авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 ||

Эколого-геохимическое состояние подземных вод зоны активного водообмена юга кузбасса

-- [ Страница 3 ] --

*- не определялся

Проведенный анализ собранного материала, позволил установить, что на степень техногенного загрязнения подземных вод наибольшее влияние оказывают растворенные органические вещества (РОВ) и органические микропримеси. Качественный и количественный состав РОВ в исследуемых водах разнообразен: содержания фульвокислот составляет от 0,03 до 110,5 мг/л, гумусовых - от 0,06 до 7,5 мг/л. Содержания парафиновых и ароматических углеводородов, хлорорганических соединений, карбоновых кислот, фенолов, фталатов и ряд других соединений составляют от нескольких до нескольких десятков мкг/л.

В распределении содержаний парафинов С10-С20 и С21-С34 выявлена тенденция снижения их концентраций при увеличении общей минерализации. Однако имеются и несколько аномальных случаев, когда наблюдается обратная связь. Первые можно отнести к водам, слабо измененным техногенными процессами, вторые – к измененным более значительно (Конторович и др., 2000). Фенолы в количествах, превышающих 0,001 мкг/л, пользуются повсеместным распространением в водах района. Общее содержание выявленных карбоновых кислот в среднем составляет от 0,5 до 3,0 мкг/л в чистых водах и 14,0 мкг/л в загрязненных.

Нефтепродукты установлены не только в поверхностных, но и пресных подземных водах. Их содержания составляют от 0,026 до 2,43 мг/л. Однако, имеют место факты, когда загрязнение нефтепродуктами подземных вод на данной территрии достигало 86,2 мг/л (Ермашова, 2004).

Численность бактерий в подземных водах составляет от единиц до нескольких тысяч клеток в 1 мл воды. С микробиологических позиций, согласно схеме Микеле (Кокина, 1970), 52% подземных вод относятся к посредственным. На основании всего сказанного можно заключить, что основная часть подземных вод зоны активного водообмена находится на начальной стадии загрязнения и является слабозагрязненной (рис. 4). На участках наибольшего техногенного воздействия они переходят в загрязненные. Установленные случаи техногенного влияния на качество и состав вод носит как систематический, так и эпизодический характер.

Исходя из того, что речные воды используют-ся в регионе для хозяйственно-питьевых целей и имеют тесную гидродинамическую связь с подземными водами, они включены в анализ эколого-геохимического состояния территории.

Поверхностные воды района исследова-ний в подавляющей части пресные гидрокарбонат-ные кальциевые с минерализацией от 0,12 до 0,35 мг/л, значениями рН 6,2 – 7,7. В отдельных точках, расположенных вблизи выпусков сточных вод, отмечены случаи, когда их общая минерализация достигала 0,9 г/л, а рН 9,4.

Среди загрязнителей поверхностных вод можно назвать Al, Cr, Cu, Mn, Zn, Ag, Cd, Hg, Pb, Li, а также NO3-, NH4+ и F. Содержания фульвокислот составляет от 0,09 до 0,46 мг/л, гумусовых - от 0,03 до 2,56 мг/л.

Наилучшее эколого-геохимическое состояние отмечается в водах рек Верхняя и Средняя Терсь. Реки Уса, Аба и Кондома вносят наибольший вклад в загрязнение вод Томи. Если сравнивать количественное соотношение веществ в водах рек Томи и Иня, то последняя, в пределах изучаемой части бассейна, загрязнены в большей степени.

В основном степень техногенного влияния на поверхностные воды отражается в содержании органических веществ и микропримесей. Особое внимание, среди которых следует уделить фталатам. Они представлены в поверхностных водах в большем количественном соотношении, которое составляет 1,47 - 28,82 мкг/л. Нефтепродукты в речных водах пользуются повсеместным распространением. Сейчас уже имеются случаи, когда нефтепродукты установлены в чистых водах ручьев, питающих р. Катунь (Шварцев и др., 2002). В речных водах региона их содержания в пределах от 0,08 до 8,66 мг/л, на территории некоторых нефтехранилищ до 80 мг/л. Отмечается загрязнение поверхностных вод и фенолами (от 0,051 до 3,689 мкг/л). Наиболее часто его высокие концентрации встречаются в водах бассейна р. Иня.

