авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< 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 |   ...   | 28 | 29 || 31 | 32 |   ...   | 45 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНСТИТУТ ПРИРОДНЫХ ...»

-- [ Страница 30 ] --

В геоморфологическом отношении одна треть территории республики представлена Минусинскими котловинами (Южно-Минусинская, Северо-Минусинская (Чулымо-Енисейская), Сыдо-Ербинская (Средне Минусинская) и Назаровская), а две трети – горными сооружениям Кузнецкого нагорья и Западного Саяна [1, 2].

Особенности географического положения территории республики, характер рельефа и циркуляции атмосферы обусловили формирование ее специфических климатических условий. Климат Хакасии резкоконтинентальный, для степной части – аридный с большими амплитудами колебаний температур, высоким атмосферным давлением зимой и пониженным – летом, с преобладанием юго-западных ветров. Минимальное количество осадков выпадает в пониженных частях Минусинских котловин [1].

Соленые озера располагаются, в основном, в Минусинских котловинах, где отмечается недостаток влаги и высокое испарение, что обуславливает важную роль процессов испарительного концентрирования в формировании химического состава озер. Однако эти процессы будут проявляться в разной степени в зависимости от морфометрических характеристик озер.

В основу работы положены данные по химическому составу озер собранные сотрудниками ПНИЛ гидрогеохимии НОЦ «Вода» с 1999 по 2011 гг. Созданная база данных включает химический состав озер, дату отбора проб, площадь зеркала, глубину, абсолютные отметки. Всего в базу были включены данные по 35 озерам Хакасии [3].

Анализ имеющихся данных по морфометрическим характеристикам озер показывает, что на территории Северо-Минусинской и Южно-Минусинской котловин преобладают озера с площадью зеркала от 10 до 50 га, что составляет 28,6 % от общего числа рассматриваемых озер. Чуть менее распространены средние озера (22,9 %), к которым относятся Тус, Джирим, Горькое, Утиное. Меньше всего в Хакасии распространены озера площадью 0, – 10 га и 500 – 1000 га.

Таблица Площадь водного зеркала озер Суммарная Количество % от общего Градиент озер площадь, га озер числа озер Самые малые (0,1 – 10) 12,5 2 5, Малые (10 – 50) 379 10 28, Небольшие (50 – 100) 418 6 17, Средние (100 – 500) 1858,6 8 22, Крупные (500 – 1000) 2574 3 8, Самые крупные (свыше 1000 га) 20027,5 6 17, Наибольшее количество озер (16), из тридцати пяти рассматриваемых, располагаются на высоте 400 – 500 м над уровнем моря (рис. 1а). На более высокой абсолютной отметке (836 м) располагается оз. Баланкуль (Южно-Минусинская котловина). Чуть меньшее количество озер (9) находится на высоте 300 – 400 метров. На уровне ниже 100 м в республике нет ни одного озера. На наиболее низкой абсолютной отметке, равной 178 м, находится оз. Улуг-Коль (Южно-Минусинская котловина).

По общему содержанию солей на территории Хакасии преобладают озера средней минерализации (5 – 15 г/л) – Шунет, Беле, Утиное, Хамысколь (рис. 1б). Также распространены озера с минерализацией менее 1 г/л – Круглое, Иткуль, Камышовое, Красное и т.д.

Степень взаимосвязи морфометрических характеристик озер и минерализации прослежена посредством анализа зависимости минерализации озер от величины абсолютной отметки озера и площади водного зеркала.

Согласно анализу рис. 2а значимой зависимости между площадью водного зеркала и минерализацией не существует. Это свидетельствует о том, что необходимо кроме площади зеркала, также учитывать глубину озера, что позволит оценить степень концентрирования вод озер в процессе испарения.

534 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР а б Рис.1 Распределение озер по абсолютным отметкам (а) и минерализации (б) а б Рис.2 Зависимость минерализации от площади зеркала (а) и абсолютной отметки (б) В отношении абсолютных отметок и минерализации прослеживается определенная зависимость: с ростом абсолютных отметок минерализация озер снижается. В горных районах питание озер атмосферными осадками возрастает, испарение уменьшается, вследствие чего накопления солей в озерах не происходит. Если озеро бессточное, то эта закономерность сохраняется.

Вывод: в ходе данного исследования была установлена связь между морфометрическими характеристиками озер и их химическим составом. Выявлено, что величина минерализации озер не зависит от площади их зеркала, а, вероятно, в большей степени зависит от объема озер. В отношении абсолютных отметок и минерализации озер прослеживается обратная зависимость: с увеличением абсолютных отметок количество солей в воде снижается. Однако отсутствует зависимость между абсолютными отметками и площадью зеркала озер.

Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение №14.В.37.21.1152 от 14.09.2012 «Исследование влияния ландшафтно-геоморфологических условий на формирование химического состава озер Хакасии» и Гос. задания «Наука»

Литература Водные ресурсы Ширинского района республики Хакасия / Под ред. В. П. Парначева. – Томск: Изд-во 1.

Томского ун-та, 1999. – 171 с.

Геология и полезные ископаемые Северной Хакасии: Путеводитель по учебному геологическому полигону 2.

вузов Сибири / ТГУ;

ТПУ. – Томск: Изд-во Томского ун-та, 1998. – 172 с.

Химический состав соленых озер Северо-Минусинской котловины, Хакасия / Н.В. Гусева [и др.] // Известия 3.

ТПУ. – Томск, 2012. – Т. 321. – № 1. – С. 163 – 168.

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ГРУНТОВЫХ ВОД В ШАХТИНСКОМ И БЕЛОКАЛИТВИНСКОМ РАЙОНАХ ВОСТОЧНОГО ДОНБАССА И.Ю. Игнатова, А.В. Кочеткова Научный руководитель профессор, академик РАЕН А.И. Гавришин Южно-Российский государственный технический университет, г. Новочеркасск, Россия Геологическая среда Восточного Донбасса подвергалась интенсивному антропогенному влиянию, которое значительно изменило природный энерго-массоперенос, что связано преимущественно с деятельностью угледобывающего и углеперерабатывающего комплексов. В настоящей работе изучены основные закономерности и факторы формирования химического состава грунтовых вод каменноугольных отложений по результатам опробования 170 источников и колодцев за 20-летний период (50 – 60-е годы 20-го столетия), когда угледобывающая промышленность интенсивно развивалась (количество действующих шахт в отдельные годы доходило практически до 100).

Выявление и количественное описание гидрогеохимических закономерностей выполнено с применением компьютерной технологии AGAT-2, реализующей инновационный G-метод классификации многомерных наблюдений (выделение однородных совокупностей), который основан на оригинальном критерии Z2 –Гавришина.

СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ Южная часть Восточного Донбасса (Шахтинский район) является наиболее старой угледобывающей частью Восточного Донбасса, где в период опробования находилось значительное количество заброшенных шахт и отработанных угольных горизонтов. Параметры распределения содержаний компонентов химического состава грунтовых вод каменноугольных отложений Шахтинского (Южного) района Восточного Донбасса определены по результатам обобщения анализа вод 108 источников и колодцев (табл.1).

Таблица Химический состав грунтовых вод Шахтинского района (50-60-е годы) Компонент Ме _ Xmin Xmax S Х рН 7,2 7,0 5,0 8,2 0, HCO3 374 366 134 744 SO4 679 593 53 4200 Cl 118 61 18 1400 Ca 166 148 30 525 Mg 65 59 12 231 Na 231 203 2 1360 M 1566 1400 356 6520 Наиболее детальные и практически интересные результаты получены после выделения и анализа однородных гидрогеохимических видов с помощью многомерного классификационного G-метода по компьютерной программе AGAT-2. Вся выборка наблюдений по Шахтинскому району разделена на однородных гидрогеохимических видов и несколько аномальных наблюдений (А.1, А.2, А.3 и А.4).

По первому гидрогеохимическому варианту (11 однородных видов) под влиянием преимущественно природных факторов наиболее существенный вклад в минерализацию вод вносят сульфат-ион, натрий и магний.

Для них отмечены наиболее высокие коэффициенты корреляции (0,92, 0,9 и 0,85) с минерализацией.

Следовательно, на фоне общей природной закономерности формирования среднеминерализованных вод за счет нарастания содержаний SO4 в зоне аридного климата определенную роль начинает играть влияние состава сульфатных шахтных вод на состав грунтовых вод.

Во второй гидрогеохимический вариант выделены 5 видов, которые представляют собой по составу практически шахтные воды с пониженным значением рН (у вида А.3 – слабокислая) и очень высокими концентрациями SO4 до 4,2 г/л (минерализация до 6,5 г/л). Коэффициенты корреляции и угловые коэффициенты с минерализацией для SO4 соответственно составили 0,999 и 0,70, для Na – 0,99 и 0,24, для Ca – 0,87 и 0,05;

выявлена отрицательная связь с содержанием HCO3 при r = – 0,72, b = – 0,04.

В третьем гидрогеохимическом варианте (6 однородных видов) отмечается влияние не только сульфатных шахтных вод (для SO4 r = 0,91, b = 0,25), но и второго и третьего гидрогеохимического направления формирования состава шахтных вод, когда существенную роль начинает играть хлор-ион (r = 0,97, b = 0,25) за счет притока в шахты со значительных глубин подземных вод хлоридного натриевого состава (высока корреляция с содержаниями Na: r = 0,99, b = 0,22). Эти шахтные воды в свою очередь оказывают влияние на состав грунтовых вод и повышают содержания Cl до нескольких сотен миллиграмм на литр. Коэффициент корреляции содержаний хлор-иона с минерализацией составляет 0,97. Среди грунтовых вод района обнаружена только одна проба содового состава, которая классифицирована как аномальное наблюдение А.4 и выделена в четвертый вариант.

Северная часть Восточного Донбасса – Белокалитвинский угольный район. Это относительно молодая угледобывающая часть региона. По результатам 62 анализов химического состава грунтовых вод каменноугольных отложений района рассчитаны параметры распределения содержаний макроэлементов, которые приведены в табл. 2. Минерализация вод и содержание компонентов изменяются в относительно широких пределах: минерализация от 0,3 до 3,3 г/л, содержание сульфатов от 0,4 до 1,7 г/л, хлоридов от 0,3 до 0,8 г/л, натрия от 0,05 до 0,5 г/л, т.е. изменения составляют обычно в десятки раз. В среднем по составу грунтовые воды района хлоридно-гидрокарбонатно-сульфатные натриево-кальциевые (второго типа по О.А.

