Isotopic characteristics (δ¹⁸O and δD) of surface and groundwater as an additional tool for searching quality drinking water (Western part of Novosibirsk Region, Russia)

Abstract

Lack of quality drinking water is a problem for the western part of the Novosibirsk Region (Russia), where the total mineralization of water varies from 1.5 to 3-4 g/L and sometimes higher. The search for near-surface aquifers with high-quality groundwater can be successfully carried out using electrical tomography. To understand the relationship between groundwater of different depths, the isotopic characteristics (δ18O and δD) of the waters of existing wells was studied. The groundwater studied is likely to have a common origin.

Geochemistry of the Water-Rock System of Weak Hydro-Radon Occurrence «inskiye Springs» (South of Western Siberia)

“…Линия LMWL, представляющая соотношение указанных изотопов в заданной области, может существенно отличаться от GMWL. На момент исследования, данные по изотопным соотношениям δD и δ 18 О вод НГА очень ограничены [13][14]. Они могут быть описаны уравнением δD = 7.5•δ 18 О -5.…”

“…Это позволяет сделать вывод об инфильтрационном происхождении природных вод исследуемого региона. Данные по изотопному составу растворенного неорганического углерода (dissolved inorganic carbon -DIC) вод, δ 13 CDIC, позволяют сделать выводы о взаимодействии вод с окружающей средой, обнаружить вероятные источники гидрокарбонат-иона в водах, среди которых можно выделить гидролиз карбонат-содержащих пород, так называемый почвенный CO2, атмосферный диоксид углерода, а также органическую (биогенную) углекислоту [10][11]. Изотопные отношения δ 13 CDIC исследованных вод НГА варьируют в диапазоне от -9,0 ‰ до -14,0 ‰ (см.…”

“…Согласно данным [3], значение δ 13 C атмосферного СО2 в широтах Новосибирской области, в зависимости от времени года, колеблется от -8,0 до -9,0 ‰. С учетом этого значения и обеднения соотношения δ 13 C тяжелым изотопом на 1,2 ‰ за счет фракционирования при переходе из атмосферного СО2 в гидрокарбонат-ион [15], ожидаемое значение δ 13 CDIC дождевой воды должно варьировать в диапазоне от -9,2 до -10,2 ‰. Очевидно, что ряд образцов (область I), представленных в настоящей работе, попадает в эти рамки и происхождение гидрокарбонат-иона этих вод, повидимому, носит атмосферный характер.…”

“…The host rocks are clay shales of dark gray (to black), sometimes gray, with a small admixture of silt, sand and silt material. In the host rocks, the isotopic composition of the calcite is characterized by close values: δ 13 C varies from -3.1 to -2.7 ‰ and δ 18 O -from 17.2 to 18.4 ‰. The content of δ 13 C and δ 18 O in weathered shales decreases to -11.0 ‰ and 13.9, respectively.…”

“…In the host rocks, the isotopic composition of the calcite is characterized by close values: δ 13 C varies from -3.1 to -2.7 ‰ and δ 18 O -from 17.2 to 18.4 ‰. The content of δ 13 C and δ 18 O in weathered shales decreases to -11.0 ‰ and 13.9, respectively. According to the results of geochemical studies, these samples are characterized by a significant decrease (several times) in the content of all impurity elements (except for uranium).…”