Search

Актуальность: необходимость создания методики различения близких по изотопному составу кислорода и водорода водоемов на основании их изотопно-концентрационных характеристик. Цель: сопоставить изотопно-концентрационные характеристики отдельных водоемов, выявить их применимость для оценки различий водоемов, имеющих близкие изотопные составы кислорода и водорода. Методы. Лабораторное изучение химического состава природных вод методами титриметрии, ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой проводилось в проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета. Определение комплекса величин δD, δ18O, δ13СDIC вод и растворенного неорганического углерода проводилось в центре коллективного пользования Института геологии и минералогии СО РАН с помощью прибора Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253, снабженного приставками пробоподготовки H/Device и GasBench II. Результаты. Представлены данные изотопных исследований природных вод с. Скала Новосибирской области (Россия). Изотопный состав кислорода и водорода указывает на метеорно-инфильтрационное происхождение всех изученных вод. Большинство изученных объектов имеют изотопные характеристики, сопоставимые с другими объектами области: от -142 до -114 ‰ для δD, от -18,5 до -11,6 ‰ для δ18O. Неординарный изотопный состав кислорода и водорода зафиксирован для пробы подземной воды, отобранной в с. Скала: легкий изотопный состав кислорода и водорода вместе с повышенными значениями дейтериевого эксцесса. По изотопно-концентрационной характеристике растворенного неорганического углерода изученные воды разделены на три группы: дренажные воды карьеров с низким содержанием растворенного неорганического углерода тяжелого изотопного состава (значения δ13CDIC от -5,3 до -4,4 ‰), речные воды с умеренным содержанием растворенного неорганического углерода и широкой вариацией изотопного состава углерода (значения δ13CDIC от -13,3 до -6,8 ‰), подземные воды с максимальным содержанием растворенного неорганического углерода и самым легким из представленных изотопным составом углерода (значения δ13CDIC от -13,3 до -9,2 ‰). Вид характеристики определяется индивидуальными условиями накопления DIC и изотопного обмена вод с окружающей средой. The relevance of the research is caused by the need to develop the differentiation method for the water reservoirs with similar hydrogen and oxygen isotope composition using the combined isotope and concentration characteristic. Purpose: to compare combined isotope and concentration characteristics of individual water reservoirs and to reveal whether to apply them or not for differentiation of the water reservoirs with similar hydrogen and oxygen isotope composition. Methods. Laboratory studies of the chemical composition of natural waters by means of titration, ion chromatography, mass spectrometry with inductively coupled plasma and analysis of the chemical composition of waters using titration were carried out at the Research Laboratory of Hydrogeochemistry at the School of Earth Sciences and Engineering of the Tomsk Polytechnic University. The δD, δ 18O, δ 13СDIC values of waters and dissolved inorganic carbon were determined in the Research Equipment Sharing Center at the Institute of Geology and Mineralogy SB RAS using the Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253, equipped by the H/Device and GasBench II. Results. Investigation of the isotope composition of H, O and dissolved inorganic carbon in the natural waters of Skala village in Novosibirsk region (Russia) was carried out. Isotope composition of all studied waters indicates their meteoric and infiltration genesis. Most waters have isotope composition comparable with it in other water objects of the region: δD values are varying from -142 to -114 ‰ whereas δ 18O values are varying from -18,5 to -11,6 ‰. Unusual isotope composition of hydrogen and oxygen has been detected in ground water from Skala village: depleted δD and δ 18O values combined with exceeding deuterium excess values. Waters under investigation were distinguished in three groups using combined isotope and concentration characteristic of dissolved inorganic carbon: drainage water from mine pit with low dissolved inorganic carbon concentration and enriched with δ 13CDIC values from -5,3 to -4,4 ‰, river waters with moderate dissolved inorganic carbon concentration and wide δ 13CDIC values from -13,3 to -6,8 ‰, ground waters with maximal dissolved inorganic carbon concentration and depleted δ 13CDIC values from -13,3 to -9,2 ‰. The combined isotope and concentration characteristics type of individual water reservoir depends on the water accumulation and isotope exchange with environment.

Актуальность исследования заключается в получении актуальных изотопно-геохимических данных о природных водах и вмещающих горных породах проявления радоновых вод Седова Заимка. Цель: изучить особенности химического состава природных вод и водовмещающих пород и получить первые сведения по активности 222Rn и изотопному составу δD, δ18O, δ13С, 234U, 238U, 226Ra и 228Ra. Методы. Лабораторное изучение химического состава методами титриметрии, ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой проводилось в ПНИЛ гидрогеохимии ИШПР ТПУ. Определение комплекса величин δD, δ18O, δ13СDIC вод и растворенного неорганического углерода (Dissolved Inorganic Carbon (DIC)) проводилось в центре коллективного пользования ИГМ СО РАН с помощью прибора Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253, снабженного приставками пробоподготовки H/Device (для определений δD) и GasBench II (для определений δ18O и δ13СDIC). Измерение содержаний 222Rn в водах проводилось на комплексе «Альфарад плюс» в лаборатории гидрогеологии осадочных бассейнов Сибири ИНГГ СО РАН. Данные по общей β-активности вод, а также активностях 234U, 238U, 226Ra и 228Ra получены после предварительной радиохимической пробоподготовки на альфа-спектрометре ALPHA-ENSEMBLE-8 (Ametek, ORTEC, США); гамма-спектрометрической системе, скомпонованной на базе колодезного коаксиального HPGe ППД с низкофоновым криостатом EGPC 192-P21/SHF 00-30A-CLF-FA фирмы EURISYS MEASURES (Франция) и альфа-бета радиометре для измерения малых активностей УМФ-2000 с кремниевым детектором (НПО «Доза», Россия). Разделение данных на однородные геохимические совокупности выполнено с помощью коэффициентов Са/Na, Са/Mg, Ca/Si, Mg/Si, Na/Si. Для выявления степени концентрирования