CC BY
45
УДК 556.3+556.5
Исследование индикаторных свойств химических элементов, отвечающих особенностям геохимии сред формирования
природных минеральных вод
А.Н. Васильев, В.Г. Амелин
Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых, Владимир, Россия
Как показывают исследования, каждый регион суши характеризуется опеределенными гидрохимическими показателями, отвечающими пространственным закономерностям геохимических сред. Авторами предложен метод исследования закономерностей в химическом составе природных минеральных вод и выявления элементов индикаторов, отвечающих геохимическим особенностям сред их формирования. Исходным материалом исследования стали результаты химического анализа вод, выполненного на масс-спектрометре с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) «Elan 9000 DRC II» (Perkin-Elmer, США). Минеральные воды были охарактеризованы набором качественных и количественных параметров: геохимия водных мигрантов, поэлементный сравнительный анализ концентраций, ареалы происхождения и условия добычи вод. Данные параметры компоновали в сводную таблицу, из которой были установлены ряд закономерностей. Выявлены элементы индикаторы Sr, Ba, Mn, Li, Br, B, I, Ge, Rb, отвечающие геохимическим особенностям среды формирования вод.
Ключевые слова: минеральные воды, геохимия сред, химический состав, индикаторы, формирование вод.
DOI: 10.18599/grs.18.2.11
Для цитирования: Васильев А.Н., Амелин В.Г. Исследование индикаторных свойств химических элементов, отвечающих особенностям геохимии сред формирования природных минеральных вод. Георесурсы. 2016. Т. 18. № 2. С. 133-137. DOI: 10.18599/grs.18.2.11
Введение
Химический состав подземных вод, в том числе минеральных, является следствием взаимодействия геологических пород с подземной гидросферой, где вода как универсальный растворитель выступает главным агентом выноса из минералов водных мигрантов (Перельман, 1982; Шварцев, 1998). Каждый регион суши характеризуется определенными гидрохимическими показателями, выступающими в качестве территориальных индикаторов происхождения подземных вод. Как показывают наши исследования, каждой природной минеральной воде характерен свой «отпечаток пальцев» по содержанию и набору химических элементов, которые выступают в качестве «географических маркеров» происхождения вод (Амелин и др., 2012). Кроме практической значимости, которая заключается в установлении фальсификации и географического происхождения природных минеральных вод, исследование химического состава вод ориентирует на решение других задач, одна из которых сводится к установлению закономерностей между химическим составом природных минеральных вод и геохимией среды их формирования.
Цель данной работы - исследование закономерностей в химическом составе природных минеральных вод и выявление элементов индикаторов, отвечающих геохимическим особенностям сред их формирования.
Экспериментальная часть
В работе использовался квадрупольный масс-спектрометр с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) «Elan 9000 DRC II» (Perkin-Elmer, США). Полученные данные обрабатывались компьютерной программой «Elan ICP-MS Instrument Control ver. 3.4» (Perkin-Elmer, США).
В качестве стандартов использовались сертифицированные 1 г/л моно- (K, Mg, Ca, Zn, Fe, Na) (Panreac, Испания) и мультиэлементные растворы для ИСП-МС (Perkin-Elmer, США). Разбавления проводились в пластиковой посуде ультрачистой деионизованной водой 15-18 МОмсм2
(ТУ 2123-002-00213546-2004). Для подготовки образцов и холостых проб использовалась концентрированная азотная кислота «ос.ч.» (ГОСТ 11125-84). Градуировочные растворы готовились разбавлением соответствующих стандартов. Для обзорного анализа и идентификации минеральных вод использовался полуколичественный режим сбора данных «ТЫа^иаП», преимущество которого заключается в определении полного изотопного элементного состава пробы за относительно короткое время измерения (2-3 мин).
Объект исследования
Исследовались природные минеральные воды: Нарзан, Ессентуки № 17, Ессентуки № 4, Рычал-Су, Ретег, У^пеИа, Ьш881ша, Серебряный сокол, Суздальские напитки, Липецкий бювет. Исходным материалом исследования стали результаты многоэлементного анализа и содержание основных макроингредиентов (Табл. 1, 2). Анализ проводился на базе данных ФГБУ «Федеральный центр охраны здоровья животных» (ВНИИЗЖ), в рамках работы по идентификации минеральных вод, приобретенных в торговой сети, по географическому происхождению. База данных создана по водам из соответствующих источников или же скважин.
