1. Составитель: Н.В. Осинцева
Источники:
Всеволжский В.А. Основы гидрогеологии. М.: Изд-во МГУ,
2007.- 448 с.
Шварцев С.Л. Общая гидрогеология. М.: Недра, 1996. – 423 с.
Леонова А.В. Основы гидрогеологии и инженерной
геологии. Томск: Изд-во ТПУ, 2011.- 147 с.
Состав подземных вод
конспект лекций

2. Изотопный состав подземных вод
Изотопы водорода: 1Н (протий),
2Н (D, дейтерий),
3Н (Т, тритий)
Изотопы кислорода: 16О, 17О, 18О
Обычная вода (протиевая): 1Н2
16О
Тяжелая вода (дейтериевая): D2
16О
Сверхтяжелая вода (тритиевая): T2
16О
Вода с тяжелым кислородом: 1Н2
18О
Остальные изотопные модификации воды в природе
практически не встречаются.

3. Свойства обычной и тяжелой воды
Физические свойства Обычная
вода Н2О
Тяжелая вода
(дейтериевая) D2О
Температура кипения, °С 100 101,4
Температура замерзания, °С 0 3,8
Температура максимальной
плотности °С
4 11,2
Плотность, г/см3
1 1,1
Подавляющая масса воды на Земле – обычная
(дейтериевая). Тяжелая вода составляет всего 0,02% всех
природных вод, сверхтяжелая и вода с тяжелым кислородом –
ничтожное количество. Остальные изотопные модификации
в естественных условиях не встречаются.

4. Тяжелая вода
O Открыта в 1932 г. Г. Юри, Ф. Брикведде и Дж. Мёрфи
O Впервые получена в чистом виде и изучена в 1933г.
Г. Льюисом и P. Макдональдом.
O Тяжёлая вода - яд, так как замедляет биологические
процессы, действует угнетающе на живые организмы.
O Тяжёлая вода - лучший замедлитель нейтронов
(коэффициент замедления нейтронов 5700). Ее
применяют в качестве замедлителя нейтронов и
теплоносителя в ядерных реакторах на тепловых
нейтронах (тяжеловодные реакторы). Перспективно
использование тяжёлой воды как источника D2 для
термоядерного синтеза.

5. Тяжелая вода
O Месторождений тяжелой воды в природе не выявлено
O Тяжёлую воду получают из воды или водорода с
естественным изотопным составом
O Современное мировое производство тяжелой воды
составляет несколько тысяч тонн в год
O Основные страны-производители - Канада, США, Индия,
Норвегия.
Лит.: Киrшенбаум И., Тяжелая вода. Физические свойства и методы анализа,
пер. с англ., M., 1953;
Шатенштейн А.И., Изотопный анализ воды, 2 изд., М., 1957;
Казавчинский Я. 3. и др., Тяжелая вода, тепло-физические свойства, M.-Л.,
1963;
Андреев Б.M., Зельвенский Я.Д., Катальников С. Г., Тяжелые изотопы водорода
в ядерной технике, M., 1987.

6. Химический состав подземных вод
…это совокупность содержащихся в них
растворенных минеральных и органических
соединений за исключением тех, из которых
состоит живое вещество.

7. Основные химические элементы
подземных вод
O Н, О – в составе молекулы воды и других
соединений
O C, Cl, N, Si – образуют анионы, газы,
органические вещества
O Na, Ca, Mg, K, Fe – образуют катионы
O Р, F, Вг, В, I, Sr, Сu, As, Pb, Zn, Ag, Hg, Sb, Ni, Co,
Rb, Cs, Se, Cr, U, Ra, Li и др.

8. Минерализация – суммарная масса
растворенных твердых минеральных веществ в
единице объема или массы воды.
Измеряется в г/дм3, мг/дм3, к/кг, мг/кг.
Сходные характеристики
Сумма ионов - минерализация, выраженная в
молях на единицу объема воды
Сухой остаток - масса нелетучих растворенных
веществ в единице объема или массы воды
Интегральная характеристика общего
количества растворенного вещества в
подземных водах –

9. Минерализация зависит от состава горных пород
Минерализация зависит от условий водообмена
Поступление растворенных веществ в
подземные воды
O Растворение водовмещающих пород
O Погребение морских вод
O Поступление из атмосферы
O Продукты жизнедеятельности водных
микроорганизмов

10. Классификация подземных вод по величине
общей минерализации
(по М.С. Гуревичу, Н.И. Толстихину)
Класс вод Подкласс вод Минерализация, г/л
Пресные Ультрапресные <0,2
Умеренно пресные 0,2–0,5
Собственно пресные 0,5–1
Солоноватые Слабосолоноваты 1–3
Умеренно солоноватые 3–10
Соленые Слабосоленые 10–30
Сильносоленые 30–50
Рассолы Слабые 50–100
Крепкие 100–320
Сверхкрепкие 320–500
Предельно насыщенные >500

13. Жесткость воды
определяется
наличием в ней ионов
Mg2+ и Ca2+
Измеряется в миллиграм-
эквивалентах/ миллимолях
ионов Mg2+ и Ca2+ на
единицу объема воды:
мг-экв/л или ммоль/дм3.
Жесткость питьевых вод
не должна превышать
7 мг-экв/дм3.

15. Микро- и
мезокомпоненты не
определяют
химический тип воды,
но оказывают
значительное влияние
на его свойства.

16. Наибольшей
растворимостью обладают
СО2 – 1,7 л/л
H2S – 4,6 л/л
Наименее растворимы
He (0,09 л/л), Ne, H
В верхней части разреза
преобладают N2, O2
В нижней части разреза
преобладают N2, H2S, CO2
Азональные газы: N2,
радон