химических элементов в природных водах были рассчитаны коэффициенты концентрации Kki = mx nx и водной миграции (по А. И. Перельману) Kx1= mx∙100 a∙nx. Результаты. Открыто проявление радоновых вод Седова Заимка, и впервые выполнены комплексные изотопно-геохимические исследования. Радоновые воды (активность 222Rn до 428 Бк/дм3) в основном характеризуются HCO3 Mg-Na-Ca составом с величиной общей минерализации от 158 до 581 мг/дм3 и содержанием кремния от 4,34 до 30,84 мг/дм3. Геохимические параметры среды варьируют от восстановительной до окислительной обстановки с величинами Eh от -40,2 до +28,4 мВ; pH от 7,5 до 7,6 и O2раств. от 2,99 до 5,24 мг/дм3. Значения геохимических коэффициентов составляют: Ca/Na 77,17; Ca/Mg 6,63; Ca/Si 11,42; Mg/Si 1,48; Na/Si 0,92; Si/Na 15,34; rNa/rCl 2,12; SO4/Cl 4,02, что закономерно указывает на процессы формирования химического состава радоновых вод во вмещающих породах преимущественно алюмосиликатного состава. Среди микрокомпонентов наиболее высокими средними содержаниями выделяются (мг/дм3): Si=17,77; Fe=1,18; Mn=0,16; Zn=0,020 и W=0,0036. Значимых коэффициентов концентрации микрокомпонентов не выявлено. Сильной миграционной способностью в растворе обладает Sr, средней - Si, Mn, Ba, Cs и U. Суммарная β-активность вод составляет 32 мБк/дм3. Содержания природных радионуклидов варьируют (мг/дм3): 238U от 3,91∙10-4 до 6,39∙10-4; 232Th от 6,02∙10-6 до 2,37∙10-5 и 226Ra от 6,66∙10-11 до 1,09∙10-10. 232Th/238U отношение в водах изменяется от 1,02∙10-2 до 3,71∙10-2, что является следствием окислительной геохимической обстановки, в которой торий не мигрирует. Уранизотопное отношение (γ) 234U/238U составляет 5,75 при активности изотопов урана (мБк/дм3): 234U (115±7), 238U (20±2), что указывает на неглубокую циркуляцию изученных вод. Активность изотопов радия в водах равна у 226Ra 70±7, а у 228Ra 51,8±3,9 мБк/дм3. Отношение 226Ra/228Ra в HCO3 Mg-Na-Ca радоновых водах составляет 1,35. Изотопный состав радоновых вод (от -126,3 до -121,1 ‰ для δD и от -16,8 до -16,3 ‰ для δ18O) указывает на их метеорно-инфильтрационное происхождение. Изотопный состав углерода δ13CDIC указывает на биогенное происхождение углекислоты и ее участие в процессе карбонат-силикатного выветривания пород. Relevance of the investigation is in obtaining actual isotope-geochemical data on natural waters and water-bearing rocks in the Sedova Zaimka, an occurrence of radon waters. Objective: to study the features of chemical composition of natural waters and water-bearing rocks, and to obtain the first data on the activity of 222Rn and on the isotope composition: δD, δ18O, δ13С, 234U, 238U, 226Ra and 228Ra. Methods. Laboratory studies of the chemical composition by means of titration, ion chromatography, mass spectrometry with inductively coupled plasma were carried out at the Research Laboratory of Hydrogeochemistry at the School of Earth Sciences and Engineering of the Tomsk Polytechnic University. Determination of the set of parameters δD, δ18O, δ13СDIC in waters and dissolved inorganic carbon was carried out at the Shared Equipment Center if the IGM SB RAS with the help of Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253, equipped with sample preparation attachments H/Device (to determine δD) and GasBench II (to determine δ18O and δ13СDIC). 222Rn concentration in waters was determined using the Alfarad Plyus instrument in the Laboratory of Hydrogeology of Sedimentary Basins of Siberia at the IPGG SB RAS. The data on the total β-activity of waters, as well as on the activities of 234U, 238U, 226Ra and 228Ra, were obtained after preliminary radiochemical sample preparation using an alpha spectrometer ALPHA-ENSEMBLE-8 (Ametek, ORTEC, USA); gammaspectrometric system arranged on the basis of well coaxial HPGe semiconductor detector with low-background cryostat EGPC 192- P21/SHF 00-30A-CLF-FA (EURISYS MEASURES, France) and alpha-beta radiometer UMF-2000 with a silicon detector (Doza, Russia) to measure low activities. Data separation into homogeneous geochemical sets was performed with the help of Са/Na, Са/Mg, Ca/Si, Mg/Si, Na/Si coefficients. To determine the extent of element concentrating in natural waters, the coefficients of concentration Kki=mx nx and water migration (according to A. I. Perelman) Kx1= mx∙100 a∙nx were calculated. Results. Radon water occurrence at Sedova Zaimka was discovered, and isotope-geochemical investigation was carried out. Radon waters (with 222Rn activity up to 428 Bq/dm3) are mainly characterized by HCO3 Mg-Na-Ca composition with TDS 158 to 581 mg/dm3 and silicon content 4,34 to 30,84 mg/dm3. The geochemical parameters of the environment vary from reductive to oxidative settings with Eh from -40,2 to +28,4 mV; pH from 7,5 to 7,6 and O2dissolved from 2,99 to 5,24 mg/dm3. Geochemical coefficients are equal to: Ca/Na 77,17; Ca/Mg 6,63; Ca/Si 11,42; Mg/Si 1,48; Na/Si 0,92; Si/Na 15,34; rNa/rCl 2,12; SO4/Cl 4,02, which is a regular indication of the formation of radon water composition in the embedding rocks of mainly aluminosilicate composition. Among trace components, the highest average content is characteristic of (mg/dm3): Si=17,77; Fe=1,18; Mn=0,16; Zn=0,020 and W=0,0036. No significant coefficients of component concentrations were revealed. Strong migration ability in solution is exhibited by Sr, medium - by Si, Mn, Ba, Cs and U. The total β-activity of the waters is 32 mBq/dm3. The concentrations of natural radionuclides vary (mg/dm3): 238U from 3,91∙10-4 to 6,39∙10-4; 232Th from 6,02∙10-6 to 2,37∙10-5 and 226Ra from 6,66∙10-11 to 1,09∙10-10. The 232Th/238U ratio in the waters varies from 1,02∙10-2 to 3,71∙10-2, which is a consequence of the oxidative geochemical setting, in which thorium does not migrate. The uranium isotope ratio (γ) 234U/238U is 5,75, with the activity of uranium isotopes (mBq/dm3): 234U (115±7), 238U (20±2), which points to not very deep circulation of the studied waters. The activity of radium isotopes in the waters is 70±7 mBq/dm3 for 226Ra and 51,8±3,9 mBq/dm3 for 228Ra. The 226Ra/228Ra ratio in HCO3 Mg-Na-Ca radon waters is equal to 1,35. The isotope composition of radon waters (from -126,3 to -121,1 ‰ for δD and from -16,8 to -16,3 ‰ for δ18O) points to their meteoric infiltration origin. The isotope composition of carbon δ13CDIC points to the biogenic origin of carbon dioxide and its participation in carbonate-silicate weathering of the rocks.

