94314

Геохимические обстановки и геохимические барьеры. Окислительно-восстановительный потенциал и геохимические барьеры в природных водах

Доклад

Экология и защита окружающей среды

Окислительно-восстановительный потенциал и геохимические барьеры в природных водах. Геохимические барьеры Перельман 1961 год участки земной коры в которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и как следствие их концентрация. Разделяют геохимические барьеры на два типа: природные и техногенные.

Русский

2015-09-11

28.58 KB

2 чел.

Геохимические обстановки и геохимические барьеры. Окислительно-восстановительный потенциал и геохимические барьеры в природных водах.

Геохимические барьеры (Перельман, 1961 год) - участки земной коры, в которых на коротком расстоянии происходит резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов и как следствие их концентрация.

Разделяют геохимические барьеры на два типа: природные и техногенные. Оба типа подразделяются на физико-химические, биогеохимические и механические. Первый связан с изменениями физико-химической обстановки в водах с различными окислительно-восстановительными и кислотно-щелочными условиями. Механические барьеры образуется там, где резко уменьшается интенсивность механической миграции. Биогеохимические барьеры по сути представляют собой накопление элементов растениями и животными.

Выделяют макро, мезо микробарьеры. Так в дельтах зона смешения пресных речных вод и солёных морских представляет собой макробарьер шириной в сотни и тысячи метров (при длине рек и морских акваторий в тысячи километров). Рудные тела в водоносных горизонтах артезиансих бассейнов имеют ширину в десятки и сотни метров при длине (по падению) водоносных горизонтов в тысячи и десятки тысяч метров (мезобарьеры). К мезобарьерам относятся так же краевые зоны болот, где накапливаются многие элементы, выщелоченные из водоразделов и склонов. Рудные прожилки мощностью в несколько сантиметров и миллиметров относят к микробарьерам.

Явление, которое ныне именуется геохимическим барьером, привлекало внимание исследователей и ранее, в частности при изучении условий образования минералов и руд, при трактовке процессов осаждения элементов из вод. В почвах, илах морей и океанов, корах выветривания, водоносных горизонтов артезианских бассейнов, подземных водах зон разломов и других системах земной коры протекают сходные процессы концентрации элементов. Это и позволило установить общие типы таких процессов, сформулировать понятие о геохимическом барьере, которое мы относим к фундаментальным понятиям геохимии. Главная особенность барьера – резкое изменение условий и концентрация элементов. Это зона где одна геохимическая обстановка сменяется другой.

Между понятием геохимический барьер и геохимическая обстановка имеется глубокая связь уменьшение пространства, занимаемого обстановкой, приводит к переходу количества в качеств , превращение обстановки в барьер (и наоборот).

На геохимических барьерах образуется рудные тела большинства месторождений, понятие о барьерах является одной из методологических основ изучения геохимических аномалий и, следовательно, оно важно для разработки методики геохимических поисков. Изучение барьеров также важно в борьбе с загрязнением окружающей среды, при организации подземного выщелачивания руд, закреплении грунтов в строительстве, при решении других практических задач.

В Земной коре происходит совмещение и комплексирование различных геохимических процессов, в связи с чем выделяются комплексные барьеры, образующиеся в результате наложения двух или нескольких взаимосвязанных геохимических процессов. Выделяются также двусторонние барьеры, которые формируются при движении различных элементов к барьеру с разных сторон. На двустороннем барьере происходит осаждение разнородной ассоциации химических элементов. Различаются так же латеральные барьеры, образующиеся при движении вод в субгоризонтальном направлении, например на границе фаций и радиальные (вертикальные) барьеры, формирующиеся при вертикальной миграции растворов в зонах разломов, корах выветривания и т.д. В зависимости от способа массопереноса различаются диффузионные и инфильтрационные барьеры.

ОВП. Окисление – отдача электронов, восстановление – принятие электронов!!