Алекину), со средней минерализацией 1,24 г/л (табл. 2). Воды Белокалитвинского района менее минерализованные, чем в Шахтинском (Южном) районе. Для рассматриваемого района характерна наименьшая средняя концентрация сульфат-иона и наибольшая хлор-иона.

Таблица Химический состав грунтовых вод каменноугольных отложений Белокалитвинского района Компонент Ме Xmin Xmax S _ Х рН 7,3 4,4 6,50 8,0 0, HCO3 331 329 91,5 513 SO4 423 338 44,4 1732 Cl 191 143 28,0 826 Ca 155 130 11,4 422 Mg 54 45 10,6 209 Na 173 154 4,6 500 M 1236 1047 290,0 3346 536 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР По компьютерной технологии AGAT-2 с применением G-метода классификации многомерных наблюдений было автоматически выделено 15 однородных гидрогеохимических видов наблюдений и еще три аномальных, которые отнесены к отдельным видам А.1, А.2 и А.3. Изучение изменений состава гидрогеохимических видов по мере увеличения минерализации вод позволило выделить в Белокалитвинском (Северном) районе четыре варианта таких закономерных изменений.

Первый вариант, в который вошли 5 гидрогеохимических видов грунтовых вод, отражает природных процесс преобразования химического состава вод по мере роста минерализации под влиянием многочисленных естественных факторов (климат, рельеф, интенсивность водообмена и т.д.). В среднем это сульфатно гирокарбонатные натриево-кальциевые воды 2-го типа по О.А.Алекину с минерализацией 0,7 г/л. В формировании состава вод наиболее существенную роль играют сульфат-ион (b = 0,42, r = 0,99), гидрокарбонат ион (b = 0,29, r = 0,71) и натрий (b = 0,26, r = 0,98), остальные ионы тоже выполняют значительную роль в минерализации вод.

Второй гидрогеохимический вариант, в который вошли 5 однородных гидрогеохимических видов, так же как и первый в основном отражает природный процесс преобразования состава грунтовых вод с ростом минерализации. Однако во втором варианте наряду с сульфат-ионом (b = 0,38, r = 0,94) значительную роль начинает играть хлор-ион (b = 0,22, r = 0,93). В среднем воды второго гидрогеохимического варианта гидрокарбонатно-хлоридно-сульфатные натриево-кальциевые второго типа;

с минерализацией 1,1 г/л.

Увеличение концентраций хлор-иона по сравнению с первым гидрогеохимическим вариантом в среднем в три раза объясняется влиянием притока с глубин по тектоническим нарушениям хлоридных вод, отражающих прямую гидрогеохимическую зональность Донецкого бассейна. Кроме того, частичное повышение содержаний хлор-иона может быть связано с антропогенным фактором при опробовании вод в колодцах населенных пунктов.

К третьему гидрогеохимическому варианту формирования состава грунтовых вод в каменноугольных отложениях Белокалитвинского района отнесено 5 гидрогеохимических видов, которые характеризуются самой высокой минерализацией (от 1,1 до 3,5 г/л, в среднем 2,4 г/л), наибольшим содержанием сульфатов (в 3 – 4 раза выше других вариантов), хлоридов и других ионов. По уравнениям регрессии ведущую роль в формировании минерализации составляют SO4 (b = 0,52, r = 0,94), Na (b = 0,16, r = 0,89) и Cl (b = 0,12, r = 0,5). В среднем по составу это хлоридно-сульфатные кальциево-натриевые воды второго типа. Четвертый вариант отражает влияние шахтных вод на состав грунтовых вод и формирование потоков загрязнения последних, к которым отнесено 28 % проб воды, отобранных в районе.

В четвертый гидрогеохимический вариант грунтовых вод Белокалитвинского района вошли воды содового типа (три гидрогеохимических вида). В среднем по составу воды сульфатно-гидрокарбонатные натриевые, с повышенным содержанием HCO3 – 0,4 г/л, низкими содержаниями Ca (0,6 г/л) и Mg (0,3 г/л) и минерализацией в среднем 0,9 г/л (0,6 – 1,5 г/л). Рассмотрение уравнений регрессии показывает, что ведущую роль в формировании минерализации этих вод играют SO4 (b = 0,52, r = 0,93), Na (b = 0,30, r = 0,99) и HCO3 (b = 0,15, r = 0,97).

Надежно обнаружены и выделены в отдельный гидрогеохимический вариант оригинальные по составу содовые грунтовые воды, происхождение которых связывается с испарительно-конденсационными процессами на границе вода – газ и, следовательно, прогнозируется обнаружение нефтегазовых скоплений в регионе.

Литература Гавришин А.И. Гидрогеохимические исследования с применением математической статистики и ЭВМ – М.:

1.

Недра, 1974. – 145 с.

Гавришин А.И., Игнатова И.Ю., Кочеткова А.В. Факторы формирования химического состава грунтовых вод в 2.

Шахтинском и Белокалитвинском районах Восточного Донбасса. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2011. – 58 с.

ИЗУЧЕНИЕ ФОРМ МИГРАЦИИ КРЕМНИЯ В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ М.Г. Камбалина, В.В. Малыгина Научный руководитель доцент Н.В. Гусева Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Кремний – главный элемент земной коры, образующий ее гранитно-метаморфическую оболочку и с этой точки зрения, имеющий глобальное экогеохимическое значение. Можно сказать, что все эндогенные и многие экзогенные процессы идут в среде, обогащенной соединениями Si, и он оказывает влияние на геохимию этих процессов. В настоящее время известно более 900 минералов, в которых кремний является минералообразующим элементом. Главным параметром для этих минералов является их устойчивость в условиях земной поверхности.

Особая роль у кремния в жизни растительного и животного мира. Кремний поглощается растениями в виде растворенных кремниевых кислот, силикатов и коллоидного кремнезема. Для людей кремний – элемент жизни. Нормальное его содержание в организме человека – естественный ключ к здоровью. Соединения кремния, содержащиеся в организме человека, способны препятствовать развитию многих серьёзных заболеваний, таких как: остеомаляция (размягчение костей), камни в печени и почках, дисбактериоз, атеросклероз, сердечно-сосудистые заболевания, а его пониженное содержание в тканях и органах способствует развитию туберкулеза, диабета, проказы, рака, катаракты и гипертонии.

В природные воды кремнезем во многом попадает в результате непосредственного растворения и (или) выщелачивания водами кремнесодержащих пород. Содержание кремния в природных водах различное и в СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ большинстве случаев определяется ландшафтно-геохимическими условиями формирования состава вод.

Изучение особенностей поведения кремния в природных водах является весьма актуальной проблемой современной геохимии. Наиболее интересным аспектом этой проблемы является исследование форм нахождения кремния в растворе методами дисперсного и химического анализа. Согласно [2] химические элементы в природных водах, в том числе и кремний, могут мигрировать в следующих видах: взвешенной, коллоидной и истинно растворенной формах. Термодинамически возможными растворенными формами кремния в растворе при разных физико-химических условиях могут быть следующие соединения SiO2, SiF4, SiF62–, H4SiO4, H3SiO3+, HSiO43–, Si2O52–, SiO32–, SiO44–, H3SiO4–, H2SiO3, HSiO3–, H2SiO42–, HSi2O5–, HSi2O63– и др.

Согласно анализу результатов предшествующих исследований [4] преобладающей формой кремния в природных водах является молекулярно-диспергированный кремнезем в виде ортокремневой кислоты (H4SiO4).

Различные исследователи [3, 5] представляют полученные данные не в пересчете на общий кремний, а в виде SiO2, орто- и метакремниевых кислот H4SiO4 и H2SiO3. Во многом форма кремния в растворе определяется его содержанием. Так согласно исследованиям [3] полимерные формы кремнезема появляются при содержании от 300 до 500 мг/л. Таким образом, сведения о формах кремния в растворе весьма разнообразны и противоречивы.

Целью настоящей работы является изучение форм миграции кремния в природных водах. В ходе исследования поставлены следующие задачи: обоснование возможности существования кремния в подземных и поверхностных водах не только в виде истинного раствора – недиспергированной молекулярной ортокремневой кислоты или оксида кремния, но и в виде коллоидов, используя для этого методы мембранного разделения форм кремния по размерам частиц и диализ.

В работе использовано следующее оборудование: атомно-абсорбционный спектрометр МГА- (Люмекс, Россия);

комплекс пробоподготовки «Темос-Экспресс» (ИТМ, г. Томск) с регулируемой температурой в пределах от 40 до 600 °С;

мембранные фильтры с диаметром пор 0,45 и 0,05 мкм (Владипор, Россия);

диализный мешок с диаметром пор 1КДа и вакуумный насос;

международные стандартные образцы (МСО) водного раствора ионов кремния концентрацией 1 г/дм3 (СКТБ с ОП ФХИ НАНУ, Украина).

Содержание кремния в образцах природных вод определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС) [1]. Данную методику определения концентрации кремния разработали сотрудники ПНИЛ гидрогеохимии НОЦ «Вода». Предложенная методика позволяет определять все формы кремния, т.е. общий кремний, это достигается благодаря высоким значениям температур (порядка 3000°С) на стадиях (пиролиз и атомизация) процесса измерения.

Объектами исследования служили подземные и поверхностные воды, отобранные на территории Томской области.

Пробы для анализа были отобраны в полиэтиленовые емкости объемом 1 дм 3 без предварительной консервации. Анализ образцов проведен при температуре 20±1 °С, атмосферном давлении 755 мм рт.ст. и относительной влажности воздуха 35 %.

Для определения формы нахождения кремния использовался метод мембранного разделения, основанный на разделении частиц по размеру. Исследуемая проба природной воды пропускалась через фильтр синяя лента для отделения взвешенной формы кремния. Далее неотфильтрованная проба пропускалась через предварительно промытый дистиллированной водой мембранный фильтр с размерами пор 0,45 мкм, фильтрат которой использовался для последних ступеней фильтрации – через мембранный фильтр (0,05 мкм) и диализный мешок (1KDa). Фильтрация вод через 0,45 и 0,05 мкм применялась для разделения по размерам коллоидных частиц. Длительность диализа составляла 24 до 48 ч. С помощью диализа отделялась истинно растворенная форма кремния в водах. Соотношение концентраций на каждой стадии фильтрации позволяет оценить формы нахождения кремния в рассматриваемых водах.

Рассматриваемые воды преимущественно нейтральные, реже слабощелочные, характеризующиеся значениями рН от 6,6 до 7,8 (табл. 1). По величине общей минерализации воды весьма разнообразны.