Актуальность. До настоящего исследования по природным водам Севастопольской городской агломерации отсутствовали актуальные сведения по распределению широкого спектра высокотоксичных элементов. Цель: установить характеристики гидрогеохимического фона и изучить распределение высокотоксичных химических элементов в водах питьевого водоснабжения населения Севастопольской городской агломерации на основе актуальных сведений об их химическом составе, полученном современными методами анализа. Методы. Лабораторное изучение химического состава методами титриметрии, ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой проводилось в Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета. Оценка токсикологических особенностей вод проводилась с использованием действующих нормативных документов: СанПиН 1.2.3685-21, ГОСТ Р 51232-98, СанПиН 2.1.3684-21, и рекомендаций Всемирной организации по здравоохранению. Результаты. Для природных вод территории Севастопольской городской агломерации установлены характеристики гидрогеохимического фона и аномалий. Выявлено, что концентрации большинства изученных токсичных элементов находятся ниже ПДК (V, Cr, Cu, Zn, Mo, Cd, Pb и Bi). Ряд объектов отличается превышением предельно допустимых концентраций по Fe, Mn, Co, Ni и Tl. По нормируемым химическим элементам в настоящее время наиболее неблагоприятные условия характеризуют воды села Колхозное. Практически на всей территории Гераклейского полуострова установлены высокие содержания урана и повышенные мышьяка. Огромное влияние на ухудшение качественных характеристик природных вод оказали засухи 2018-2020 гг., приведшие к росту концентраций практически всех микрокомпонентов не только в поверхностных, но и в подземных водах, включая скважины, родники и колодцы. Выявление роли природных и антропогенных факторов в процессах формирования гидрогеохимического поля эксплуатируемых водоносных горизонтов на территории Севастопольской городской агломерации требует продолжения мониторинговых исследований, начатых в 2018 г. The relevance. Prior to the present study on the natural waters of the Sevastopol urban agglomeration, there was no relevant information on the distribution of a wide range of highly toxic elements. The aim of the research is to establish the characteristics of the hydrogeochemical background and study the distribution of highly toxic chemical elements in the drinking water supply of the population of the Sevastopol urban agglomeration based on current information about their chemical composition obtained by modern methods of analysis. Methods. Laboratory study of the chemical composition by titrimetry, ion chromatography, inductively coupled plasma mass spectrometry was carried out at the Problem Research Laboratory of Hydrogeochemistry of the TPU School of Natural Resources. The assessment of the toxicological characteristics of waters was carried out using the current regulatory documents: SanPiN 1.2.3685-21, GOST R 51232-98, SanPiN 2.1.3684-21, and the recommendations of the World Health Organization. Results. The hydrogeochemical background of the distribution of highly toxic chemical elements in the natural water of the Sevastopol urban agglomeration are established. The concentration of highly toxic elements (V, Cr, Cu, Zn, Mo, Cd, Pb and Bi) does not exceed the threshold limit value. Several objects are characterized by exceeding the threshold limit value for Fe, Mn, Co, Ni and Tl. The waters of the Kolkhoznoe village have the most unfavorable characteristics. Almost throughout the entire territory of the Kheracleian Peninsula, high concentrations of uranium and arsenic were established. The droughts of 2018-2020 had a huge impact on the deterioration of the quality characteristics of natural waters, which led to the increase in the concentrations of almost all microcomponents not only in surface waters, but also in groundwater (including wells and springs). Identification of the role of natural and anthropogenic factors in formation of the hydrogeochemical field of exploited aquifers on the territory of the Sevastopol urban agglomeration requires the continuation of monitoring.