Показателем окислительно-восстановительного потенциала природных вод является Eh. Величина может быть измерена с помощью потенциометра и измеряется в Вольтах. Может иметь положительные значения при окислительных условиях и отрицательные - при восстановительных. Природная вода имеет окислительно-восстановительный потенциал, так как любая реакция отрыва или присоединения электрона обладает энергетической характеристикой, поэтому одни и те же условия могут быть окислительными и восстановительными. По окислительно-восстановительным условиям различают 3 класса природных вод:

  1.  Окислительные (практически только один окислитель O2, то есть кислородные воды).

Большинство Me способно мигрировать в форме катионов, а восстановителей лишь 2 – органическое вещество и H2S, так что есть воды:

  1.  Восстановительные без сероводорода (глеевые воды), обогащённые органикой, O2 – расходуется полностью на окисление органики, и она ещё остаётся, Fe и Mn подвижны, другие – малоподвижны;
  2.  Восстановительные воды с сероводородом, возникают в водах, богатых сульфатами и населённых сульфатредуцирующими бактериями. Организмы не жизнеспособны. Возникают воды в глубинных слоях морей со слабым водообменном (Чёрное море, в Норвежских фьордах), в подземных водах формируются с загрязнением (в районах нефтепереработки).

Геохимические барьеры образуются между разными типами вод, которые зависят от содержания в воде O2, H2, H2S и других газов. Важную роль играют и Fe2+, Fe3+, S2-, HS-, H+, OH- и другие ионы, а также молекулы органического вещества.

Для типа кислородных вод (с окислительной обстановкой) характерно присутствие в водах свободного кислорода или других сильных окислителей. Многие элементы находятся в высоких степенях окисления – Fe3+, Cu2+, S6+ и т.д. В зоне окисления сульфидных месторождений при pH 1-2 (кислая среда) Fe может быть и в двухвалентной форме. Осадочные горные породы, сформировавшиеся в окислительных условиях обычно имеют красную, бурую и жёлтую окраску. Так как в природных водах могут присутствовать ассоциации окислителей и восстановителей, то показатель окислительной обстановки служит свободный кислород, а если его нет, то трёхвалентное железо

Тип сероводородных (сульфидных) вод характеризуется H2S, HS-, местами S2-. Fe и многие другие металлы часто не мигрируют, так как образуют труднорастворимые сульфиды. Цвет пород – чёрный, серый, зелёный.

Показателем восстановительной среды типа глеевых вод (с восстановительной бессероводородной обстановкой) является CH4 и другие углеводороды, растворённые органические соединения, Fe2+, H2. В глеевой обстановке легко мигрируют многие металлы, часто в форме органических комплексов. Окраска горных пород белая, сизая, зелёная.

При резкой смене восстановительных условий на окислительные возникает окислительный барьер (кислородный и др.). Он возникает и при смене резковосстановительных условий слабовосстановительными или слабоокислительных – резкооксилительными, то есть при резком повышении Eh (окислительно-восстановительного потенциала). Для этого барьера особенно характерно образование минералов гидроксидов Fe и Mn, а также самороднойS. При резком понижении Ehвозникают восстановительные барьеры – сероводородные или сульфидные, и глеевые.

Сероводородные и сульфидные барьеры играют огромную роль в минералообразовании, так как на них концентрируются большое число минералов, главным образом сульфидов (пирит, галенит…), а также некоторые оксиды (настуран и др.) и самородные элементы (Au, Ag, Se и др.). Для глеевого барьераменее характерно минералообразование(сидерит, вивианит, самородныеCu, Au, Se и др.).