Проведенные сопоставления позволили выявить, что достаточно часто наличие повышенных концентраций ряда элементов и веществ в речных водах отмечается в местах сосредоточения основных техногенных источников загрязнения и выпусков сточных вод. Содержание микроорганизмов в поверхностных водах очень хорошо подчеркивает данную зависимость. Если воды выше г. Новокузнецка по микробиологическим показателям, можно отнести к чистым, то постепенно вниз по течению они переходят в посредственные.

Эколого-геохимическое состояние поверхностных вод района, в основном, характеризуется как загрязненное. В местах наибольшего сосредоточения техногенных источников загрязнения они переходят в сильнозагрязненные.

Воды хозяйственно-питьевого назначения. Среди всех изученных типов вод особая роль принадлежит тем, которые используются в хозяйственно-питьевых целях, так как они непосредственно влияют на здоровье населения. В основном, в регионе используются воды, качество которых отвечает нормативным требованиям. В отдельных случаях в водоносных горизонтах отмечаются в концентрациях выше нормативных барий, железо, марганец, общая жесткость. Кроме этого в поверхностных водах часто наблюдаются превышение ПДК по мутности, запаху, цветности и по микробиологическим показателям. С эколого-геохимических позиций воды оцениваются как чистые и только в единичных случаях как слабозагрязненные.

Когда речь идет о питьевых водах, то необходимо помнить, что они содержат в себе огромный ряд элементов, которые могут влиять на организм человека как положительно, так и отрицательно. Исходя из этого, нами была проведена оценка подземных вод хозяйственно-питьевого назначения района исследований на предмет их физиологической полноценности по методике, разработанной в НИИ экологии человека и гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана (Каяц, 2003).

Согласно методике рассчитан коэффициент оптимальности (Коп). Он представляет собой аддитивную сумму отношений реальных концентраций макрокомпонентов и показателей в воде к их оптимальным величинам:

Коп = ():7.

Нами установлено, что критический (неоптимальный) состав вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения на юге Кузбасса, не выявлен ни на одном объекте, 80% проанализированных вод имеют малооптимальный состав и только 20% - оптимальный. Наиболее неблагоприятным фактором качества вод по физиологической полноценности в районе является их повышенная жесткость и весьма низкие содержания фтора и йода.

Обобщение всех используемых характеристик позволяет нам сделать вывод, что основная часть природных вод в зоне активного водообмена района исследований находится на начальной стадии загрязнения, и относятся к слабозагрязненным. В районах с повышенной техногенной нагрузкой состояние вод ухудшается, и они переходят в загрязненные, а на локальных участках даже в сильнозагрязненные.

Глава 6. ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И ТЕХНОГЕННОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ВОД ЗОНЫ АКТИВНОГО ВОДООБМЕНА

В главе рассмотрены этапы формирования состава подземных вод зоны активного водообмена. Описаны случаи изменения направлености геохимических процессов в результате техногенеза.

Формирование состава подземных вод начинается в атмосфере и продолжается в почвах и горных породах до тех пор, пока вода не окажется в области разгрузки и не покинет горные породы. Основными источниками химических элементов являются атмосферные осадки, почвенно-растительный слой и горные породы. В районе исследований сложились гидрогеологические условия, способствующие быстрому проникновению атмосферных осадков на такую глубину, при которой исключается испарение, а это способствует формированию пресных подземных вод и распространению их по всему разрезу.