Актуальность данного исследования заключается в необходимости изучения распределения элементов первого класса опасности, урана и тория в подземных водах Обь-Зайсанской складчатой области. Цель: установить характеристики гидрогеохимического фона и изучить распределение высокотоксичных химических элементов в водах питьевого водоснабжения населения. Методы. Выполнено определение быстроизменяющихся параметров с помощью полевой гидрогеохимической лаборатории и полевого оборудования Hanna HI98195 - мультипараметровый измеритель рН/ОВП/проводимости, Hanna HI98198 - оксиметр. Измерение активности радона в подземных водах проводилось с помощью комплекса «Альфарад плюс». Лабораторное изучение химического состава определялось методами титриметрии, ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой проводилось в Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета. Оценка токсикологических особенностей вод проводилась с использованием действующих нормативных документов: СанПиН 2.1.3684-21, ГОСТ Р 58573-2019, и рекомендаций Всемирной организации по здравоохранению. Расчет гидрогеохимического фона проводился в программном комплексе Statistica 8.0 (StatSoft. Inc.). Для выявления степени концентрирования химических элементов в природных водах были рассчитаны коэффициенты концентрации Kki=mx nx и водной миграции (по А.И. Перельману) Kx1=mx ∙100 a∙nx. Кумулятивные кривые рассчитаны по формуле: Pc=Ri/(N+1). Результаты. Изученны воды HCO3 Mg-Ca и HCO3 Na-Mg-Ca состава с величиной общей минерализации, варьирующей от 203 до 1568 мг/дм3; геохимические параметры среды, как восстановительные, так и окислительные, с Eh -331,6 - +438,5 мВ, pH 6,6-8,3 с содержанием О2раств. 0,29-10,72 мг/дм3. Выявлены относительно высокие концентрации Ti до 0,04 мг/дм3 , V до 0,03 мг/дм3 , Fe до 93,9 мг/дм3 , Zn до 0,38 мг/дм3 , As до 0,27 мг/дм3 , Zr до 0,018 мг/дм3 , Sb до 0,016 мг/дм3 , Ba до 0,51 мг/дм3 , W до 0,005 мг/дм3 , Hg до 0,0002 мг/дм3 , Pb до 0,057 мг/дм3 , U до 0,34 мг/дм3 , что может быть связано как с автомобильным транспортом и промышленными предприятиями, так и с водовмещающими породами. Изучены элементы первого класса опасности, а также уран и торий. Установлено, что по бериллию, а также по таллию и мышьяку 20 % изученных проб выше фонового значения, по торию - 26 %, по урану - 19 %. The relevance of this research lies in the need to study the distribution of elements of the first hazard class, uranium and thorium in the groundwater of the Ob-Zaisan folded area. Objective: to establish the characteristics of the hydrogeochemical background and to study the distribution of highly toxic chemical elements in the waters of the drinking water supply of the population. Methods. Rapidly changing parameters were determined using a field hydrogeochemical laboratory and field equipment Hanna HI98195 - a multi-parameter pH/ORP/conductivity meter, Hanna HI98198 - an oximeter. The measurement of radon activity in groundwater was carried out using the Alfarad plus complex. Laboratory studies of the chemical composition by means of titration, ion chromatography, mass spectrometry with inductively coupled plasma were carried out at the Research Laboratory of Hydrogeochemistry at the School of Earth Sciences and Engineering of the Tomsk Polytechnic University. The assessment of the toxicological characteristics of waters was carried out using the current regulatory documents: SanPiN 2.1.3684-21, SS R 58573-2019 and the recommendations of the World Health Organization. The hydrogeochemical background was calculated using the Statistica 8.0 software package (StatSoft. Inc.). To determine the extent of element concentrating in natural waters, the coefficients of concentration Kki= mx nx and water migration (according to A.I. Perelman) Kx1= mx ∙100 a∙nx were calculated. Cumulative curves are calculated by the formula: Pc=Ri/(N+1). Results. The studied waters are HCO3 Mg-Ca and HCO3 Na-Mg-Ca composition with total mineralization varying from 203 to 1568 mg/dm3. The geochemical parameters of the environment are both reducing and oxidizing with Eh -331,6 - +438,5 mV, pH 6,6-8,3 with the content of O2disol. 0,29-10,72 mg/dm3 . The authors revealed relatively high concentrations of Ti - up to 0,04 mg/dm3 , V - up to 0,03 mg/dm3 , Fe - up to 93,9 mg/dm3 , Zn - up to 0,38 mg/dm3, As - up to 0,27 mg/dm3 , Zr - up to 0,018 mg/dm3, Sb - up to 0,016 mg/dm3 , Ba - up to 0,51 mg/dm3, W - up to 0,005 mg/dm3, Hg - up to 0,0002 mg/dm3, Pb - up to 0,057 mg/dm3, U - up to 0,34 mg/dm3, which is probably related to the composition of host rocks and the spread of industrial enterprises developed in the study area. The elements of the first hazard class, as well as uranium and thorium, were studied in the work. It was found that 20 % of the studied samples were higher than the background value for beryllium, as well as for thallium and arsenic, 26 % - for thorium, and 19 % - for uranium.

Актуальность исследования состоит в получении новых сведений о гидрогеологии и гидрогеохимии слабоизученных месторождений радоновых вод города Новосибирска на юге Западной Сибири. Новосибирск относится к числу тех немногих городов России, которые были заложены на гранитах - источнике эманации радона (222Rn). В геологическом отношении изучаемая территория приурочена к внутренней области крупного Новосибирского гранитоидного массива. Научных обобщений имеющегося фактического материала не проводилось. Цель: выявление особенностей гидрогеологического строения и гидрогеохимии месторождения радоновых вод «Каменское», изучение форм миграции химических элементов в водах и оценка степени их насыщения относительно ряда карбонатных, сульфатных и силикатных минералов. Методы. Отбор проб выполнялся в соответствии с общепринятыми методиками. Обобщение и анализ гидрогеохимических данных проводилось с применением программных средств Microsoft Excel, STATISTICA, SURFER, Grid Master. В среде программных комплексов Visual Minteq и WATEQ4f выполнены физико-химические расчеты форм миграции химических элементов в радоновых водах и степени их насыщения к ряду породообразующих минералов. Результаты: в гидрогеологическом разрезе месторождения радоновых вод «Каменское» геологоразведочными работами установлено два водоносных комплекса (сверху вниз): поровых вод четвертичных отложений и трещинно-жильных вод верхнепалеозойских гранитов. В условиях Центрального района города Новосибирска, где почти вся площадь поверхности покрыта асфальтом и занята под сооружения и инфильтрация атмосферных осадков осложнена, естественный режим питания подземных вод нарушен. Порово-пластовые воды четвертичных отложений, воды зоны региональной трещиноватости и трещинно-жильные воды верхнепалеозойских гранитов находятся в единой области смешения, на которую оказывают