靖宇县玄武岩区矿泉水特征组分H2SiO3成因实验——以王大山泉为例

以靖宇县典型泉岩样为实验材料,结合野外实际情况,考虑pH值和CO2影响因素设计了矿泉水中H2SiO3实验,对实验结果进行了化学动力学分析,并利用matlab建立数学模型分析了矿物反应的机理。结果表明1)仅考虑pH值的情况下初始pH值近中性(pH=7.25)时,实验溶液中H2SiO3释放量较小,反应难以发生;初始pH值为碱性(pH=8.10)时,实验溶液中H2SiO3缓慢增加,平均释放速率为3.08mg/(kg·d)。2)在考虑pH值和CO2情况下初始pH值为碱性条件时,通入CO2能够较快促进H2SiO3产生,平均释放速率可由4.29mg/(kg·d)升高为12.00mg/(kg·d);初始pH值为弱酸性(pH=6.64)时,实验溶液中H2SiO3增加较快,通入CO2,溶液中H2SiO3释放速率稍微增加。3)实验溶液中H2SiO3释放规律符合Stanford一阶反应动力学模型。靖宇县矿泉水中H2SiO3主要来自偏硅酸矿物(斜长石、镁橄榄石、辉石)的反应。在中性条件下,玄武岩矿物很难反应;在碱性条件时,主要是玄武岩矿物的水解,反应缓慢;在弱酸性条件下,主要是玄武岩矿物与H+和CO2的反应,反应强度较大。