Введение
Глава 1. Физико-химическое моделирование геоэкологических процессов 18
1.1. Вопросы моделирования геоэкологического состояния природных систем 20
1.1.1. Задачи термодинамического моделирования 20
1.1.2. Методологические вопросы моделирования 22
1.1.3. Роль физико-химического моделирования в исследовании водных экосистем 24
1.1.4. Выветривание 27
1.1.5. Геохимическая подвижность химических элементов 31
1.1.6. Принцип построения моделей водных систем 33
1.1.7. Особенности интерпретации данных химических анализов 35
1.1.8. Химическое равновесие «вода-атмосфера» 36
1.1.9. Система «атмосфера-вода-углерод» 41
1.2. Методы исследования 52
1.2.1. Минимизация энергии Гиббса в геохимических системах методом выпуклого программирования 54
1.2.2. Принцип частичного равновесия 57
1.2.3. Открытые системы 59
1.2.4. Вычисление Eh 61
1.2.5. Резервуарная динамика 62
1.2.6. Термодинамическое моделирование в условиях неопределенности 66
Глава 2. Формирование природных вод в пределах Хибинского массива 70
2.1. Геологические особенности Хибинского массива 70
2.2. Краткий физико-географический очерк 77
2.3. Гидрогеологические условия 81
2.4. Углеводородные газы как одна из причин выделения соды в щелочных породах Хибинского массива 85
2.5. Выщелачивание нефелина. Системы NaAlSiO4-H2O – (синтетический нефелин) и Na3Al4SiO16-H2O (идеальный нефелин) 93
2.6. Моделирование процессов формирования химического состава природных вод в пределах Хибинского массива 99
2.6.1. Формирование химического состава поверхностных вод 99
2.6.2. Формирование химического состава подземных вод 103
Глава 3 Химическая оценка состава поровых вод хвостохранилища и прогнозирование влияние хвостов обогащения апатитонефелиновых руд на окружающую среду 123
3.1. Экспериментальное и термодинамическое исследование сточных и поровых вод хвостов обогащения апатит-нефелиновых руд 123
3.2 Объекты исследования и расположение хвостохранилищ 125
3.3. Экспериментальное исследование 127
3.4. Термодинамическое моделирование 130
3.5. Действующие хвостохранилища 140
3.5.1. Подземные воды в зоне влияния хвостохранилищ 140
3.5.2. Поверхностные воды в зоне влияния хвостохранилищ 144
3.6. Влияние техногенных сточных вод на физико-химические характеристики пресного водоема (на примере оз. Имандра, губа Белая) 150
3.6.1. Постановка задачи 153
3.6.2. Химическое равновесие «вода - донные осадки» 156
3.6.3. Резервуарная модель «стоки-атмосфера-озеро» 158
3.6.4. Моделирование влияния сточных вод апатитового производства АНОФ II на формирование качества вод озера Имандра в 1991-2001 гг. (губа Белая) 160
Глава 4. Исследование воздействия промышленных сточных вод на состояние озера Большой Вудъявр 167
4.1. Антропогенное воздействие на оз. Большой Вудъявр 168
4.2. Восстановление химического состава озера Большой Вудъявр 1930 г. 172
4.3. Исследования трансформации органических веществ 177
4.4. Современное состояние оз. Б. Вудъявр (на основании данных 2001 г.) 188
Глава 5. Термодинамическое моделирование геохимических систем в режиме неопределенности 194
5.1. Моделирование состава природных вод в режиме неопределенности 194
5.2. Распределение по фазовым группам 200
Глава 6. Геохимические барьеры в решении экологических и технологических задач 206
6.1. Методика экспериментов 209
6.2. Результаты моделирования и их обсуждение 216
6.3. Моделирование процессов цементации меди в физико-химических геотехнологиях 221
6.4. Исследование осаждения железа 229
6.5. Обобщение результатов исследования 231
Заключение 237
Литература 240
Приложение 1. Справки о практической реализации работы, патент 278