 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

83542. Правовий режим архіпелажних вод 38.18 KB
  Суверенна влада прибережної держави обмежена правом безперешкодного проходу та правом архіпелажного проходу морськими коридорами що надається іноземним морським та повітряним суднам в архіпелажних водах ст. Архіпелажний прохід морськими коридорами означає що усі судна і літальні апарати користуються правом архіпелажного проходу такими морськими коридорами і прольоту по таким повітряним коридорам з ціллю безперервного і швидкого транзиту через архіпелажні води з однієї частини відкритого моря або виключної економічної зони до іншої частини...
83543. Поняття і межі територіального моря. Право мирного проходу. Правовий режим територіальних вод 37.22 KB
  Правовий режим територіальних вод Територіальне море це пояс морських вод шириною до 12 морських миль що розташований між берегом чи безпосередньо за внутрішніми морськими водами або архіпелажними водами держави та відкритим морем або водами спеціальних зон. Територіальне море як й внутрішні морські води є частиною території прибережної держави. На підставі цього права торгівельні судна можуть проходити через територіальне море іноземної держави без спеціального дозволу лише за умови дотримання права прибережної держави. Прохід...
83544. Поняття та правовий режим прилеглої зони 36.05 KB
  Сстановлює що прилегла зона не може пролягати далі ніж на 12 морських миль від вихідної лінії від якої відміряється ширина територіального моря проте Конвенція з морського права 1982 р. містить положення що прилегла зона не може пролягати за межі 24 морських миль від цієї лінії Розвитком інституту прилеглої зони стала практика встановлення прибережними державами за межами свого територіального морязон виключного рибальства. Ширина морських зон виключного рибальства в практиці держав різниться.
83545. Виключна економічна зона та її правовий режим 33.18 KB
  Ширина виключної економічної зони не повинна перевищувати 200 морських миль що відраховуються від вихідних ліній від яких відмірюється ширина територіального моря. Прибережна держава в межах виключної економічної зони має суверенні права на розвідку розробку і збереження природних ресурсів як живих так і неживих що знаходяться у її водах на морському дні або його надрах. Прибережна держава в межах своєї виключної економічної зони користується не тільки економічними повноваженнями але й юрисдикцією щодо створення і використання штучних...
83546. Континентальний шельф і його правовий режим. Межі континентального шельфу. Делімітація континентального шельфу 36.65 KB
  Межі континентального шельфу. Делімітація континентального шельфу Відповідно до Конвенції ООН з морського права 1982 р. Підводна околиця материка включає продовження континентального масиву прибережної держави що знаходиться під водоюі складається з поверхні і надр шельфу схилу і підйому. внутрішнім кордоном континентального шельфу є зовнішня межа територіального моря лінії на відстані 12 морських миль від вихідної лінії.
83547. Відкрите море І його правовий режим. Свободи відкритого моря 37.48 KB
  Свободи відкритого моря За зовнішньою межею територіального моря знаходяться простори морів і океанів які не входять до складу територіальних вод будьякої держави і утворюють відкрите море. відкрите море визначено як усі частини моря які не входять ані до територіального моря ані до внутрішніх вод будьякої держави. встановила що положення Частини VII Відкрите море застосовуються до всіх частин моряякі не входять ані до виключної економічної зони ані до територіальною моря або внутрішніх вод будьякої держави ані до архіпелажних...
83548. Правовий статус Міжнародного району морського дна. Використання ресурсів Міжнародного району морського дна. Міжнародний орган з морського дна 35.92 KB
  Використання ресурсів Міжнародного району морського дна. Міжнародний орган з морського дна Морське дно за межами континентального шельфу і економічної зони є територією з міжнародним режимом і утворює міжнародний район морського дна далі Район. 1 Конвенції ООН з морського права 1982 р.
83549. Поняття і види міжнародних проток. Правовий статус і режим міжнародних проток 36.7 KB
  Берега протоки можуть належати одній державі або двом чи більше державам. Якщо ширина протоки перевищує подвійну ширину територіального моря прибережної держави або держав на тій частини протоки що знаходиться поза межами територіального моря діє принцип свободи судноплавства. Якщо ж ширина протоки не є більшою ніж подвійна ширина територіального моря міжнародноправовий статус протоки є подібним до статусу територіального моря так звані територіальні протоки. Традиційно на підставі звичаєвої норми міжнародного морського права в водах...
83550. Правовий режим Чорноморських проток 36.39 KB
  Відносно проходу через протоки військових кораблів Конвенція встановила ряд загальних положень: обов\'язкове повідомлення про прохід обмеження кількості та тоннажу кораблів що проходять через протоки та ін. Конвенція проводить чітку різницю між проходом через протоки кораблів чорноморських та нечорноморських держав. Чорноморським державам дозволяється проводити через протоки кораблі будьякого тоннажу а також підводні човни.