,87 0,16 0,50

Г идрокарбонатные щелочноземельные Хи<2-5г/дм3 0,92 - - 0,43

Г идрокарбонатные щелочноземельные Хи<5г/дм3 0,56 0,82 0,44 0,34

Сложного состава Хи<2-5г/дм3 0,26 0,56 0,73 0,13

Выполненные расчеты коэффициентов метаморфизации гидрокарбонатных вод показывают, что они изменяются в широком диапазоне. Так, для Шумакских вод они изменяются от 3,6 до 99%, для углекислых вод Забайкалья - от 2,0 до 86%. В целом прослеживается хорошо коррелируемая связь между кратностью насыщения карбонатом кальция и коэффициентом метаморфизации. При высоких значениях кратности насыщения (10-15) коэффициент метаморфизации достигает 70% и более. Для незначительно пересыщенных и ненасыщенных вод карбонатом кальция коэффициент метаморфиза-ции не превышает 20-30%. По-видимому, увеличение коэффициента метаморфизации может указывать на начальную стадию метаморфизации - выделение СаСО3 в твердую фазу.

Заключение

Широкий спектр различных компонентов, обусловливающих бальнеологические свойства минеральных вод, разнообразие их температурных условий, своеобразный газовый состав, предполагает использование гидротермальных ресурсов не только в бальнеологии, но и в различных областях народного хозяйства (теплоэнергетике, добыче некоторых редких элементов и т.д.). Следует отметить, что минеральные воды представляют собой пример одного из немногих природных объектов, формирование которых происходит в естественных условиях при отсутствии или незначительном влиянии антропогенного фактора.

В настоящее время наиболее широкое применение минеральные воды получили в бальнеологии. Углекислые воды, характеризующиеся широким разнообразием химического состава и значительными колебаниями минерализации, могут использоваться при лечении сердечно-сосудистых заболеваний, при заболеваниях органов пищеварения, при болезнях обмена веществ, эндокринных заболеваниях.

Термальные воды могут широко использоваться как дешевые источники тепловой энергии. Поскольку минеральные воды представляют собой крайне неустойчивые в термодинамическом отношении системы, использование их в любых целях должно предусматривать возможность изменения химического состава вод при соприкосновении с кислородом воздуха, обсадными трубами, охлаждении, разбавлении, дегазации; и влияние этих вод на состояние каптажных сооружений. В этой связи определенный интерес представляют результаты выполненных нами расчетов, позволяющих оценить устойчивость минеральных вод к изменению тех или иных условий.

Данные карбонатно-кальциевого равновесия дают возможность прогнозировать скорость изменения макрокомпонентного состава углекислых вод при выходе их на поверхность вследствие возможного выделения в осадок карбоната кальция. Чем выше насыщенность раствора по отношению к карбонату кальция, тем быстрее это соединение будет переходить твердую фазу даже при частичном удалении из воды растворенного диоксида углерода. Состояние большинства вод, близкое к насыщению карбонатом кальция, заставляет с большой осторожностью относиться к возможностям транспортировки и розлива их в бутылки. В этом случае, несомненно, требуется предварительное насыщение вод углекислотой. Поскольку в момент разгрузки ни у одного выхода холодных углекислых вод

не было зарегистрировано отложений карбоната кальция, то накопление этого соединения на стенках обсадных труб представляется маловероятным. С другой стороны, термальные углекислые воды, как правило, пересыщенные карбонатом кальция (например Шумак), при выходе на поверхность являются источниками образования травертинов. Несомненно, подобный процесс минералообразования имеет место при каптировании скважин, и обсадные трубы будут быстро выходить из строя в связи с обрастанием их внутренних стенок травертинами.

Многочисленными исследованиями минеральных вод убедительно показано, что эти природные растворы представляют большую ценность не только для бальнеологии. В определенных условиях они могут участвовать в формировании различных месторождений полезных ископаемых или, наоборот, являться индикаторами на скрытые оруденения, представляя тем самым большой интерес для геохимии и геологии.

Литература

1. Посохов Б.В. Минералообразование как фактор метаморфизации природных вод // Гидрохимические материалы. -1964. - Т.38. - C. 91-105.

