CC BY
17
БИОНЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ХИМИЯ И БИОХИМИЯ НАТЕЧНЫХ ВОД НЕКОТОРЫХ КАРСТОВЫХ ПЕЩЕР
РЕСПУБЛИКИ ГРУЗИЯ
Ломсианидзе Изолда Александровна
ассоциированный профессор Кутаисского государственного университета имени Церетели
4600, Республика Грузия, г. Кутаиси. улица Тамар Мепе, 59 E-mail: izoldalomsianidze@yahoo. com
Джулакидзе Иракли Жозевич
ассоциированный профессор Кутаисского государственного университета имени Церетели
4600, Республика Грузия, г. Кутаиси, улица Тамар Мепе, 59
E-mail: _ i.julakidze@mail.ru
Хвичия Лаша Александрович
специалист-химик Кутаисского государственного университета имени Церетели 4600, Республика Грузия, г. Кутаиси. улица Тамар Мепе, 59 E-mail: lasha.xvichia1993@gmail.com
Чхеидзе Бека Гогиевич
студент, химик Кутаисского государственного университета имени Церетели 4600, Республика Грузия, г. Кутаиси. улица Тамар Мепе, 59 E-mail: chxeidzebeqa1994@gmail.com
CHEMISTRY AND BIOCHEMISTRY OF DRIP WATERS OF SOME KARSTIC CAVES
OF THE REPUBLIC OF GEORGIA
Izolda Lomsianidze
associate professor, Kutaisi Akaki Tsereteli State University 4600, Republic of Georgia, Kutaisi, Tamar Mepe st., 59
Irakli Djulakidze
associate professor, Kutaisi Akaki Tsereteli State University 4600, Republic of Georgia, Kutaisi. Tamar Mepe st., 59
Lasha Khvichia
specialist-chemist, Kutaisi Akaki Tsereteli State University 4600, Republic of Georgia, Kutaisi. Tamar Mepe st., 59
Beka Chkheidze
student, chemist Kutaisi Akaki Tsereteli State University 4600, Republic of Georgia, Kutaisi. Tamar Mepe st., 59
АННОТАЦИЯ
В статье изучен химический состав тёчных вод карстовых пещер западной Грузии: „Мурад", „Прометей", „Сатаплия". Изучали причину образования шаровых форм в пещере „Мурад", которые не имеют аналогов в Грузии и представляют большую редкость в мире.
ABSTRACT
The article studies the chemical composition of drip waters of the karstic caves of Western Georgia: 'Murad', 'Prometheus', 'Sataplia'. The reason for the formation of globular forms in the cave 'Murad' has been studied. These forms have no analogues in Georgia and are very rare in the world.
Библиографическое описание: Химия и биохимия натечных вод некоторых карстовых пещер республики Грузия // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. Ломсианидзе И.А. [и др.]. 2017. № 10(40). URL: http://7universum. com/ru/nature/archive/item/5161
Ключевые слова: пещера, карст, катионы, анионы, кислород, углекислый газ. Keywords: cave, karst, cations, anions, oxygen, carbon dioxide.
Введение
По расчётам Максимовича карстовые породы на нашей планете занимают треть суши - площадью 50 млн км2. К этому добавляются карстовые участки на дне морей и океанов, площадь которых не известна. [3]
Для образования карстовых пещер нужны следующие условия:
1. основным условием образования карстовых пещер является существование цельной массы легкорастворимых пород: Каменная соль, гипс, известняк, доломит, карбонатные рушенные породы, травер-тины; [1,2]
2. для карстового процесса, а также для пещеро-образования, кроме литологических условий нужны структурно-геологические условия: слойность породы, наклонность этих слоев, а также направление и характер трещин; [1,2]
3. для процесса карствования обязательным является регулярный поток воды в виде: атмосферных осадков, поток талой воды, подземная или поверхностная река. [1,2,3]
Растворённый в воде С02 ускоряет химическое растворение пород. Поэтому, чем больше СО2 в воде, тем интенсивнее идёт карствование породы. [2]
4. Для развития карста обязательна постоянная циркуляция подземной воды. [1,2,3]
Республика Грузия (особенно её западная часть) богата карстовыми пещерами: „Прометей", „Сатап-лия" (переводится как место, где много мёда) и т.д.
В ноябре 2014 года группа альпинистов клуба „Тетнулди" и охотник Мурад открыли новую карстовую пещеру и назвали её пещерой „Мурада".
При исследовании пещеры был открыт зал с ста-лактидами, которые заканчивались шарообразными формами. Сталактиды такой формы не имеют аналогов в Грузии и представляют большую редкость в мире. Эти шарообразные образования возникают в основном в тихих уголках - пещеры, в подземной лагуне, образованной из тёчных вод. Температура воздуха в пещере = 7°С, Температура воды в лагуне равна - 8°С
Все эти шары расположены в одной плоскости. Диаметр кальцитных окаменевших шаров колеблется от 5 см - до 60 см.
По утверждению учёных, эти формы были образованы в лагуне, одновременной на одном уровне, а после понижения уровня воды повисли над водой как люстры. Такие шаровые образования находятся и на дне лагуны.
пещера „Промете"
пещера „ Сатаплия"
пещера „Мурад"
В процесс исследования новой пещеры включилась группа учёных, среди них были и мы, группа химиков из Государственного университета имени Церетели г. Кутаиси.