Еще на стадии атмогенного и биогенного этапов формирования прослеживается обогащение атмосферных осадков химическими элементами за счет растворения водовмещающих отложений. В связи с тем, что растворимость карбонатов значительно выше, чем у большинства алюмосиликатов, их растворение происходит быстрее. Параллельно идет процесс инконгруэнтного растворения нестойких в зоне гипергенеза алюмосиликатов типа анортита, роговой обманки, пироксенов, и поэтому на первых этапах вода быстрее концентрирует именно Са2+, формируются НСО3-Са типы вод.

Рассматривая формирование химического состава вод в системе вода-порода, нужно отметить, что в подземных водах зоны активного водообмена, с минерализацией более 0,7 г/л, наблюдается насыщение относительно кальцита. Также пресные воды находятся в равновесии с каолинитом или монтмориллонитом, но не равновесны с первичными алюмосиликатами. Основными причинами этого является то, что при взаимодействие воды с первичными алюмосиликатами (с которыми подземные воды не равновесны) формируются вторичные продукты, с которыми в данный момент подземные воды равновесны (Шварцев, 1998). Связывание Са2+, Mg2+ и K+ вторичными минералами, главная причина формирования содовых вод, широко развитых в регионе (Домрочева, 2005).

В последние десятилетия немаловажное влияние на формирование химического состава вод оказывают техногенные факторы. На локальных участках они стали доминирующими и коренным образом изменяют направленность геохимических процессов и геохимические типы вод.

Среди основных примеров такого влияния можно назвать горные работы. В процессе эксплуатации угольных месторождений происходит химическое загрязнение вод продуктами физического и химического выветривания глубинных пород. Развитый в углях пирит при отработке горных выработок получает доступ О2, который окисляет его с образованием вод сульфатного состава. Все это приводит к образованию более кислых вод, способных концентрировать тяжелые металлы, меняющие их геохимический тип. Кроме этого происходит загрязнение вод различными органическими веществами, способствующие развитию различных групп бактерий. Кроме угледобывающего производства значительное влияние оказывает металлургический комплекс и коммунальные отрасли. Более подробно примеры этого влияния описаны в работе.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе изложены результаты исследований современного эколого-геохимического состояния и пространственных характеристик подземных и части поверхностных вод зоны активного водообмена юга Кузбасса. В природных подземных водах зоны активного водообмена минерализация изменяется от 0,1 до 0,9 г/л и рН от 6,0 до 8,6. На участках, где протекают процессы континентального засоления и техногенного загрязнения, соленость вод может достигать 3,0 г/л и рН 9,5.

Построенные карты распределения значений общей минерализации и значений рН в подземных водах исследуемой зоны отражают их геохимические особенности, связанные с интенсивностью водообмена. Выполненные исследования количественной оценки мощности зоны активного водообмена на локальных участках и в регионе в целом позволили выявить связь состава воды с ее мощностью.

Комплексная оценка эколого-геохимического состояния природных вод района исследований выявила, что наиболее часто, начальный этап техногенного воздействия проявляется в содержании в водах органических микропримесей и микроэлементов. В некоторых случаях органические микропримеси позволили выявить начальные стадии загрязнения в водах, которые по содержанию других элементов характеризовались как чистые. Исследования содержания микроорганизмов в водах позволило подтвердить начальные стадии загрязнения вод и определить направленность процессов загрязнения. В процессе исследований охарактеризована взаимосвязь между плотностью размещения предприятий угледобывающих и перерабатывающих отраслей, а также селитебных населенных пунктов и эколого-геохимическим состоянием вод.

Проведенный анализ подземных вод хозяйственно-питьевого назначения выявил, что в регионе используются воды, не отвечающие нормативным требованиям и являющиеся неполноценными с физиологической точки зрения.

В зоне активного водообмена развиты инфильтрационные воды, преимущественно гидрокарбонатного кальциевого состава, формирующиеся в условиях инконгруэнтного растворения алюмосиликатов и образованием вторичных карбонатных разностей. На локальных участках района исследований основополагающим фактором формирования состава вод стал техногенный, что привело к изменению направленности геохимических процессов.