влияние процессы подтопления и антропогенного загрязнения. В этой связи в водоносном комплексе верхнепалеозойских гранитов выделяется две гидрогеохимической зоны: верхняя - воды зоны региональной трещиноватости в зоне подтопления в условиях антропогенного воздействия, и нижняя - трещинно-жильные минеральные радоновые воды. Минеральные радоновые трещинно-жильные воды гранитов, не подверженные антропогенному влиянию установлены в скв. 4п (интервал 73-74 м) и в скв. 16 на глубинах от 73 до 128 м. Они холодные собственно пресные HCO3 Na-Ca и HCO3 Na-Mg-Ca состава с величиной общей минерализации от 613,4 до 689,9 мг/дм3 с содержанием кремния 10,3-13,6 мг/дм3. Они характеризуются рН от нейтральных до слабощелочных (6,9-7,8), кислородно-азотным составом водорастворенных газов. Установленная активность 222Rn варьирует в диапазоне 1101-1570 Бк/дм3 (сильно радоновые воды по классификации Н. И. Толстихина); содержания: 238U от 5,6∙10-3 до 6,5∙10-3 мг/дм3 и 226Ra от 2,7∙10-9 до 1,8∙10-8 мг/дм3. С ростом общей минерализации радоновых вод доля простых катионных форм Mg2+, Ca2+, Na+, Sr2+, Ba2+ в растворе уменьшается, это связано с образованием труднорастворимых карбонатных и сульфатных соединений. В радоновых водах формы Fe(II) представлены в виде Fe2+, FeHCO3+, FeCO3 0. Fe(III) мигрирует в форме положительно заряженных гидроксокомплексов Fe(OH)2 + и нейтральных Fe(OH)3 0. Среди форм миграции марганца доминирует простой катион Mn2+ (43,71-99,99 %), остальные формы представлены MnHCO3 + (9,89-28,27 %), MnCO3 0 (0,01-37,39), еще в меньшей степени MnSO4 0 (0,20-2,25 %), MnCl+ (0,04-1,12 %) и MnOH+ (0,01-0,05 %). Химические формы миграции тяжелых металлов (никеля и меди) представлены в виде свободных катионов (Ni2+, Cu2+), гидрокарбонатных (NiHCO3 -, CuHCO3 -) и карбонатных (NiCO3 0, CuCO3 0) комплексов. Медь также мигрирует в нейтральной форме Cu(OH)2 0. Бериллий (1 класс опасности) мигрирует в форме гидроксокомплекса Be(OH)2. Установленные особенности геохимических типов вод, долевого распределения форм и коэффициентов водной миграции химических элементов выявили усложнение состава равновесных минералов от сидерита, ферригидрита и гриналита в поверхностных водах до их насыщения кальцитом, доломитом, магнезитом, родохрозитом и тальком в трещинно-жильных водах верхнепалеозойских гранитов. Формы миграции химических элементов обуславливают механизмы растворения/осаждения минеральных соединений. The relevance of the research consists in obtaining new information on hydrogeology and hydrogeochemistry of underexplored fields Novosibirsk radon waters in the south of Western Siberia. Novosibirsk is one of those few cities in Russia that were laid on granites - a source of radon emanation (222Rn). The study area is confined to the inner area of the large Novosibirsk granitoid massif. There were no scientific generalizations of the available factual material. The aim of the research is to identify the features of the hydrogeological structure and hydrogeochemistry of the mineral hydro-radon occurrence «Kamenskoe» and to study the forms of migration of chemical elements and the saturation degree to minerals. Methods. Sampling was carried out in accordance with generally accepted methods. Compilation and analysis of hydrogeochemical data was carried out using the software Microsoft Excel, STATISTICA, SURFER, Grid Master. In the environment of Visual Minteq and WATEQ4f software packages, physicochemical calculations of the migration forms of chemical elements in radon waters and the degree of their saturation to a number of rock-forming minerals were performed. Results. In the hydrogeological section of the «Kamenskoe» hydro-radon occurrence two aquifers: pore water of Quaternary aquifer and fissure-vein waters of Upper Paleozoic granites, were established (from top to bottom). In the central part of Novosibirsk, the infiltration of atmospheric precipitation is complicated, the natural regime of groundwater supply is disturbed. Pore-stratal waters of Quaternary sediments, waters of the zone of regional fracturing and fracture-vein waters of Upper Paleozoic granites are located in a common mixing area, which is influenced by flooding and anthropogenic pollution. Thus, in the water-bearing complex of the Upper Paleozoic granites, two hydrogeochemical zones are distinguished: the upper one is the waters of the regional fracturing zone in the flooding area under anthropogenic impact, and the lower one is the fractured-vein mineral radon waters. Mineral radon fissure-vein waters of granites are not subject to anthropogenic influence and are installed in well no. 4p (interval 73-74 m) and in well no. 16 at depths from 73 to 128 m. They are cold, fresh, HCO3 Na-Ca and HCO3 Na-Mg-Ca composition with TDS from 613,4 to 689,9 mg/dm3 and silicon content 10,3-13,6 mg/dm3 . They are characterized by pH from neutral to slightly alkaline (6,9-7,8) and oxygen-nitrogen composition of water-dissolved gases. The established activity of 222Rn varies in the range of 1101-1570 Bq/dm3 (strongly radon waters according to the classification of N.I. Tolstikhin); content: 238U from 5,6∙10-3 to 6,5∙10-3 mg/dm3 and 226Ra from 2,7∙10-9 to 1,8∙10-8 mg/dm3 . With an increase in the total mineralization of radon waters, the proportion of simple cationic forms of Mg2+, Ca2+, Na+ , Sr2+, Ba2+ in solution decreases, which is associated with the formation of hardly soluble carbonate and sulfate compounds. In radon waters, Fe(II) forms are presented as Fe2+, FeHCO3 +, FeCO3 0. Ferrum (III) migrates in the form of positively charged hydroxo complexes Fe(OH)2 + and neutral Fe(OH)3 0. Among the forms of manganese migration, the simple cation Mn2+ (43,71-99,99 %) dominates, the remaining forms are represented by MnHCO3 + (9,89-28,27 %) and MnCO3 0 (0,01-37,39), to an even lesser extent MnSO4 0 (0,20-2,25 %), MnCl+ (0,04-1,12 %) and MnOH+ (0,01-0,05 %). The chemical forms of migration of heavy metals (nickel and copper) are presented in the form of free cations (Ni2+, Cu2+), hydrocarbonate (NiHCO3 -, CuHCO3 -) and carbonate (NiCO3 0, CuCO3 0) complexes. Copper also migrates in the neutral form Cu(OH)2 0. Beryllium (hazard class 1) migrates in the form of the hydroxo complex Be(OH)2. The established features of the geochemical types of waters, the proportional distribution of forms and coefficients of water migration of chemical elements revealed the complication of the composition of equilibrium minerals from siderite, ferrihydrite, and greenalite in surface waters to saturation with calcite, dolomite, magnesite, rhodochrosite, and talc in fractured vein waters of the Upper Paleozoic granites. The forms of migration of chemical elements determine the mechanisms of dissolution/precipitation of mineral compounds.

