溫泉中的化學(xué)元素
2015-04-29 00:00:00宋曼溪
【摘 要】溫泉是通過大氣降水，通過滲透作用，在地殼深處形成的，與地下熱巖漿之間發(fā)生特定的化學(xué)作用，經(jīng)歷多年的演變和滲透作用，最終在地表形成的水體結(jié)構(gòu)。由于溫泉中含有豐富的化學(xué)元素與稀有的礦物質(zhì)，對人體健康有益，所以人們多選擇通過泡溫泉的形式方法放松養(yǎng)生。
【關(guān)鍵詞】溫泉；氣體；硫；元素
0.引言
溫水作為一種大自然的天然產(chǎn)物，人類對其的利用與開發(fā)也是愈加深入，隨著對溫水中化學(xué)成分的分析與利用，人類才能更好的認(rèn)清溫水這一體系中存在的相應(yīng)有害及有利物質(zhì)，采取相應(yīng)手段，將溫水對人類的利用價值提高到最大。
1.溫泉中的氣體
地球中的天然氣通過脫氣作用被運送到地殼淺層和地表處，并隨之進(jìn)入沉積圈等生物圈中。天然氣是在多因素影響下形成的生物機(jī)制氣體，不同的環(huán)境下，生成不同的種類的天然氣。而溫泉，作為一種脫氣作用的發(fā)生地，在火山活動等地質(zhì)活動等因素的作用下，通過擠壓作用，氣體從溫泉中釋放出來。本文通過采集、匯總各地溫泉數(shù)據(jù)，探討如今的溫泉體重存在的化學(xué)成分及其特征。
溫泉中的氣體含量豐富，通過分析其中二氧化碳的同位素數(shù)值，我們可以得到相應(yīng)結(jié)論：溫泉中的碳的來源主要是地殼中的碳酸鹽層，與此同時，我們可也以發(fā)現(xiàn)，碳元素和氧元素之間有很好的相關(guān)性聯(lián)系。而緯度較低處的地區(qū)，少數(shù)溫泉中二氧化碳的含量均較低，分析碳元素的組成特征，我們可以得到如下的結(jié)論：溫泉中的二氧化碳主要來自于淺源沉積底層中，為又及成因氣體或者地殼中的有機(jī)成因七層中的二氧化碳混入的結(jié)果。
無論是溫泉中溶解的氣體，還是通過溫泉溢出的氣體中，都含有大量的氮氣，而我們也知道，氮氣作為一種大氣含量最高的氣體成分，主要有四個來源：大氣、生物、巖漿和地幔。對于溫泉中的氮氣，來源主要是搭起來源和生物來源，其中包括了生物在生存活動中產(chǎn)生的氮氣以及動植物的遺體在成巖過程中形成的氮氣。
溫泉中的氣體，包含溫泉中溶解的氣體以及溢出的氣體，都含有一定量的甲烷和氮氣。上文中也曾提及過，天然氣的主要成分——甲烷氣體，將溫泉作為一種脫氣的場所，從地殼中發(fā)生脫氣作用溢出地表。而甲烷的形成主要是由兩個方面的因素控制的，一個是地殼中的有機(jī)質(zhì)熱化形成的甲烷氣體，二是經(jīng)過地幔中的巖漿流體內(nèi)部化學(xué)作用產(chǎn)生的甲烷氣體。
從整體分析來看，溫泉中的氣體成分主要是受地質(zhì)構(gòu)造運動。分析溫泉中的氣體物質(zhì)的含量情況，對地殼運動的情況分析具有一定的指示意義。
綜上所述，溫泉中的氣體含量，二氧化碳盡管含量不高，但是也是來源于淺層地殼中的氣體，而且二氧化碳也是一種有機(jī)成因的氣態(tài)物質(zhì)。氮氣占溫泉中氣體含量的絕大部分，來源分為兩個方面，一個是來自于大氣之中，另一個來源是地殼中的巖石體與水層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生分解有機(jī)物質(zhì)形成的。
至于溫泉中含量豐富的氫氣，一部分學(xué)者認(rèn)為氫氣的來源是水與巖石的化學(xué)作用形成的，溫泉中的水大部分都是來自于地殼的深處，含有豐富多樣的化學(xué)物質(zhì)，在不凝結(jié)的氣體中，二氧化碳、硫化氫等氣體是重要的組成成分。硫化氫作為一種有害氣體，在溫泉中的存在也是給人類生產(chǎn)生活帶來了一定的危害。根據(jù)學(xué)者常年多地區(qū)的統(tǒng)計。溫泉中有害物質(zhì)大致含有鎂鐵錳鋰氯化物等，有些溫泉中砷的含量也很高，砷對人體有很大的危害，可能導(dǎo)致皮膚癌等疑難雜癥，綜上所述，盡管溫泉水資源的利用價值以及利用范圍十分廣泛，但是溫泉也是一把雙刃劍，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行合理的利用和開發(fā)，才能最大限度的利用溫泉有利于人類生產(chǎn)發(fā)展的方面。
