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 |   ...   | 29 | 30 || 32 | 33 |   ...   | 45 |

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

-- [ Страница 31 ] --

Поведение микрокомпонентов (Cu, Zn, Pb, Cr) в поверхностных водах разнообразно. Содержание меди в повсеместно превышает нормативные значения, установленные для водоемов рыбохозяйственного назначения, находясь на уровне 0,0058 – 0,0160 мг/дм3. При этом в летний период концентрации меди ниже, чем в зимний период. Хром в поверхностных водах меняется от 0,001 мг/дм3 до 0,0056 мг/дм3, не превышая ПДК для рыбохозяйственных водоемов.

По цинку наблюдается обратная картина (рис. 1): после весеннего спада его содержаний идет увеличение значений в летние месяцы во всех исследуемых водотоках, а в водах р.Оби концентрации цинка достигают 0,015 мг/дм3. К октябрю цинк вновь уменьшается. Это вероятно связано с климатическими особенностями, когда увеличение температуры может ускорить скорость протекания геохимических процессов, вследствие которых возрастает способность химических элементов к растворению, миграции и накоплению их на геохимических барьерах [6].

Содержание нефтепродуктов в речных, подземных водах и в атмосферных осадках изменяется в довольно широких пределах и обычно составляет сотые и десятые доли мг/дм3. В незагрязненных нефтепродуктами водных объектах концентрации естественных углеводородов могут колебаться от 0,01 до 0,20 мг/дм3 [4]. Это определяется трофическим статусом водоема и в значительной мере зависит от биологической ситуации в водоеме [1].

В поверхностных водах площади исследований нефтепродукты в течение года варьируют от 0,011 до 0,065 мг/дм3 (рис. 2). При этом четкой зависимости от времени отбора (от условий питания) нет, несмотря на резкий спад углеводородов в период половодья, в дальнейшем в водах р. Охлым наблюдаются значительные перепады в их содержаниях, а на других постах поведение нефтепродуктов более стабильно, но незначительное уменьшение в водах поста 1 (р. Обь) в августе все-таки присутствует.

552 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР 0,016 0, 0, 0, содержание нефтепродуктов, мг/дм 0, содержание цинка, мг/дм 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,004 0, 0, 0, март май июнь июль август октябрь март май июнь июль август октябрь пост 1 пост 2 пост 3 пост пост 1 пост 2 пост 3 пост Рис.1 Содержание цинка в поверхностных водах Рис.2 Содержание нефтепродуктов в поверхностных Галяновского месторождения водах Галяновского месторождения Учитывая расположение техногенной нагрузки (автодороги, кустовые площадки, скважины, населенные пункты), а также эпизодическое превышение нефтепродуктов в поверхностных водах утверждать о влиянии нефтедобывающих структур на поверхностные воды не корректно. Повсеместные превышения ПДКвр по марганцу, общему железу, меди и цинку обусловлены следствием процессов происходящих в почвообразующих породах, богатых данными химическими элементами. Их повышенные концентрации в объектах окружающей среды закономерны для Западной Сибири и контролируются многими факторами, в частности, биологической продуктивностью ландшафта, характером геохимической среды, направленностью преобразования органического вещества и др. [4, 5].

Литература Бабушкин А.Г., Московченко Д.В., Пикунов С.В. Гидрохимический мониторинг поверхностных вод Ханты 1.

Мансийского автономного округа. – Югры-Новосибирск: Наука, 2007. – 152 с.

Бочевер Ф.М., Лапшин Н.Н., Орадовская А.Е. Защита подземных вод от загрязнения. – М.: Недра, 1979. – 2.

с.

Геологическая эволюция и самоорганизация системы вода-порода: в 5 томах. Т.2: Система вода – порода в 3.

условиях зоны гипергенеза / Под ред. Б.Н. Рыженко. – Новосибирск: СО РАН, 2007. – 389 с.

Гидрогеохимические исследования основных водотоков Ханты-Мансийского автономного округа. – Ханты 4.

Мансийск, 2001. – 90 с.

Природопользование на Северо-Западе Сибири: опыт решения проблем // Под редакцией В.В. Козина, В.А.

5.

Осипова. – Тюмень: ТюмГУ, 1996. – 168 с.

Птицын А.Б. Введение в геоэкологию. Учебное пособие. – Чита: ЗабГПУ, 2003. – 184 с.

6.

КОЭФФИЦИЕНТЫ ОБОГАЩЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТАМИ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД ЧЕРЕПАНОВСКОЙ ПЛОЩАДИ (ЗАПАДНЫЙ САЛАИР) К.В. Крохта Научный руководитель доцент Н.В. Гусева Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Эколого-геохимическое состояние территории в практике принято оценивать по состоянию природных сред таких, как поверхностные воды, подземные воды, литосфера, воздух, донные отложения. Состояние водной среды оценивается посредством сравнения показателей их состава с предельно допустимыми концентрациями (ПДК), кларками речных вод, либо с фоновыми показателями [3]. Данный подход предполагает оценку соответствующих коэффициентов: коэффициент концентрации по ПДК (КПДК), кларк концентрации (Кк), коэффициент концентрации (Кс). При интегральной оценке качества вод рассчитывается суммарный показатель загрязнения, который характеризует суммарное воздействие группы химических элементов. На основе величины этого показателя (от минимального до очень высокого) оценивается эколого-геохимическое состояние территории – от удовлетворительного до состояния экологического бедствия [1]. В итоге, исходя из значений полученных коэффициентов, можно сделать вывод о эколого-геохимическом состоянии территории.

Также существует еще один подход к оценке состояния природных сред – на основе коэффициента обогащения. Коэффициент обогащения среды каким-либо элементом К0 – это безразмерный показатель, который представляет собой результат деления отношения концентраций в пробе исследуемого элемента и элемента, по которому нормируют, на отношение к их кларкам данной среды [2].

СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ X пр Yпр (1) K X кл Yкл где Хпр – содержание элемента в пробе, мг/л;

Yпр – содержание в пробе элемента, по которому нормируют, мг/л;

Хкл – кларк элемента, мг/л;

Yкл – кларк элемента, по которому нормируют, мг/л.

Коэффициент обогащения может принимать различные значения. Его величина более 1 свидетельствует о наличии дополнительного источника поступления рассматриваемого химического элемента в природную среду (вод, донных отложений, почв).

Чаще данный коэффициент используется для оценки почв, для оценки концентрационной функции живого объекта (например, планктона) [5] либо для оценки потенциальных источников привнесенного в растительные ткани материала (например, в ткани мхов и лишайников) [6], а также для оценки аномального обогащения вод химическими элементами – потенциальными полютантами.

Для нормировки в формуле 1 могут быть использованы разные литофильные элементы. Так для оценки почв и растительных тканей используют такие литогенные элементы как алюминий, кремний, железо [6], так как в результате расчетов возможно оценить соотношение техногенных и терригенных источников поступления элементов в эти среды. Выбор нормируемого элемента при оценке коэффициентов обогащения живого объекта основывается на том, что данный опорный элемент должен быть нейтрален к биохимическим процессам. Это такие элементы как алюминий, скандий или хром [5]. Кроме этого индекс обогащения используют для оценки и природных вод [3].

Целью данной работы является оценка степени обогащения вод химическими элементами на примере поверхностных вод Черепановской площади (Западный Салаир) и выявление аномального поступления химических элементов в воды.

Ранее проведено исследование химического состава поверхностных вод и донных отложений Черепановской площади для оценки эколого-геохимического состояния территории [4]. В результате выяснено, что поверхностные воды слабощелочные реже нейтральные, собственно пресные, умеренно пресные. По ионному составу воды относятся к гидрокарбонатному кальциевому типу.

Для расчета коэффициента обогащения рассматриваемых вод химическими элементами были использованы данные по кларковым содержаниям химических элементов в речных водах [7]. Нормирование при расчетах производилось по кремнию, т.к. кремний является литофильным элементом, а следовательно, по результатам расчетов возможно предположить является ли источник поступления того или иного элемента антропогенным либо литогенным.

