Образование природных рассолов и их использование

Высококонцентрированные хлоридные кальциевые рассолы карбонатных соленосных отложений кембрийского возраста Ангаро-Ленского бассейна содержат калия до 40, стронция до 6,0, брома до 9,0 г/дм3. Выявлено наличие промышленных вод в Хатангском, Якутском и Тунгусскомартезианских бассейнах. Месторождением подземных промышленных вод называется продуктивный балансово-гидродинамический элемент подземной гидросферы, в пределах которого возможно получение подземных вод с содержанием полезного компонента (компонентов) выше минимальной для данного района промышленной концентрации. Напомним, что минимальные концентрации устанавливаются особо для каждого района в зависимости от технико-экономической рентабельности добычи подземных вод при данной глубине залегания и водообильности продуктивного пласта, возможностей утилизации отработанных вод, наличия или отсутствия «мешающих» компонентов и др. Последнее является одной из специфических особенностей оценки химического состава промышленных вод. Некоторые «контртехнологические» вещества в составе подземных вод снижают эффективность извлечения полезных компонентов по той или иной технологической схеме. Эксплуатационные запасы промышленных вод рассчитываются согласно действующим инструкциям с оценкой общего объема промышленных вод и массового содержания, извлекаемых из них компонентов, которое может быть получено на месторождении за расчетный период эксплуатации. Это количество с технико-экономических позиций должно оправдать строительство и эксплуатацию предприятия, перерабатывающего сырье, и обеспечить рентабельный режим его работы. В связи с необходимостью обеспечения стабильной производительности эксплуатационные запасы промышленных вод, выражающиеся в суммарном дебите водозабора, могут выражаться одной постоянной величиной (при неизменной концентрации полезных компонентов) или рядом изменяющихся во времени значений при прогнозируемых изменениях концентрации в процессе эксплуатации. В настоящее время региональная оценка прогнозных эксплуатационных запасов подземных промышленных йодобромных вод с составлением соответствующих карт выполнена в России для всех районов их распространения [1, с. 368].2.2. Использование рассолов как бальнеологических ресурсовЛечебными минеральными водами называют те, которые обладают бальнеологическими свойствами благодаря присутствию в их составе различных минеральных, органических или радиоактивных веществ, в том числе газов, в терапевтически активных концентрациях. Источники целебных минеральных вод использовались человеком еще в глубокой древности. Первой официальной инструкцией по применению их в России следует считать «Докторские правила» Петра I, составленные им для курорта Марциальные Воды в Карелии и оформленные специальным указом в 1719 года. Большой вклад в изучение минеральных вод внесли ученые, начиная с М.В. Ломоносова и В.М. Севергина. К числу основных компонентов состава подземных вод, представляющих интерес для бальнеологии, относятся H2S, С02, As, Fe, Br, 1, Rn, H4Si04, органические вещества. Имеют существенное значение щелочно-кислотное состояние, температура, общее содержание растворенных компонентов, а также в связи с токсичностью - повышенные концентрации некоторых ионов, в частности ряда металлов. Существуют нормы и критерии отнесения подземных вод к категории лечебных, т.е. нижние пределы концентраций компонентов, при которых вода начинает оказывать на организм человека бальнеологическое воздействие, отличающееся от действия обычной питьевой воды.В основе воздействия на организм человека вод с различными минерализацией и составом лежат, в частности, осмотические и диффузионные явления, поскольку плазма крови представляет собой хлоридный натриевый раствор, содержащий белки и другие органические вещества, с формулой ионного состава. Общая концентрация этих ионов в крови составляет около 300 ммоль/дм3 , поэтому каждая вода в зависимости от ее состава может быть «гипо-», «изо» - или «гипертонической» по отношению к плазме крови, что и определяет направление осмотических и диффузионных процессов. В зависимости от состава изотоническими могут быть воды с минерализацией от 8,4 до 13,0 г/дм3 . Воды с такой минерализацией и меньшей применяют на курортах для питья, с минерализацией 2-8 г/дм3~ в качестве лечебно-столовых, с минерализацией 10-140 г/дм3 - как купальные. При превышении этих норм вода подлежит разведению с условием сохранения кондиционности по терапевтически активным компонентам. Температура, не являясь сама по себе бальнеологическим фактором, служит важным показателем. Наиболее рентабельны воды с температурой 35-42°С, более холодные требуют подогрева, более горячие– охлаждения. Целям систематизации огромного разнообразия состава и свойств лечебных минеральных вод служит классификация В.В. Иванова и Г.А. Невраева (1964), которая позволяет учесть как все бальнеологические компоненты и свойства, так и общие характеристики ионного состава, величину минерализации, щелочно-кислотное состояние и температуру минеральных вод. Особым достоинством данной классификации является четкое место каждого известного типа минеральной воды в сетке «бальнеологическая группа и газовый состав - ионный состав и минерализация», что облегчает поиск аналогов и сокращает время и стоимость клинических испытаний новых лечебных минеральных вод. В зависимости от состава фармакологически активных компонентов и газов минеральные воды разделены на восемь основных бальнеологических групп с подгруппами по газовому составу: 1) углекислые; 2) сульфидные (СН4, N2 или С02); 3) железистые, мышьяковистые и др. (N2, СО2); 4) бромные, йодобромные и йодные (N2, СН4);5) с повышенным содержанием органических веществ (N2, СН4); 6) радоновые (N2, СО); 7) кремнистые термальные (N-, СН4, С02). 