Нашей целью было исследование воды из лагуны, чтобы найти причину образования шаровидных форм.
Экспериментальная часть.
Исследовали воду. Определяли катионы, анионы растворённой в воде кислород, растворённы СО2 в воде (учитывая РН показатель воды и щёлочнасть). Определяли биохимическое потребление кислорода БПК5 (через 2, 3, 5, 10, 15 дней).
Определяли катионы следующими методами:
М^2+ - комплексонометрическим методом (три-лонометрическим методом).
Са2+ - комплексонометрическим методом.
Ре3+ - фотоэлектроколориметрическим методом (с использованием сулфосалициловой кислоты).
Си2+ - фотоэлектроколориметрическим методом.
2и2+ - фотоэлектроколориметрическим методом (с использованием дитизона).
РЪ2+ - фотоэлектроколориметрическим методом.
А13+ - фотоэлектроколориметрическим методом (употреблением дитизона).
НСО- - ацидиметрическим методом. - весовым методом.
С1- - методом меркурометрии.
I- - методом иодометрии.
Работы проводились на КФК - 3.
Растворённый в воде кислород определяли методом иодометрии. [7]
РН определяли на РНметре. модель - РЖ-3Б/
В воде растворённого СО2 определяли методом титрования. При вычислениях учитывали РН и щелочность воды.
Биохимическое потребление кислорода БПК5 определяли через 2, 3, 5, 10, 15 дней методом иодометрии. [4, 5, 6]
Результаты.
Были получены следующие результаты:
Таблица 1.
Количество катионов в тёчных водах пещеры: „Мурад", „Прометей", „Сатаплия"
№ наименование пещеры количество катионов, мг/л
Mg2+ Ca2+ Fe3+ Zn2+ Pb2+ Al3+
1. „Мурад" 0.04 3.28 0.066 0.008 0.0065 0.0009 0.0035
2. „Прометей" 0.37 4.59 0.211 0.006 0.0037 0.0003 0.0017
3. „Сатаплия" 0.32 3.09 0.177 0.001 0.0413 0.0006 0.0046
Таблица 2.
Количество анионов и показатели РН в тёчных водах пещеры: „Мурад", „Прометей", „Сатаплия"
№ наименование пещеры количество анионов, мг/л показатель PH
4 а- I-
1. „Мурад" 1.76 0.621 0.416 - 7.3
2. „Прометей" 3.35 0.411 1.045 - 6.5
3. „Сатаплия" 2.43 0.411 0.429 - 6.7
Таблица 3.
Количество в воде растворённого кислорода, углекислого газа и биохимическое потребление кислорода
(БПК5)
№ наименование в воде растворенный O2 мг/л в воде растворенный Ш2 мг/л биохимическое потребление кислорода, мг/л
пещеры через 2 дня через 3 дня через 5 дней через 10 дней через 15 дней
1. „Мурад" 10.8 5 9.0 8.2 6.6 5.4 2.6
2. „Прометей" 7.4 18 7.2 5.5 5.2 4.9 4.2
3. „Сатаплия" 9.1 13 9.2 8.5 7.7 6.6 5.7
Выводы. кол-во ионов Са2+ почти таков, как в других пещерах.
1. По количеству катионов и анионов пещеры Очень мала кол-во ионов Mg2+ - 0,04 мг/л. „Прометей" и „Сатаплия" почти сходны и резко отличаются от данных пещеры „Мурад". Например, кол-во НСО- в пещере „Мурад" равно 1,76 мг/л, а
№ 10 (40)
2. Кол-во в воде растворённого С02в пещере „Мурад" меньше, чем в других пещерах (5 мг/л). Показатель РН=7.3, Когда показатель РНв других пещерах почти одинаковый (6,5-6,7).
3. Количества в воде растворённого кислорода в пещере „Мурад" выше, чем в других пещерах (10,8 мг/л).
Для возникновения жизни в воде нужен 6 мг/л
октябрь, 2017 г.
4. При определении биохимического потребления кислорода в тёчных водах, самый высокий показатель получили в пещере „Мурад" (9,0 мг/л -8,2 мг/л- 6,6 мг/л - 5,4 мг/л - 2,6 мг/л).
Исходя из полученных данных, мы предполагаем, что в лагуне пещеры „Мурад" может находиться форма жизни, содержащая СаСОэ, или эта жизненная форма интенсивно могло способствовать химическому процессу образования СаСОз, что и привело к формировании шарообразных форм.
Исследование продолжается.
Список литературы:
1. Лежава З. - Карст плато верхней части Имерети. - Тбилиси, из-во „Универсал". 2015, с-210 (на грузинском языке).
2. Маруашвили Л. - Основы пещероведения (на грузинском языке). - Тбилиси, 2013, с-270.
3. Максимович Г.Л. - Основы карствоведения. - I-II т, Пермь, 1993, с-1180.
4. Резников А.А., Муликовская Е.М. - Метод анализа природных вод, из-во „Недра", Москва, 1970, с-479.
5. Семёнов А.Р. - Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши, „гидрометеоиздат", Ленинград, 1977, с-540.
6. Шарло Г. - Методы аналитической химии, I-II, из-во Химия, Москва, 1969, с-1204.
7. Jonson Robyn L., Holmyuist Dan D., Redding Kally - Water Quality with Vernier, Vernier, Printeg in the United States of America, 2015, p-1044.