Результаты и их обсуждения
На базе комплексного подхода авторами предложен метод выявления индикаторных свойств ряда химических элементов, подчеркивающих геохимические особенности сред формирования природных минеральных вод. Минеральные воды были охарактеризованы следующим набором параметров: геохимия водных мигрантов, поэлементный сравнительный анализ концентраций, ареалы происхождения и условия добычи вод. Приведенный набор параметров скомпонован в сводную таблицу.
Геохимические свойства водных мигрантов. Миграционные свойства большинства химических элементов изучены в полной мере и выступают критериями геохимической классификации, что дает возможность проследить пути
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ ■■«^Н
НШШШйЕЗЗк
их попадания в растворы минеральных вод (Крайнов и др., 2004). В то же время, водная миграция таких элементов как ^ У, ИИ, Те, Ьа, Ей, Се изучена еще слабо, тем более что концентрация данных элементов не превышает 1 мкг/л, наравне с такими элементами как Со, РЬ, Т1, ТИ, гг.
Поэлементный сравнительный анализ концентраций. В анализе использованы наиболее информативные значения: 1) диапазон концентраций; 2) величина соотношения максимальной концентрации к минимальной (с /с , табл. 3).
4 тах тт' '
Величина с /с у эле-
тах тт ^
ментов Бг, Ва, Мп, Ы, Вг, В, I, ве, Мо, ИЬ, С8 измеряется сотнями и тысячами раз. Концентрации Мо, Си и С8 -менее 5 мкг/л, что по сравнению с другими элементами ничтожно мало. Выразим величину концентрации элементов в процентах и расположим минеральные воды в порядке увеличения их концентрации (Табл. 4).
Ареалы происхождения минеральных вод. Добыча исследуемых вод ведется как на платформенной области, так и в горных областях:
1) воды из платформенной области Восточно-европейской равнины (Серебряный сокол, Суздальские напитки, Липецкий бювет);
2) воды из складчатых областей альпийский региона (Ье^та, Ретег, \itasne11a) и кавказского региона (Нарзан, Рычал-Су, Ессентуки № 17, Ессентуки № 4).
Условия добычи вод. Сведения о способе забора минеральных вод и температурном режиме представлены в табл. 5.
Компоновка сводной таблицы. Для выявления закономерностей приведенный набор параметров скомпонован в таблицу.
Определяемый элемент (ПО*, мкг/л) Нарзан (стекло пластик) Ессентуки № 17 (стекло пластик) Ессентуки №4 Рычал-Су (стекло пластик) Серебряный сокол (пластик) Суздальские напитки (пластик) Липецкий бювет (пластик) У^впеПа (пластик) Ьтввипа (пластик) Ретег (стекло)
и (0,1) 140 150 1010 990 1100 1600 1500 9,5 3,8 160 1,5 2,0 7,6
Ве (0,1) 0,042 0,031 0,021 ** - 0,37 0,27 - - 0,011 - - -
В (1) 400 420 5900 5800 6600 4400 4500 7,7 3,6 3300 10 36 51
А1 (0,1) 1,2 1,7 2,9 3,1 5,2 4,9 3,3 5,6 4,8 3,8 3,0 4,6 7,4
Р (10) 21 15 29 30 25 38 64 346 550 0,23 0,14 0,18 10
вс (1) 4,5 4,7 5,3 5,8 3,9 13 14 5,9 6,4 1,9 2,2 1,4 3,5
Мп (0,1) 120 110 30 20 8,4 15 17 0,26 0,40 59 0,35 0,62 0,18
Со (0,05) 0,22 0,12 0,11 0,092 0,12 0,23 0,20 0,032 0,032 0,18 0,086 0,038 0,15