Преимущественно воды пресные с минерализацией менее 500 мг/л. Лишь в скважине 3 воды слабосолоноватые с минерализацией 1042 мг/л. Химический тип рассматриваемых вод – гидрокарбонатный натриево-кальциевый.

Однако воды в скважине 3 характеризуются высоким содержанием хлор-иона и по химическому типу относятся к хлоридному натриево-кальциевому типу.

Таблица Химический состав исследуемых вод, мг/л Минерали СО2 НСО3- SO42- Cl- ОЖ* Ca2+ Mg2+ Na+ K+ Привязка рН зация скв. около оз.

7,4 7,2 170,8 2 1,4 2,70 32 13,42 11,12 0, Песчаное 236, скв. Нижний 6,6 42 122 20,57 14,28 2,80 38 10,98 6,86 1, склад 256, скв.1 6,7 351,62 62,4 207,4 10,58 3,36 2,50 30 12,2 25,4 0, скв2 7,8 438,53 3,6 170,8 2 133 2,90 32 15,86 78,91 4, скв 3 6,6 1041,89 60 85,4 7,79 585,7 11,30 120 64,7 110,3 р. Томь 7,8 360,73 12 268,4 4,71 2,52 4 66 8,54 8,05 2, *мг-экв/л Содержание кремния в рассматриваемых водах изменяется от 6,63 до 26,20 мг/л (табл.2). Минимальное содержание наблюдается в р. Томь, которое значительно ниже, чем в подземных водах, однако оно соответствует 538 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР кларку речных вод. Концентрация кремния в подземных водах изменяется от 10,98 до 26,20 мг/л, что значительно выше среднего для подземных вод провинции умеренно-влажного климата [5].

Таблица Соотношение различных форм кремния в рассматриваемых водах Содержание кремния, мг/л После фильтрования Название пробы Валового После диализа Мембранный Мембранный Синяя (общего) фильтр (0,05 (мембрана 1KDa) фильтр (0, лента мкм) мкм) Скв. около оз. Песчаное 26,20 23,88 23,19 22,86 22, Скв. Нижний склад 19,89 18,87 17,49 17,77 18, Скв.1 Элеонор 22,37 21,45 20,85 21,79 21, Скв.2 Элеонор 10,98 8,11 6,95 6,84 7, Скв.3 Элеонор 22,79 19,11 17,06 17,02 18, р. Томь 6,63 6,46 6,74 6,25 6, Согласно анализу соотношения форм кремния, представленных в табл. 2, во взвешенной форме мигрирует не более 8 % от общего содержания кремния. В коллоидной форме находится не более 10 % кремния.

Подавляющая форма кремния находится в истинно растворенной форме, о чем свидетельствует сопоставление содержания кремния после диализа с валовым содержанием. При этом малый объем выборки не позволяет установить закономерности поведения кремния в зависимости от физико-химических показателей вод.

Невозможно также установить зависимость формы миграции кремния (взвешенная, коллоидная, истинно растворенная) от содержания кремния. Это является задачами дальнейших исследований.

Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение №14.В.37.21.1544 «Исследование процессов перераспределения химических элементов во вторичных потоках рассеяния в связи с совершенствованием методики поисков месторождений полезных ископаемых» и Госзадания «Наука».

Литература Камбалина М.Г., Пикула Н.П. Атомно-абсорбционное определение содержания кремния в природных водах // 1.

Известия Томского политехнического университета. – Томск, 2012. – Т. 320. – № 3. – С. 120 – 124.

Кирюхин В.А., Коротков А.И., Шварцев С.Л. Гидрогеохимия. – М.: Недра, 1993. – 384 с.

2.

Страхов И.М. Геохимия кремнезема. – М.: Наука, 1966. – 30с.

3.

Рыженко Б.Н., Хитаров Н.И. К вопросу о форме кремнезема в водных растворах // Геохимия. – Москва, 1968. – 4.

№ 8. – С. 957 – 962.

Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. – М.: Недра, 1998.- 366с.

5.

ОБЗОР ПРИРОДНЫХ УСЛОВИЙ И ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ НА ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВОДЫ СОВЕТСКОГО НЕФТЕГАЗОВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ К.И. Карманова Научный руководитель доцент М.В. Решетько Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Экономический спад начала 90-х прошлого столетия и сокращение объемов нефтедобычи ослабили в нашей стране внимание к экологическим проблемам. Начавшийся в последнее время устойчивый подъем уровня нефтедобычи приводит к быстро возрастающей техногенной нагрузке на природную среду, что требует усиления экологического контроля за деятельностью предприятий нефтегазового комплекса. Реализация планов расширения нефтедобычи в освоенных районах и освоения новых нефтеносных территорий, расширенное применение технологий повышения нефтеотдачи пластов должны быть основаны на реалистических оценках экологического воздействия на природную среду.

На территории Западной Сибири активно ведется добыча углеводородного сырья, причем большинство объектов располагается в затопляемых поймах рек. Поэтому разработка нефтегазовых месторождений в поймах рек опасна попаданием загрязняющих веществ в водные объекты и ухудшением их экологического состояния.

В работе рассмотрены природные условия района Советского нефтегазового месторождения и основные факторы, влияющие на эколого-геохимическое состояние поверхностных вод.

Советский лицензионный участок (СовЛУ) в административном отношении расположен в северо западной части Нижневартовского района Ханты-Мансийского автономного округа Тюменской области. Район СовЛУ входит в состав Средне-Обского Территориально-производственного комплекса, являющегося составной частью крупнейшего Западно-Сибирского топливно-энергетического комплекса. Согласно лицензионного соглашения общая площадь Советского лицензионного участка составляет 696,2 км2. Лицензионный участок расположен в зоне интенсивной разработки нефтяных промыслов: с запада к лицензионному участку примыкают Нижневартовское и Самотлорское месторождения нефти.

На территории Советского лицензионного участка функционируют комплексы производственных сооружений, разобщённых территориально, но технологически объединённых системами трубопроводов, линиями электропередачи, транспортными связями. За истекший период времени разбурено более 1800 скважин, отсыпано 216 площадок под кусты скважин, около 20-ти площадок под технологические объекты (ДНС, УПСВ, СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ БКНС, базы), построено свыше 300 км автодорог с капитальным покрытием и около 1600 км трубопроводов. По территории лицензионного участка проходят: магистральный нефтепровод Нижневартовск – Александровское – Анжеро- Судженск;

газопровод Нижневартовск – Кузбасс;

ЛЭП от Сургутской ГРЭС.

В пределах Советского ЛУ располагаются земли сельскохозяйственного назначения, к которым относится фермерское хозяйство Богомолова В.И., имеются населенные пункты с постоянным населением – с.

Соснино, располагающиеся в 5 км от территории промысла на берегу р. Обь и деревня Пасол – в 0,3 км от территории промысла на берегу протоки Пасол.

Климат района СовЛУ резко континентальный, с суровой холодной продолжительной зимой, коротким теплым летом, короткими переходными сезонами - осенью и весной, поздними весенними и ранними осенними заморозками, резкими колебаниями температуры воздуха в течение года и даже суток. Среднегодовая температура воздуха –3,1С. Средняя температура воздуха наиболее жаркого месяца – июля – +17,8°С, средняя температура наиболее холодного месяца января –22,2°С. Абсолютный минимум температуры приходится на декабрь – февраль и составляет –55°С, абсолютный максимум – на июль +35°С. В среднем за год выпадает 608 мм осадков. В годовом ходе осадков максимум приходится на лето, а минимум – на зиму, что связано с особенностями атмосферной циркуляции. В теплый период года выпадает 455 мм, а в холодный период года (с ноября по март) сумма осадков составляет 153 мм.

Почвенный покров территории лицензионного участка составляют 2 типа поверхности с характерным для них комплексом почвообразовательных процессов – это покров поймы рек и почвы надпойменных террас. В пойме pp. Оби и Ваха повсеместно распространены аллювиальные почвы, весьма различные по свойствам, но объединенные в одну группу пойменным типом почвообразования. Аллювиальные почвы отличаются регулярным отложением на поверхности свежего слоистого аллювия различной мощности и гранулометрического состава. На I и II надпойменных террасах pp. Обь и Вах почвенный покров сформирован подзолистыми, болотно-подзолистыми и болотными почвами, типичными для ландшафтов среднетаежной зоны.

Территория СовЛУ располагается в среднетаежной подзоне природной зоны тайги Западной Сибири вблизи ее северной границы. Основным фактором в формировании пойменной растительности на территории является отепляющее влияние реки на прилегающие участки, что определяет появление растений и фитоценозов, характерных для более южных районов [2].

По степени антропогенной изменённости ландшафтных систем (экосистем) на рассматриваемой территории выделены две группы: природно-антропогенные и антропогенные. Группа природно-антропогенных экосистем исследуемой территории включает площади вторичных лесов на месте незначительных по площади вырубок различного возраста, гарей, просеки под линии электропередач и т.д. Последствия воздействия от антропогенных факторов в виде вырубок на территории СовЛУ практически не вызывают дестабилизирующего состояния ландшафтов. На гарях в результате не полностью выгоревшего соснового древостоя, образовались сосновые, сосново-березовые травяно-кипрейные редколесья, гари сильно захламлены мертвой древесиной. Под антропогенными понимаются ландшафтные системы, морфологическая структура которых трансформирована человеком в значительной степени и имеет новые свойства. К этим ландшафтным системам отнесены технологические площадки промысла: кустовые площадки, шламонакопитель, полигон ТБО, технологические площадки (ДТП, УПСВ, ДНС), карьер грунта и линейные объекты промысла (автомобильные дороги, трубопроводы, линии электропередач).

Созданные насыпи автомобильных дорог, помимо очевидного прямого воздействия – отчуждения территории, – оказывают и косвенное воздействие, изменяя гидрологический режим прилегающих территорий.

Водопропускные трубы устроены только в местах пересечения постоянных и временных водотоков. На ряде участков автодорог имеются незначительные по площади участки подтоплений. Поверхностный сток пересечениями автодорог, нефтепроводов нарушен незначительно. Естественный ландшафт нарушен в наибольшей степени непосредственно вблизи технологических площадок. Под технологические площадки объектов обустройства СовЛУ изъяты значительные площади лесных, болотных и луговых угодий, где в результате механических воздействий полностью уничтожена коренная растительность и нарушен почвенный покров. Степень антропогенной нарушенности территории СовЛУ оценивается как сильная, так как площадь нарушенных экосистем большая.

