Гідрогеохімія геохімія підземних вод вивчає речовинний

Гідрогеохімія – геохімія підземних вод – вивчає речовинний склад підземних вод, історію та процеси його формування і міграції хімічних елементів у підземній гідросфері

З історії гідрогеохімії Аристотель, IV ст. до н. е. : “Води є суть такої якості, як і землі (породи), через яку вона тече” Роберт Бойль, 1674: взаємодія вода порода, речовина суші - речовина гідросфери Торбер Бергман, 1748: води містять гази, багато солей та компоненти (NH 4, Na, K, Ba, Ca, Mg, Al, Fe, Mn, Co та ін. ; вода являє собою складний розчин, а її взаємодія з газом утворює систему вода – газ. Жан Батист Ламарк у 1802 р. видає манускрипт Hydrogéologie

У 1865 р. Дмитро Менделєєв розробив основи теорії сольватації (гідратації) У 1900 р. Сванте Арреніус розробив основи теорії розчинів У 1844 -1870 рр. Карл Бішоф опублікував низку робіт, у яких показав величезну хімічну роль води у геологічних процесах. У 1830 -1840 рр. де Бодрімон, Ф. Сельмі, Грехем незалежно увели поняття про колоїди, золі та гелі – дали початок колоїдній гідрохімії У 1844 р. Буссеню і Дюма показали важливу роль організмів, а А. Сміт та Ф. Шлезінг оцінили роль мікроорганізмів у зміні складу вод і газів У 1855 р. А. Фік встановив закон молекулярної дифузії згідно якого переміщення молекул речовини відбувається у напрямку зменшення її концентрації та веде до вирівнювання розподілу речовини по всьому об'єму

У 1856 р. Анрі Дарсі встановив закон фільтрації підземних вод через гірські породи, що дозволяє розрахувати не лише витрати підземного потоку, а й величину конвективного перенесення речовини Наприкінці ХІХ ст. вчені звернули увагу на широке різноманіття форм органічної речовини у підземних водах, чим було ініційовано розвиток біогідрогеохімії У 1909 р. Ш. Ленчером розпочато вивчення радіоактивності вод, чим закладено основи радіогідрогеохімії Водночас розвивалися методи лабораторного аналізу природних вод, газів та живої речовини, удосконалювалися прилади та технічні засоби аналізу

В. И. Вернадский. История природных вод (ІІ том монографії «Історія мінералів земної кори» , 1931 ØОсновні компоненти природних водних розчинів: -Розчинник – вода; -Розчинені речовини; -Гази; -Ізотопи. ØСистеми гідрологічного колообігу: -Великий гідрологічний колообіг атмосферні води – наземні та підземні води континентів – морські води; -Вологообмін між верхніми пластовими водами та водяними парами; -Перехід мулових морських вод у пластові води. ØПоложення щодо єдності природних вод: У геологічному часі водні маси земної кори складають єдине ціле та знаходяться у стані складної динамічної рівноваги: “вода – порода – газ – жива речовина”.

Сучасний етап розвитку гідрогеохімії • Н. К. Ігнатович (1948) сформулював поняття гідрогеохімічної зональності та показав її залежність від гідрогеодинамічних особливостей гідрогеологічних структур. • Г. Н. Каменский (1947) виділив генетичні цикли в історії підземних вод:

Генетичні цикли в історії природних вод • Інфільтраційний (континентальний), пов’язаний з фільтрацією атмосферних вод та низкою аеробних геохімічних процесів верхньої частини літосфери: вивітрювання, грунтоутворення, життєдіяльності організмів. • Морський (осадовий) , пов’язаний з проникненням морських вод у процесі осадонакопичення та в подальших процесах діагенезу осадів та метаморфізації вод. • Метаморфічний та магматичний: процеси формування глибоких вод під впливом термального, динамічного і регіонального метаморфізму, а також магматичними процесами.

• А. М. Овчинников, В. В. Иванов, Л. А. Яроцкий, Н. И. Толстихин, Е. В. Посохов та ін. (40 -60 -і рр. ) – розвиток геохімії мінеральних вод. • Н. И. Толстихин, И. К. Зайцев, В. С. Самарина, Г. Б. Свешников, В. А. Кирюхин (С-Пб) – розвиток регіональної гідрогеохімії, гідрогеохімічні пошуки родовищ • А. А. Бродский, М. Е. Альтовский, Г. А. Соломин та ін. (Москва) – екологічна, органічна гідрогеохімія, комп'ютерне моделювання та прикладні гідрогеохімічні проблеми • Р. В. Гаррелс – застосування методів термодинаміки в гідрогеохімічних дослідженнях