№ (0,1) 4,1 3,8 2,5 2,9 зд 1,8 2,1 3,0 1,3 2,1 1,6 0,77 1,0
Си (0,05) 3,1 3,5 2,1 1,8 3,7 2,2 1,9 0,71 0,81 9,5 0,52 0,32 3,6
йе (0,1) 0,18 0,20 6,7 6,1 13 53 56 0,042 0,058 0,051 0,018 0,0006 0,015
Вг (10) 1250 1280 13500 14000 13700 3800 3850 35 38 7100 0,012 18 190
яъ (0,05) 9,0 11 16 15 18 20 26 1,8 1,1 2,5 0,02 0,21 1,2
вг (0,05) 12000 11000 10600 9100 4400 2300 2400 134 85 1700 2000 51 960
У (0,05) 0,048 0,052 0,081 0,087 0,045 0,097 0,091 0,0004 0,0004 0,0014 0,011 0,023 0,0023
Хх (0,05) 0,20 0,16 2,3 1,7 1,3 1,5 1,3 0,0055 0,0009 0,0007 0,076 0,0095 0,042
Мо (0,1) 4,8 3,8 0,68 0,59 0,084 0,030 0,029 1,5 0,38 0,60 0,95 0,94 2,7
Ю1 (0,05) 0,68 0,63 0,56 0,32 0,14 0,11 0,10 0,0071 0,0003 0,059 0,16 - 0,027
Н (0,05) 14 60 0,94 0,13 0,29 0,0007 0,0044 120 0,0007 0,0023 0,0031 0,0008
са (0,05) 0,0035 0,0043 0,0011 0,0009 0,010 0,0009 0,0071 0,011 0,0008 0,0080 0,0081 0,0009
въ (0,05) 0,36 0,012 0,15 0,012 0,011 0,22 0,33 0,40 0,42 0,61 0,63 0,075
Те (0,05) 0,012 0,013 0,069 0,060 0,069 0,043 0,013 - 0,059 0,0050 0,024 -
I (5) 390 480 15000 13000 9900 8900 900 880 37 15 590 110 480 20
Се (0,05) 2,0 2,4 1,1 1,0 0,97 0,85 0,10 0,081 0,21 0,22 0,087 0,38 0,26 0,0065
Ва (0,05) 11 12 1400 1300 2060 2500 2600 0,17 0,25 6,5 44 5,7 38
Ьа (0,05) 0,0015 0,0011 0,016 0,012 0,024 0,017 0,015 0,0035 0,0031 0,0013 0,0022 0,021 0,0047
Се (0,05) 0,013 0,0004 0,0052 0,0055 0,018 0,0065 0,0021 0,0005 0,0039 0,0046 0,024
Ей (0,05) 0,0027 0,0035 0,21 0,18 0,31 0,44 0,45 0,0008 0,0007 0,0003 0,0049 0,0005 0,0099
XV (0,05) 0,0169 0,36 0,35 0,14 0,14 0,17 0,018 0,047 0,0049 0,02 0,11 0,075
Т1 (0,05) 0,84 0,73 0,0020 0,0010 0,0021 - 0,0005 - - - - -
РЬ (0,05) 0,95 0,93 0,35 0,40 0,045 0,11 0,099 0,18 0,85 0,68 0,049 0,010 0,28
В1 (0,05) 0,46 0,32 0,20 0,15 0,047 0,010 0,0089 0,39 0,077 0,0035 0,0092 0,0051 0,0082
ТЬ (0,05) 0,0022 0,0025 0,021 0,016 0,0076 0,014 0,016 0,0019 0,0019 0,018 0,0007 0,0009 0,0010
и (0,05) 2,4 2,7 0,45 0,43 0,0048 0,020 0,014 1,1 0,32 0,11 6,5 5,0 3,9
Табл. 1. Результаты обзорного анализа природных минеральных вод (мкг/л, среднее значение из трех различных партий воды). Примечание - *ПО- предел обнаружения, **- не обнаружено.
к 8С1ЕОТ1ПСАЫ[]ТЕСНМ1СЛ1..Юи№А1.
4Ш БЕ^ЕЕ^У
Качественные параметры:
1) горизонтальная линейка - ряд микроэлементов, дифференцированных по свойствам в водных растворах (анионы и катионы) и по подвижности;
2) вертикальная линейка - ряд минеральных вод, сгруп-
Минеральная вода С1 so4^ НСОз Са2+
Суздальские напитки 5-7 8-15 130-160 30-45
Серебряный сокол <10 <25 200-300 35-70
Липецкий бювет 500-850 1200-1700 200-400 120
Ьетвипа 0,3 13,7 56,8 19,5
Регпег 25 48 445 158
УкатеИа 1,3 80 296 82
Нарзан 100-150 300-500 1000-1500 300-400
Рычал-Су 450-550 <25 2500-3000 <25
Ессентуки № 17 1400-2100 <25 5200-6500 <100
Ессентуки № 4 1500-1900 <25 3600-4500 <150
Табл. 2. Содержание основных макроингредиентов минеральных вод (мг/л, среднее значение из трех различных партий воды).
