Эта вода растворяет минералы

Усваиваются ли минералы из воды?

Если речь идет о растении, то ответ однозначный — конечно же « Да». Ведь в почве под нашими ногами содержится более 16 неорганических минералов, а грунтовые воды, растворяя их, помогают растениям эффективно их усвоить.

Только вот, что бы получить ответ на тот же вопрос, но уже касательно питьевой воды для человека необходимо первоначально расставить все точки над «i» . Давайте наконец-таки проясним, как на самом деле обстоят дела.

Для начала нужно разобраться, что такое минералы.

Минерал — это твердое тело природного неорганического происхождения, имеющее кристаллическое строение и состав, который можно выразить химической формулой. То есть по своей природе минералы — это кристаллики, их можно пощупать, измерить, даже взвесить или хотя бы увидеть, пусть даже в лупу или микроскоп.

Существует два вида минеральных вещества: органические и неорганические.

Источником органических минеральных веществ для человека является пища (фрукты, овощи, мясо) — именно она содержит минералы в органической связанной форме. Такие минеральные вещества, несомненно, полезны и участвуют в строительстве основных тканей и органов нашего организма. Именно органические минеральные вещества жизненно необходимы для поддержания нашего здоровья и жизни.

Неорганические минеральные вещества — это химические элементы или их соединения, в которых отсутствуют атомы углерода и водорода. Эти минералы чужды для человека, попадая внутрь, они приводят к образованию камней в почках, отложению солей в суставах и сосудах. В результате отложений неорганических минеральных веществ наши сосуды буквально каменеют и теряют эластичность.

Минералы, присутствующие в воде, находятся в неорганической, трудно усваиваемой для нашего организма форме. Только лишь растения способны извлекая из воды неорганические минеральные вещества полноценно их усваивать. Ни один человек не способен на это.

Кроме того, многие минералы, растворенные в воде, являются тяжелыми металлами – это свинец, алюминий, цинк и железо. Накапливаясь в организме, они отравляют его изнутри.

Давайте вспомним, еще и тот факт, что главное значение воды в нашем организме не питание, а доставка этих самых полезных веществ к каждой клеточке нашего организма, а также растворение и вывод из него продуктов жизнедеятельности.
Полноценно выполнить очистительную функцию сможет только лишь вода свободная от излишних примесей, с содержанием минералов менее 50 мг/л. Такая вода способна растворить и вывести из нашего организма избыток неорганических минеральных веществ, очистить его от излишней зашлакованности.

Примером «полезной» воды является вода дождевая или вода из горных ледников, а у себя дома получить чистую и полезную воду можно с применением систем обратного осмоса.

А вот вымывание из организма полезных органических веществ свойственно не слабо минерализованной воде, как ошибочно принять считать, а только лишь газированным и сладким напиткам.

Пейте только чистую и полезную воду с оптимальным минеральным составом, а ваш организм ответит Вам прекрасным здоровьем и отличным самочувствием.

Источник

Виды вод в породах и минералах

Подземные воды, находящиеся в горных породах, крупных под­земных пустотах и магматических очагах, образуют подземную гидросферу. Все подземные воды связаны между собой, хотя эта связь осуществляется в геологическом времени. В отличие от наземной гидросферы подземная гидросфера неоднородна и строение ее весьма сложное. В земной коре воды и водные растворы находятся в горных породах в различной форме, при различных условиях, в связи с чем выделяются воды различных видов.

Воды литосферы почти полностью сосредоточены в осадочно­породных бассейнах. Объем воды, заключенной в осадочных по­родах, оценивается В.Ф. Дерпгольцем и другими исследователями примерно в 200 млн км 3 , а в кристаллических породах — 800 млн м 3 . Вода и водные растворы, находясь в горных породах, являются со­ставной частью водной оболочки земного шара, в виде пара вода содержится в воздухе и почве, в составе живых организмов, участвует в разнообразных геологических процессах, в образовании некоторых минералов, осадочных и многих изверженных пород и полезных ис­копаемых.

