Формы миграции химических элементов в термальных водах Байкальской рифтовой зоны

Abstract

Актуальность. Рассматриваются азотные термальные воды Байкальской рифтовой зоны, обогащенные различными элементами, включая Na⁺, SO₄²⁻ и ряд микроэлементов (Sr2+, Br, Li, Al, F⁻ и др.). Факторы, такие как высокая температура, щелочные условия и окислительно-восстановительные процессы, влияют на растворимость и стабильность соединений, определяя их формы миграции. Понимание процессов миграции химических элементов помогает раскрыть механизмы геохимических процессов в целом. Цель. Определение форм миграций основных ионов и некоторых микрокомпонентов в термальных водах. Объекты. Термальные источники центральной части Байкальской рифтовой зоны. Методы. Анализ химического состава терм и Сорг. осуществлялся классическими химическими и инструментальными методами в аккредитованных лабораториях Института природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН (г. Чита) и кафедры радиохимии МГУ. Расчёт форм миграции химических элементов осуществлялся с использованием программного комплекса HydroGeo. Результаты и выводы. Установлено, что основные катионы мигрируют в простой ионной форме. Основные катионы Na⁺ и K⁺ мигрируют преимущественно в простой ионной форме (более 90 % для Na⁺ и более 80 % для K⁺), тогда как Ca²⁺ и Mg²⁺ имеют значительно меньшие доли (30-50 и 20-25 % соответственно). Комплексообразование в основном связано с сульфатами, особенно для Ca, Mg, Li, Na и K. Карбонатные комплексы образуются с Fe, Mn и Li. Карбонатные формы в щелочных термальных водах практически отсутствуют ввиду низкой растворимости карбонатов при повышенной температуре

This paper discusses N2-thermal waters of the Baikal Rift Zone, enriched in various elements, including Na, SO4, F and a number of trace elements (Sr, Br, Li, Al etc.). Temperature, alkaline conditions and oxidation-reduction processes affect the solubility and stability of compounds, determining their migration forms. Understanding migration chemical elements helps to reveal the mechanisms of geochemical processes in general. This is extremely important for understanding the formation of natural waters composition as well as for assessing the climate change impact on the regional ecosystems. Aim. To calculate the migration forms for main ions and some trace elements in thermal waters of the Baikal Rift Zone. Objects. Thermal springs of the central part of the Baikal Rift Zone. Methods. Chemical composition of therm and Corg was analyzed in the certified laboratory of Geoecology and Hydrogeochemistry of the Institute of Natural Resources and Ecology of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences (Chita, Russia). Trace elements analysis and determination of total organic carbon were carried out at the Department of Radiochemistry of Moscow State University. Migration forms of chemical elements were calculated using the HydroGeo software package. Results and conclusions. It was obtained that cations migrate in simple ionic species. The main cations Na⁺ and K⁺ migrate predominantly in simple ionic species (more than 90% for Na⁺ and more than 80% for K⁺), while Ca²⁺ and Mg²⁺ have significantly lower (30-50 and 20-25%, respectively). Complexation is mainly associated with sulfates, especially for Ca, Mg, Li, Na and K. Carbonate complexes are formed with Fe, Mn and Li. Carbonate species are practically absent in alkaline thermal waters due to the low solubility of carbonates at elevated temperatures