Элемент с, мкг/л Сщах/ С min Элемент с, мкг/л СщаJ Cmin
Li 1,5-1600 1066 В 3,6-6600 1833
Br 0,012-14000 116666 Sr 51-12000 235
I 15-15000 1000 Ва 0,17-2600 15294
Al 1,2-7,4 6 Ni 0,77-4,1 5,3
Mn 0,18-120 667 Ge 0,0006-56 93333,3
Cu 0,32-3,7 11,56 Mo 0,029-4,8 165,5
Rb 0,02-26 1300 и 0,11-6,5 59
Cs 0,0065-2,4 369
пированных по ареалам происхождения - платформенный (П) или горный (Г);
3) способ добычи - источник (Ис) или скважина (Ск, глубина);
4) температурный режим - не термальный (0), слаботермальный (т), термальный (Т).
Количественные параметры:
5) величины концентраций выбранных элементов %, позиции в ряду;
6) диапазоны концентраций элементов (мкг/л) и с _ /с_
max mm7
Табл. 3. Диапазоны концентраций и величина с /с . элементов
' ' i r i max mm
в исследуемых минеральных водах.
7) содержание макроингредиентов: С1 ", Б042" , ИС03" , Са2+ (мг/л).
Оперирование суммой параметров табличного массива в рамках причинно-следственных цепочек установило:
1. Высокие концентрации брома, бора и йода характерны для скважинных вод кавказского региона, что указывает на присутствие йодобромных и бороносных вод, приуроченных к отрицательным геологическим структурам - прогибам предгорных территорий. В данных структурах аккумулируются соляные растворы (хлоридные натриевые воды) - наиболее благоприятные условия для накопления анионов. Высокие концентрации брома и бора в Липецком бювете обусловлены подтоком глубинных рассолов из зоны застойного водообмена в вышележащие артезианские бассейны.
2. Накопление германия идет в сульфосолях, образованных в гидротермальных условиях в приповерхностных, малых, реже средних глубин, что объясняет позиции вод относительно друг друга. Первое место занимает источник Ры-чал-Су и термальные воды Кавказа, затем следуют воды из платформенной области и только потом альпийские воды. Замыкает цепочку не термальный открытый источник воды Ьш881ша с ничтожной концентрацией германия 0,00113 %.
Ряд Элемент
КЬ Sr Ва Мп Вг В I Ge
1 УкавпеПа 0,077 Levissima 0,42 Сереб. сокол 0,22 Регпег 0,15 У^пеИа 0,094 УкавпеПа 0,000087 Сузд. напитки 0,054 Сузд. напитки 0,1 Levissima 0,0011
2 Ьелаввипа 0,81 Сузд. напитки 0,71 Сузд. напитки 0,01 Сереб. сокол 0,22 Ееу1з81та 0,125 Levissima 0,13 Сереб. сокол 0,12 Регпег 0,13 Регпег 0,028
3 Сузд-напитки 4,23 Сереб. сокол 1,12 Levissima 0,28 Vitasnella 0,29 Сузд. напитки 0,24 Сереб. сокол 0,25 Vitasnella 0,15 Сереб. сокол 0,12 Vitasnella 0,34
4 Регпег 4,61 Регпег 8 Липецкий бювет 0,26 Сузд. напитки 0,33 Регпег 0,47 Сузд. напитки 0,28 Levissima 0,54 У^япеИа 0,73 Сереб. сокол 0,79
5 Сереб. сокол 6,92 Липецкий бювет 14,17 Нарзан 0,44 Levissima 0,51 Сереб. сокол 0,59 Регпег 1,38 Perrier 0,77 Нарзан 2,6 Липецкий бювет 0,096
6 Липецкий бювет 9,61 Vitasnella 16,67 Регпег 1,52 Ессентуки №4 7 Нарзан 8,75 Нарзан 9,12 Нарзан 6,06 Levissima 3,2 Сузд. напитки 0,11
7 Нарзан 42,31 Рычал-Су 19,17 Vitasnella 1,76 Рычал-Су 12,5 Липецкий бювет 10 Рычал-Су 27,74 Липецкий бювет 50 Липецкий бювет 3,93 Нарзан 0,34
8 Ессентуки № 17 61,54 Ессентуки №4 36,67 Ессентуки № 17 56 Ессентуки № 17 25 Ессентуки № 17 63,12 Липецкий бювет 51,82 Рычал-Су 66,66 Рычал-Су 6 Ессентуки № 17 12,64
9 Ессентуки №4 69,23 Ессентуки № 17 88,33 Ессентуки №4 82,4 Липецкий бювет 49,17 Ессентуки №4 68,75 Ессентуки № 17 98,54 Ессентуки № 17 89,39 Ессентуки №4 66 Ессентуки №4 24,53
10 Рычал-Су 100 Нарзан 100 Рычал-Су 100 Нарзан 100 Рычал-Су 100 Ессентуки № 4 100 Ессентуки № 4 100 Ессентуки № 17 100 Рычал-Су 100
Табл. 4. Распределение минеральных вод по увеличению концентрации % в минеральных водах для КЬ, Бг, Ва, Мп, Ы, Вг, В, I, Ое.