Известно, что нефть, газ и сопровождающие их воды залегают в недрах, насыщая поры, пустоты, каверны, трещины горных пород. Горные породы, способные содержать флюиды называют породами- коллекторами. Породы, не способные пропускать через себя флюиды, называют флюидоупорами или водоупорами. Хорошими кол­лекторами для подземных вод являются рыхлые четвертичные отло­жения — аллювиальные и флювиогляциальные галечники и пески, песчаники, трещиноватые известняки и изверженные породы. Во­доупорами служат глины, аргиллиты, плотные известняки, доло­миты.

Пустотное пространство горных пород характеризуется двумя основными параметрами:

• пористостью — долей пустотного пространства в общем объеме породы, выражаемой в % или долях единицы;
• проницаемостью — способностью породы пропускать через себя жидкости и газы при наличии перепада давления. Единица изме­рения проницаемости 1 дарси = 1 мкм 2 или КГ 12 м 2 .

По степени во­допроницаемости горные породы подразделяются на шесть групп:

1. Очень высокопроницаемые — галька, гравий, песок, интен­сивно закарстованные породы;
2. Высокопроницаемые — крупнозернистые и грубозернистые пески, трещиноватые породы;
3. Проницаемые — разнозернистые глинистые пески, песчаники, мергели, слабозакарстованные породы;
4. Слабопроницаемые — валунные суглинки, песчанистые глины, аргиллиты, незакарстованные известняки;
5. Весьма слабопроницаемые — глины, плотные нетрещино­ватые, массивные породы изверженные и осадочные;
6. Практически непроницаемые — плотные глины, гипсоанги­дритовые толщи, соль.

Вода, содержащаяся в порах и пустотах пород, существует в раз­личных агрегатных состояниях — жидком, твердом (лед), парообразном и надкритическом. По характеру связности жидкая вода подразделяется на свободную способную к самостоятельным формам движения, различным в зависимости от конкретного вида воды и связанную, не способную к самостоятельным формам движения без перехода в свободное состояние.

По новейшим классификационным схемам среди свободных вод выделяются: вода в виде пара (парообразная), свободная гравитационная вода (жидкая), капиллярная (свободная или слабосвязанная жидкая), вода в надкритическом состоянии, сорбционно-замкнутая вода (по А.А. Карцеву) (рисунок ниже), вода в твердом состоянии.

Схема видов воды в зоне аэрации

Зоны: I — аэрации; II — капиллярной каймы; III — насыщения; 1 — частица породы; 2 — молекулы воды в виде пара; 3 — частицы с неполной гигроскопичностью; 4 — частицы с гигроскопической (а), рыхло связанной или пленочной (б) и гравитационной (в) водой; 5 — частицы с адсорбированной (а), пленочной (б), капиллярной стыковой (в) водой; 6 — инфильтрирующаяся вода; 7 — контур выравнивания толщины пленки при движении воды от частицы А к частице В с более тонкой пленкой; 8— капиллярная вода.

Свободная гравитационная вода — вода в капельно-жидком со­стоянии, в проницаемых породах сверхкапиллярных порах, передает гидростатическое давление, содержит растворенные соли и газы, всегда находится в движении под действием силы гравитации или градиента гидростатического давления. Минерализация от не­скольких граммов до 35 г/дм 3 . При температурах ниже нуля гравитационная вода замерзает и содержится в породах, пустотах в виде льда, кристаллов льда, прослоев, играя роль цемента.

Капилтрная свободная или слабосвязанная вода заполняет капил­лярные поры и при полном их заполнении передает гидростатическое давление и находится под действием силы гравитации, а при неполном заполнении подчиняется лишь силам поверхностного на­тяжения воды (менисковые силы).