Список основных работ по теме диссертации

1. Андреева М.П. Эколого-геохимическое состояние природных вод зоны активного водообмена юга Кузбасса / М.П. Андреева, Е.В., Домрочева // Известия ТПУ. – Томск: Изд-во ТПУ. - № 1, Том 311. – 2007. - С. 123-133.

2. Андреева (Огнетова) М.П. Экологическое состояние природных вод зоны активного водообмена юга Кузбасса / М.П. Андреева // Гидрогеология и карстоведение: сб. науч. тр. – Пермь. – 2006. - С. 169-181.

  1. Андреева (Огнетова) М.П. Содержание органических микропримесей в водах зоны активного водообмена юга Кузбасса / М.П. Андреева, Е.В. Домрочева // Материалы XVIII Всероссийского Совещания по подземным водам Сибири и Дальнего Востока. - Иркутск. - 2006. - С. 93-96.
  2. Андреева (Огнетова) М.П. Мощность и состав подземных вод зоны активного водообмена юга Кузбасса / М.П. Андреева, С.Л. Шварцев, Е.В. Домрочева // Тр. VI Сибирского совещания по климато-экологическому мониторингу. – Томск. - 2005. – С. 534-537.
  3. Андреева (Огнетова) М.П. Эколого–геохимическое состояние природных вод бассейна реки Томи / М.П. Андреева, С.Л. Шварцев // тр. VI Сибирского совещания по климато-экологическому мониторингу. – Томск. – 2005. - С. 528-533.
  4. Андреева (Огнетова) М.П. Экологическое состояние природных вод Ерунаковского района / М.П. Андреева, Н.А. Трифонова // Тр. III интеграционной междисциплинарной конференции молодых ученых СО РАН и высшей школы «Научные школы Сибири: Взгляды в будущее». – Иркутск. – 2005. - С. 52 – 57.

7. Андреева (Огнетова) М.П. Зона активного водообмена Ерунаковского района/ М.П. Андреева // Тр. IX Международного научного симпозиума имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр». – Томск. – 2005. - С. 215 – 216.

  1. Андреева (Огнетова) М.П. Эколого – геохимическое состояние поверхностных вод в бассейне реки Томи / М.П. Андреева, Е.В. Домрочева // Материалы научно – практической конференции «Питьевая вода Сибири 2006». – Барнаул. – 2006. - С. 60-63.
  2. Андреева (Огнетова) М.П. Исследования влияния склада ГСМ на уровень загрязнения геологической среды / М.П. Андреева, Н.А Ермашова, С.В. Лушников, В.М. Волков // Экология и промышленность. – Москва. - 2004. - № 12. - С. 32-36.
  3. Геохимия природных вод Талдинского участка (Кузбасс) / Е.В. Домрочева, К.И. Кузеванов, Н.М. Рассказов, М.П. Андреева // Материалы российской научной конференции «Гидрогеохимия осадочных бассейнов». – Томск. - 2007. - С. 56-60.

11. Андреева М.П. Оценка качества питьевых вод на предмет их физиологической полноценности в южной части Кузбасса / М.П. Андреева // Материалы VII Российской конференции «Сибирское совещание по климато-экологическому мониторингу». – Томск. – 2007. – С. 188 - 191.

12. Андреева М.П. Особенности микробиологического состава речных вод юга Кузбасса и их экологическое состояние / М.П. Андреева, Н.А. Трифонова // МИТС-НАУКА: международный научный вестник: сетевое электронное научное издание. - Ростов-на-Дону:РГУ. - №4, 2007, Иден. номер 0420700032\0075. (0,45 п.л.)

13. Андреева М.П. Современное экологическое состояние подземных вод зоны активного водообмена юга Кузбасса / М.П. Андреева // тр. XI Международного научного симпозиума имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр». – Томск. – 2007. - (принята в печать).



Pages:     | 1 | 2 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.