ГАЗЫ ПРИРОДНЫХ ВОД. Геохимическая классификация газов

Во всех природных водах растворены газы, некоторые воды содержат и свободный (спонтанный) газ, образующий пузырьки. Они особенно характерны для участков резкого уменьшения давления, например для выходов глубинных вод. Кисловодский нарзан образно называли «холодным кипятком» за то, что в месте его выхода вода «клокотала» от огромного количества пузырьков углекислого газа.

Содержание газов в водах, как правило, невелико, однако их геохимическая роль не пропорциональна массе — огромное значение имеет высокая химическая активность и миграционная способность газов.

В. И. Вернадский подчеркивал геохимическую роль газов, в его классификации вод они занимают более высокий таксономический ранг, чем ионы. По газовому составу ученый выделял кислородные, углекислые, азотные, метановые, сероводородные и водородные воды.

Идеи В. И. Вернадского получили дальнейшее развитие у А. М. Овчинникова, который все воды разделил на три типа:

1)        воды с газами окислительной обстановки (N2, 02, С02 и др.);

2)        воды с газами восстановительной обстановки (СН4, H2S, С02, N2 и др.);

3)        воды с газами метаморфической обстановки (С02 а ДР-).

Далее классификация строится по соотношению катионов (Na+, К+, Са2+, Mg2+) и анионов (SOf , ЫСОз", CI-). В результате получилась стройная «гидрогеохимическая система природных вод» ( 9).

Геохимическая роль газов зависит от кларков и химической активности элементов. Активные элементы с высокими кларками образуют ведущие газы, к которым относятся свободный кислород (Оо), сероводород (H2S),. углекислый газ (С02), водород (Н2). Растворяясь в воде, они определяют условия миграции многих элементов, становятся своего рода геохимическими диктаторами. Поэтому состав растворенных ведущих газов положен в основу классификации и наименования важнейших геохимических типов природных вод (углекислые воды, сероводородные воды ит. д.). Большинство газов в силу своей химической инертности (N2, Аг) или очень низкого содержания в вЬдах (например, H2Se) не относятся к ведущим.

Для верхней части земной коры, биосферы, автор в 1979 г. предложил следующую геохимическую классификацию газов (выделены ведущие газы):

А. Активные газы

I.          Неорганические газы

Окислители (некоторые влияют и на щелочно-кислотные условия

род):

02 ,      03,       Гу02,  Y2,      Н202, N0.

Восстановители (некоторые влияют и на щелочно-кислотные условия Юд):

H2S, Н2 H2Se, NH3, N2, N20, CO, Hg..

Полярные газы, преимущественно влияющие на щелочно-кислотные словия вод (некоторые влияют и на окислительно-восстановительные словия):

С02, Н20 НС1, НГ, S02, S03.

II.        Органические газы

Углеводороды и их производные:

рн4, C2HS, С3Н„, С4НЬ, С2Н4 и другие, сложные летучие органические Соединения, выделяемые микроорганизмами, растениями и животны-  Ли (в том числе элементоорганические соединения).

 Пассивные газы (инертные) Ar, Не, Ne, Кг, Хе, Rn.

Происхождение газов в водах связано с различными причинами. В 1937 г. В. В. Белоусов выделил газы воздушного, биохимического, химического и радиоактивного вроисхождения. Это те процессы образования газов, которые протекают в современную эпоху. Если же рассматривать вопрос в историческом аспекте, то выяснится, что атмосфера (газы воздушного происхождения) является в основном созданием жизни (биохимическое происхожение), а  третий по массе компонент атмосферы — нертный газ аргон — продукх радиоактивного распада 'Аалия. Автор выделил три основные группы процессов, |енерирующих газы; физико-химические, биогенные i техногенные.

К содержанию книги: Геохимия природных вод