Жер планетасының пайда болғанына
4,65 млрд жыл толған болса, алғашқы табылған
жыныстарға 3,8 млрд жыл. Ал, ңе бірінші
гидросфера Жер бетінде осыдан 4,0 млрд
жыл бұрын пайда болды деуге толық негіз
бар. Алайда, оның қазіргі гидросфераның
барлық көлемінің 5-10%-ын құрайды.
Ғалымдардың ұсынған судың
пайда болу жағдайлары:
- Мантияның заттарының дегазациясы
– мантияның қызуынан бөлінген заттардың
арасында жүрген реакциялары арқылы су
түзілуі;
- Магмадан бөлінген сутек пен
оттектен құралған жер асты суларының
пайда болуы;
- Тау жыныстарының аккумуляциясы
– тау жыныстарынан бөлінген заттардың
арасындағы реакциялар арқылы түзілген
су;
- Карбонатты-кальций жүйесін сипаттаңдар.
Күнделікті тұрмыста қолданылатын
су тұщы, әлсіз минералданған, түзды құрамы
кальция және магний гидрокарбонаттарының
мөлшері бойынша анықталуы тиіс.
Табиғи суларда гидрокарбонаттар
көздері табиғатта кең таралған еритін
карбонатты жыныстардан (әктас, мергель,
доломит) болады:
СаСО3 + Н2О + СО2 →Са2+ + 2НСО3-
MgСО3 + Н2О + СО2 →Mg2+ + 2НСО3-
Табиғи сулардың карбонатты-кальцийлі
жүйесін мынадай сұлба бойынша көрсетуге
болады:
СО2 (атмосфера)
↕
Н2О + СО2↔Н2СО3↔НСО3- + Н+
↕
СО32- + Н+
↕
СО32- +Са2+↔ СаСО3(ерт)↔ СаСО3(крист)
↕
СаСО3(қатты)
Мысалы, СО2 мөлшерінің
артуы рН-ты төмендетеді, СО32- азайтады,
НСО3- арттырады.
Егер, су түбінде қатты фаза
болса, СО2 артық бөлігі
ерітіндіден СО32- және
НСО3- жаңа мөлшерін
өткізеді (СО32- пен НСО3- және Са2+ арасында
тепе-теңдік орнағанша).
Сонда, жүйедегі тепе-теңдік
СО2 концентрациясына
және карбонат-иондарының концентрациясына
байланысты. Осы жағдайлар орындалса,
карбонатты – кальцийлі жүйе тұрақты
болады.
- Теңіз
сулары буланғанда
тұздардың кристалданц жолдары
Табиғи сулардың және тұздықтардың булану
процесін зерттеу тұзды минералдардың
және олардың шоғырланған аймағының қалыптасу
жағдайын және оларды рационалды қолданудың
практикалық маңызын анықтау секілді
сұрақтарға жауап береді.
Ең алғаш рет теңіз суын буландыру жұмыстарын
жасаған Узилио болды. Ол буланған кездегі
тұздардың келесі кристалдану қатарын
орнатты:
- Темір оксидтері және кальций карбонаты
- Гипс
- Гипс + галит
- Гипс + галит + эпсомит
- Гипс + галит + эпсомит + шенит
- Гипс + галит + эпсомит + карналит
- Гипс + галит + эпсомит + карналит + бишофит
Бұл зерттеулерден кейін Вант-Гофф теңіз
тұздықтарының булануын қарастырды. Оның
берген деректері бойынша бірінші болып
галит және галитпен бірге гексагидрит
кристалданады. Екінші болып кайниттің
орнына қос тұзды карналлит кристалданады.
Бұл жиналған деректер бойынша Вант-Гофф
теңіздерде метастабильді тұзды тепе-теңдіктер
қалыптасады дейді.
- Континенталды
сулар буланғанда тұздардың кристалдану
реті
Табиғи сулардың және тұздықтардың булану
процесін зерттеу тұзды минералдардың
және олардың шоғырланған аймағының қалыптасу
жағдайын және оларды рационалды қолданудың
практикалық маңызын анықтау секілді
сұрақтарға жауап береді.
Ең алғаш рет теңіз суын буландыру
жұмыстарын жасаған Узилио болды.
Ал, континентальды сулардың
кристаллизация жолдарын Вант-Гофф және
Н.С.Курнаков қарастырды. Бұл зерттеу
кезінде әртүрлі химиялық құрамды және
типті өзен сулары қарастырылды. Алғаш
зерттелген көлдер Балқаш және Алакөл
болатын. Екі көлде тенардитті типке жатқандықтан,
алғашқы болып тенардит буланады деп күтілген
болатын. Алайда, кристалдау кезінде, ең
бірінші ұсақ дисперсті кристалды қабықша
пайда болды. Кейіннен зерттеулер бұл
карбонат иондары екендігін көрсетті.