2. Посохов Б.В. Формирование химического состава подземных вод. - Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - 333 с.

3. Левченко В.М. Теоретические основы физико-химического исследования природных вод // Гидрохимические материалы. - 1996. - Т.45. - C. 123-132.

4. Левченко В.М., Шпейзер Г.М., Селина Н.А. Карбонатно-кальциевое равновесие в некоторых минеральных водах Восточного Саяна // Гидрохимические материалы. - 1970. - Т.53. - C. 3-7.

5. Левченко В.М., Шпейзер Г.М., Селина Н.А. Карбонатно-кальциевое равновесие Шумакских минеральных углекислых вод // Гидрохимические материалы. - 1971. - Т.57. - C. 123-133.

6. Алекин О.А. Основы гидрохимии. - Л.: Гидрометеоиздат, 1970. - 443 с.

7. Коротков А.И., Михайлов А.С. Гидрохимический метод в геологии и гидрохимии. - Л.: Недра, 1972. - 181 с.

8. Матвеева Н.Н., Левченко В.М. Влияние образования ионных пар на степень насыщенности карбонатом кальция природных вод // Гидрохимические материалы. - 1973. - Т. 59. - С. 127-134.

9. Брусиловский С.А. О миграционных формах элементов в природных водах // Гидрохимические материалы. - 1963. -Т.35. - С. 13-16.

10. Гаррелс Р. М., Крайст Ч.Л. Растворы, минералы равновесия. - М.: Мир, 1968. - 367 с.

11. Заводнов С.С. Карбонатное и сульфидное равновесия в минеральных водах. - М.: Гидрометеоиздат, 1965. - 119 с.

12. Шпейзер Г.М., Родионова В.А., Смирнов А.И. и др. Минеральные воды Восточной Сибири // Перспективы развития восстановительной медицины в Сибирском регионе: всерос. науч.-практ. конф. - Белокуриха, 2009. - С. 233.

13. Шпейзер Г.М. Гидроминеральные ресурсы Байкальского региона // Евразийское пространство: Опыт экологического законодательства: мат-лы междунар. науч. конф. - Иркутск, 2004. - С. 253-275.

Шпейзер Г ригорий Моисеевич, профессор, зав. кафедрой водных ресурсов ЮНЕСКО, Иркутский государственный университет, 640003, Иркутск, ул. К. Маркса, 1, zippo1@mail.ru

Shpeizer Grigoriy Moiseevich, professor, head of department of water resources of UNESCO, Irkutsk State University. 640003, Irkutsk, K.Marks str., 1.

УДК 550.42

СОДЕРЖАНИЕ ОСНОВНЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ СЕРЫ В МИНЕРАЛЬНЫХ ИСТОЧНИКАХ БУРЯТИИ И МОНГОЛИИ

Д.Д. Бархутова, А.В. Тудупов, Б.Б. Намсараев

Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ 10-04-93169 Монг_а и МО РФ РНП № 2.1.1/2165

В минеральных источниках исследовано распределение основных неорганических соединений серы. Сероводород дает начало целому ряду промежуточных и стабильных соединений серы. В воде и осадках, охваченных процессом сульфатре-дукции, обнаруживаются помимо сульфатов и сероводорода другие соединения серы: сульфиты и тиосульфаты.

Ключевые слова: минеральные источники, сера, сероводород, сульфатредукция, сульфат-ион, тиосульфат-ион и сульфит-ион.

THE CONTENT OF BASIC INORGANIC COMPOUNDS OF SULFUR IN MINERAL SPRINGS

OF BURYATIA AND MONGOLIA D.D. Barhutova, A.V. Tudupov, B.B. Namsaraev

Distribution of basic inorganic compounds of sulfur in mineral springs is investigated. Hydrogen sulphide gives rise to variety of intermediate and stable compounds of sulfur. In water and deposits, captured by process of sulfate reduction, are found together with sulphates and hydrogen sulphide other compounds of sulfur - sulphites and thiosulphites.

Keywords: mineral springs, sulfur, hydrogen sulphide, sulphate reduction, sulphate-ion, thiosulphate-ion and sulphite-ion.