Результаты расчетов, представленные в табл., показывают, что воды в меньшей степени обогащены следующими элементами (средние значения коэффициента обогащения, нормированного по кремнию, меньше 1): цинк, кадмий, медь, никель, иттрий, цирконий, серебро, сурьма, золото, ртуть, таллий, торий. Литий, бор, натрий, магний, алюминий, калий, кальций, титан, ванадий, хром, кобальт, галлий, германий, мышьяк, селен, бром, рубидий, молибден, олово, цезий, барий, лантан, лютеций, вольфрам, свинец, уран имеют средние значения коэффициентов обогащения вод равные от 1 до 10. Наибольшие же средние значения коэффициентов обогащения, а следовательно, и наиболее обогащены воды относительно кремния следующими элементами:

стронций (23,3), марганец (27,8), железо (43,9), ниобий (68,3) и скандий (759,2).

Следует отметить, что рассчитанные значения коэффициентов обогащения сопоставимы со значениями кларков концентраций элементов в данных водах. Так наибольшее среднее значение кларка концентрации, также как и коэффициента обогащения, имеет скандий (327,6). Ниобий (29,3), железо (18,6), марганец (11,4) и стронций (8,9) также имеют сравнительно большие значения кларков концентрации.

Также при расчете коэффициента обогащения для донных отложений (нормирование производилось по скандию) выявлены те же полютанты, что и для вод: марганец (4,2), стронций (2,9), ниобий (2,2). Также относительно других элементов большие значения коэффициентов обогащения донных отложений имеют бор (6,6), фосфор (2,8), вольфрам (2,6) и некоторые другие элементы.

Так как при расчете коэффициентов обогащения вод нормирование проводилось по кремнию, а кремний является литофильным элементом, то можно предположить, что элементы, коэффициенты обогащения которых близки к 1 (т.е. сопоставимы с кремнием) поступают в раствор исключительно за счет растворения горных пород. Таким образом, содержание элементов с наибольшими значениями коэффициентов обогащения, т.е. стронций, марганец, ниобий и скандий, возможно, связано с поступлением их из антропогенных источников.

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».

554 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Таблица Значения коэффициентов обогащения химическими элементами поверхностных вод Черепановской площади (Западный Салаир) Кларк Коэффициент обогащения Кларк Коэффициент обогащения речной речной Элемент Элемент воды, воды, Среднее Среднее Min Max Min Max мг/л мг/л Li 0,0025 4,0 1,1 21,1 Rb 0,002 1,2 0,2 5, B 0,02 8,1 0,9 34,7 Sr 0,05 23,3 7,5 102, Na 5 8,7 0,9 84,0 Y 0,0007 0,6 0,02 2, Mg 2,9 11,5 3,7 72,8 Zr 0,0026 0,1 0,001 0, Al 0,16 2,9 0,03 23,5 Nb 0,000001 68,3 15,3 169, K 2 2,0 0,2 20,6 Mo 0,001 2,1 0,5 8, Ca 12 7,6 2,5 22,7 Ag 0,0002 0,1 0,002 1, Sc 0,000004 759,2 388,4 1784,6 Cd 0,0002 0,4 0,01 3, Ti 0,003 5,0 0,2 20,7 Sn 0,00004 2,7 0,02 32, V 0,001 5,1 0,1 51,0 Sb 0,001 0,3 0,03 0, Cr 0,001 7,1 1,0 47,6 Cs 0,00003 2,0 0,1 14, Mn 0,01 27,8 1,2 103,9 Ba 0,03 4,4 1,0 22, Fe 0,04 43,9 16,6 148,5 La 0,00005 8,6 0,2 46, Co 0,0003 3,9 1,0 11,3 Lu 0,000001 7,4 0,3 31, Ni 0,0025 1,0 0,1 4,8 W 0,00003 3,0 0,2 16, Cu 0,007 0,5 0,1 1,1 Au 0,000002 0,4 0,05 1, Zn 0,02 0,4 0,01 3,9 Hg 0,00007 0,4 0,01 4, Ga 0,0001 1,7 0,1 12,1 Tl 0,001 0,0 0,001 0, Ge 0,00007 3,6 0,1 28,8 Pb 0,001 1,2 0,03 4, As 0,002 4,7 0,1 49,7 Th 0,0001 0,6 0,05 2, Se 0,0002 5,5 0,5 50,8 U 0,0005 7,8 0,6 31, Br 0,02 6,1 0,3 78, Литература Гуляева Н.Г. Методические рекомендации по эколого-геохимической оценке территории при проведении 1.

многоцелевого геохимического картирования масштаба 1:1000000 и 1:200000. – М.: ИМГРЭ, 2002, 72 с.

Катанаева В.Г., Селянин А.В. Оценка содержания тяжелых металлов и их поступления в соленые озера 2.

лесостепной зоны правобережного Приишимья // Вестник ТюмГУ. – Тюмень, 2011. – №5. – С. 39 – 48.

Крохта К.В. Распределение тяжёлых металлов в поверхностных водах и донных отложениях Черепановской 3.

площади по мере удаления от истоков рек // Экология России и сопредельных территорий (МЭСК-2012):

Материалы XVII международной экологической студенческой конференции. В 2-х томах. – Новосибирск, 26– октября 2012. – Новосибирск: НГУ, 2012. – C. 23 – 24.

Крохта К.В. Химический состав поверхностных вод Черепановской площади (Западный Салаир) // Экология 4.

Южной Сибири и сопредельных территорий: материалы XV международной научной школы-конференции студентов и молодых ученых, Абакан, 16 – 18 Ноября 2010. – Абакан: ХГУ им. Н.Ф. Катанова, 2011 – Т. 1 – C.

158 – 159.

Леонова Г.А. Геохимическая роль планктона континентальных водоемов Сибири в концентрировании и 5.

биоседиментации микроэлементов: Автореферат дисс… докт. геол.-минер. наук. – Новосибирск, 2009г. – 44 с.

Московченко Д.В., Валеева Э.И. Содержание тяжелых металлов в лишайниках на севере Западной Сибири // 6.

Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. – Тюмень, 2010. – №11. – С.162 – 172.

Соловов А.П., Архипов А.Я., Бугров В.А. и др. Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых. – 7.

М: Недра, 1990. – 335 с.

ГИДРОГЕОХИМИЯ ОЗЕР ПРИКАЗАНСКОГО РАЙОНА Н.А. Курлянов, Г.М. Нуртдинова, Б.Ф. Фаттахов Научный руководитель доцент Р.Х. Мусин Казанский (Приволжский) федеральный университет, г. Казань, Россия Приказанский район охватывает площадь г. Казани и прилегающих к ней территорий. Он расположен в левобережной части р. Волги (Куйбышевского водохранилища), на южном окончании Казанско-Кировского прогиба Волго-Уральской антеклизы Русской платформы. В геологическом строении района принимают участие терригенно-карбонатные участками загипсованные образования средней перми (казанский и уржумский ярусы), обнажающиеся лишь в наиболее возвышенной восточной его части, и нелитифицированные песчано-глинистые преимущественно аллювиальные плиоцен-четвертичные отложения. Мощность последних может достигать 180 м. Пользующиеся максимальным приповерхностным распространением четвертичные отложения участвуют в сложении надпойменных террас рр. Волга и Казанка аккумулятивного типа – микулинско-калининской (QIII), одинцовско-московской (QII), лихвинско-днепровской (QII) и окской (QI), закономерно сменяющих друг друга по мере удаления от р. Волги [2]. Плиоценовые и четвертичные образования в основном подстилаются породами СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ нижнеказанского подъяруса. Нормальный подпорный уровень водохранилища составляет 53 м, террасы воздымаются до отметок 140 м. Более высокие гипсометрические уровни (до 190 м) представляют собой коренной борт Волжской долины. В пермских и плиоцен-четвертичных отложениях локализованы соответственно трещинные и поровые воды, формирующие ряд взаимосвязанных водоносных горизонтов, основной областью разгрузки которых являются указанные реки. Уровень грунтовых вод в сглаженной форме повторяет поверхностный рельеф, глубина его залегания варьирует от 0 до 30 – 35 м. Состав подземных вод довольно пестрый. Воды плиоцен-четвертичных отложений при слабом проявлении техногенного воздействия и отсутствии перетоков из пермских горизонтов характеризуются в основном гидрокарбонатным магниево кальциевым составом с минерализацией до 0,3 – 0,4 г/л и общей жесткостью до 5 – 6 мг-экв/л, воды же пермских отложений могут обладать минерализацией до 2,5 г/л и жесткостью до 20 – 30 мг-экв/л при сульфатном и хлоридно-сульфатном натриево-магниево-кальциевом составе. Приказанский район отличается широким развитием озерных водоемов, многие из которых являются любимым местом отдыха горожан и широко используются в рекреационных и оздоровительных целях. Озера отличаются размерами, происхождением, типом питания, уровнем техногенного воздействия, биологической продуктивностью и др. Цель нашей работы – выявление особенностей состава озерных вод. В октябре-ноябре 2012 г. нами было опробовано 9 озер, а также р.