Поверхностные водные объекты СовЛУ представлены участками р.Оби с протоками (Соловьевой, Светлой, Старицей, Никулкиной, Катушкой и др.) и участками р.Вах с притоком Савкинской Речкой и протоками (Пукорвах, Пасол и др.), а также многочисленными озерами, наибольшие Пасильское, Савкинское, и болотами.

В пределах рассматриваемого Советского ЛУ р. Обь имеет протяженность 5,3 км. Пойма реки изрезана протоками и старицами, имеет ширину до 15 – 18 км. Пойма реки асимметричная, обширная, с пологим, большей частью невысоким, левым берегом и крутым обрывистым правым, характеризуется чередованием грив и межгривных понижений с плоскими блюдцеобразными поверхностями, которые системами водотоков разделены на множество островов. Ширина основного русла р. Обь в межень на рассматриваемой территории равна 670 – 1190 м, наибольшая глубина 6,1 – 11,4 м, скорость течения 0,5 – 1,0 м/сек. Средний многолетний расход воды составляет приблизительно 5500 м3/сек.

Река Вах впадает в р.Обь с правого берега на 1730 км от ее устья, в 14 км выше г.Нижневартовска.

Долина реки трапецеидальная, шириной 9 – 12 км с крутыми склонами. Склоны долины расчленены долинами водотоков, логами и заросли смешанным лесом с преобладанием хвойных пород. Пойма двусторонняя с преобладанием левобережной, шириной до 6 – 8 км. По характеру руслового процесса р. Вах характеризуется пойменной многорукавностью. Русло извилистое, умеренно разветвленное. Берега реки в основном крутые, 540 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР обрывистые, высотой 6 – 10 м, местами пологие – с песчаными пляжами. Ширина русла на рассматриваемом участке до 400 м, наибольшая глубина – 3,5 – 8,5 м.

Река Савкинская Речка – левобережный приток р.Вах, впадает в него на 16 км от устья. Река берет начало из системы озер Савкинские, расположенных на заболоченном водоразделе Оби и Вах, на территории СовЛУ находится средний участок реки с 14 по 29 км, который протекает по затопляемой пойме р.Вах.

Протока Никулкина соединяет протоку Пасол с р.Обь. Общая длина протоки 15 км, протока полностью расположена в пределах СовЛУ. Русло всех проток хорошо выражено, берега крутые высотой до 10 – 15 м.

Ширина протоки в межень в устьевой части 10 – 25 м, глубина 0,8 – 1,4. Протока Пукор-Вах представляет собой озеро длиной 4,8 км, шириной до 250 м и соединяется небольшим ручьем с р.Вах, общая длина протоки вместе с ручьем 8,3 км. Протока Посал пересекает СовЛУ в центральной части, характеризуется относительно крутыми берегами, частично задернованными и подверженными эрозии.

Озеро Пасильское расположено на второй надпойменной террасе р.Оби, в северной части лицензионного участка. Озеро бессточное, площадью 1,16 км2, максимальной глубиной до 1,3 м, расположено в междуречье р.Вах и Оби. С восточной и западной сторон к озеру примыкает заболоченный лес.

Особенностью рассматриваемой территории является выход талых вод рр. Оби и Вах (в период весеннего половодья) при значениях расходов воды редкой повторяемости (обеспеченностью 10 % и менее) в пределы поймы и связанное с этим подтопление объектов обустройства.

Эксплуатация нефтегазовых месторождений оказывает воздействие на окружающую среду:

атмосферный воздух, подземные и поверхностные воды, почвенный покров, растительность и животный мир.

Основными проблемами в нефтегазовом комплексе являются химическое загрязнение (органическое, углеводородное), тепловое (сжигание попутного нефтяного газа), переработка буровых растворов, ликвидация нефтяных скважин (после окончания нефтепромыслов) и обезвреживание попутных или сточных вод (рассолов) нефтепромыслов, в которых содержание нефти, тяжелых металлов, солей и прочих химических элементов достигает сотен и тысяч ПДК, а также аварийность. Основное количество отказов происходит на нефтепроводах и водоводах в результате быстрой коррозии труб и повышения интенсивности эксплуатации месторождении, что приводит к отказам технологического оборудования, порывам нефтепровода, отказам нефтесборных коллекторов, водоводов, выкидных линий скважин [1].

В ходе дальнейших исследований планируется рассмотреть геохимические показатели по поверхностным водным объектам, такие как тяжелые металлы, нефтепродукты, хлориды и провести статистический анализ данных, а также оценить влияние эксплуатации Советского нефтегазового месторождения на эколого-геохимическое состояние поверхностных водных объектов.

Литература Адам А.М. Экологический мониторинг: состояние окружающей среды Томской области в 2007 / под ред. В.А.

1.

Коняшкина, С.Н. Воробьева. Департамент природных Ресурсов и охраны окружающей среды Томской Области ОГУ «Облкомприрода». – Томск: Графика, 2008. – 148с.

Проект локального экологического мониторинга территории Советского лицензионного участка. – Томск:

2.

ТомскНИПИнефть, 2012 – 99 с.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВОДЫ ОЗЕРА «ПИОНЕРСКОЕ»

А.В. Колесникова Научный руководитель доцент А.Д. Назаров Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Озеро Пионерское, расположенное вблизи центра учебных геологических практик ТПУ, является важнейшей рекреационной зоной близлежащих населенных пунктов: М. Спирин, Туим, Тупик, Чалдыштаг. И поэтому контроль над качеством воды имеет существенное социально-экологическое значение (рис. 1). Озеро расположено в предгорно-степной зоне Батеневского кряжа и окружено с трех сторон горными массивами, а четвертая, северо-западная, сторона открыта в сторону водораздельного пространства и изолирована невысокой дамбой.

Рис.1 Озеро Пионерное (фото автора) СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ Визуально озеро непроточно: в него не впадает и не вытекает ни одна речка. В то же время оно «не зацветает». Это позволяет нам предположить возможность проявления слабой проточности озера за счет потока грунтовых вод. Маршрутные исследования выявили возможность питания озера за счёт разгрузки в него грунтовых вод по всей юго-восточной части (около 700 м заболоченной территории) и клинообразно (около м по основанию) в северо-восточной (заболоченной) части. На возможность питания озера грунтовыми водами указывает также исчезновение в заболоченной юго-восточной прибрежной зоне ручья с расходом 0,75 л/сек, вытекающего из суффозионного цирка Аннушкиного родника (рис.2).

Рис.2 Аннушкин родник (фото автора) В северо-западной части озера в 10 м от берега из-под дамбы вытекает ручей Геополигонный с расходом около 0,2 л/сек, что позволяет утверждать о наличии здесь скрытой (подземной, грунтовой) области разгрузки озера и о его слабой, но всё-таки проточности. Уклон открытого (около 500 м) руслового потока направлен в долину реки Карыш, но примерно за 350 м от реки теряется в дресвяно-щебенистых отложениях. На основе данных, полученных в результате полевого химического анализа [1], вода родника является [3] нейтральной, собственно пресной, мягкой, гидрокарбонатной кальциево-натриевой:

M 0,802 HCO3 94 pH 7,2 ОЖ 4, Na61Ca По химическому составу вода родника заметно отличается от озерной воды, разбавленной, вероятно, атмосферными осадками. Не исключается, что поступающие в озеро более холодные минерализованные грунтовые воды занимают придонную часть водоёма, что и было намечено по 2 (придонной и поверхностной) пробам в 2011 году [2]. Поверхностная вода имела величину минерализации 0,27 г/л, а придонная – 0,79 г/л. В 2012 маловодном году нами были проведены более детальные гидрогеохимические исследования северо западной части озера. Вода с поверхности оказалась слабощелочной, умеренно пресной, холодной, мягкой, гидрокарбонатной кальциево-натриево-магниевой. Формула Курлова для нее выглядит следующим образом:

HCO3 86 pH8 T19 °C ОЖ 2, M 0, Mg 42 Na39Ca Формула Курлова для пробы воды, отобранной на глубине 1 м, имеет вид:

HCO3 89 pH 8 ОЖ 2, M 0, Na54Mg 28Ca Вода слабощелочная, умеренно-пресная, мягкая, гидрокарбонатная, кальциево-магниево-натриевая.

Формула Курлова воды, отобранной на глубине 1,5 метра, имеет вид:

HCO3 89 pH8 ОЖ 2, M 0, Na 49Mg 32Ca Вода слабощелочная, умеренно-пресная, мягкая, гидрокарбонатная магниево-натриевая.

Исследования подтвердили выявленную в 2011 г. гидрогеохимическую зональность озера в районе северо-западного берега.

Анализ пробы воды, отобранной с поверхности озера в его юго-восточной части – области разгрузки грунтовых вод, наметил и широтную гидрогеохимическую зональность водоёма. Вода оказалась собственно пресной, гидрокарбонатной магниево-кальциево-натриевой, умеренно жёсткой, слабощелочной. Формула Курлова воды имеет вид:

HCO3 92 pH8 ОЖ 3, M 0, Na54Mg 26Ca Вероятно, благодаря грунтовому питанию озеро сохраняет низкий уровень бытового загрязнения (концентрация NO2 = 0,01 мг/л), хотя в выходные дни на его берегах отдыхает до 100 человек. Следовательно, можно предполагать заметную «грунтово-водную» проточность озера.

542 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Литература Гидрогеологические и гидрогеохимические условия учебного геологического полигона ИПР (отчёт по учебной 1.

геологической практике, ч. 2) // Колесникова А.В. и др. – Томск: фонды каф. ГИГЭ ТПУ, 2012. – 85 с.

Азаренко О.И., Гальцов А.О., Каминская Я.В. Химический состав воды озера «Пионерское» / Проблемы 2.

геологии и освоения недр: Труды XVI Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых. – Томск, 2012. – Т. 1. – С. 521 – 522.

Шварцев С.Л. Общая гидрогеология. – М.: Недра, 1998. – 450 с.

3.

ГИДРОХИМИЧЕСКИЙ РЕЖИМ РЕК КРИОЛИТОЗОНЫ СРЕДНЕСИБИРСКОГО ПЛОСКОГОРЬЯ Р.А. Колосов Научный руководитель доцент А.С. Прокушкин Сибирский федеральный университет, г. Красноярск, Россия Реки, дренирующие Среднесибирское плоскогорье, остаются одними из наименее исследованных водотоков бассейна Северного Ледовитого океана. Потепление климата и его возможные последствия для субарктических регионов Сибири обуславливают необходимость детальных исследований биогеохимических процессов, протекающих на водосборных бассейнах рек для прогнозирования и обеспечения мер, предотвращающих катастрофические явления.