НАУЧНО-ТЕХНтЕСЩЙ ЖУРНАЛ врн. .
ншШанзЕ^
3. Литий и рубидий - спутники активных геодинамических процессов. Рубидий содержится в кислых изверженных породах, что персонифицирует вид магматических пород - гранитоиды и пегматиты, служащие литологичес-кой основой места забора вод. Сравнение концентраций лития и рубидия в водах из альпийского и кавказского регионов подчеркивает различия условий формирования вод, возможно связанные со скоростью водообмена. Значительная концентрация лития в Липецком бювете служит подтверждением гидравлической связи с водами застойного режима, осуществляемой по глубоким разломам.
4. Концентрации бария и его осадителя Б042 скорре-лированы. При контакте глубинных бессульфатных вод хло-ридного и гидрокарбонатного состава с инфильтрацион-ными водами возникает сульфатный барьер, и осаждается
Минеральная вода способ забора температурный режим
Суздальские напитки источник не термальный
Серебряный сокол скважина, гпуб. 60 м. не термальный
Липецкий бювет скважина, гпуб. 106 м. не термальный
Ьетвипа источник не термальный
Регпег, источник не термальный
УйавпеПа источник слаботермальный
Нарзан источник слаботермальный
Рычал-Су источник слаботермальный
Ессентуки № 17 скважина, шуб. 685,8 м. термальный
Ессентуки № 4 скважина, гауб. 865 м. термальный
Табл. 5. Способ забора и температурный режим минеральных вод.
барит. При увеличении глубины возможность смешения уменьшается, следовательно, концентрация бария возрастает с глубиной забора вод. Таким образом, индикатором степени смешения бессульфатных вод с инфильтрацион-ными водами может служить барий. Нарзан показывает низкую концентрацию бария, связанно это, вероятно, с обогащением талыми ледниковыми водами. Вода Рычал-Су, напротив, показывает максимальную концентрацию не только по барию, но и по германию, рубидию и литию, указывая тем самым на то, что бессульфатные воды не встречают на своем пути геохимические барьеры для данных элементов, непосредственно разгружаясь в источнике.
5. По геохимическим свойствам стронций аналог бария и кальция. В первом случае содержание стронция контролируется сульфатностью, поэтому глубинные хлорид-ные воды богаты им (Ессентуки № 17, Ессентуки № 4 Липецкий бювет). Воды из альпийского региона выстраиваются в ряд по температурному режиму как для бария, так и для стронция. Во втором случае содержание стронция и кальция скоррелированы, как показывает пример Нарзана. По всей видимости, активное выщелачивание талыми ледниковыми водами магматических (гранодиориты и диориты) и осадочных пород на основе кальцита (известняки юрского и мелового периода) растворяет кальций и содержащийся в них целестин (8гБ04).