2.溫泉中的硫元素
溫泉作為一種再生能源，在世界各地都作為一種未來重點發(fā)展開發(fā)的地球資源，用以解決人類即將面臨的資源匱乏枯竭問題。硫作為以一種溫泉中含量豐富的化學(xué)元素，其化學(xué)性質(zhì)活潑，與很多二價重金屬之間有很強(qiáng)的結(jié)合能力，而硫的形態(tài)在溫泉中也是瞬息萬變，致使溫泉中的含硫化合物的種類千變?nèi)f化，豐富多樣。對于我們研究的對象——溫泉而言，溫泉體系中硫的形態(tài)結(jié)構(gòu)對水體的化學(xué)物理性質(zhì)有很大的影響。不同學(xué)者對溫泉水體總的硫化物的形態(tài)劃分也有不同的觀點。針對常見的硫化物離字體，硫酸根離子、亞硫酸根離子、硫離子等為研究對象，根據(jù)硫元素在其中的形態(tài)轉(zhuǎn)換狀態(tài)，進(jìn)行進(jìn)一步分析。經(jīng)過試驗可知，硫元素在溫泉中的存在形式主要是以硫化物的形態(tài)。
硫化物主要以硫酸鹽的形式存在于水體中，硫單質(zhì)的穩(wěn)定性相對于大部分硫化物是高的，在溫泉的水體酸堿值改變后，硫的形態(tài)也會隨之發(fā)生較大的變化。例如：在水體的PH值小于5.5時，水體中的硫離子含量將會明顯低于正常態(tài)水體中硫元素的含量。
至于溫水中硫酸根離子含量，通過實驗分析可知，溫水體系的酸堿值對溫水中硫酸根離子的含量高低影響不大，但是溫水中硫酸根離子的變化主要是硫酸根與硫代硫酸根、亞硫酸根等離子與其相互之間的轉(zhuǎn)化結(jié)果。當(dāng)酸堿值大于一定數(shù)值后，體系中存在著相應(yīng)的動態(tài)平衡，當(dāng)體系中的組成成分改變后，這一動態(tài)平衡也將會被打破，硫酸根離子的濃度也相應(yīng)的有所改變。
對于溫水中的有害物質(zhì)，人們采取相應(yīng)的整治措施對溫水進(jìn)行處理凈化，例如針對硫化氫這類劇毒物質(zhì)，采取相應(yīng)的脫硫處理，并通過調(diào)節(jié)溫的pH數(shù)值，調(diào)整溫水中存在的動態(tài)平衡，將相應(yīng)的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化成為無害的化學(xué)成分。
3.總結(jié)
本文針對溫水中存有的氣體物質(zhì)已經(jīng)針對性的分析了溫水中的含硫化學(xué)成分，綜合得到了溫水中各物質(zhì)各化學(xué)成分的含量、穩(wěn)定變化已經(jīng)對部分有害物質(zhì)采取的處理措施，相信經(jīng)過對溫水價值的不斷開發(fā)、改善和利用，人們將從溫水這一大自然的鬼斧神工之中獲得更多更好的對人類生產(chǎn)生活有益的效果。
【參考文獻(xiàn)】
[1]百度文庫.溫泉 HTTP：//BAIKE.BAIDU.COM/VIEW/145596.HTM？FR=ALADDIN.
[2]百度文庫.溫泉中的化學(xué)物質(zhì)HTTP：//BAIKE.BAIDU.COM/VIEW/.
[3]黃旺銀.溫泉水中硫的形態(tài)分析[J].成都理工大學(xué)學(xué)位論文.
[4]于新娟.溫泉微生物多樣性與酶類分析[J].水處理技術(shù)，200092.
[5]碧晚枕.溫泉是如何形成的[J].
[6]陳婷.河北省赤城縣和豐寧縣溫泉研究[J].2009（6）.