Казанка за пределами городской черты и практически в центральной части города (рис.).

Рис. Местоположение опробованных озер Приказанского района Непосредственно в полевых условиях определялись температура воздуха и воды, особенности состава воды английским прибором Aquameter, датчики которого фиксируют следующие параметры воды – температуру, pH, Eh, мутность, растворенный кислород, электропроводность, минерализацию (на основе электропроводности). Кроме этого Aquameter снабжен GPS-приемником и барометрическим датчиком. В лабораторных условиях проводился сокращенный химический анализ воды (определяемые компоненты согласно [4]). На атомно-абсорбционном спектрометре Contr AA-700 определены концентрации Fe, Mn, Ag, Pb, Zn, Cu, Ni.

Некоторые морфометрические, гидрологические и гидрохимические данные озер приведены в табл. (составлена с использованием данных [1 – 3, 5]) и 2.

Таблица Морфометрическая и гидрологическая характеристика озер Геоморфологич. Уровень Название Площадь, Отметки Глубина, м Особенности расположение техногенного озера га уровня (преобл./мax) питания (терраса) воздействия Лебяжье московская атмосф. осадки средний 3,7 69 0,9/2, Н. Кабан калининская смешанное высокий 48 51,5 6,5/ Ср. Кабан калининская смешанное высокий 112 51,5 6,5/ В. Кабан калининская смешанное высокий 22,8 53,1 5,8/13, Ковалин. днепровская атмосф. осадки средний 132,6 69,6 19, Чистое днепровская атмосф. осадки средний 0,75 76 3,18/6, Осиново днепровская атмосф. осадки средний 8,2 99 9,3/ Раифское московская смешанное низкий 35,2 63,2 6,65/19, Голубое пойменная подземное низкий 0,17 53,3 1,4/4, 556 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Основные полученные результаты:

1) Озера Приказанского района характеризуются варьирующим в довольно широких пределах составом и минерализацией, что определяется, в первую очередь, характером (источником) их питания, техногенный же фактор имеет подчиненное значение. Озера, в питании которых участвуют лишь атмосферные осадки, отличаются минимальной минерализацией (например, оз. Чистое);

озера суффозионно-карстового происхождения, формирование которых связано с восходящей разгрузкой вод пермских отложений, характеризуются максимальной минерализацией и лечебными свойствами воды (оз. Голубое), повышенной минерализацией обладают и озерные воды со смешанным типом питания, часть которого представлена водами пермских образований (оз. Нижний и Средний Кабан).

2) Гидрогеоэкологическая обстановка в Приказанском районе не претерпела существенных изменений за последние 20 лет, что может быть связано как с кризисными явлениями в российской экономике, так и с введением Таблица Гидрохимическая характеристика озер Название Кол Гидрохимический тип Мин-ция, Жесткость Компоненты, превышающие ПДК для озера проб. воды мг/л (мг-экв/л) питьевых вод Ж (1,68), М (1,06), SO4 (1,06), Pb (1,1), Лебяжье 714 – 1006 11,2 – 12, 4 SO4 / Mg-Ca Fe (4,42), Mn (2,7), Oк (1,64) Ж (1,83), М (1,23), Si (1,38), Pb (2), Н. Кабан 1056 – 1227 11,8 – 12, 5 Cl-HCO3-SO4 / Mg-Ca Mn (5,08), Oк (2,82), NH4 (1,23) Ж (1,83), М (1,32), Si (1,49), SO4 (1,26), Ср.

1130 – 1328 12,8 – 13,4 Pb (1,2), Fe (1,44), Mn (3,18), Oк (1,85), 3 HCO3-SO4 / Mg-Ca Кабан NH4 (1,35) В. Кабан 1 Cl-HCO3 / Mg-Ca 491 6,8 Mn (1,82), Oк (1,48) Ковалин. 128 – 139 0,8 – 1, 3 Cl-SO4-HCO3 / Mg-Ca Pb (1,96), Fe (1,1), Mn (2,77), Oк (1,18) Чистое 129 – 138 0,8 – 1 Fe (1,62), Mn (1,15), Oк (1,4) 2 HCO3-Cl-SO4 / Mg-Ca Осиново 196 – 234 1,8 – 2 Pb (1,96), Fe (1,32), Oк (1,4) 2 SO4-HCO3 / Mg-Ca Раифское 294 – 518 3,0 – 6 Pb (2,46), Fe (1,49), Mn (2,57), Oк (1,7) 3 Cl-HCO3 / Mg-Ca Голубое 2046 – 2368 27,2 – 32 Ж (3,97), М (2,05), Si (1,5), SO4 (2,26) 2 SO4 / Mg-Ca Примечание. В графе №6 буквенными индексами обозначены компоненты состава воды (Ж-жесткость, М минерализация, Ок-окисляемость), а цифры в скобках - степень превышения ПДК.

многих жестких экологических требований и ограничений в области природопользования. Единственным негативным моментом является неуклонное уменьшение площади озер с атмосферным питанием (Чистое, Лебяжье, последнее от полного высыхания спасает подача воды из скважины, каптирующей нижнеказанский водоносный горизонт), что связано с сокращением их водосборных площадей за счет автодорожного и др. типа строительства.

3) Практически все озера, вне зависимости от источников питания и уровня техногенного воздействия, характеризуются некондиционным в питьевом отношении качеством воды.

Литература Каштанов С.Г. Грунтовые воды г. Казани. – Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1959. – 164 с.

1.

Малышева О.Н., Нелидов Н.Н., Соколов М.Н. Геология района г. Казани. – Казань: Изд-во Казан. ун-та, 1965. – 175 с.

2.

Озера Среднего Поволжья. – Л.: Наука, 1976. – 236 с.

3.

Отраслевой стандарт. Воды подземные. Классификация по химическому составу и температуре. – М.:

4.

ВСЕГИНГЕО, 1986. – 12 с.

5. Уникальные экосистемы солоноватоводных карстовых озер Среднего Поволжья / Под ред. А.Ф. Алимова и Н.М.

Мингазовой. – Казань: Изд-во Казан. ун-та, 2001. – 256 с.

ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД НА ЛЕВОМ БЕРЕГУ Р.ТОМИ В ПРЕДЕЛАХ Г.ТОМСКА О.О. Левина Научный руководитель доцент Е.Ю. Пасечник Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия В настоящее время левый берег реки Томи в пределах города Томска активно развивается. На данной территории ведется строительство окружной автодороги, коттеджных поселков, дач, но в то же время здесь расположены многочисленные водные объекты и водозабор, снабжающий весь город питьевой водой. Поэтому эколого-геохимическое исследование природных вод этой территории является актуальной темой.

В 2011 – 2012 гг. автором исследовались подземные и поверхностные воды левого берега р.Томи в районе г. Томска (рис.). Химический и микробиологический анализ был проведен в аккредитованной лаборатории НОЦ «Вода» ТПУ.

СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ Отбор подземных вод был проведен со скважин различных глубин. Первые 3 пробы отобраны на междуречье рек Томи и Бурундук в нескольких километрах от Нового моста через р. Томь, на данной территории планируется строительство малоэтажного коттеджного поселка. Глубина первой скважины составляет 30 м, скв. – 48 м, скв.3 – 96 м. Четвертая проба отобрана со скважины, глубиной 50 м, питающей озеро Песчаное, в поселке Тимирязево. Пятая проба – вода из скважины на дачном участке, глубиной 15 м, в пос. Нижний Склад, около береговой дамбы. Для наглядного отображения химического состава проб используем формулу М.Г. Курлова.

Рис. Обзорная карта-схема мест отбора природных вод HCO3 Скважина 1: М0,29 Т 5,3 pH 6,8 ОЖ 2,5 Fe Ca 41Na30Mg Вода умеренно пресная, гидрокарбонатная магниево-натриево-кальциевая, нейтральная, мягкая, с повышенным содержанием железа.

М0,44 Cl 57 HCO3 43 Т 5,7 pH 8,3 ОЖ 2, Скважина 2:

Na53Ca 25Mg Вода умеренно пресная, гидрокарбонатно-хлоридная кальциево-натриевая, слабощелочная, мягкая.

Cl Скважина 3: М0,93 Т 6,5 pH 6,9 ОЖ 11,4 Fe 17 Mn 0, Ca37 Mg 32 Na Вода собственно пресная, хлоридная натриево-магниево-кальциевая, нейтральная, очень жесткая, с повышенным содержанием железа и марганца.

HCO3 Скв М0,24 Т 5,8 pH 7,7 ОЖ 2, Ca51Mg 35 Na «оз.Песчаное»:

Вода умеренно пресная, гидрокарбонатная магниево-кальциевая, слабощелочная, мягкая.

М0,22 HCO3 72SO414Cl14 Т 4,8 pH 6,9 ОЖ 2,8 Fe 1, Скв. «п. Ниж.Склад»:

Ca61Mg Вода умеренно пресная, гидрокарбонатная магниево-кальциевая, нейтральная, мягкая, с повышенным содержанием железа.

При сравнении результатов химического анализ проб с ПДК воды нецентрализованного водоснабжения [1, 4] было выявлено, что вода из скважины в п. Нижний Склад превышает норматив в 5 раз по содержанию железа, вода скважины возле оз. Песчаное не соответствует требованиям СанПиНа по железу и кремнию. Более чем в 13 раз превышено содержание Fe, почти в 2 раза – кремния и незначительное превышение Mn (1,3 раза) в первой пробе. В пробе №2 почти в 2,5 раза превышена норма ХПК, железо – в 2,7 раза, также имеется незначительное превышение Mn (1,08 раза). Качество воды скважины 3 не соответствует требованиям норматива по следующим компонентам: ХПК (превышение в 9,4 раза), Cl– (1,5 раза), общей жесткости (1,1 раза), магния (1,3 раза), Feобщ (более 56 раз), Mn (7,8 раз), кремния (почти в 2 раза). По остальным исследуемым показателям качество этих вод не выходит за рамки ПДК.

Отбор поверхностных вод был проведен на четырех озерах левобережья г. Томска (Беленькое, Боярское, Песчаное, Тояново), на реках Томь, Кисловка, Бурундук.

По результатам химического анализа проб, в соответствии с РД 52.24.643-2002, была проведена комплексная оценка степени загрязненности проб озер и рек Кисловка и Бурундук по 11 ингредиентам (БПК 5, ХПК, Cl-, SО42–, Fеобщ., NO3–, NO2–, NH4+, нефтепродукты, Cu, Zn). В качестве норматива используем ПДК 558 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования [1, 5].

В итоге, установили, что воды озер Беленькое, Боярское и Песчаное относятся к 1 классу – условно чистые, хотя воды оз. Песчаное не соответсвуют ПДК по количеству нефтепродуктов, а содержание железа в оз. Беленькое выше норматива в 1,5 раза. Воды оз. Тояново и рек можно отнести ко 2 классу – слабо загрязненные, т.к.

имеются существенные превышения величин ХПК и Fеобщ.

Также дана комплексная оценка загрязненности этих проб по 11 ингредиентам (О2, Cl–, SО42–, Fеобщ., NO3–, NO2–, NH4+, нефтепродукты, Cu, Zn, PO43–), но в качестве норматива используем ПДК для водных объектов рыбохозяйственного значения [3]. В результате расчета удельного комбинаторного индекса загрязненности воды озер Беленькое, Боярское и Песчаное относятся ко 2 классу, вследствие, превышения ПДК по Fе, Cu, Zn в 1,8 раз в оз.Боярское. Вода оз. Песчаное не соответствует нормативам по содержанию меди (1,6 мг/дм3 против ПДК = мг/дм3) и нефтепродуктов (0,137 мг/дм3 против ПДК = 0,05 мг/дм3), а вода оз. Беленькое не отвечает требованиям норматива по величине железа (превышение в 4,6 раз), меди и нефтепродуктов.

Оз. Тояново, реки Кисловка и Бурундук – к 4«а» классу – грязные, т.к. превышают ПДК по следующим компонентам: NH4+, Fe, Cu, Zn, PO43–, а р. Бурундук – еще и по содержанию кислорода.

При микробиологическом исследовании были обнаружены индикаторные бактерии на загрязнение органическим веществом, в том числе нефтепродуктами, микроорганизмы, окисляющие железо, в некоторых пробах сульфатвосстанавливающие бактерии и другие. Энтеробактерии ни в одном образце воды не были обнаружены, что, скорее всего, связано с низкой температурой воды (менее 20 0С) при отборе.

Наибольшее количество микробов представлено олиготрофами, которые обнаружены во всех пробах в количестве от 3000 (скв. №2) до 200000 кл/мл (скв. «оз. Песчаное»), нефтеокисляющие бактерии обнаружены во всех пробах (кроме пробы воды со скв. №2), их число колеблется от 20 (скв. №3) до 12000 кл/мл (р. Бурундук). В пробах рек Томь и Бурундук, оз. Тояново, скв. №3, свк. «Ниж.Склад», скв. «оз. Песчаное» обнаружены пентанокисляющие бактерии, что указывает на наличие этой группы углеводородов в воде. Также при посеве образца со скв. «Ниж.Склад» были выявлены бензолокисляющие бактерии, в количестве 250 усл.ед.

Количество гетеротрофных железобактерий в пробах природных вод составляет от 130 (р. Томь) до кл/мл (скв. «оз.Песчаное»), а скв..№3 фиксируется их полное отсутствие. Сульфатредуцирующие микроорганизмы выявлены во всех образцах вод, кроме проб рек Бурундук и Кисловка. Аллохтонная микрофлора, которая поступает извне, из различных источников загрязнения обнаружена почти во всех пробах.

Протей (Proteus vulgaris), являющийся условно патогенным микроорганизмом, выявлен в р. Томь и скв.

«Ниж.Склад», что указывает на загрязнение воды органическим веществом животного происхождения.

Плесневые грибы «выросли» в пробах вод р. Кисловка и оз. Тояново, а в образцах воды р. Бурундук и скважины «оз. Песчаное» обнаружен азотобактер, указывающий на контакт с загрязненной почвой.

Однако, по количеству сапрофитов, согласно [2], воды из скважин №2 и №3 являются чистыми, пробы рек Томь и Кисловка и оз. Тояново – умеренно-загрязненными, вода скважины в пос. Нижний Склад – загрязненная, а проба р. Бурундук – грязная. И только вода скважины возле оз. Песчаное является очень чистой (полное отсутствие данного вида микроорганизмов).

Несмотря на то, что качество большинства исследуемых объектов не имеет критический характер, все же пробы вод не соответствуют химическим и микробиологическим нормативам по некоторым показателям.

