苏台德地区地下热水的水化学与放射性研究

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苏台德地区是波兰著名的温泉疗养胜地,贮藏着丰富的低温地热水资源,已经得到了广泛的应用,其开采历史已有40年,并取得了良好的社会、经济和环境效益。波兰苏台德地区中主要为结晶岩石——片麻岩和花岗岩,地下热水的总溶解固体含量较低,但含有大量的放射性气体。地下热水的化学特征是地热形成过程中漫长的地质作用的产物,这些地质作用又在地下热水的化学特征中得到体现。本文利用水化学分析方法对苏台德地区地下热水的热水类型、质量品位、结垢腐蚀趋势和热储温度进行了探讨研究。通过Cl-SO4-HCO3三角图、Na-K-Mg三角图和Piper图可以得出苏台德地区的地下热水类型。朗德克温泉区的地下热水类型为HCO3–CO3–Na+F+H2SiO3,西普里斯温泉区地下热水的类型为HCO3–SO4–Na+F+H2SiO3。根据理疗热矿水质量标准评价了该区地下热水质量品位,多种物质成分达到了矿水和医疗价值指标,具有理疗价值。利用指数判断法对地下热水的结垢腐蚀趋势进行了预测,该区地下热水的结垢状况为不结垢或轻微结垢,具有轻微腐蚀倾向。利用多矿物平衡法判断该区地下热水的结垢主要产物为方解石和萤石。石英二氧化硅温标估算苏台德地区的热储温度为80-110℃。本文还对苏台德地区地下热水中的226Ra和228Ra的放射性浓度进行了分析评价。据世界卫生组织给出的指导值和参考剂量值,对检测结果进行分析得出,在波兰苏台德地区的镭同位素的放射性浓度低于限制值,不具有放射性辐射危害。与巴西瓜拉尼含水层对比得出镭放射性浓度在地下热水中变化的特点为:水中镭放射性浓度与总溶解固体含量有关,较高的总溶解固体含量可能溶解更多的镭;与储层岩层中岩石的成分和结构有关,沉积岩层与结晶岩层相比,岩石的热导率较高,硬度较低,热水更容易与沉积岩储层发生反应,其水中镭的含量通常要比结晶岩层较高;与周围的矿产环境相关。最后本文还提出了对苏台德地区地下热水直接利用的建议,包括空间供暖、洗浴疗养、温室种植、水产养殖、矿泉水生产和工业利用等等。
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