Distribution of lithium in subpermafrost water and its possible use for drinking water supply in Yakutia

Summary

В Центральной Якутии использование подмерзлотных вод в хозяйственно-питьевых целях ограничено в связи с повышенным содержанием отдельных элементов, в том числе лития. На основе обобщения химических анализов проб воды из водозаборных скважин дана количественная оценка содержания лития в подземных водах южной части Якутского артезианского бассейна. Максимальная концентрация лития (0,85 мг/л) выявлена в подмерзлотных водах совместного нижнеюрского среднекембрийского водоносного комплекса, в литологическом составе которого присутствуют глинистые породы. Изучен процесс сорбции лития из модельных растворов и натурных подмерзлотных вод сильнокислотной Na-катионитной ионообменной смолой, содержащей активные сульфогруппы. По результатам экспериментальных исследований построены графические кривые извлечения лития, кинетические и динамические зависимости. Гидрохимическая аналитика проб воды выполнялась методом капиллярного электрофореза. В процессе лабораторных экспериментов содержание лития в натурных подмерзлотных водах снизилось с 0,41 до 0,006 мг/л, в модельных растворах – с 0,5 до 0,003 мг/л. Состояние ионообменного равновесия при обмене ионов Li+ на Na+ установилось в течение 15–20 минут после контакта ионообменной смолы с модельным раствором и подмерзлотной водой. Установлено, что степень извлечения лития из природных подмерзлотных вод в статических условиях составляет около 90%, в динамических условиях – 99%. Результаты исследований могут быть использованы при разработке комплексных схем очистки подмерзлотных вод Якутии для питьевого водоснабжения.

Key words

maximum permissible concentration , subpermafrost water , lithium , Yakutsk artesian basin , cryolithic zone , ion exchange , delithiation