Цель данной работы состояла в сравнительном анализе гидрологического и гидрохимического режимов рек, дренирующих северную (рр. Кочечум и Тембенчи) и южную (р. Нижняя Тунгуска) части Среднесибирского плоскогорья, в пределах распространения Сибирских траппов.

Исследуемый район Среднесибирского плоскогорья характеризуется проявлением многолетней мерзлоты, имеющей распространение от сплошного (северная часть) до островного (южная часть). Мерзлотные процессы оказывают значительное воздействие на гидрохимический режим субарктических рек, определяя как источники поступления растворов, так и время взаимодействия воды с породой. Особенности климата, геологического строения и наличие многолетней мерзлоты определяют специфику гидрогеологических условий района, приуроченного к Тунгусскому артезианскому бассейну Восточно-Сибирской артезианской области.

Здесь развиты три типа подземных вод:

надмерзлотные, циркулирующие в непромороженных (или сезонноталых) четвертичных нелитифицированных осадках;

подмерзлотные (трещинножильные и трещиннопластовые), локализованные в образованиях нижнего триаса и более древних породах;

таликовые воды.

Важнейший этап формирования химического состава вод суши связан с пребыванием воды на водосборной площади, где происходит преобразование атмосферных вод в поверхностные. Часть поступающих из атмосферы осадков перехватываются растительностью и затем испаряются или просачиваются через растительный покров и стекают по стволам деревьев. Если растительность отсутствует, осадки поступают прямо на землю. С поверхности почвы вода инфильтруется вглубь или задерживается в почве. Вода может двигаться вниз по склону или испаряться. Вода, содержащаяся в почве, испаряется с поверхности, транспирируется растениями, фильтруется до поверхности грунтовых вод, где движется по склону в виде почвенно поверхностного и почвенно-грунтового стока. Грунтовые воды в свою очередь расходуются на транспирацию и испарение, если уровень воды располагается близко к поверхности, на капиллярное поднятие в ненасыщенную почвенную зону, на глубокую фильтрацию, а также на медленную разгрузку на поверхность в ручьи, источники и русла рек в виде грунтового стока. По мере того, как вода движется по системе резервуаров, ее химический состав сильно изменяется. Таким образом, химический состав воды, поступившей на водосборный бассейн, заметно отличается от состава воды, покидающей водосборный бассейн. Однако, в связи с тем, что рассматриваемый район подстилается многолетней мерзлотой, то гидрохимический режим рек в зимний период обусловлен отсутствием поверхностного стока с водосборного бассейна рек. В данный период огромную роль в формировании стока играют глубинные подземные воды, разгружающиеся сквозь талики.

На основе среднемноголетних данных расходов воды в реках, а также параметров их гидрохимического режима, выделено 3 гидрологических периода: весенний паводок (1 мая – 30 июня), летне-осенний (1 июля – октября) и зимний (1 ноября – 30 апреля). По характеру распределения стока в течение года все исследуемые реки относятся к типичным для бореальной зоны водотокам с доминированием весеннего половодья (снежное питание). На его долю за все годы наблюдений приходится около 60 % (52 – 86 %) годовой величины. Зимний период характеризуется незначительной ролью в годовом гидрографе ( 3 %) для бассейнов рр. Тембенчи и Кочечум, что связано с низкими запасами грунтовых вод в области сплошного распространения мерзлоты.

Сходные величины отмечаются и для р. Нижней Тунгуски, несмотря на меньшую площадь зоны сплошной мерзлоты (62 %). При более значительном снижении площади последней на бассейне р. Подкаменная Тунгуска (15 % от всей территории бассейна), доля зимнего стока возрастает до 9 %. За период наблюдений (2008 – гг.) годовой сток рек характеризуется значительной вариабельностью. Так для р. Нижняя Тунгуска величина расхода варьировала от 47 до 93 км3/год, причем наименьшее значение наблюдалось в 2010 г. Причиной этого стали низкий суммарный расход воды за период весеннего паводка (24 км3, среднемноголетнее значение 33 км3), что в свою очередь было обусловлено малоснежной зимой.

СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ Концентрации неорганических соединений (основные катионы (Ca2+, Mg2+, Na+) и основные анионы (Cl–, HCO3–, SO42–)) в русловом стоке рек достигают пиков своих значений в период зимней межени и имеют обратную зависимость от расхода воды в реках. К особенностям гидрохимического режима исследованных водотоков можно отнести доминирование различных анионов и катионов в определенные периоды гидрологического года: хлора и натрия в зимний (ноябрь–апрель), бикарбоната и кальция в весенний (май–июнь) и летне-осенний (июль–октябрь).

Ca ppm Mg ppm Na ppm Концентрация, мг/л 0, 0, 1 10 100 1000 10000 Расход воды, м3/с Рис. Зависимость концентраций основных катионов от расходов воды в р. Нижняя Тунгуска, 2005 – 2011 гг.

В зимний период возрастание концентраций натрия и хлор-иона происходит по мере промерзания деятельного слоя, когда источником растворов служат таликовые и подмерзлотные (трещинно-жильные и трещинно-пластовые, локализованные в образованиях нижнего триаса) воды [2]. По составу эти воды хлоридные кальциево-натриевые, что обусловлено залеганием эвапоритовых минералов под базальтовой толщей. В результате, в пике зимней межени, когда основная роль в формировании речного стока переходит к подземным водам, разгружающимся через сквозные талики со значительных глубин, минерализация воды в исследуемых реках может достигать 2,0 г/л. Также, общеизвестно, что в противоположность поверхностному стоку подземные воды, питающие реки, более минерализованы. Менее минерализованы грунтовые воды, значительная часть которых для реки определяется запасами, скапливающимися в аллювиальных отложениях речной долины в период высоких уровней в реке и питающими затем реку при понижении уровня. Минерализация этих вод в значительной мере зависит от условий водного режима реки (частота и продолжительность паводков) и состава пород, слагающих долину. Обычно аллювиальные воды имеют большую минерализацию, чем поверхностный сток. Данный факт может быть доказан результатами проведенных осенью 2003 г. геофизических исследований, которые подтвердили наличие таликов под руслами основных рек. При этом было установлено, что под руслом р. Н. Тунгуска в непромороженный аллювий разгружаются соленые воды. Также высокая минерализация в зимний период доказывает характер глубокого подземного питания. Химический состав таких подземных вод обычно связан с выщелачиванием мало промытых пород, нередко лежащих ниже базиса эрозии.

Весной при прохождении паводка, обусловленного снеготаянием, речные воды разбавляются снеготалыми и их минерализация резко снижается. Вместе с тем, в весенний и летне-осенний периоды воды исследуемых рек относятся к гидрокарбонатному кальциевому типу, что свидетельствует о формировании стока в почвенной толще в процессе мобилизации продуктов выветривания материнских пород (базальтов и туфов) и деструкции органического вещества. В целом, минерализация вод руслового стока возрастает по мере увеличения глубины сезонно-талого слоя и формировании стока в оттаявших горизонтах почвы, но в значительной степени определяется поступлением осадков. В засушливые периоды (июль–август), соответственно, возрастание роли таликовых и подмерзлотных вод вызывает увеличение минерализации и сдвигу к хлоридно-гидрокарбонатному натриево-кальциевому типу вод.

Литература Кадамцева Т.М. и др. Основные результаты поисков подземных вод для удовлетворения питьевых 1.

потребностей поселка Тура // Разведка и охрана недр. – Москва, 2005. – С. 30 – 33.

544 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СОДОВЫХ ОЗЕР ЗАПАДНОЙ МОНГОЛИИ М.Н. Колпакова Научный руководитель профессор С.Л. Шварцев Томский филиал Института нефтегазовой геологии и геофизики им. А.А. Трофимука СО РАН, г. Томск, Россия Исследуемые озера расположены на территории Западной Монголии. Климат района – резко континентальный. Суточная амплитуда температуры воздуха достигает 30 °С, а годовая 90°С. Среднегодовое количество осадков составляет 100 – 200 мм, а испарение достигает 1000 – 1500 мм [5]. Рельеф представляет собой равнину, среди которой выступают отдельные холмы, небольшие гряды и группы холмов, сложенные гранитами и другими плотными породами. Однако наибольшим распространением на поверхности пользуются здесь мезокайнозойские континентальные образования, прикрытые сверху прерывистым чехлом четвертичных отложений [3].


За основу классификации озерных вод Западной Монголии нами была взята система Курнакова Валяшко [1] с добавлением некоторых условий. Мы выделили три геохимических типа озер: 1) содовые, к которым отнесли все озера с рН 9,0;

2) хлоридные, если рН 9,0, а среди анионов преобладает хлор-ион и 3) сульфатные, если рН 9,0, но среди анионов доминирует сульфат-ион. Эта классификация носит условный характер, но она позволяет сравнить озера не только по составу, но и по главным процессам его формирования, а также источникам химических элементов, что имеет большое геохимическое значение.

Таблица Химический состав содовых озер Западной Монголии (2008 – 2011 гг.) CO32- HCO3- SO42- Cl- Ca2+ Mg2+ Na+ K+ № SiO2 M Eh Название озера рН п/п мг/л г/л mV Шаазгай * (21) 9, 1 862 2815 604 5070 8 15 4902 68 18,7 14,3 Хара-Ус* (4) 2 9,3 197 1101 510 1589 17 61 1662 44 42,8 5,18 Хиргис* (7) 3 9,4 425 1657 1721 1549 34 255 2133 213 14,4 7,99 Урег – – 4 9,0 103 884 1290 640 9 422 557 50 3, Улгийн – 5 9,7 788 5020 2250 2200 85 87 4423 18 12,0 14, Сангийн-Далай 9, 6 715 3471 19235 23136 12 370 22480 4383 4,3 73,8 Дерген 7 9,9 506 1733 1165 690 14 188 1376 171 - 5,84 Цохор 8 9,3 755 3971 52217 9410 16 267 31467 1536 7,5 100 Их-гашун 9 9,8 606 2727 6014 6040 200 342 6802 624 - 23,4 Увс 10 9,4 218 1074 4428 5680 400 354 5101 62 23,3 17,3 Бага 11 9,1 216 1441 545 1917 12 76 1942 49 13,1 6,20 Бор-Хаг – – 12 9,2 1207 7101 4800 6300 100 626 8026 307 28, Бага 2 – – 13 9,0 872 27343 19000 43100 208 2005 43000 1000 Айриг – 14 9,1 251 1670 6879 7526 16 189 8466 87 2,0 25, Айраг 15 9,6 234 1122 1321 888 76 139 1287 136 12,8 5,20 Среднее 9,4 530 2482 3084 3686 80 205 4659 175 15,1 31 * – средние значения по данному озеру среди всех отобранных из него проб, в скобках – количество проб По принятой классификации 33 % из всех изученных озер района относятся к содовому типу – это природные сильнощелочные озера с высокими содержаниями Na и CO3 и высокими значениями рН, часто превышающих значение 10 [3, 6]. Подробная методика опробования и методы анализов в аккредитованном Научно-образовательном центре «Вода» ТПУ уже была описана нами ранее [2]. Химический состав данных вод представлен в табл. Диапазон общей солености озерных вод довольно широк и варьирует от умеренно солоноватых до крепких рассолов с минерализацией до 137 г/л.