Поэтому еще большая антропогенная нагрузка на данной территории может привести к деградации хрупких экосистем, поскольку содержание некоторых веществ (нефтепродукты, фосфаты, ион аммония и другие) увеличилось за последние годы, что связано с хозяйственной деятельностью человека вблизи водных объектов и, как следствие, их эвтрофикацией.

Литература Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ 1.

в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования». – M., 2003. – 93 с.

Наливайко Н.Г. Микробиология воды. – Томск: ТПУ, 2006. – 139 с.

2.

Приказ Росрыболовства от 18.01.2010 № 20 «Об утверждении нормативов качества воды водных объектов 3.

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

Санитарные нормы и правила СанПиН 2.1.4.1175-02 Гигиенические требования к качеству воды 4.

нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников. – М., 2002 – 18 с.

Санитарные нормы и правила СанПиН 2.1.5.980-00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод. – 5.

М., 2000. – 11 с.

ИЗУЧЕНИЕ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО СТОКА БАССЕЙНА РЕКИ БАКЧАР ПРИ ИНЖЕНЕРНО-ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОЦЕНКЕ ТЕРРИТОРИИ О.А. Ложникова Научный руководитель доцент М.В. Решетько Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия В последние десятилетия во многих регионах мира, включая Западную Сибирь, наблюдаются заметные изменения климата, связанные с ростом среднегодовой температуры приземных слоёв атмосферного воздуха. В перспективе они могут стать причиной значительных перемен в социально-экономическом развитии обширных территорий, что обусловливает актуальность исследований многолетних изменений климатических и связанных СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ с ними гидрологических условий [6]. Вместе с тем в бассейне реки Бакчар возможна разработка крупнейшего месторождения железной руды, что потребует проведения комплексного исследования окружающей среды.

В данной работе рассматриваются факторы формирования поверхностного стока бассейна реки Бакчар.

Река Бакчар протекает в Бакчарском и Чаинском районе Томской области и впадает в реку Чая, которая в свою очередь является притоком р. Обь. Площадь водосбора р. Бакчар 7310 км 2, длина 348 км. Притоки: реки Тига, Пиза, Егоркина, Тикзо, Галка, Костиха, Тетеренка, Березовка, Логановка и внутриболотная малая река Ключ. Также реку питают озера Большое Белое, Среднее Белое и Таргач. Река Бакчар имеет смешанное питание, с преобладанием снегового;

для водного режима характерно растянутое половодье. Она расположена на равнинной заболоченной территории в границах самого большого болота в мире – Васюганского. Согласно [3], его площадь составляет 5269437 га. Однако, по мнению О.Г. Савичева, это оценка носит весьма приближенный характер (в сторону занижения) вследствие сложности определения границ непрерывно изменяющего комплекса олиготрофных (верховых), мезотрофных (переходных), евтрофных (низинных) болот, внутриболотных водоёмов и водотоков, заболоченных земель [5].

К климатическим условиям формирования поверхностного стока относятся осадки, испарение, температура и др. Осадки непосредственно влияют на количество воды, прибывающей в бассейн и убывающей из него;

они определяют как общее значение стока, так и распределение его в году. Более того, влияние осадков распространяется и на последующие годы. Например, после засушливого года одинаковое количество осадков и при той же интенсивности будет давать меньший сток, чем после года с избыточным увлажнением. Непосредственное влияние на сток оказывает и испарение. От температуры зависят вид осадков (твердые, жидкие), испарение и скорость снеготаяния.

Температура обусловливает накопление снега зимой, весеннее половодье рек. Через испарение оказывает влияние на сток и ветер.

На первом этапе исследования автором были проанализированы климатические факторы формирования поверхностного стока бассейна реки Бакчар. Были сформированы и статистически исследованы массивы данных [9] с 1964 по 2010 гг. по температуре воздуха, количеству осадков, температуре почвы на разных глубинах, а также был исследован температурный режим торфяной залежи по данным лаборатории торфа и экологии Сибирского НИИ сельского хозяйства и торфа.

В результате статистической обработки массива данных по температуре воздуха и количеству осадков получены следующие результаты: среднемноголетняя температура воздуха равна –0,14C, среднемноголетняя сумма осадков за год – 475 мм. Выявлен Рис.1 Схема речной сети в статистически достоверный линейный тренд с вероятностью 0, районе р. Бакчар [2] среднегодовых температур воздуха, а также температур воздуха за февраль, март, май, август, октябрь, ноябрь, декабрь. Для временного хода годового количества осадков статистически достоверного тренда не обнаружено, но положительный тренд на уровне 0,05 выявлен для временного хода среднемесячных сумм осадков в июне, июле, сентябре и декабре (рис. 2). Наличие тренда проверялось с помощью критерия инверсий [1].

Далее автор рассмотрел такой фактор формирования поверхностного стока р. Бакчар как изменение границ гидрологических сезонов. Примем, что датой установления снежного покрова считается дата установления отрицательных среднесуточных температур, а датой начала снеготаяния – дата установления среднесуточных положительных температур, следовательно, интервал времени между ними – это количество дней с устойчивым снежным покровом. Исследовав временной ход вышеназванных показателей, статистически достоверный линейный тренд на уровне 0,05 выявлен лишь по одному из показателей – дата установления снежного покрова - снежный покров (рис. 3) устанавливается позже. Количество дней с устойчивым снежным покровом имеет тенденцию к уменьшению, а дата начала снеготаяния становится более ранней.

Почвенно-геологические условия так же являются фактором формирования стока реки. К ним относится водопроницаемость и влагоемкость почвы и грунта, мерзлота, геологическое строение и пр. Часть осадков впитывается и инфильтруется в почву, тем самым сток уменьшается и перераспределяется. Большое регулирующее влияние оказывают торфяные почвы. Они способны впитать большое количество осадков, а затем медленным грунтовым стоком отдавать воду рекам. Водопроницаемость и влагоемкость одних и тех же почв может изменяться. Например, с повышением влажности почвы уменьшаются ее водопроницаемость и влагоемкость, что способствует увеличению поверхностного стока. При замерзании все почвы становятся практически водонепроницаемыми. Если зимой грунт промерзает глубоко, то весной талые воды почти полностью стекают, не проникая в почвогрунты.

560 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Рис.2 Временной ход суммы осадков за декабрь Рис.3 Изменение даты установления снежного покрова в 1964 – 2010 гг.

Следующим объектом исследования была температура почвы на глубинах 20, 80, 160 и 320 см. Были исследованы массивы данных по температуре почвы для глубины 20 см с 1985 по 2007 гг., и для глубин 80, 160, 320 см с 1963 по 2007 гг. В результате статистической обработки можно сказать, что на глубине 20 см статистически достоверных трендов вероятностью 0,95 не установлено ни по среднегодовым значениям температур, ни по временному ходу среднемесячных значений. На глубинах 80, 160, 320 см для среднегодовых значений температуры почвы заметны тенденции к увеличению температур за многолетний период, в ходе обработки данных установлены статистически достоверные линейные тренды с вероятностью 0,95. Такие же результаты получены на этих глубинах за многолетний период в теплый период года с мая по сентябрь, а также в январе. Стоит отметить, что статистически достоверные положительные тренды температуры на глубине 160 см установлены так же в феврале и марте, а на глубине 320 см – во все месяцы.

Анализ многолетних изменений температурного режима болот показал, что в целом торфяная залежь верхового болота в сравнении с минеральными почвами характеризуется более низкими температурами и меньшими амплитудами их колебания (предварительные результаты опубликованы в [8]). Исследования температурного режима верхового болота позволило отметить некоторое снижение температуры торфяной залежи в низком ряме в слое 20 см в июне и соответствующее увеличение в конце периода вегетации, для слоя 160 см характерно снижение температуры в сентябре. Статистически значимое увеличение температуры торфяной залежи отмечается в слое до 100 см на участке осоково-сфагновой топи. Таким образом, аккумуляция влаги в торфяной залежи и перераспределение увлажнения территорий в течение года, отмеченное ранее [7] способствует изменениям температурного режима болот.