Актуальность исследования заключается в получении первых изотопно-геохимических данных о природных водах и вмещающих горных породах проявления слаборадоновых вод "Инские источники". Цель: изучить особенности химического состава природных вод и водовмещающих пород и получить первые сведения по суммарной [alpha]- и [beta]-активности природных вод, активности 222Rn и изотопному составу [delta]D, [delta]18O, [delta]13C, 234U, 238U, 226Ra и 228Ra. Методы. Отбор проб выполнялся в соответствии с общепринятыми методиками. Лабораторное изучение химического состава методами титриметрии, ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой проводилось в ПНИЛ гидрогеохимии ИШПР ТПУ. Анализ комплекса изотопных соотношений [delta]D, [delta]18O, [delta]13СDIC вод и растворенного неорганического углерода проводился в центре коллективного пользования Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН с помощью прибора Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253. Данные по суммарной [alpha]- и [beta]-активности природных вод, а также активностях 234U, 238U, 226Ra и 228Ra получены с помощью гамма-спектрометрии и альфаспектрометрии (после предварительной радиохимической пробоподготовки). Результаты. В 2019 г. в 35 км от г. Новосибирска, вдали от известных гранитных массивов, открыто проявление слаборадоновых вод "Инские источники”, относящееся к водам зоны региональной трещиноватости. В настоящей работе приводятся первые результаты их геохимических исследований. Установлено, что воды источников умеренно пресные HCO3 MgCa состава с величиной общей минерализации от 389 до 536 мг/дм3 с содержаниями кремния 4,14-8,61 мг/дм3 . Они характеризуются рН от нейтральных до слабощелочных (7,1-8,4), окислительной геохимической обстановкой с Eh +205,3-+231,8 мВ и содержанием О2 раств. 6,24-12,26 мг/дм3 . Установленная активность 222Rn варьирует в диапазоне 7-149 Бк/дм3 ; содержания: 238U от 2,83∙10-3 до 4,13∙10-3 мг/дм3 и 232Th от 2,39∙10-6 до 1,16∙10-5 мг/дм3 . По изотопному составу воды имеют инфильтрационное происхождение. Диапазон значений [delta]18O в водах меняется от -17,1 до -16,7 ‰ со значениями [delta]D от -128,4 до -126,2 ‰ и вариацией [delta]13C от -13,1 до -10,3 ‰. Вмещающие породы представлены глинистыми сланцами темно-серого (до черного), иногда серого цвета, с небольшой примесью алевритового, песчано-алевритового материала. Изотопный состав кальцита вмещающих пород характеризуется близкими значениями: [delta]13C варьирует от -3,1 до -2,7 ‰, [delta]18O - от 17,2 до 18,4 ‰. Выветрелые глинистые сланцы характеризуются облегчением по [delta]13C (до -11,0 ‰) и по [delta]18O (до 13,9 ‰). Также эти образцы по результатам геохимических исследований характеризуется существенным снижением (в несколько раз) содержания всех элементов-примесей (кроме U), свидетельствующим об активном взаимодействии вод с вмещающими породами. The relevance of the research lies in obtaining the first isotope-geochemical data on natural waters and host rocks of the "Inskie springs" occurrence of low-radon waters. The aim of the research is to study the peculiarities of chemical composition of natural waters and water-bearing rocks and obtain the first information on the total [alpha]- and [beta]-activity of natural waters, the activity of 222Rn and the isotopic composition of [delta]D, [delta]18O, [delta]13С, 234U, 238U, 226Ra and 228Ra. Methods. Sampling was carried out in accordance with generally accepted techniques. Laboratory study of the chemical composition by titrimetry, ion chromatography, inductively coupled plasma mass spectrometry was carried out at the Problem Research Laboratory of Hydrogeochemistry of the TPU School of Natural Resources. The analysis of the complex of isotopic ratios [delta]D, [delta]18O, [delta]13CDIC of waters and dissolved inorganic carbon was carried out at the Center for Collective Use of the IGM SB RAS using the Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253. Data on the total [alpha]- and [beta]-activity of natural waters, as well as the activities of 234U, 238U, 226Ra и 228Ra were obtained using gamma and alpha spectrometry (after preliminary radiochemical sample preparation). Results. In 2019, 35 km from Novosibirsk, far from the known granite massifs, the "Inskie springs" occurrence of low-radon waters was discovered, referring to the waters of the regional fracture zone. The work presents the first results of their geochemical studies. The waters are moderately fresh HCO3 Mg-Ca with a total mineralization from 389 to 536 mg/dm3 with a silicon content of 4,14-8,61 mg/dm3 . They are characterized by pH from neutral to slightly alkaline (7,1-8,4), oxidative geochemical environment with Eh +205,3 -+231,8 mV and O2dissolved content of 6,24-12,26 mg/dm3 . The activity of 222Rn varies in the range of 7-149 Bq/dm3 ; contents: 238U from 2,83∙10-3 to 4,13∙10-3 mg/dm3 and 232Th from 2,39∙10-6 to 1,16∙10-5 mg/dm3 . According to the isotopic composition, the origin of water is infiltration. The range of δ18O values in waters varies from -17,1 to -16,7 ‰ with [delta]D values from -128,4 to -126,2 ‰ and [delta]13C variation is in the range of -13,1 to -10,3 ‰. The host rocks are dark gray (to black) shales, sometimes gray, with a small admixture of silty and sandy-silty material. The isotopic composition of calcite in the host rocks is characterized by similar values: [delta]13C varies from -3,1 to -2,7 ‰, [delta]18O - from 17,2 to 18,4 ‰. Weathered clay shales are characterized by lower contents of [delta]13C (up to -11,0 ‰) and [delta]18O (up to 13,9 ‰). Also, according to the results of geochemical studies, these samples are characterized by a significant decrease in the content of all trace elements (except for U), which indicates active interaction of waters with the host rocks.