Содовые воды часто смешаны с другими типами вод и сода не всегда является основной составляющей в их общем балансе солей. В связи с этим, среди изученных озер Западной Монголии, по анионному составу можно выделить несколько подтипов. Первый отличается содержанием суммы карбонатов и бикарбонатов до %экв от общего числа анионов. Для них характерна повешенная соленость от 17,3 до 137 г/л, не свойственная для типично содовых вод [4]. На линии тренда, показывающей зависимость суммы концентраций карбонат- и гидрокарбонат-ионов от минерализации (рис. 1) наблюдается ярко выраженное падение в области точек, относящихся к озерам этого подтипа. Второй подтип содовых озер характеризуется равными отношениями карбонат-, хлорид- и сульфат-ионов. Содержания последних нередко наблюдаются в пониженных долях (5 - %экв), при постоянном (30 – 45 %экв) значении карбонатов. Общая минерализация озер этого подтипа колеблется от умеренно-солоноватых до слабосолёных (4 – 15 г/л). Однако, среди озер этого подтипа также обнаружено оз. Бор-Хаг-Нуур, соленость которого составляет 28,5 г/л.

СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ Рис.1 Зависимость содержания анионов от минерализации содовых озер а б Рис.2 Зависимость содержания катионов от минерализации содовых озер В отношении катионов картина более постоянная (рис. 2). Преобладающим катионом для содовых озер неизменно остается натрий, содержание которого достигает 43 г/л (среднее – 9,6 г/л). А вот содержания Ca и Mg не превышают 7,3 и 19,5 %-экв, соответственно. Исключение здесь составляет оз. Урег Нуур, содержание Mg в котором достигает 57,5 %-экв (рис. 2б). Для всех катионов отмечаются равномерные зависимости их концентраций от минерализации, наиболее непостоянным катионом здесь выступает Mg – для него эта зависимость носит сложный характер (рис. 2а). При этом его содержание имеет довольно высокую положительную корреляцию с SO42–: коэффициент корреляции Пирсона (r) равен 0,67 (рис. 3).

Кроме того, между минерализацией и концентрацией ионов также наблюдается высокая корреляционная зависимость (r = 0,6 – 0,8), и только для кальция наблюдается более низкая корреляция (r = 0,17).

Это обусловлено образованием малорастворимого карбоната кальция (кальцита) и, возможно, доломита в содовых озерных водах.

Как уже говорилось ранее, отличительным признаком содовых озер является их высокая щелочность (рН достигает 9,9, среднее – 9,4), обусловливающая высокие содержания в водах SiO2, концентрации которого изменяются от 2 до 43, среднее – 15,1 мг/л.

Итак, содовым озерам на территории Западной Монголии присущи высокие щелочность (рН до 10,3) и содержание SiO2 (2,0 – 78,3, среднее – 20,2 мг/л), относительно низкая соленость по сравнению с другими типами озер. Кроме того, они отличаются невысокими содержаниями ионов Са и Mg, которые обусловлены выпадением связывающих их минералов в осадок на определенной стадии развития системы «вода-порода». Для содовых озер данного района исследований также характерно изменение содержаний ионов в воде с ростом минерализации, особенно карбонат- и гидрокарбонат-ионов, значение которых остается на уровне 30 – 40 %экв.

Рис.3 Зависимость содержаний магния от сульфат-иона в содовых озерах 546 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Литература Валяшко М.Г. Геохимические закономерности формирования месторождений калийных солей. – М.: МГУ, 1.

1962. – 397 с.

Исупов В.П., Ариунбилэг С., Разворотнева Л.И., Ляхов Н.З., Шварцев С.Л., Владимиров А.Г., Колпакова М.Н., 2.

Шацкая С.С., Чупахина Л.Э., Мороз Е.Н., Куйбида Л.В. Геохимическая модель накопления урана в озере Шаазгай Нуур (Северо-Западная Монголия) // Доклады академии наук. – Москва, 2012. – Т.447. – № 6. – С. - 663.

Маринов Н.А. Геологические исследования МНР. – М.: Недра, 1967. – 843 с.

3.

Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. – М.: Недра, 1998. – 366 с.

4.

5. Egorov A.N. Mongolian salt lakes: some features of their geography, thermal patterns, chemistry and biology // Hydrobiologia. – HYDR, 1993. – V. 267. – P. 13 – 21.

Stumm W., Morgan J. Aquatic chemistry chemical, equilibria and rates in natural waters. – New York: John Wiley and 6.

Sons Inc., 1996.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД В РАЙОНЕ ЦЕНТРА УЧЕБНЫХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ПРАКТИК ТПУ А.Н. Колчегошева Научный руководитель доцент А.Д. Назаров Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Ежегодно студенты Томского политехнического университета проходят учебную геологическую практику на полигоне, расположенном в Ширинском районе республики Хакасия. В связи с этим, поставили задачу проверки качества и изучения химического состава вод данного района.

В гидрогеологическом отношении район учебных геологических практик ТПУ расположен на стыке степной полуаридной зоны Северо-Минусинского межгорного артезианского бассейна и полугумидной зоны Батеневского кряжа Саяно-Алтайской гидрогеологической складчатой области, определяюших основные черты и специфические особенности формирования химического состава и режима природных вод, масштабы и направленность водных потоков [1].

Артезианские воды залегают в трещиноватых отложениях сыннигской свиты, в составе которой преобладают вулканогенно-осадочные породы с широким развитием известняков, эффузивов и туфов, черных сульфидизированных кремнистых и углеродисто-кремнистых сланцев [2]. Для проведения химического анализа артезианских вод, используемых для водоснабжения, отобрали пробы воды из водозаборной скважины на территории полигона и водозаборной скважины – лагерь «Чайка».

Хозяйственно-питьевое водоснабжение центра практик осуществляется за счёт нецентрализованного водоснабжения из неглубокой (25 м) скважины (фильтр с Н = 15 м), из которой насосом производится откачка вод в резервуар, таким образом, возможно регулирование поставки воды. От резервуара вода поступает по водопроводной сети к жилым домикам, на кухню, к умывальнику, на одной из улиц имеется водосборная колонка. Результаты химического анализа воды, отобранной из колонки, представлены в таблице.

Примерно в километре от центра южнее оз. Пионерcкого в Молодёжном лагере на залесённом склоне горы расположена водозаборная скважина с водонапорной башней, куда насосом подаётся подземная вода [1].

От водонапорной башни проведены две самотечные системы: одна к лагерю «Чайка», другая к колонке. Глубина скважины 98 м. Пробы воды для химического анализа были отобраны в колонке, расположенной в 100 м от скважины. Результаты в таблице.

Грунтовые воды исследуем методом шурфования. На территории полигона и вблизи полигона выкопали шурфы и отобрали пробы воды для химического анализа и пробы грунта для определения коэффициента фильтрации.

Рис.1 Фото шурфа №1 Рис.2 Фото шурфа № Шурф №1 расположен в юго-восточной части базы, на расстоянии в 70 м от озера. Описание разреза: от 0 до 15 см – дерновый слой;

от 15 до 90 см – черные суглинки, с большим количеством органики. На глубине см встречен водопроницаемый горизонт (песчано-гравийная смесь), необводненный, обломки различного размера (мелкие и средние 6*4*2 см), обломки светло коричневого, серого, бежевого, серо-кирпичного цвета.

Уровень грунтовых вод устанавливается лишь на глубине 1,55 м. Площадь водной поверхности равна 2400 см квадратных;


слой воды – 25 см (рис.1). С помощью трубки «Спец-Гео» определили коэффициент фильтрации.

Для грунта из шурфа №1 средний коэффициент фильтрации составил 0,089 м/сут, что соответствует слабой водопроницаемости грунта.

СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ Шурф №2 «Аннушкин» расположен между озером и территорией базы, в 10 метрах от ограждения территории полигона. В юго-восточном направлении в 70 м от озера Пионерное. Описание разреза: от 0 до 2 см – почвенно-растительный слой;

от 2 до 45 см слой торфа;

ниже – песок. На глубине 1,2 м встречена вода. Через час на поверхности воды образовалась плотная пена, мощностью примерно 3 см, светло-серого цвета (рис.2).

Коэффициент фильтрации грунта из шурфа №2, определенный с помощью трубки «Спец-Гео», составил 4, м/сут. По результатам опыта песок относится к типу грунтов с очень хорошей водопроницаемостью.

В полевой лаборатории проводили химические анализы проб воды, отобранных в каждой из точек наблюдения, использовали различные методики. Например, колориметрия для определения рН, Feобщ, Fe3+, Fe2+, NO2–, NH4+;

титрование для определения CO2 (свободный) или CO32–, HCO3–, общей жесткости, Ca2+, Mg2+, SO42-.

Результаты по химическим анализам сведены в таблицу.

Выводы:

Вода, используемая для водоснабжения полигона и детского лагеря «Чайка», отвечает требованиям СанПиН 2.1.4. 1175-02 для нецентрализованного водоснабжения. Следовательно, вода пригодна для питья.

Сравнив химические анализа грунтовых и артезианских вод, наблюдаем, что они являются идентичными по своему составу, разница по величине минерализации не превышает 0,08 г/л. Следовательно, не исключена гидравлическая связь грунтовых и артезианских вод.

Если возможна гидравлическая связь грунтовых и артезианских вод, то артезианские воды являются незащищенными и могут подвергаться антропогенному воздействию. В связи с этим, стоит применять некоторые меры по защите водоносного горизонта от внешних факторов. Рациональнее переход водоснабжения поселка на более глубокие артезианские воды.