Келесі болып, магний және көміртек бөлінді.
Осыдан соң, зерттелген көлдер:
Ыстық-Көл және Қаракөл болды. Олардың
кристалдану реті келесідей:
- Ыстық көл:
Кальцит
Кальцит + гипс
Кальцит + гипс + магнезит
- Қаракөл:
Кальцит + гипс
Гипс + астраханит
- Континенталды
бассейндер суларының тұз құрамының ерекшеліктері
және тұз құрамын болжау
Тұзды көлдерде пайда болған
Балқаш, Сасық-Алакөл континентальды көлдері
бір-бірімен генетикалық ұқсас. Бастысы,
өзен суларымен қоректенеді. Сонымен қатар,
олардың қоректендіргіш су ағыны ассиметриялы
және бір бағытты б.т. Олардың бассейндерінің
суы минералдылығы бойынша біртекті емес.
Екі көлдің де сулары сульфатты типке,
сульфатты-натрийлі типтеске жатады. Және
оларды метаморфизация коэффициентімен
сипаттауға болады:
Бұл теңдеуден байқайтынымыз,
екі көлде де тікелей метаморфизация аса
дамымаған.
Арал теңізі бөлек, ол – сульфатты-магнийлі
типтес. Және оның метаморфизация коэффициенті:
Бұл өзендердің фигуративтік
нүктелерін кестеге орналастырғанда,
олар сульфатты аймаққа түседі. Бұл осы
типті континентальды сулардың бір ерекшелігі.
Бассейн |
Су қоймаларындағы су массасындағы
тұздар мен иондар мөлшері |
CaSO4 |
NaCl |
MgSO4 |
Mg2+ |
Каспий теңізі |
7,7 |
68,0 |
22,7 |
5,7 |
Арал теңізі |
14,2 |
62,0 |
25,7 |
5,1 |
Балқаш көлі |
- |
32,8 |
11,4 |
5,2 |
Алакөл |
- |
31,1 |
2,9 |
4,0 |
Бұл сулардың екінші ерекшелігі
– құрамында ас тұзының аз мөлшерде болуы.
Балқаш және Алакөлдің континентальды
сулары құрамындағы сульфат және хлорид
иондары бойынша ерекшеленеді. Бұл коэффициенттің
мәні Балқаш көлі үшін мұхитпен салыстырғанда
10 есе артық. Көл суларында жүретін метаморфизация
құбылысы сульфат-иондарының түзілуіне
әкеледі.
Континентальды Балқаш және
Алакөлдің тағы да бір ерекшелігі – су
құрамында магний катионының мөлшері
Каспий және Арал теңізімен бірдей дерлік
болса-дағы, су құрамындағы магний сульфатының
Балқаш суында екі есе, Алакөл суында 7-8
есе аз болуында.
Континентальды бұл өзендердің
тұздықтарын буландыру арқылы, құрамын
болжауға мүмкіндік туады. Фигуративтік
нүктесі бойынша, кристалдау кезінде алғашқы
болып – тенардит түзіледі деуге болады.
Одан кейінгі буландыруда ас тұзымен тенардит
қоспасын күтуге болады.
- Тұздықтар
құрамының циклді өзгерістері, көл тұздықтарының
булану ерекшеліктері
Тұздық - құрамындағы еріген тұздың жалпы мөлшерері
50 г/л-ден астам табиғи немесе жасанды
су ерітінділері.
Жер бетіндегі сулардың минералдары
көбінесе 320 – 370 г/л-ден аспайды, жер асты
суларындағы тұздықтардың минералдары
550 – 600 г/л-ге дейін жетеді. Құрамындағы
тұздардың мөлшеріне қарай тұздықтар
бес топқа: тұзға шала қанық (50 – 75 г/л),
тұзға орташа қанық (75 – 150 г/л), тұзға қанық
(150 – 330 г/л), тұзға толық қанық (330 – 500 г/л),
тұзға аса қанық (500 г/л-ден астам) болып
бөлінеді. Тұздықтардың алғашқы үш тобы
тұзды көлдерде, терең және таяз жер асты
суларында жиі кездеседі. Төртінші топтағы
тұздықтар Каспий бойы ойысының сулы қабаттарынан
орын алған. Бесінші топтағы тұздықтар
Қазақстан жерінде әлі анықталған жоқ.