В настоящее время многими исследователями [3, 4 – 6] выявлено изменение водного стока рек и увеличение доли подземного питания, которое зависит от изменения факторов формирования поверхностного стока. Автором исследованы изменения расхода и уровня воды р. Бакчар за 1974 – 2008 гг. В результате статистической обработки данных с помощью критерия инверсий [1] был выявлен положительный линейный тренд с вероятностью 0,95 для многолетних среднегодовых расходов и уровней р. Бакчар. Так же линейный тренд обнаружен для многолетних данных по расходам реки за май, июль, август, ноябрь и декабрь и для многолетних данных по уровню воды в реке за январь-март, май, июль, сентябрь-декабрь.

В результате исследований можно отметить, что наблюдаются статистически достоверные тренды как климатических факторов формирования поверхностного стока, таких как температура воздуха, количество осадков, температура почвы на различных глубинах, изменения гидрологических сезонов, так и характеристик водного стока.

Литература Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. – 540 с.

1.

Здвижков М.А. Гидрогеохимия Васюганского болотного массива: Дис.... канд. геол.-минер. наук. – Томск, 2.

2005г. – 175 с.

Инишева Л.И., Земцов А.А., Лисс О.Л. и др. Васюганское болото. – Томск: ЦНТИ, 2003. – 212 с.

3.

Савичев О.Г. Исследование эколого-геохимического состояния речных вод бассейна Средней Оби:

4.

Автореферат. Дис… кандидата геогр. наук. – Томск, 1996г. – 24 с.

Савичев О.Г., Базанов В.А., Скугарев А.А., Харанжевская Ю.А., Шмаков А.В. Водный и гидрохимический режим 5.

восточной части Васюганского болота // Известия Томского политехнического университета. – Томск, 2010. – Т. 316. – № 1. – С. 119 – 124.

Савичев О.Г., Болом И., Харанжевская Ю.А. Многолетние изменения элементов водного баланса малых рек 6.

на юге Западной Сибири // Известия Томского политехнического университета. – 2010. – Т. 316. – № 1. – С.

124 – 128.

Савичев О.Г., Скугарев А.А., Базанов В.А., Харанжевская Ю.А. Водный баланс заболоченных водосборных 7.

территорий Западной Сибири (на примере малой реки Ключ, Томская область) // Геоинформатика. – Москва, 2011. – № 3. – С. 39 – 46.

Харанжевская Ю.А., Ложникова О.А. Многолетние изменения температурного режима болот в таежной зоне 8.

Западной Сибири // Контроль окружающей среды и климата: КОСК-2012: Материалы VIII Всероссийского симпозиума. – Томск, 1–3 октября 2012. – С. 42 – 43.

Российский гидрометеорологический портал [электронный ресурс]: официальный сайт meteo.ru 9.

СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЙ ГИДРОКЛИМАТИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ В РАЙОНЕ С. БАКЧАР Ю.А. Моисеева Научный руководитель доцент М.В. Решетько Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Формирование стока воды рек и ресурсов подземных вод – процесс многофакторный и сложный.

Определяющую роль в нем играют гидрометеорологические факторы (количество и режим выпадения атмосферных осадков, температура воздуха), а также гидрогеологические условия, определяющие величину подземного питания рек, которая тоже зависит от гидроклиматических условий территории и её геологического строения [4].

Ранее климатические условия территории описывали преимущественно с помощью осредненных за длительный ряд лет данных метеорологических характеристик и этого было достаточно в условиях стабильного климата;

длительность рядов используемых для осреднения рядов бралась наибольшая, насколько это позволяло наличие рядов однородных данных. Развитие климатологии во второй половине ХХ в. показало, что климат не постоянен. Более того, как свидетельствуют палеоклиматические реконструкции, он изменялся всегда.

Изменения климата происходят как под действием естественных причин, так и вследствие антропогенного воздействия на климатическую систему. Поэтому «старые» сведения об атмосфере уже не отражают свойств и состояния атмосферы в последние десятилетия. Возникает противоречие между желанием иметь статистически надежные сведения и нестационарностью климата. Наблюдаемая изменчивость метеорологических величин сопровождается аномалиями погоды, т. е. ненаправленными отклонениями от постоянных климатических средних значений.

Глобальное потепление последней трети ХХ в. стимулировало исследования изменений климата, их причин и последствий. Исследователями [2, 4] установлено значительные изменения температуры воздуха произошли зимой и весной, что характерно и для большей части умеренных широт Северного полушария. В зимний период аномалии от 1 до 3 °С охватывают большую часть Сибири, кроме района п-ова Ямал и всего северо-востока.

Наибольшие положительные тренды (0,2 – 0,4 °С/10 лет) среднегодовой температуры почвогрунтов на глубине 320 см, рассчитанные за период 1965 – 2006 гг. по полной сети метеостанций, обнаружены в центральной и южной частях Сибири [4]. На европейской части России, а также в Западной Сибири в пределах некоторых типов ландшафтов в настоящее время повышение температуры многолетнемерзлых пород достигло критических значений, что привело к формированию новых несквозных таликов, а также к углублению уже существующих.

На юге Западной Сибири пентадные (т.е. за 5 последовательных суток) суммы осадков увеличились от до 5 мм. Сильные снегопады зимой, интенсивность серий которых отражает максимальные пентадные суммы осадков. Пространственные масштабы аномалий в 1989 – 2008 гг. уступают масштабам аномалий характеристик температуры.

В связи с изменением климата в Западной Сибири возникает необходимость установить, насколько проявились изменения климата в районе с. Бакчар и как это скажется на формировании водного стока. Целью исследований является оценка изменений климатических параметров в районе с. Бакчар. Материалом послужили специализированные массивы, как месячных, так и срочных данных [4] температуры воздуха, атмосферного давления, количества атмосферных осадков, упругости водяного пара, средней скорости ветра и продолжительности солнечного сияния метеостанции с. Бакчар за период с 1972 по 2008 гг.

Методика исследований заключалась в следующем все ряды данных были проверены на однородность с помощью теста Аббе [6]. Проверка на наличие тренда производилась с помощью критерия инверсий [1] при уровне значимости = 0,05.

Для общей продолжительности солнечного сияния (прямая солнечная радиация) среднемноголетнее значения составляет 1902,11 часов, максимальное 2299,00 часов (1981 г.), минимальное 1589,00 часов (1972 г.).

При статистической обработке массива данных и исследовании временного хода среднемесячной температуры в период с 1970 по 2008 гг. установлено, что среднемноголетнее значение температуры за год составляет 0,03 °С, максимальное 2,18°С (1995 г.), минимальное –2,43 °С (1984 г.). Среднегодовое значение скорости ветра, рассчитанное как среднее из срочных значений, составляет 3,1 м/с. Максимальное среднегодовое значение наблюдалось в 1989 г. и составило 3,6 м/с, минимальное 2,3 м/с (1980 г.). Максимальные среднемесячные скорости ветра наблюдаются в декабре месяце, а минимальные преимущественно в летний период. Атмосферное давление за исследуемый период максимально в 1981 г. и составляет 1010,21 гПа, минимальное 1000,93 гПа (1983 г.), а рассчитанное среднегодовое значение 1003,79 гПа. По проведенным расчетам за период с 1970 по 2008 гг. сумма осадков за год составляет 479 мм, максимальное значение 624 мм (1996 г.), минимальное мм (1989 г.). Для упругости водяного пара среднегодовое значение 6,25 гПа, максимальное 6,84 гПа (2007 г.), минимальное 5,72 гПа (1972 г.).

Однородными являются ряды среднегодовых данных общей продолжительности солнечного сияния, температуры воздуха и атмосферного давления, а ряды данных по упругости водяного пара, атмосферных осадков и средней скорости ветра являются неоднородными.