Вода в надкритическом состоянии — это вода с температурой и дав­лением выше критических. Для чистой воды критическая температура равна 374 °С, давление — 2,2 * 10 4 кПа. При высоких концентрациях растворенных веществ критическая температура возрастает до 450 °С, а давление до 3,5 * 10 4 кПа. При температуре и давлении выше крити­ческих скорость движения молекул Н₂О приближается к скорости движения молекул газа, т.е. можно считать, что здесь отсутствуют раз­личия между жидкостью и газом. При снижении давления надкрити­ческая вода переходит в жидкость или пар, увеличиваясь в объеме в 1,5-2 раза (Основы гидрогеологии. Т. I. 1980).

Сорбционно-замкнутая вода — капельно-жидкая вода (заполня­ющая в основном глины), изолированная от основной массы воды, насыщающей породу, слоями связанной, или стыковой, воды (по А.А. Карцеву, 1972). По физическим свойствам капиллярная, сорбционно-замкнутая и свободная гравитационная вода практи­чески не различаются.

Связанной называется вода, различным образом связанная с по­верхностью минерального скелета (частиц) породы или входящая в состав породообразующих минералов и составляющая более 40% всей воды в породе. Связанные воды удерживаются на поверхности минеральных зерен силами молекулярного сцепления или водород­ными связями, образуя слой в несколько сотен диаметров молекулы воды под действием электростатических сил и сил поверхностного натяжения, и называются физически связанными водами. Связанные воды целиком заполняют некоторые субкапиллярные поры и находятся у стенок поровых каналов большого диаметра. Плот­ность воды составляет 1,2—1,4 г/см 3 , она отличается по своим свой­ствам от свободной воды. Движение связанной воды происходит в сторону падения электрического потенциала. Она замерзает при температуре, близкой к -4 °С. Связанная вода делится на прочносвя­занную и слабосвязанную (рыхлосвязанную), физически и хими­чески связанную.

Среди физически связанной воды выделяют: прочносвязанную или адсорбированную; рыхлосвязанную или лиосорбированную; капил­лярную, осмотическую и стыковую воды (Е.М. Сергеев и др.).

Прочносвязанной (адсорбированной) называется вода, образую­щаяся на поверхности зерен в результате процессов адсорбции мо­лекул воды. Содержание прочносвязанной воды в зависимости от комплекса факторов составляет от 0,2 до 30% в монтмориллонитовых глинах. Она имеет упорядоченную структуру, плотность может достигать теоретически 1,84 г/см 3 . Свойства ее меняются по мере удаления от поверхности минеральной частицы и отличаются от свойств свободной воды: ее движение не происходит под дей­ствием силы тяжести, она не передает гидростатического давления, не замерзает при температурах ниже 0 °С, обладает другими диэлек­трическими свойствами, и теплопроводность, обладает меньшей растворяющей способностью, температура плавления 78 °С, удержи­вается давлением 1100 МПа, ее движение происходит только в паро­образном состоянии.

Рыхлосвязанная (лиосорбированная) вода подчиняется влиянию сил лиосорбции, образует пленку на стенках пустот (пленочная вода удер­живается молекулярными силами), передвигается в жидком виде в пределах пленки, в направлении меньшей концентрации и не пе­редает гидростатического давления. Ее плотность близка к плотности свободной воды (рисунок ниже).

Нахождение воды в породах

1 — молекулы воды; 2 — пленочная вода; 3 — свободная вода; 4 — частицы пород

Осмотическая вода формируется на внешней границе пленки прочносвязанной воды в результате проникновения молекул воды из грунтовых растворов с относительно более высокой концен­трацией катионов вблизи поверхности частиц и подчиняется осмо­тическим силам. Растворяющая ее способность низкая, подвижность близка к подвижности свободной воды, по свойствам и структуре она не отличается от свободной воды, слабо связана с частицами породы.