8) без специфических компонентов и свойств – включает лечебные минеральные воды, бальнеологическое действие которых определяется составом макрокомпонентов и величиной минерализации. К ней относятся московский (SО4Са, минерализация 3,9 г/дм), баталинский (SО4Na , минерализация 20 г/дм3), старорусский (CI-Na, минерализация 20 г/дм3) и другие типы минеральных вод [1, с. 374]. Краткая характеристика этих групп рассматривается ключевым методом на примерах известных месторождений. Для каждой бальнеологической группы вод выделяется несколько основных характерных типов месторождений для минеральных лечебных вод в отличие от пресных основным фактором, определяющим их ценность и возможность использования, является наличие бальнеологически активных компонентов, в связи с чем месторождения лечебных вод нередко эксплуатируются, несмотря на небольшую величину запасов. По условиям формирования и залегания, определяющим особенности состава минеральных вод и методы оценки эксплуатационных запасов, Г.С. Вартанян и Л.А. Яроцкий выделяют шесть типов месторождений: 1) пластовые - артезианские бассейны платформенного типа; 2) пластовые - предгорные и межгорные артезианские бассейны и склоны; 3) трещинно-жильные - горно-складчатые гидрогеологические области; 4) гидроинжекционные (пластовые) - зоны разгрузки глубоких вод в межпластовые напорные горизонты артезианских структур; 5) гидроинжекционные (грунтовые) - зоны разгрузки глубоких вод в грунтовые водоносные горизонты; 6) грунтовые. При исследованиях месторождений лечебных минеральных вод кроме детального изучения особенностей ионного и газового состава особое внимание обращается на их режим и сезонную устойчивость кондиционных показателей в течение всего расчетного срока эксплуатации. Специальные гидрогеохимические данные необходимы для оценки возможного агрессивного воздействия вод на оборудование водозаборов и водопроводов, для прогноза возможного осаждения солей и «зарастания» скважин с падением. При расчетах эксплуатационных запасов газирующих вод вводятся поправки на «газлифт» - явление самопроизвольного подъема к поверхности газоводяной смеси при откачке, для термальных вод – на температуру.ЗаключениеЦелью данной работы было изучениеособенностей процесса формирования природных рассолов и возможность их применения человеком в своей хозяйственной деятельности. Изучив различные источники литературы по данной теме, были сделаны следующие выводы. Итак, природные воды с гидрогеохимической точки зрения представляют собой сложнейшую систему, состав, состояние и свойства которой в каждом конкретном случае определяют: 1) свойства самой воды; 2) свойства содержащихся в ней веществ;3) условия взаимодействия их между собой и с окружающей средой.Формирование высокоминерализованных вод или природных рассолов зависит также от ряда факторов, причем в каждом конкретном случае совокупность определяющих факторов будет отличаться. До сих пор нет единого мнения среди ученых на процесс формирования природных рассолов. В работе рассмотрена одна из классификаций по генетическому типу природных рассолов по химическому составу. Природные рассолы все активнее вовлекаются в промышленную переработку как комплексное сырье для получения различных химических продуктов. Определенный генетический тип рассолов используется для добычи определенных элементов. Например, из рассолов хлоркальциевого типа извлекают Br, В, I, Li и других микроэлементы, из рассолов гидрокарбонатно-натриевого типа – каустическую и кальцинированную соду и т.д. Еще одним важным назначением высокоминерализованных природных вод или рассолов служит применение их как лечебных вод. Список литературыВсеволжский, В.А. Основы гидрогеологии: Учебник / В.А. Всеволжский. - 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во МГУ, 2007. – 448 с. Курбанов М.К. Геотермальные и гидроминеральные ресурсы Восточного Кавказа и Предкавказья / М.К. Курбанов. - М.: Наука, 2001.Рассолы [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.mining-enc.ru/r/rassoly/. – Горная энциклопедия. – (Дата обращения: 06.12.2016).Сидкина, Е.С. Геохимия подземных рассолов западной части Тунгусского бассейна [Текст]:  автореф. дис. на соиск. учен.степ. канд. геолого-минерал. Наук (25.00.07) / Евгения Сергеевна Сидкина, Нац. исслед. Том.политехн. ун-т.- Томск, 2013. – 21 с. Сулин, В.А.Условия образования основы классификации и состав природных вод, в частности вод нефтяных месторождений [Текст] / В.А. Сулин. - М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1948 - Ч.1: Образование и основы классификации природных вод. - М.: Изд-во АН СССР, 1948. - 105 с. Шварцев, С. Л. 13 сессия международного симпозиума по взаимодействию воды с горными породами, Гуана-Хуато, Мексика, 16-20 августа 2010 г. / С. Л. Шварцев, Б. Н. Рыженко // Геохимия: ежемесячный журнал / Российская академия наук (РАН). — 2011. — № 6. — С. 666-669.