Гідрогеохімія в Україні В. Г. Суярко (Полтавський національний технічний університет) – гідрогеохімічні методи пошуків корисних копалин, екологічна гідрогеохімія В. М. Шестопалов – директор Науково-інженерного центру радіогідрогеохімічних полігонних досліджень – радіогідрогеохімія, екологічна гідрогеохімія Г. І. Рудько (голова Державної комісії по запасах корисних копалин) – геохімія мінеральних вод, екологічна гідрогеохімія

Етапи сучасного розвитку Накопичення емпіричного матеріалу - Основи регіональної гідрогеохімії - Принципи геохімічної зональності підземних вод у гідрогеологічних структурах - Поширення хімічних елементів та органічних речовин у підземних водах - Кількісне пізнання процесів формування хімічного складу підземних вод

Впровадження хімічної термодиніміки та фізико-хімічної гідродинаміки для інтерпретації та прогнозу гідрогеохімічних процесів - Усі гідрогеохімічні процеси визначаються кількісними законами точних фундаментальних наук, а зовнішнє геологічне середовище визнає граничні умови протікання цих процесів

Підручники та монографії • О. А. Алекин. Общая гидрохимия, 1948 • Е. В. Посохов. Общая гидрогеохимия, 1975 • К. Е. Питьва. Основы региональной геохимии подземных вод, 1975 • В. С. Самарина. Гидрогеохимия, 1977 • С. Р. Крайнов, В. Р. Швец. Гидрогеохимия (підручник), 1992 • В. А. Кирюхин, А. И. Коротков, С. Л. Шварцев. Гидрогеохимия (підручник), 1993 • Дж. Дривер. Геохимия природных вод, 1985 • Freese R. A. , Cherry J. A. Groundwater, 1979. • Г. І. Рудько. Гідрогеохімія, 2007. • В. Г. Суярко, К. О. Безрук. Гідрогеохімія (геохімія підземних вод), 2010.

Теоретичні аспекти Геологічні науки Хімія Географічні науки Фундаментальні аспекти Геохімія Гідрогеологія Гідрологія Метеорологія Гідрохімія Океанологія Геохімія ландшафту Гідрогеохімічна зональність Регіональна гідрогеохімія Гідрогеохімія Прикладні аспекти Генетична гідрогеохімія Математика Фізика Гідрогеохімічне районування Палеогідрогеохімія Теорія гідрохімічних процесів Гідрогеохімія Окремих елементів, сполук, комплексів Прогностична гідрогеохімія Геохімія питних вод Геохімія лікувальних вод Геохімія рідких руд Екологічна гідрогеохімія Геохімія передвісників землетрусів Меліоративна гідрогеохімія Інженерна гідрогеохімія

Об'єкт і предмет • Об'єктом гідрогеохімії є підземна гідросфера • Предметом вивчення є система: вода – порода – газ – жива речовина • Гідрогеохімія розглядає свій об'єкт у просторово-часовій динаміці

• Динамічне поновлення підземної гідросфери встановлюється при вивченні процесів масоперенесення • Гідрогеохімічні закономірності встановлюються у геологічному просторі: • - особливості розподілу вод різного складу, • - змін гідрогеохімічної обстановки та спрямованості гідролого-геохімічних процесів, • - часові закономірності формування хімічного складу підземних вод • Уявлення щодо гідрогеохімічного режиму – зміни хімічних показників – у різні геологічні епохи, в минулому, сучасності та майбутньому

Гідрогеохімія – окремий розділ гідрогеології та геохімії, що вивчає - взаємодію води з гірськими породами, газами та живою речовиною, - формування хімічного складу підземної гідросфери та його еволюцію у часі та просторі, - геохімічну роль води в розвитку Землі та утворенні родовищ корисних копалин

Практичні цілі • • • Водопостачання Лікування Сировина Меліорація Будівництво, тощо Охорона від забруднення

Завдання гідрогеохімії • Вивчення умов і процесів формування складу підземних вод • Виявлення генезису вод та дослідження особливостей водної міграції хімічних елементів та їхніх сполук • Встановлення регіональних закономірностей поведінки та поширення хімічних речовин у підземній гідросфері • Дослідження еволюції складу підземної гідросфери у часі • Розроблення методів вивчення хімічного складу підземних вод, прогнозу зміни їхнього режиму та оцінка практичного призначення вод за гідрогеохімічними показниками • Розроблення принципів і методів гідрогеохімічного районування і картування • Визначення доцільності практичного використання підземних вод різного складу для різних цілей • Охорона підземних вод від техногенного забруднення