Капиллярная вода удерживается в капиллярных порах и трещинах минерального скелета под действием менисковых сил (сил поверхностного натяжения). При полном их насыщении может передавать гидростатическое давление, при частичном их заполнении подчиня­ется менисковым силам, способна передвигаться за счет разности температур (от холода к теплу), растворять и переносить соли. Тем­пература замерзания ниже 0 °С (от -6 до -19 °С). Выделяют:

• капиллярно разобщенную (стыковую) воду, образующуюся на стыках минеральных зерен;
• капиллярно-подвешенную воду, которая формирует при просачи­вании через поверхность земли в капиллярные пустоты почвенного слоя и тонкодисперсных пород (пески, однородные толщи) и удер­живается силами поверхностного натяжения в «подвешенном» состоянии, не достигая верхней границы полного насыщения;
• собственно-капиллярную или капиллярно-поднятую воду, которая образуется в результате подъема воды под действием сил поверх­ностного натяжения по капиллярным пустотам вверх над сво­бодным уровнем подземных вод, образуя под грунтовыми водами капиллярную кайму. Высота поднятия воды определяется разме­рами пустот, структурой порового пространства, дисперсностью пород. В песках она равна в среднем 50 см, а в супесях и глинистых породах 2-3 м. Эта вода передает гидростатическое давление, не пе­редвигается под действием силы тяжести, по ряду свойств отлича­ется от свободных вод. Она не замерзает при температуре -12 °С. Химически связанные воды входят в состав минералов в отличие от перечисленных форм физически связанных вод. Чтобы удалить химически связанную воду из минерала, его следует нагреть при­мерно до 200 °С, что может привести к распаду минерала. Среди этих вод выделяют: кристаллизационную, конституционную, цеолитную, окклюдированную или вакуольную, воду.

Кристаллизационная (кристаллогидратная) вода входит в состав кристаллической решетки минералов в постоянном количестве, например она входит в состав гипса CaSО₄ — 2Н₂О, гидроксидов СаО * Н₂О и др. Она может быть удалена из кристаллической ре­шетки минерала без полного разрушения минерала, а при переходе из одной формы в другую (гипс → ангидрит CaSО₄, монтморил­лонит → иллит).

Конституционная вода прочно входит в состав кристаллической решетки минералов, выделяется лишь при полном разрушении минералов при температурах 450-500 °С.

Цеолитная вода содержится в минералах в непостоянных количествах (например, в цеолитах, опале SiО₂ * nН₂О), минералах, близких к полевым шпатам, но отличающихся от них структурой кристаллической решетки (объемный каркас из кремнекислородных и алюмокислородных групп). К цеолитным относится связанная вода, находящаяся в межслоевых промежутках глинистых мине­ралов (монтмориллонита, иллита) и называемая межслоевой (межпакетной) водой. Ее количество может достигать до 24% массы мине­рала (монтмориллонит). При нагревании или повышении давления она выделяется без изменения структуры минералов.

Особое положение занимает вода, находящаяся в минералах в виде включений в совершенно замкнутых полостях (окклюдиро­ванная, или вакуольная вода).

Вакуольная (окклюдированная) вода — капельно-жидкая вода, на­ходящаяся в виде включений в совершенно замкнутых полостях (вакуолях). По своим свойствам она близка к свободной воде, так как содержит и растворенные вещества.

Таким образом, вода в различных формах заполняет поры и пустоты горных пород, обволакивает отдельные минеральные частицы и пронизывает все твердое минеральное вещество. Она на­ходится как в проницаемых породах, так и в водонепроницаемых. Компоненты водосодержащей осадочной породы образуют единую систему, включающую подсистемы:

• твердую фазу — скелет, цемент, обменный комплекс;
• жидкую фазу — воды, водные растворы, нефть;
• газовую фазу (по А.А. Карцеву).

Свободные воды представляют собой водные растворы, которые можно рассматривать как систему растворитель — растворенное вещество.

Источник