Таблица Химический состав подземных вод в районе центра учебных геологических практик НИ ТПУ Водозаборная Водозаборная Показатели скважина скважина - лагерь Шурф №1 Шурф №2 Аннушкин геополигона «Чайка»

T, °C 11 19,1 8,1 pH 7,3 8,2 7,5 7, Eh, мВ 570 120 201 Feобщ., мг/л 0 0 0 0, NO2, мг/л 0 0,01 0 0, NH4, мг/л 0 1,5(4,5) 0,2 0, CO2, мг/л 17,6 22 79 57, HCO3, мг/л 475,8 7,8 488 8 420,9 6,9 469,7 7, OЖ, мг-экв/л 6,35 4,45 3,75 5, Ca, мг/л 62 3,1 60 3 47 2,35 45 2, Mg, мг/л 39 3,25 17,4 1,45 16,8 1,4 41,4 3, Cl, мг/л 6,3 0,2 1,52 0,04 9,16 0,26 9,16 0, SO4, мг/л 25 0,52 25 0,52 35 0,74 25 0, Na + K, мг/л 49,91 2,17 94,31 4,41 30,17 1,31 30,17 1, М, г/л 0,661 0,686 0,608 0, CO2 0,02 M 0, CO2 0,02 M 0,686 CO20,06M0,608 CO20,06M0, HCO HCO3 94 HCO3 91 HCO3 Mg 38Ca36 Na Mg 42 Na31Ca Na 42Ca35Mg17 Na51Ca31Mg pH8 T11 ОЖ 6.35 pH7,4 ОЖ 5, pH8,4T19,1ОЖ4, pH7,4 ОЖ 3, Вода собственно Формула Вода собственно, Вода собственно Вода собственно пресная, Курлова пресная, пресная, пресная, гидрокарбонатная, гидрокарбонатная, гидрокарбонатная, гидрокарбонатная натриево-кальциево- кальциево-натриево кальциево-, кальциево магниевая, магниевая, натриевая, магниевая, слабощелочная, слабощелочная, слабощелочная, слабощелочная, холодная, умеренно умеренно жесткая.

холодная, мягкая. мягкая.

жесткая.

Литература http://portal.tpu.ru/files/science/tom1. – 2012.pdf 1.

Иванкин Г.А. Путеводитель по району учебных геологических практик в Хакасии №2 – продукты девонского 2.

магматизма (для студентов всех специальностей геологоразведочного факультета). – Томск: ТПИ, 1982. – с.

Копылова Ю.Г., Дутова Е.М., Васильев Б.Д., Сметанина И.В., Мачкасова О.А., Хващевская А.А. Путеводитель 3.

по природным водам полигона учебных геологических практик в северной Хакасии. – Томск: ТПУ, 2005. – с.

Строкова Л.А. Полевая учебная практика по инженерной геологии в Хакасии. – Томск: ТПУ, 2010. – 131 с.

4.

СанПиН 2.1.4.1175-02 для нецентрализованного водоснабжения 5.

548 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВОД БЕЛОВСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА (КУЗБАСС) Ю.А. Кононова Научный руководитель доцент О.Г. Токаренко Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Водные ресурсы Беловского водохранилища и его береговая зона используются комплексно для водоснабжения населения и промпредприятий пос. Инской и г. Белово, при поливах прилегающих сельскохозяйственных угодий, рыбохозяйственных и рекреационных целях [2]. Исходя из этого, вопросы экологического состояния и химического состава водоема являются предметом внимания как со стороны специалистов в области охраны окружающей среды и природопользования, так и со стороны жителей, активно использующих его в рекреационных и рыболовных целях [1]. Ранее изучением данного вопроса занимались А.В.

Дьяченко, В.В. Кирилов, Д.В. Черных, С.П. Казьмин, О.В. Климов, Ю.В. Матвеева и др. [1, 2].

В административном положении водосборный бассейн водохранилища расположен в пределах Беловского района Кемеровской области Сибирского федерального округа. В географическом положении исследуемая территория расположена между Западно-Сибирской равниной и Алтайскими горами в пределах Алтае-Саянской горной области [3]. Беловское водохранилище руслового типа было создано в 1964 г. в долине р.

Ини, между отрогами Кузнецкого Алатау и Салаирского горного кряжа. Водоем сезонного регулирования образован подпорными гидросооружениями Беловской ГРЭС, расположенными у с. Коротково в 547 км от устья реки. Длина водохранилища по руслу достигает 19 км, средняя ширина около 1 км. Площадь водосбора в створе гидроузла ГРЭС составляет 1970 км2. Отметка нормального подпорного уровня – 189,6 м, уровень мертвого объема – 187,7 м, полный объем при НПУ – 59 млн м3, полезный объем – 22,5 млн м3, площадь зеркала при НПУ – 13,6 км2, площадь зеркала при УМО – 10,5 км2 [1].

Целью данной работы является характеристика химического состава вод Беловского водохранилища, а также выявление общих закономерностей его изменения.

В основу работы положены данные, полученные автором в ходе прохождения летней производственной практики на Беловской Государственной районной электростанции (БГРЭС) в группе экологии и химической лаборатории санитарно-промышленного цеха, а также новые данные, полученные им в результате дополнительных исследований с целью получения более полного представления о химическом составе вод водохранилища. С этой целью в феврале 2013 г. были отобраны пробы из 6 точек, расположенных в пределах изучаемого объекта (рис.). Анализ химического состава отобранных проб был проведен проблемной гидрогеохимической лабораторией Научно-образовательного центра «Вода» Института природных ресурсов Томского политехнического университета.

Результаты режимных наблюдений за изменением химического состава вод водохранилища в течение 2012 г., а также новые полученные данные приведены в табл., из которой видно, что состав вод подвержен сезонному изменению.

Так, выявлено резкое увеличение мутности, цветности и концентрации взвешенных веществ на фоне общего уменьшения величины минерализации в период половодья. Это объясняется тем, что в этот период на водосборной площади водохранилища доминируют маломинерализованные снеготалые воды, насыщенные взвешенными минеральными и органическими веществами природного и антропогенного происхождения. В результате стекания последних происходит разубоживание вод водохранилища. Главную роль, влияющую на высоту весеннего половодья в притоках водохранилища, а также минерализацию и химический состав воды в водоеме, играет объем вод, поступающих с водосбора.

При сравнении фактического содержания данных компонентов с предельно-допустимыми концентрациями, установленными Федеральным агентством по рыболовству (ПДКрх) [4] выявлено, что значения цветности превышают ее регламентируемые значения (ПДКрх = 20) в 1,1 – 2,4 раза в зависимости от сезона года:

наибольшее превышение наблюдается в период весеннего половодья, наименьшее – в осенний период. Подобная картина наблюдается относительно мутности, превышения ПДКрх по которой увеличивается в период весеннего половодья (в 1,7 раза) и в конце летнего сезона (в 1,6 раза), тогда как в течение года находится в районе пределов допустимой нормы. Содержание взвешенных веществ превышает установленное значение (ПДК рх = 10 мг/дм3) в большую часть года и достигает максимума в период половодья в 2,5 раза, а в остальное время содержание находится практически на уровне регламентируемых значений. По содержанию фенолов обнаружено двукратное превышение лишь в феврале. Содержание остальных компонентов находится в пределах ПДКрх.

Результаты исследования в феврале 2013 г. показали, что воды водохранилища умеренно пресные по химическому типу гидрокарбонатные кальциево-магниевые, нейтральные. Формула Курлова выглядит следующим образом:

HCO3 72 84,1SO4 13,4 23, M 435 574 2 pH 7,7 8, Ca 50,8 53,3Mg 22,9 30,7 Na 16,8 22, При анализе результатов исследования была выявлена тенденция незначительного увеличения содержания некоторых компонентов в водах водохранилища по мере протяжения его акватории от верхнего бьефа к нижнему (рис.). Например, содержание Ca2+ в точке отбора в районе верхнего бьефа составляет мг/дм3, а нижнего – 64 мг/дм3, разница концентраций HCO3– в верхнем и нижнем бьефе чуть выше и составляет 258 и 288 мг/дм3, а Cl– – 5,3 и 6,7 мг/дм3, соответственно. Значения перманганатной окисляемости, напротив, СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ уменьшаются от 6 мг/дм3 до 4,7 мг/дм3. Вода р. Иня после водохранилища становится менее минерализованной и менее жесткой.

Рис. Карта-схема точек опробования акватории Беловского водохранилища Таблица Сезонное изменение химического состава вод Беловского водохранилища сентябрь февраль февраль октябрь декабрь ноябрь апрель январь август Показатель июнь июль измерения март ПДКрх.[4] май Единицы качества 12 3 Запах балл –– – ––– 2 1,3 1,2 1,4 1,3 1,2 1,3 1,2 1,3 1,1 1 1 Цветн. градус 20 –– – ––– 17 16 18 25 24 20 20 21 21 15 21 Мутн. мг/дм3 –– – ––– 1,5 0,7 0,8 1,6 2,6 1,5 1,0 1,5 2,4 1,7 0,8 1,1 1, ед.рН 6 – pH 7,8 8,1 7,9 8,1 8,1 8,3 8,2 8,0 8,2 8,1 8,1 8,0 8,0 7,9 7,8 8,0 7,7 8, –– С.о. – – ––– 355 370 366 335 271 297 290 289 206 278 309 мг/дм солей – – – – – – – – – – – – – 452 435 465 462 574 ОЖ мг-экв/дм3 – 4,8 5,3 5,2 4,3 3,8 3,8 3,9 3,8 3,8 3,7 4 4,1 4,7 4,3 4,7 4,6 6,2 4, NO2– – – – – – – – 0,2 0,06 0,03 0,1 0,05 0,01 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0, NO3– – – – – – – – 9 0,1 0,2 0,2 0,1 0,4 7,3 0,9 1,0 1,1 2,8 1, – – – – – – – NH4+ 0,5 0,1 0,2 0,2 0,1 0,2 0,2 0,3 0,3 0,2 0,3 0, PO4– – – – – – – – – – – – – – 0,2 0,2 0,5 1,1 0,04 0, – –– – ––– H2CO3 2,1 2,0 2,2 2,2 2,1 2,2 2,2 2,2 2,2 2,2 2,0 2, HCO3– – – – – – – – – – – – – – 264 258 280 288 382 – – – – – – – – – – – – – CO2 2,6 5,3 8,8 7,9 8,8 2, SO42– 66 100 34 37 31 34 25 34 35 29 30 30 32 44 65 53 49 Cl– мг/дм3 300 4,5 4,2 4,5 6,0 4,5 3,8 5,8 3,3 4,6 5,3 3,7 4,7 9,5 5,3 5,6 6,7 6,7 6, – Ca2+ 180 22,0 13,0 17,0 40,1 44,1 46,1 46,0 42,1 42,1 39,1 58,1 62, 60 62 64 78 – Mg2+ 19,5 15, 40 16,1 15,2 38 28,6 29,2 24,3 19,5 23,1 29,2 29,6 24,9 19,5 17,1 28,1 17, – – – – – – – – – – – – Na+ 29,0 29, 120 30,3 30,8 28,9 29, – – – – – – – – – – – – K+ 2,9 2, 50 3,0 2,9 1,4 3, 0,1 0, Feобщ. 0,3 0,03 0,07 0,23 0,14 0,06 0,11 0,05 0,12 0,15 0,17 0,08 0,14 0,2 0,1 0,2 0, ПОК – 3,9 4,2 4,4 4,9 4,4 4,4 4,7 4,9 4,7 4,5 4,4 4,3 3,9 6 5 4,7 1,8 4, НП –– – ––– 0,05 0,013 0,018 0,026 0,011 0,012 0,01 0,024 0,013 0,01 0,018 0,023 0, В.в. –– – ––– 10 21 20 7 13,4 25 14 7,5 12 9,5 12,5 9,5 9, Фенол –– – – – – – – – –– – ––– 0,001 0,002 0,001 0,001 0, Примечание: «–» в таблице – данные отсутствуют (для ПДК – данные показатели не регламентируются);