Часто предметом исследования является не изменчивость какого-либо параметра климата или объекта воздействия его изменения, а тенденции изменения на определенном отрезке времени. Это особенно характерно для исследования современных процессов, связанных с климатом, поскольку наиболее интенсивные его изменения (потепление) начались сравнительно недавно – в 1960 – 1970-х гг. Такие тенденции чаще всего 562 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР представляются в виде линейных трендов, и технология их выявления не зависит от того, изучается тренд параметра климата или какого-либо иного параметра. В данной работе тренды выявлены для рядов среднегодовых данных продолжительности солнечного сияния (рис. 1), температуры воздуха (рис. 2) в такие месяца, как февраль, март, май, июль, октябрь и упругости водяного пара в зимние и летние время года и для среднегодовых данных. Для скорости ветра, атмосферного давления и атмосферных осадков тренд не выявлен.

Рис.1 Временной ход суммы за год прямой солнечной радиации с линейным трендом в период с 1972 по гг.

Рис.2 Временной ход среднегодовой температуры воздуха в период с 1972 по 2008 гг.

Анализ данных показал, что наблюдаются следующие изменение климатических параметров:

повышение среднегодовой температуры воздуха;

сокращение продолжительности прямой солнечной радиации;

увеличение среднегодовых значений парциального давления водяного пара.

Проведенные исследования позволят в дальнейшем проанализировать влияние этих изменений на формирование водного стока.

Литература Бендат Дж., Пирсол А. Прикладной анализ случайных данных. Пер. с англ. – М.: Мир, 1989. – 540 с.

1.

Кобышева Н.В. Климатология. – Л.:1989. – 568 с.

2.

Семенов С.М. Методы оценки последствий изменения климата для физических и биологических систем. Гл. 3.

// Общеметодологические вопросы. – Москва, 2012. – С. 6 – 52.

Семенов В.А. Комплексная оценка водных и водно-рекреационных ресурсов Калужской области // Труды 4.

регионального конкурса научных проектов в области естественных наук. – Калуга, 2003. – С. 372 – 384.

Rapp J., Schnwiese Ch.-D. Atlas der Niederschlags und Temperaturtrends in Deutschland 1891–1990 // Frankfurter 5.

Geowissenschaftliche Arbeiten: Serie B Meteorologie und Geophysik. – Frankfurt a. – M.: 1996. – Band 5. – 255 s.

СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ ИССЛЕДОВАНИЕ ГОРОДСКОЙ СРЕДЫ (Г. СТРЕЖЕВОЙ) ПУТЕМ АНАЛИЗА СОСТОЯНИЯ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ПО ФИТОПЛАНКТОНУ Е.А. Монахова Научный руководитель доцент Н.М. Мирецкая Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия В работе рассматриваются результаты мониторинга природных водоемов с разной антропогенной нагрузкой, методом биоиндикации. Актуальность изучения водных ресурсов не нуждается в подтверждении, поэтому мониторинг водных объектов г. Стрежевой является приоритетным направлением в научных исследованиях.

Из-за постоянно нарастающей антропогенной нагрузки на все компоненты природной среды возникают определенные проблемы рационального использования водных объектов, особенно малых. Миграция загрязняющих веществ и поступление их в водоемы приводит к загрязнению водных объектов различными химическими элементами и их соединениями, в том числе тяжелыми металлами и нефтепродуктами.

Нами был проведен мониторинг уровня загрязнения поверхностных вод, заключающийся в получении информации о качестве вод, необходимой для осуществления мероприятий как по охране, так и по рациональному использованию водных ресурсов. В последующем наши исследования могут быть использованы при инвентаризации этих объектов.


Изучение загрязнения водных объектов проводилось путем определения сапробности (рис. 1). Работа включала следующие этапы:

1. Определение родового состава фитопланктона. Результатом явилось создание атласа-определителя пресноводных водорослей окрестностей г. Стрежевой (рис.1.) 2. Выявление сапробности исследуемых объектов.

3. Мониторинг участков исследования.

4. Разработка рекомендаций по улучшению состояния исследованных водных объектов.

I. Изучено разнообразие фитопланктона 6 водных объектов (рис. 1), проведено определение водорослей до рода. Всего определено 48 родов водорослей семи отделов: Зеленые водоросли (Chlorophyta), Сине-зеленые водоросли (Cyanophyta), Диатомовые (Diatomeae), Пирофитовые (Pyrophycophyta), Эвгленовые (Euglenophyta), Золотистые (Chrysophyta), Харовые (Charophyta), Желто-зеленые (Xanthophyta).

Объектами исследований были пробы воды из шести водоёмов: 1 – озеро Окуневое (располагается в км от города);

2 – водоём, расположенный на границе микрорайона Новый и ул. Промысловой;

3 – водоём, расположенный за городом в 2-х км по Колтогорской дороге;

4 – один из притоков р. Пасол, примерно в 2 км от города напротив асфальтного завода;

5 – водоем, расположенный примерно на 3 км от города по Колтогорской дороге;

6 – водоем, расположенный примерно в 6 км от города.

II. Все найденные водоросли были занесены в табл. и разделены по сапробности. По сапробности различают полисапробную (приурочена к местам гниения), мезосапробную (подразделяется на альфа-мезосапробов, показывающих показатели загрязнения и бета-мезосапробы – показатели естественного загрязнения), олигосапробную зону (преимущественно в родниках).

Самый грязный участок № 2.

Водоем загрязнен нефтепродуктами и синтетическими моющими средствами, просто грязью с автомобилей. Берега водоема сильно замусорены: флаконы от Рис.1 Схема расположения точек опробования моющих средств, полиэтиленовые пакеты, сломанные запчасти, полиэтиленовая упаковка и автомобильные покрышки. Вода альфа-мезосапробная.

Загрязненные участки № 3, № 5 (водоем искусственного происхождения используется для слива отходов ближней птицефермы, водоем Удаленный, небольшой по размерам). Вода в водоемах стоячая, поверхность воды покрыта ряской, на берегу много мусора – пластиковые и металлические бутылки, автомобильные покрышки, строительный мусор. Вода альфа-бета мезосапробная, водоемы более чистые, по сравнению с предыдущим. Умеренно загрязненные участки № 1, № 4 и № 6. Вода бета-мезосапробная.

III. Мониторинг исследуемых объектов 564 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР Таблица Фрагмент атласа-определителя пресноводных водорослей г. Стрежевой (автор Монахова Е.А.) Диаграмма № 2. Мониторинг биологического разнообразия исследуемых участков (2010 - 2011 гг.) Участок №2 Участок №3 Участок №4 Участок №5 Участок № Участок № 12 Количество родов 9 водорослей 10 13 6 2 5 1 1 5 4 5 4 3 3 1 2 2 2 2 2010 2011 2010 2011 2010 2011 2010 2011 2010 2011 2010 Полисапробы Альфа-мезосапробы Бета-мезосапробы Олигосапробы Рис.2 Мониторинг состояние водных объектов (2010 – 2011 гг.) Все исследуемые водоемы в 2011 г. дали пик увеличения биологического разнообразия водорослей.

Особенно ярко это проявилось на участках №№ 2, 3, 4, 5. Такой пик может быть объяснен двумя причинами.

Первая причина очень раннее начало жаркого летнего периода (с 15 апреля) 2011 г., теплая вода дала пик размножения всех гидробионтов, в том числе и водорослей. Участок № 1 – оз. Окуневое питается подземными холодными источниками и, вероятно, подтаивающей многолетней мерзлотой, поэтому вода в озере всегда холодная. Этим объясняется отсутствие пика размножения водорослей. Кроме того, на берегах оз. Окуневое проведены работы по очистке берегов от мусора.

Вторая причина резкого увеличения разнообразия водорослей на участках №№ 2, 3, 4, 5 в 2011 г. – ухудшение санитарного состояния водоемов. На участке № 6 количество мусора на берегу и в воде не увеличилось.

IV. Проведя мониторинг водных объектов, нами были даны рекомендации по улучшению их состояния:

1. Провести инвентаризацию водных объектов и внести их в водный реестр для целевого использования водных объектов и их охраны (водный кодекс, глава 4, статья 36. Государственный контроль и надзор за использованием и охраной водных объектов).