Құрамындағы басым келген аниондарына
байланысты тұздықтар: хлоридті (хлор-кальцийлі, хлор-магнийлі), сульфатты (сульфатты-натрийлі), гидрокарбонатты (гидрокарбонатты-натрийлі)
болып ажыратылады; алдыңғылары молырақ
таралған. Тұзға қанық және аса қанық тұздықтардың
құрамында табиғатта сирек кездесетін
элементтер (бром, бор, иод, стронций, калий, литий,рубидий, молибден, түсті және радиоактивті металдар) мол
болады. Бұлар тұздық құрамынан арнаулы
әдістермен өндіріледі.
Табиғи сулардың және тұздықтардың булану
процесін зерттеу тұзды минералдардың
және олардың шоғырланған аймағының қалыптасу
жағдайын және оларды рационалды қолданудың
практикалық маңызын анықтау секілді
сұрақтарға жауап береді.
Ең алғаш рет теңіз суын буландыру жұмыстарын
жасаған Узилио болды. Ол буланған кездегі
тұздардың келесі кристалдану қатарын
орнатты:
- Темір оксидтері және кальций карбонаты
- Гипс
- Гипс + галит
- Гипс + галит + эпсомит
- Гипс + галит + эпсомит + шенит
- Гипс + галит + эпсомит + карналит
- Гипс + галит + эпсомит + карналит + бишофит
Бұл зерттеулерден кейін Вант-Гофф теңіз
тұздықтарының булануын қарастырды. Оның
берген деректері бойынша бірінші болып
галит және галитпен бірге гексагидрит
кристалданады. Екінші болып кайниттің
орнына қос тұзды карналлит кристалданады.
Бұл жиналған деректер бойынша Вант-Гофф
теңіздерде метастабильді тұзды тепе-теңдіктер
қалыптасады дейді.
Тұздықтардың кристалдану реті келесідей:
- Галит
-
Галит + эпсомит
- Галит + гексагидрит
-
Галит + гексагидрит + сильвин
- Галит + гексагидрит + карналлит
- Галит + гексагидрит + карналлит + бишофит
- Тұздықтардан
тұз түзілуіне әкелетін факторлар
Жер қыртысында және оның бетінде
суда ерімейтін минералдармен қатар тұздардың
қабаттары да болады. Бұл қабаттар Жердің
миллиондаған геологиялық жылдарында
қалыптасты. Бұл қабаттардың шығу көзі
теңіз суы, одан өндірілетін тұздар да,
тұзды көлдерде, жер асты тұздықтары да
түзілді.
Теңіз суларының булануы кезінде
ағынсыз шұңқырларға жинақталу арқылы
тұздардың концентрациясы артады. Қаныққан
тұздықтардан тұздар кристалданып, біраз
уақыт бойына тұзды қабаттар түзді. Сулардың
булануы бірнеше шұңқырлардың ығысуы
арқылы жүзеге асып, соның нәтижесінде
буланудың әр сатысында түзілген тұзға
байланысты әртүрлі құрамды тұзды қабаттар
пайда болды. Тұз жиналу процесі қысқы
уақытта да жалғасты. Бұл кезде кристалдық
фазалардың өзгеруі орын алды.
Дүниежүзілік мұхиттағы тұздың
концентрациясы үнемі өзгерісте және
соның салдарынан тұздардың булану реті
де өзгереді. Біріншілік түзілген тұздардың
құрылымының өзгеруіне және екіншілік
тұз қабаттарының түзілуіне себепші –
біріншілік қабаттарды грунттық сулар
және тұздықтардың шаюы. Және де басты
рольдердің бірінде – сулардың материктік
қабатпен әрекеті.
Осы түзілген тұздардың басты
компоненттері – магний, калий, кальция
және натрийдің сульфатты және хлоридті
қосылыстары. Қатты құрылымдарда олар
түрлі минералдар күйінде кездеседі –
қарапайым және күрделі тұздар, сусыз
тұздар және кристаллогидраттар. Ерекше
таралғандары: галит, мирабилит, тенардит,
эпсомит, астраханит, сильвин, карналлит,
каинит, т.б.
- Табиғи
тұздардың қолданылуы және оның өмір тіршілігінде
алатын орны
Ауыл шаруашылығы, медицинада
және тұрмыста қолданатын минералды тұздардың
ассортименті аса үлкен. Қолдану масштабы
бойынша бірінші орынды натрий, фосфор,
калий, азот, алюминий, темір, мыс, күкірт,
хлор, фтор, хром, барий және т.б. элементтер
тұздары алады.
Ауыл шаруашылығында қолданатын
тұздар: тыңайтқыштар – фосфор, азот, т.б.