цветн. – цветность;

мутн. – мутность;

с.о. – сухой остаток;

солей – минерализация;

550 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР ОЖ – общая жесткость;

ПОК – перманганатная окисляемость;

НП – нефтепродукты;

в.в. – взвешенные вещества.

Таким образом, при изучении химического состава вод Беловского водохранилища были выявлены превышения ПДКрх по цветности, мутности, содержанию взвешенных веществ и фенолов, что негативно сказывается на рыбохозяйственной деятельности, организованной на данном водохранилище. Изучение динамики изменения химического состава в течении года показало закономерное уменьшение общей минерализации вод водохранилища за счет их разубоживания снеготалыми водами в период паводка, а также некоторые изменения состава по мере простирания акватории водохранилища от верхнего бьефа к нижнему.

Однако, чтобы в полной мере проследить динамику изменения состава и экологической обстановки вод водохранилища требуется постановка дополнительных исследований в ближайшее время.

Литература Дьяченко А.В., Кирилов В.В., Черных Д.В. Экологические основы управления комплексным использованием 1.

Беловского водохранилища // Ползуновский вестник. – Барнаул, 2005. – №4. – С. 236 – 246.

Казьмин С.П., Климов О.В., Матвеева Ю.В. Геоэкологическое состояние береговой зоны и акватории 2.

Беловского водохранилища // Вестник Воронежского государственного университета. Серия «География.

Геоэкология». – Воронеж, 2011. – №2. – С. 139 – 147.

Морфометрические особенности, состояние и режим водоохранной зоны Беловского водохранилища в 2011 г.

3.

– Новосибирск: СибНИГМИ, 2011 г.

Приказ Росрыболовства от 18.01.2010 № 20 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов 4.

рыбохозяйственного значения, в том числе нормативов предельно допустимых концентраций вредных веществ в водах водных объектов рыбохозяйственного значения». – М.: 2010 – 214 с.

ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД НА ТЕРРИТОРИИ ГАЛЯНОВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ О.Н. Костерова Научный руководитель доцент Т.И. Романова Югорский государственный университет, г. Ханты-Мансийск, Россия В последние десятилетия наблюдаются заметные изменения климата Западной Сибири. Очевидно, что они могут отразиться и на водном балансе речных бассейнов, и условиях ведения хозяйственной деятельности, а, следовательно, стать важным объектом геоэкологических и гидрогеохимических исследований. В связи с этим были проведены эколого-геохимические исследования поверхностных вод на территории Галяновского месторождения, которое находится в Ханты-Мансийском районе в пределах Ханты-Мансийского автономного округа.

Геологический разрез Галяновского месторождения представлен породами двух структурных подразделений: метаморфизованными отложениями протерозой-палеозойского складчатого фундамента и терригенными – платформенного чехла мезозойско-кайнозойского возраста. Породы фундамента имеют блоковое строение и осложнены многочисленными разрывными нарушениями.

В гидрогеологическом отношении рассматриваемая территория относится к Западно-Сибирскому артезианскому бассейну, представляющему собой мощную гидродинамическую систему, объединяющую серию водоносных горизонтов и комплексов. В водах верхнего структурного этажа наблюдается повышенное содержание железа и марганца и пониженное – фтора.

Площадь характеризуется сильной заболоченностью, болота смешанные и переходные травяно сфагновые, преимущественно зарастающих озер и староречий. Район исследований расположен в западной части южной геокриологической зоны, для которого характерно наличие слоя реликтовой мерзлоты прерывисто островного типа. На отдельных заторфованных участках могут встречаться остатки мерзлых пород и маломощные линзы пород многолетней мерзлоты. Криогенными процессами охвачены, в основном, четвертичные и палеогеновые отложения.

Поверхностные воды исследовались в течение 2008 г., опробование проводилось в зимнюю межень, в период половодья, в августе и перед ледоставом. Воды анализировались на содержание сульфатов, хлоридов, общего железа, марганца, цинка, меди, свинца, хрома, нефтепродуктов, а также рН среды (табл.).

Как показали результаты исследований, поверхностные воды являются ультрапресными со слабокислой или нейтральной средой. По химическому составу воды Галяновского месторождения преимущественно гидрокарбонатные кальциевые.

Содержания сульфатов, хлоридов, железа общего и марганца напрямую зависят от особенностей питания поверхностных вод. Максимальные их концентрации характерны для зимнего периода, когда вероятность подземного питания рек возрастает. В мае происходит резкий спад концентраций данных компонентов, обусловленный таянием снегов и разубоживанием поверхностных вод талыми водами. В дальнейшем, – к октябрю, их значения незначительно увеличиваются.

В поверхностных водах Галяновского месторождения отмечены повышенные концентрации общего железа и марганца. Их значения колеблются в пределах 0,26 – 9,20 мг/дм3 и 0,014 – 0,690 мг/дм3 соответственно, что существенно превышает нормативные требования, предъявляемые к водоемам рыбохозяйственного назначения. Высокие содержания и железа и марганца обусловлены специфическими условиями северных СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ территорий Западной Сибири. В условиях достаточно интенсивного водообмена железо, выщелачиваясь из пород [3] и почвогрунтов поступает в воду с заболоченных территорий водосбора в виде органоминеральных комплексов с гуминовыми и фульвокислотами. Значительные количества марганца поступают в процессе разложения водных животных и растительных организмов, особенно сине-зеленых, диатомовых водорослей и высших водных растений [2].

Таблица Химический состав поверхностных вод на территории Галяновского месторождения, мг/дм Компоненты Дата № Нефте Привязка отбора поста рН продук Cl- SO42- Fe Mn Zn Cr Pb Cu проб ты 1 пост р.Обь март 7,17 20,0 14,64 2,8 0,69 0,042 0,0041 0,0023 0,0005 0, 2 пост р.Охлым март 6,94 2,1 1,02 9,2 0,16 0,065 0,0113 0,0056 0,0005 0, 3 пост р.Обь март 7,05 6,5 12,53 2,6 0,07 0,047 0,0052 0,0029 0,0005 0, 4 пост р.Вощага март 6,97 2,4 5,11 3,4 0,20 0,035 0,0034 0,0050 0,0005 0, 1 пост р.Обь май 7,27 1,2 4,21 0,26 0,02 0,011 0,0023 0,0031 0,0005 0, 2 пост р.Охлым май 7,38 1,4 0,75 1,0 0,03 0,012 0,0037 0,0014 0,0005 0, 3 пост р.Обь май 7,29 2,2 4,32 0,40 0,03 0,011 0,0026 0,0026 0,0005 0, 4 пост р.Вощага май 7,24 1,2 0,57 0,30 0,07 0,014 0,0025 0,0035 0,0005 0, 1 пост р.Обь июнь 6,21 1,2 3,36 0,36 0,022 0,033 0,0031 0,0012 0,0005 0, 2 пост р.Охлым июнь 6,93 1,1 1,91 0,57 0,019 0,038 0,0047 0,001 0,0005 0, 3 пост р.Обь июнь 6,82 1,0 4,45 0,70 0,021 0,030 0,0090 0,0015 0,0005 0, 4 пост р.Вощага июнь 6,97 1,4 3,15 0,64 0,014 0,020 0,0027 0,0018 0,0005 0, 1 пост р.Обь июль 6,72 2,2 4,26 1,0 0,043 0,053 0,0117 0,001 0,0005 0, 2 пост р.Охлым июль 6,89 1,2 1,39 1,0 0,042 0,011 0,0057 0,0014 0,0005 0, 3 пост р.Обь июль 6,82 2,6 5,08 1,0 0,020 0,030 0,0149 0,0015 0,0005 0, 4 пост р.Вощага июль 6,99 1,3 3,32 0,6 0,070 0,038 0,0070 0,0015 0,0005 0, 1 пост р.Обь август 6,74 3,4 6,69 1,1 0,035 0,035 0,0101 0,001 0,0005 0, 2 пост р.Охлым август 6,80 1,2 1,16 0,47 0,03 0,012 0,0067 0,0026 0,0005 0, 3 пост р.Обь август 6,74 3,1 6,38 1,1 0,036 0,035 0,0055 0,001 0,0005 0, 4 пост р.Вощага август 6,99 2,1 4,34 1,2 0,069 0,040 0,0074 0,001 0,0005 0, 1 пост р.Обь октябрь 6,96 4,7 8,99 1,2 0,089 0,041 0,0059 0,003 0,0005 0, 2 пост р.Охлым октябрь 7,26 1,4 0,83 1,2 0,080 0,040 0,0067 0,0019 0,0005 0, 3 пост р.Обь октябрь 7,17 4,7 9,07 0,9 0,046 0,050 0,0021 0,001 0,0005 0, 4 пост р.Вощага октябрь 7,32 2,7 4,83 1,4 0,063 0,048 0,0042 0,001 0,0005 0, ПДКвр* 300 100 0,1 0,01 0,05 0,01 0,02 0,006 0, *ПДКвр представлены согласно Приказу Федерального агентства по рыболовству № 20 от 18.01.10.



Pages:     | 1 |   ...   | 28 | 29 || 31 | 32 |   ...   | 45 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

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.