Abstract

The study aims at solving the fundamental and applied problems of hydrogeology and hydrogeochemistry of the Zaeltsovsko-Mochishchensky zone of radon waters in the northwestern district of the city of Novosibirsk. Novosibirsk is one of the few Russian cities built on granites that emit radon (222Rn). In geological terms, the study area is confined to the NW near-contact zone of the large Novosibirsk granitoid massif. The available data on radon in this area has not been scientifically consolidated yet. We used the methods of S.L. Shvartsev, N.M. Kruglikov, V.V. Nelyubin, O.N. Yakovlev, and V.M. Matusevich and software packages Visual Minteq, PhreeqC, WATEQ4f and HG-32 and obtained physical and chemical calculations for the forms of migration of trace elements in radon waters and estimated the degrees of radon water saturation with rock-forming minerals. The data from hydrogeological profiles and hydrogeochemical sampling (118 samples from 57 water wells and sources) were analyzed. Radon waters are fissure-type, cold (6–10 °С) and occur at a depth of 50–200 m. By their chemical composition (according to the classification proposed by S.А. Shchukarev), the waters are mainly hydro-carbonate calcium and hydro-carbonate calcium-sodium; the total mineralization amounts to 322–895 mg/dm3. All the water wells drilled in granites and near-contact hornfels were tested for radon. It is revealed that the 222Rn concentration in water varies widely, from 11 to 801 Bq/dm3. Therefore, such waters are classified as low-radon and moderate-radon mineral waters (according to the classification proposed by N.I. Tolstikhin). In the wells drilled in hornfels, the 222Rn concentration in water is 37–241 Bq/dm3. The concentrations of 238U and 226Ra do not exceed 0.098 and 1.9∙10–9 mg/dm3, respectively. Physicochemical simulation shows that Ag+, Ba2+, Zn2+, Ni2+, Mn2+, Sr2+, Fe2+ migrate mainly as free ions, while Be2+, Fe3+, Zr4+, Ti4+ migrate as hydroxide complexes. Uranium is mainly present in uranyl-carbonate complexes of calcium: Ca2UO2(CO3)3(aq) (61–75 %) and CaUO2(CO3)32– (25–36 %). Calculations show abundant saturation of the waters with calcite, dolomite, ferrihydrite, greenalite, hausmannite, manganite, quartz, rutile, siderite, lepidocrocite, goethite, and pyrolusite. The mineral phases, such as aragonite, barite, chalcedony, cristobalite, vaterite, and amorphous silicon dioxide are in equilibrium. Several samples show saturation of the waters with relatively rare phosphorus-containing minerals: hydroxyapatite, manganese hydrogen phosphate, cerargyrite, and lead molybdate. The radon waters are not saturated with monohydrocalcite, calcium molybdate, celestite, chrysotile, copper hydroxide, copper molybdate, epsomite, huntite, amorphous and crystalline iron hydroxide (II), gypsum, iron molybdate (II), magnesite, lansfordite, Na-jarosite, nesquehonite, powellite, strontianite, tenorite, witherite, and zirconium dioxide.

Highlights

  • Статья подготовлена по материалам доклада, представленного на Всероссийском совещании по подземным водам Востока России (Новосибирск, 18-24 июня 2018 г.)

  • The study area is confined to the NW near‐contact zone of the large Novosibirsk granitoid massif

  • Shchukarev), the waters are mainly hydro‐carbonate calcium and hydro‐carbonate calcium‐sodium; the total mineralization amounts to 322–895 mg/dm3

Read more

Summary

ВВЕДЕНИЕ

В зависимости от геологических и гидрогеоло‐ гических условий в различных регионах Земли сложились предпосылки для формирования широ‐ кого спектра фоновых концентрации радона (222Rn). В России выявлены зоны с концен‐ трацией радона в воде в 300–400 Бк/дм и более [Voronov, 2004]. В Новоси‐ бирске и его окрестностях были выявлены радоно‐ вые воды более десяти месторождений для лечеб‐ ных целей (самые известные: для санатория «За‐ ельцовский Бор», Горводолечебницы, профилакто‐ рия завода химконцентратов). В настоящее время радоновые воды в городе практически не исполь‐ зуются, за исключением муниципальной клиниче‐ ской больницы No 34, где сохранилась действую‐ щая скважина и в лечении применяются радоно‐ вые ванны. Выявленные месторождения радоно‐ вых вод Новосибирской агломерации представля‐ ют собой достаточно водообильные зоны с кон‐ центрациями радона от 27 до 4784 Бк/дм. Общий массив гидрогеохимических данных по Заельцовско‐Мочищенской зоне состав‐ ляет 118 проб, а информационный банк по радоно‐ вым водам Новосибирской городской агломерации – более 800 записей. В среде программных комплексов Visual Minteq, PhreeqC, WATEQ4f и HG‐32 выполнены физико‐ химические расчеты форм миграции микроэлемен‐ тов в радоновых водах и степени их насыщения по отношению к породообразующим минералам (алю‐ мосиликатам, силикатам, карбонатам, сульфатам, хлоридам, окислам и гидроокислам)

ОСОБЕННОСТИ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ НОВОСИБИРСКОГО ГРАНИТНОГО МАССИВА
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ЗАЕЛЬЦОВСКО‐ МОЧИЩЕНСКОГО ПРОЯВЛЕНИЯ РАДОНОВЫХ ВОД
ГИДРОГЕОХИМИЯ РАДОНОВЫХ ВОД
ФОРМЫ МИГРАЦИИ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БЛАГОДАРНОСТИ

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call

Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.