Актуальность исследования заключается в получении первых изотопно-геохимических данных о природных водах и вмещающих горных породах Новобибеевского проявления радоновых вод. Цель: изучить особенности химического состава природных вод и водовмещающих пород и получить первые сведения по активности 222Rn и изотопному составу [delta]D, [delta]18O, [delta]13С. Методы. Лабораторное изучение химического состава методами титриметрии, ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой проводилось в ПНИЛ гидрогеохимии ИШПР ТПУ. Определение комплекса величин [delta]D, [delta]18O, [delta]13СDIC вод и растворенного неорганического углерода (Dissolved Inorganic Carbon (DIC)) проводилось в центре коллективного пользования ИГМ СО РАН с помощью прибора Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253, снабженного приставками пробоподготовки H/Device (для определений [delta]D) и GasBench II (для определений [delta]18O и [delta]13СDIC). Измерение содержаний 222Rn в водах проводилось на комплексе «Альфарад плюс» в лаборатории гидрогеологии осадочных бассейнов Сибири ИНГГ СО РАН. Геофизические исследования проводились с применением электроразведочной аппаратуры Скала-48 с 48 электродами и шагом между ними 5 м, по электроразведочной схеме Шлюмберже. Разделение данных на однородные геохимические совокупности выполнено с помощью коэффициентов Са/Na, Са/Mg, Ca/Si, Mg/Si, Na/Si. Для выявления степени концентрирования химических элементов в природных водах были рассчитаны коэффициенты концентрации Kki=mx•nx и водной миграции (по А. И. Перельману) Kk1=mx∙100 a∙nx. Результаты. Выполнены комплексные изотопно-геохимические исследования радоновых вод Новобибеевского проявления. Радоновые воды (активность 222Rn до 429 Бк/дм3 ) в основном характеризуются HCO3 Mg-Ca составом с величиной общей минерализации от 385 до 818 мг/дм3 и содержанием кремния от 5,77 до 13,30 мг/дм3 . Геохимические параметры среды варьируют от восстановительной до окислительной обстановки с величинами Eh от -81,2 до +212,7 мВ; pH от 6,6 до 7,5 и O2раств. от 1,62 до 7,89 мг/дм3 . Подземные воды были разделены на две геохимические совокупности: 1) трещинно-жильные воды гранитоидов с отношениями Ca/Si 11,49; Mg/Si 2,48; Na/Si 1,25; Si/Na 0,87; Ca/Na 10,02; Ca/Mg 4,76; rNa/rCl 8,79 и SO4/Cl 4,35 и 2) воды зоны региональной трещиноватости гранитоидов в условиях антропогенного влияния с отношениями Ca/Si 16,43; Mg/Si 2,21; Na/Si 2,21; Si/Na 0,62; Ca/Na 9,84; Ca/Mg 9,95; rNa/rCl 0,89 и SO4/Cl 1,78. Поверхностные воды в условиях техногенной нарушенности по составу SO4-HCO3 Na-Mg-Ca с величиной общей минерализации от 385 до 461 мг/дм3 и содержанием кремния от 5,02 до 9,60 мг/дм3 . Геохимические параметры среды отвечают окислительной обстановке с величинами Eh от +107,8 до +145,6 мВ; pH от 7,8 до 8,6 и O2раств. от 6,49 до 14,38 мг/дм3. Активность радона в водах не превышает 39 Бк/дм3. Поверхностные воды реки Ояш характеризуются в основном HCO3 Na-Mg-Ca составом с величиной общей минерализации от 407 до 466 мг/дм3 и содержанием кремния от 1,22 до 2,87 мг/дм3 . Геохимические параметры среды отвечают окислительной обстановке с величинами Eh от +120,1 до+150,0 мВ; pH от 8,4 до 8,5 и O2раств. от 7,45 до 9,53 мг/дм3 . Активность радона в речных водах варьирует от 1 до 12 Бк/дм3 . С ростом общей минерализации в радоновых водах концентрируются Li, Cr, Zn, Br, Sr и U. На спектре их распределения наиболее высокие содержания (мг/дм3 ) закономерно установлены у: Si до 8,85, Mn до 0,22, Fe до 0,34, Sr до 0,77 и Ba до 0,13, поскольку водовмещающие породы представлены биотитовыми гранитами, порфировидными и оливиновыми долеритами. В водах в большей мере накапливаются Br, I, Se, Te, Re и U, а наибольшей миграционной способностью в этих условиях отличаются I, Se, Br, Te, Re, U, B, Sr и Mo. Изотопный состав ([delta]D от -139,4 до -112,5 ‰ и [delta]18O от -18,9 до -14,4 ‰) и расположение точек на диаграмме [delta]D=f([delta]18O) указывает на метеорное происхождение всех изученных вод. Полученные значения [delta]13CDIC варьируют в диапазоне от -14,2 до -10,0 ‰ при содержании DIC от 3,4 до 8,7 ммоль/дм3 . Основным источником водорастворенной углекислоты является почвенная углекислота смешанного состава. The relevance of the investigation is in obtaining the first isotope-geochemical data on natural waters and embedding rocks at the Novobibeevo occurrence of radon-rich waters. Goal: to study the features of the chemical composition of natural waters and water-bearing rocks and to obtain the first data on the activity of 222Rn and on the isotope composition: [delta]D, [delta]18O, [delta]13С. Methods. Laboratory investigation of chemical composition by means of tritrimetry, ion chromatography, mass spectrometry with inductively coupled plasma was carried out in Basic Research Laboratory of Hydrogeochemistry at the School of Earth Sciences and Engineering of the Tomsk Polytechnic University. Determination of a set of characteristics - [delta]D, [delta]18O, [delta]13СDIC waters and dissolved inorganic carbon (DIC) - was carried out in the Shared Equipment Center at the Institute of Geology and Mineralogy SB RAS using an Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253, equipped with the attachments for sample preparation H/Device (to determined [delta]D) and GasBench II (to determine [delta]18O and [delta]13СDIC). The concentration of 222Rn in water samples was measured with the Alfarad Plyus complex at the Laboratory of Hydrogeology of the Sedimentary Basins of Siberia of the IPGG SB RAS. Geophysical studies were carried out using the electrical exploration equipment Skala-48 with 48 electrodes and a 5 m step between them, according to the Schlumberger electrical exploration scheme. Data