6. Низкие концентрации марганца характерны для вод Суздальские напитки и Серебряный сокол, что является следствием высокого содержанием растворенного кислорода; аналогичная ситуация с водами альпийского регио-
Минеральная вода, качественные параметры макроингредиенты микроэлементы
анионы катионы
Вг I В ве Ш> 1л Ва вг Мп
Очень подвижный Подвижный слабоподвижные подвижные
ь Со 1 0,012-14000 116666 15-15000 1500 3,6-6600 1833 0,0006-56 93333,3 0,02-26 1300 1,5-1600 1066 0,17-2600 15294 51-12000 235 0,18-120 667
Суздальские напитки 5-7 8-15 130160 3045 0,28 ОД 0,054 0,109 4,23 0,24 0,01 0,71 0,33
ГГ Ис 0 4 1 1 6 3 3 2 2 4
Серебряный сокол <10 <25 200300 3570 0,25 0,24 0,12 0,079 6,92 0,59 0,0068 1,12 0,22
п Ск 60 0 3 3 2 4 5 5 1 3 4
Липецкий бювет 500850 1200- 200- 120 51,82 3,93 50 0,096 9,61 10 0,26 14,17 49,17
П Ск 106 0 1700 400 8 7 7 5 6 7 4 5 9
ЬЫввта 0,3 13,7 56,8 19,5 0,13 3,2 0,54 0,00113 0,81 0,125 0,23 0,42 0,51
п Ис 0 2 6 4 1 2 2 3 1 5
У^впеИа 1,3 80 296 82 0,000087 0,73 0,15 0,034 0,077 0,094 1,76 16,67 0,29
г Ис Т 1 4 3 3 1 1 7 6 3
Регпег 25 48 445 158 1,38 0,13 0,77 0,028 4,61 0,47 1,52 8 0,15
Г Ис т 5 2 5 2 4 4 6 4 1
Нарзан 100150 300500 1000- 300- 9,12 2,6 6,06 0,34 42,31 8,75 0,44 100 100
г Ис т 1500 400 6 5 6 7 7 6 5 10 10
Рычал - Су 450550 <25 25003000 <25 27,74 6 66,66 100 100 100 100 19,17 12,5
г Ис т 7 8 8 10 10 10 10 7 7
Ессентуки №17 14002100 <25 52006500 <10 0 98,54 100 89,39 12,64 61,54 63,12 56 88,33 25
г Ск 685 Т 9 10 9 8 8 8 8 9 8
Ессентуки №4 15001900 <25 36004500 <15 0 100 66 100 24,53 69,23 68,75 82,4 36,67 7
г Ск 865 Т 10 9 10 9 9 9 9 8 6
Табл. 6. Сводная таблица количественных и качественных параметров.
к 8С1ЕОТ1ПСАЫ[]ТЕСНМ1СЛ1..Юи№А1.
Ц36 БЕ^ЕЕ^У
на. Иная ситуация обстоит с водами кавказского региона: Ессентуки № 4, Ессентуки № 17 и Рычал-Су характеризуются относительно низкими концентрациями марганца -наличие сероводорода в гидрогеологических системах. Минеральная вода Нарзан показывает максимальную концентрацию по марганцу вне зависимости от высокой степени разбавления талыми водами, что связано с марганцевым оруднением района. Возможен процесс миграции марганца из магматических пород в известняки, составляющие литологическую основу территории забора, затем его аккумуляции в карбонатных породах с последующим выносом его водными растворами из пород по аналогии со стронцием. Высокая концентрация марганца в Липецком бювете подчеркивает транспортную функцию разломов древнего заложения в миграцию элементов из глубинных геологических структур в верхние напластования.
Выводы
Предложенный авторами метод на базе комплексного подхода интегрирует качественные и количественные параметры в виде единого табличного массива. Данная форма компоновки материала позволяет провести причинно-следственные цепочки и установить ряд важных закономерностей. Выявлены закономерности между содержанием макроингредиентов и микроэлементов в связке с факторами формирования природных минеральных вод. В результате исследования подтверждены индикаторные свойства элементов Вг, I, В, ве, КЪ, Ы, Ва, Бг, Мп, отвечающих геохимическим особенностям сред формирования вод.
Заключения на основе сводной таблицы, сделанные
авторами, выступают в качестве предварительных выводов, так как ассортимент исследуемых минеральных вод не превышает десяти наименований. Для более точных выводов требуется большее количество статистического материала, поэтому установленные закономерности по индикаторным свойствам каждого из элементов идут в порядке обсуждения.
