Особенности состава и качества вод в гидрогеохимических провинциях.Основные провинции

Проблемы прогнозирования изменения химического состава подземных вод в процессе эксплуатации приобретают в последнее время все большее значение в связи с увеличением техногенной нагрузки на окружающую среду. Особый интерес в этом плане представляют месторождения пресных подземных вод в речных долинах в связи с прогрессирующим загрязнением поверхностных вод и артезианских бассейнов из-за существования региональных гидрогеохимических провинций с повышенными фоновыми концентрациями нормируемых элементов и соединений. Кроме того месторождения речных долин и артезианских бассейнов охватывают большую долю от всех разведанных запасов подземных вод, предназначенных для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

В геохимическом отношении месторождение подземных питьевых вод представляет собой участок водоносных горизонтов, граничные геолого-гидрогеологические условия которого определяют основные процессы формирования химического состава вод под влиянием природно-техногенных факторов.Детальное изучение месторождений подземных питьевых вод речных долин и артезианских бассейнов различных регионов России, выполненное за последние годы, показало, что многообразные гидрогеохимические процессы, протекающие в системе «вода - порода» и определяющие геохимический облик подземных вод, являются вероятностно-детерминированными. Ранее такой вывод был получен при изучении геохимических и экологических последствий изменений химического состава подземных вод под влиянием загрязняющих веществ [4]. Более того, наблюдаемые в водоносных горизонтах закономерности распространения различных химических типов подземных вод есть результат процессов в системе «вода-порода», которые детерминировано определяются законами физической химии при граничных условиях, вероятностно складывающихся для каждой точки пространства и времени [6].

Вероятностно-детерминированный характер гидрогеохимических процессов обуславливает формирование ограниченного и строго определенного набора ситуаций, каждая из которых может быть количественно отображена интегральными геохимическими показателями – величинами водородного показателя и окислительно-восстановительного потенциала, минерализации вод, концентраций и соотношений основных макроанионов и макрокатионов, суммарным содержанием органических веществ.

Основные факторы, определяющие формирование химического состава подземных вод месторождений речных долин и артезианских бассейнов, изменение которых приводит к соответствующему изменению качества вод при эксплуатации водозаборов зависят от:

- региональных особенностей расположения месторождения в общей схеме ландшафтно-климатической и гидрогеохимической зональности гидрогеологической структуры;

- металлогенической специфики водовмещающих пород, формирующей регионально выраженные гидрогеохимические провинции с повышенными содержаниями нормируемых элементов;

- геолого-гидрогеологических условий месторождения, обусловливающих строение всего разреза водоносных горизонтов, их залегание, литологический состав водовмещающих и слабопроницаемых отложений, условия питания продуктивных горизонтов, скорость движения подземных вод в водоносных коллекторах с взаимодействием твердой и жидкой фаз;

- гидрогеохимических особенностей основных источников эксплуатационных запасов подземных вод;

- отличительных свойств техногенных источников загрязнений подземных вод.

Вследствие этого прогноз качества подземных вод базируется на анализе вышеперечисленных геолого-гидрогеологических и гидрогеохимических природно-техногенных условий исследуемого месторождения.

Оценка таких условий должна сопровождаться получением количественных характеристик химического состава подземных вод продуктивного водоносного горизонта и гидравлически связанных с ним поверхностных вод и подземных вод смежных водоносных горизонтов. На базе этих характеристик должны быть выделены основные геохимические типы подземных вод, развитых в пределах месторождения, установлены приоритетные нормируемые компоненты, изучены гидрогеохимические поля этих компонентов с анализом причинной обусловленности пространственно-временной их изменчивости.

Наряду с этим должны быть количественно оценены фильтрационные свойства водовмещающих пород, скорость движения подземных вод в водоносных коллекторах.

Специального изучения требует минералогический состав водоносных отложений для установления в них минералов, содержащих нормируемые элементы, а также экспериментальная оценка сорбционной и обменной емкости пород.

Таким образом, анализ гидрогеологических и гидрогеохимических условий месторождения подземных вод должен быть направлен на получение информации, необходимой для надежного прогнозирования возможных изменений качества подземных вод в процессе их эксплуатации. Этот анализ в первую очередь предназначен для решения следующих задач:

- определение типа месторождения;

- выделение всех возможных источников изменения качества подземных вод;

- определения характера источников загрязнения;

- построение гидрогеохимической модели месторождения в естественных условиях;

- оценка гидрохимических и геохимических процессов, которые могут привести к недопустимому изменению качества отбираемых водозабором подземных вод;

- выбор расчетных миграционных, кинетических, термодинамических и других параметров, необходимых для проведения прогнозных оценок;

- выбор методики прогноза;

- обоснование гидрогеохимической аналогии (в случае необходимости).

44. Загрязнение вод: понятия, признаки, классификации.

Вода-не только источник кислорода и водорода, но и наиболее значительная составная часть тела всех живых существ: в теле человека она составляет около 70% массы, в растительном организме — до 95%.

Такая важная физиологическая функция, как обмен веществ, не может обходиться без воды, а это в свою очередь угрожает всем жизненно важным процессам организма. Основные запасы воды находятся в Мировом океане (95%), который занимает около 70% поверхности земного шара. Поверхностные воды: озера и реки (с пресной водой) включают всего 0,182 млн км3.Человеком для своих нужд широко используются как поверхностные воды (озера, реки, речушки, в которых запасы доступной пресной воды исчисляются не миллионами кубометров, а тысячами), так и подземные, или грунтовые (колодцы, скважины), водой которых пользуется население сел и поселков. И вместе с тем сегодня человечество обеспокоено недостатком воды.Воду используют как потребители ее — для приготовления продукции, возвращая при этом воду в водоемы, но в меньшем количестве и плохом качестве, так и водопользователи — хозяйства, люди, которые используют воду, как среду (водный транспорт, рыболовство, энергетика, сельское и коммунальное хозяйство). Однако и они изменяют качество воды и чаще всего в худшую сторону.Источниками загрязнения воды могут быть физические, биологические, химические, тепловые и радиационные загрязнители. Физическое загрязнение -это увеличение в содержании воды нерастворимых примесей (песка, глины, ила) в результате смыва дождевыми водами почв с полей, горнорудной пыли, разносимой ветром, и др. Химические загрязнения -это попадание в воду различных химических веществ, отходов различных производств: нефтехимических, целлюлозно-бумажных, а также коммунально-бытовых стоков, отходов животноводческих ферм и т. д.Биологическое загрязнение — это попадание в водоемы вместе со сточными водами различных болезнетворных микроорганизмов (бактерий, вирусов), спор грибов, яиц, червей и др. Основными источниками биологических загрязнений являются коммунально-бытовые сточные воды, предприятий сахарных заводов, мясо- и деревообрабатывающей промышленности и др. Особо опасны такие загрязнения водоемов в местах массового отдыха (курортные зоны побережий морей и рек). Тепловое загрязнение составляют стоки подогретой воды от теплоэлектростанций и атомных станций. Примером радиационного загрязнения является авария на Чернобыльской АЭС.Чтобы предотвратить процессы загрязнения водоемов, следует применить ряд способов по их охране:использование и нормирование качества воды;сокращение стоков в водоемы путем усовершенствования технологических процессов ряда производств;очищение сточных вод.Система мероприятий по охране н рациональному использованию водных ресурсов (морских, речных, озерных) должна быть составной частью общегосударственных планов в любой стране. Деятельностью человека в большинстве случаев обусловлено загрязнение водоемов, его же деятельностью должно проводиться их очищение различными методами: механический, химическими, биологическими.