separation into uniform geochemical entities was performed using the coefficients Са/Na, Са/Mg, Ca/Si, Mg/Si, Na/Si. To reveal the degrees of chemical element concentration in natural waters, we calculated the concentrating coefficients Kki=mx•nx , and water migration coefficients (according to A. I. Perelman) Kk1=mx∙100 a∙nx. Results. Integrated isotope-geochemical studies of radon-rich waters of the Novobibeevo occurrence have been carried out. Radon-rich waters (222Rn activity up to 429 Bq/dm3 ) are mainly characterized by HCO3 Mg-Ca composition with total mineralization (TDS) from 385 to 818 mg/dm3 and silicon content from 5,77 to 13,30 mg/dm3 . The geochemical parameters of the environment vary from the reductive to oxidative setting with Eh from -81,2 to +212,7 mV; pH from 6,6 to 7,5, and O2dissolved from 1,62 to 7,89 mg/dm3 . Goundwaters were divided into two geochemical groups: 1) fracture-vein waters of granitoids with the ratios Ca/Si 11,49; Mg/Si 248; Na/Si 1,25; Si/Na 0,87; Ca/Na 10,02; Ca/Mg 4,76; rNa/rCl 8,79, and SO4/Cl 4,35, and 2) waters of the zone of regional fracturing of granitoids under anthropogenic influence, with the ratios Ca/Si 16,3; Mg/Si 2,21; Na/Si 2,21; Si/Na 0,62; Ca/Na 9,84; Ca/Mg 9,95; rNa/rCl 0,89 and SO4/Cl 1,78.

Актуальность исследования обусловлена получением новых данных по изотопной геохимии сверхкрепких рассолов Сибирской платформы. Цель: выявить особенности генезиса рассолов и растворенной в них углекислоты, а также взаимодействия вод с окружением. Методы. Полевое опробование проведено в соответствии с общепринятыми методиками. Химико-аналитические исследования выполнены методами титриметрии, ионной хроматографии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Определение Актуальность исследования обусловлена получением новых данных по изотопной геохимии сверхкрепких рассолов Сибирской платформы. Цель: выявить особенности генезиса рассолов и растворенной в них углекислоты, а также взаимодействия вод с окружением. Методы. Полевое опробование проведено в соответствии с общепринятыми методиками. Химико-аналитические исследования выполнены методами титриметрии, ионной хроматографии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Определение [delta]D, [delta]18O, [delta]13C проводилось на приборе Isotope Ratio Mass Spectrometer FinniganTM MAT 253, снабженном приставками пробоподготовки H/Device (для анализа [delta]D) и GasBench II (для анализа [delta]18O и [delta]13CDIC). Изотопные отношения 87Sr86/Sr и 87Rb/86Sr изучались на масс-спектрометре MI 1201T в двухленточном режиме с регистрацией на одном коллекторе. Результаты. Представлены новые изотопно-геохимические данные по сверхкрепким рассолам Сибирской платформы широкого стратиграфического диапазона (от рифея до ордовика). Для изученных рассолов характерен широкий интервал относительных концентраций дейтерия и кислорода-18: от -133 до -17,5 ‰ для [delta]D и от -17,0 до -2,5 ‰ для [delta] 18O. На основании значений кислородных и водородных дельт рассолов предполагается их седиментационно-метаморфический генезис. Значения [delta]13C для DIC рассолов варьируют в диапазоне от -31 до +12,7 ‰. Предполагается биогенное (бактериальное) происхождение растворенной в водах углекислоты. В среднем переход от более молодых комплексов к более древним сопровождается обогащением DIC легким изотопом углерода. Стронциевые отношения изученных рассолов делят их на две группы: с отношениями 87Sr/86Sr, близкими к значениям в водах современного океана, и со значениями 87Sr/86Sr, существенно их превышающими. Предполагается, что для рассолов второй группы захоронение вод происходило в присутствии обломочного материала выветривания континентальной коры, обогащенного радиоактивным 87Rb. The relevance of the study is caused by obtaining new isotope-geochemical data for the Siberian platform brines. The aim of the research is to reveal the genesis of the brines and dissolved inorganic carbon as well as investigation of the water- environment interactions. Methods. Field sampling was carried out using common methods. Chemical analysis of brines was carried out by titrimetry, ion chromatography and inductively coupled plasma mass spectrometry. The analysis of the stable isotope composition ([delta]D, [delta]18O, and [delta]13C) was carried out using the Isotope Ratio Mass Spectrometer Finnigan TM MAT 253 equipped with H/Device (for [delta]D analysis) and GasBench II (for [delta]18O and [delta]13CDIC analysis). The 87Sr86/Sr and 87Rb/86Sr isotope ratios were studied using the MI 1201T mass spectrometer in a two-strip mode with registration on one collector. Results. The new isotope-geochemical data on the Siberian platform supersaturated brines of a wide stratigraphic range (from Riphean to Ordovician) are presented. There is a wide range of oxygen and hydrogen stable isotope composition in the studied brines: from -133 to -17,5 ‰ for [delta]D and from -17,0 to -2,5 ‰ for [delta]18O. The [delta]D and [delta]18O values point on the sedimentation-metamorphic genesis of the brines. The carbon isotope composition of the DIC in brines range from -31 to +12,7 ‰. It is supposed that DIC has the biogenic (bacterial) origin. The youngest brine DIC has the heaviest carbon isotope composition whereas the oldest brine DIC has the biggest concentration of 12C. The strontium ratios of the studied brines divide them into two groups: with 87Sr/86Sr ratios, close to those of the modern ocean waters, and brines with 87Sr/86Sr values significantly exceeding modern ocean strontium ratios. It is assumed that the burial of the brines of the second group took place in the presence of clastic material of the continental crust, with a high content of radioactive 87Rb.