Литература
Амелин В.Г., Подколзин И.В., Третьяков А.В., Соловьев А.И. Природные минеральные воды России: идентификация географического происхождения и выявление фактов фальсификации по соотношению концентраций редкоземельных элементов и стабильных изотопов свинца. Вода: химия и экология. 2012. № 11. С. 79-84.
Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод. М: Наука. 2004. 677 с.
Перельман А.И. Геохимия природных вод. М: Наука. 1982. 154 с.
Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. М: Недра. 1998. 366 с.
Сведения об авторах
Алексей Николаевич Васильев - инженер кафедры Физики и прикладной математики, Владимирский государственный университет имени А.Г. и Н. Г. Столетовых
Россия, 600000, Владимир, ул. Горького, 87
Тел: +7 (910) 176-05-40, e-mail: [email protected]
Василий Григорьевич Амелин - доктор хим. наук, профессор кафедры химии, Владимирский государственный университет имени А.Г. и Н. Г. Столетовых
Россия, 600000, Владимир, ул. Горького, 87
Тел: +7 (919) 027-13-48, e-mail: [email protected]
Статья поступила в редакцию 12.04.2016
Study of Indicator Properties of Chemical Elements, Corresponding to Geochemical Environment of Natural Mineral Water Formation
A.N. Vasilyev, V.G. Amelin
Vladimir State University, Vladimir, Russia
Abstract. Studies show that unique hydro-chemical indicators that meet the spatial patterns of geochemical environments characterize each land area. The authors proposed a method to study the regularities in the chemical composition of natural mineral waters and identify the indicator elements that correspond geochemical peculiarities of their formation. The initial material of the study included the results of the water chemical analysis conducted on the mass spectrometer with inductively coupled plasma (ISP-MS) Elan 9000 DRC II (Perkin-Elmer, USA). Mineral waters were characterized by a set of qualitative and quantitative parameters: geochemistry ofwater migrants, element-by-element comparative analysis ofthe concentrations, areas of origin and the water extraction conditions. These parameters are linked in the summary table, from which a number of regularities were established. The following indicator elements are identified: Sr, Ba, Mn, Li, Br, B, I, Ge, Rb, corresponding to geochemical parameters of water formation environment.
Keywords: mineral waters, geochemistry of environments, chemical composition, indicators, formation of water.
References
Amelin V.G., Podkolzin I.V., Tret'yakov A.V., Solov'ev A.I. Prirodnye mineral'nye vody Rossii: identifikatsiya geograficheskogo proiskhozhdeniya i vyyavlenie faktov fal'sifikatsii po sootnosheniyu kontsentratsiy redkozemel'nykh elementov i stabil'nykh izotopov svintsa [Natural mineral water of Russia: identification of geographical origin and detecting the ratio falsification facts between concentrations of rare earth elements and lead stable isotopes]. Voda: khimiya i ekologiya
= Water: chemistry and ecology. 2012. No. 11. Pp. 79-84. (In Russ.)
Kraynov S.R., Ryzhenko B.N., Shvets V.M. Geokhimiya podzemnykh vod [Geochemistry of groundwater]. Moscow: Nauka Publ. 2004. 677 p. (In Russ.)
Perel'man A.I. Geokhimiya prirodnykh vod [Geochemistry of natural waters]. Moscow: Nauka Publ. 1982. 154 p. (In Russ.)
Shvartsev S.L. Gidrogeokhimiya zony gipergeneza [Hydrogeochemistry of supergene zone]. Moscow: Nedra Publ. 1998. 366 p. (In Russ.)
For citation: Vasilyev A.N., Amelin V.G. Study of Indicator Properties of Chemical Elements, Corresponding to Geochemical Environment of Natural Mineral Water Formation. Georesursy = Georesources. 2016. V. 18. No. 2. Pp. 133-137. DOI: 10.18599/ grs.18.2.11
Information about authors
Aleksey N. Vasilyev - Engineer, Physics and Applied Mathematics Department, Vladimir State University
Russia, 600000, Vladimir, Gorky str., 87
Phone: +7 (910) 176-05-40, e-mail: [email protected]
Vasiliy G. Amelin - Doctor of Science (Chem.), Professor, Chemistry Department, Vladimir State University
Russia, 600000, Vladimir, Gorky str., 87
Phone: +7 (919) 027-13-48, e-mail: [email protected]
Manuscript received April 12, 2016
НАУЧНО-ТЕХНтЕСЩЙ ЖУРНАЛ .