2. Для восстановления водных объектов необходимо: на участках № 2 и 6 высадить прибрежную растительность, так как растения способны поглощать и накапливать ядовитые соединения, а затем разлагают на менее устойчивые соединения, которые в дальнейшем разрушаются микроорганизмами. На участках №3 и убирать ряску хотя бы раз в неделю, так как она накапливает в себе бром.

3. Разработка мероприятий по восстановлению и реабилитации водных объектов в масштабах города.

Водный комплекс г.Стрежевой – это связанная «цепь» водоемов одного биоценоза. Если состояние одного из «звеньев цепи» будет угнетено, то нарушается равновесие экосистемы, что несет не поправимый ущерб экологической обстановке, поэтому необходимо как можно скорее приступить к реализации рекомендаций по восстановлению водных объектов.

Литература Александрова Т.Д. Геоэкологические принципы проектирования природотехнических геосистем. – М.: ИГРАН, 1.

1987. – 322 с.

Касимов Н.С., Перельман А.И. Геохимическая систематика городских ландшафтов // Вестник МГУ. Серия 5.

2.

География. – Москва, 1994. – № 4. – С. 36 – 42.

СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ Сает Ю.Е., Ревич Б.А. Эколого-геохимические подходы к разработке критериев нормативов оценки состояния 3.

городской среды // Известия АН СССР. Серия география. – Москва, 1988. – № 4. – С. 37 – 46.

Сорокина Е.П. Картографирование техногенных аномалий в целях геохимической оценки урбанизированных 4.

территорий // Вопросы географии. – Москва, 1983. – № 120. – С. 55 – 67.

Гуревич А.А. Пресноводные водоросли»: определитель, пособие для учителя. – М.: Просвещение, 1966. – 5.

с.

6. http://www.yspu.yar.ru/ ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ОЗЕРА «СЕННАЯ КУРЬЯ»

П.И. Петрова Научный руководитель доцент Е.Ю. Пасечник Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия В настоящее время одной из важнейших проблем Томской области является загрязнение и деградация озер, которые очень сильно подвержены антропогенному воздействию. Одно из таких озер – это озеро Сенная Курья, которое является местом рекреации жителей города Томска, не смотря на то, что вода в озере каждый год признается санэпиднадзором непригодной для купания. Тем не менее, в гидробиологическом отношении, как и другие водоемы города, Сенная Курья исследована недостаточно.

От состояния окружающей среды в большей мере зависит здоровье горожан, следовательно, следует изучать состояние водоемов, выявлять и устранять источники загрязнения.

Цель работы: Оценка эколого-геохимического состояния озера Сенная Курья, выявление признаков загрязнения и их источников.

Экологическое состояние территории озера нуждается в постоянном контроле и своевременном проведении мероприятий по ее оздоровлению и охране. Местами вода Сенной Курьи сильно загрязнена. Она часто не удовлетворяет установленным нормативам качества, как по физическим свойствам, так и химическому составу.

Сенная Курья, являясь по происхождению прирусловой старице (в длину более 4 км), расположена в пойме левобережья реки Томи против южной части города Томска (рис.). Берега озера, заросшие тальником, местами крутые или заболоченные. Вода довольно прохладная из-за наличия родников на дне в средней части водоема. Грунты в водоеме местами песчано-галечные или глинистые, но с довольно мощным слоем серых илов, способствующих аккумуляции различных веществ, в том числе загрязнителей. Потеря связи с рекой (утрата проточности) и строительство дамбы в нижней части водоема коренным образом изменили гидрологию водоема.

Все эти особенности оказывают существенное влияние на ход гидробиологических процессов в водоеме.

В 2012 г. Департаментом природных ресурсов и охраны окружающей среды Томской области начался проект по предотвращению истощения, ликвидации загрязнения и засорения озера Сенная Курья [2]. Летом этого года были проведены первые работы, дно озера очищали от донных отложений земснарядом «Ватермастер».

В работе использованы материалы специализированной инспекции государственного экологического контроля и анализа (СИГЭКиА) Областного комитета охраны окружающей среды и природопользования Томской области (ОГБУ «Облкомприрода») [2].

Рис. Обзорная карта-схема района исследования Для оценки экологического состояния озера до очистки в августе 2010 г. было проведено исследование химического состава воды лабораторией торфа и экологии в Томской области, результаты представлены в табл.

1.

В соответствии с классификацией О.А. Алекина воды озера Сенная Курья характеризуются как гидрокарбонатные кальциевые, умереннопресные, щелочные. Жесткость воды составляет 2,3 мг-экв/л и не превышает нормы. В условиях низкой проточности, воды озера характеризуются высоким содержанием 566 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР органических веществ, наблюдается превышение концентраций по величине ХПК, более чем в 2 раза превышено содержание железа. По остальным показателям качество воды озера не выходило за рамки ПДК.

Таблица Результаты химического анализа воды озера (до очистки) Показатель, мг/л Mg2+ Na++K+ HCO3– SO42– Cl– NO3– Feобщ NH4+ Ca2+ ХПК Сухой pH остаток озеро 8,6 26,5 12,2 10,2 131,8 2,06 12,3 0,69 0,78 0,86 33,6 155, ПДК 6,5 – – 200 50 230 500 350 45 0,3 1,5 30 8, Летом 2012 г. начались работы в рамках проекта «Предотвращение истощения, ликвидация загрязнения и засорения озера Сенная Курья в г.Томске, Томская область», а также проводился контроль качества очистки озера.


В табл. 2 представлены данные по содержанию некоторых компонентов химического состава вод озера.

Качество воды озера Сенная Курья оценивался в соответствии ГН 2.1.5.1315–03 и СанПиН 2.1.5.980– [1, 4].

Макрокомпоненты и pH. Содержание макрокомпонентов удовлетворяет нормативам качества воды в водных объектах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. Отмечается нарушение нормативов по величине pH, в летний период значение увеличивается до 8,9, в остальное время pH находится в пределах нормы.

Биогенные вещества. Наблюдается повышенное содержание азота аммонийного и железа.

Органические соединения. Повышенное содержание фенолов, значения ХПК и БПК, связано с большим содержанием органических веществ в озере.

Также в пробах наблюдается большое содержание взвешенных веществ, они влияют на прозрачность воды и на проникновение в нее света, на температуру, состав растворенных компонентов поверхностных вод, а также на состав и распределение отложений и на скорость осадкообразования. Вода, в которой много взвешенных частиц, не подходит для рекреационного использования по эстетическим соображениям.

По величине БПК5 степень загрязнения водоема оценивается как грязные.

Источникам соединений железа являются процессы химического выветривания горных пород, сопровождающиеся их механическим разрушением и растворением. Являясь биологически активным элементом, железо в определенной степени влияет на интенсивность развития фитопланктона и качественный состав микрофлоры в водоеме.

Фенолы в естественных условиях образуются в процессах метаболизма водных организмов, при биохимическом распаде и трансформации органических веществ, протекающих как в водной толще, так и в донных отложениях. В незагрязненных или слабозагрязненных речных водах содержание фенолов обычно не превышает 20 мкг/дм3 [3].

Таблица Химический состав вод озера Сенная Курья Концентрация, мг/л ПДКхоз-пит, Определяемая характеристика Дата отбора проб мг/л 11.05.12 02.07.12 30.10.12 22.01. Взвешенные вещества 0,75 9,6 26,9 3,0 59, Сухой остаток 1000 149 146 229 рН 6,5 – 8,5 7,2 7, 8,9 8, Прозрачность, см 20 21,0 17,0 17,0 29, Запах, баллы 2 0 0 0 NH4+ 1,5 0,22 6,1 1,63 2, SO42– 500 10,0 10,0 34,1 19, NO2– 3,3 0,025 0,032 0,049 0, NO3– 45 39,1 0,36 1,45 1, Cl– 350 7,9 11,9 13,6 11, PO43– 3,5 0,05 0,058 0,065 0, ХПК 30 26,0 23,0 21, 36, БПК5 4 8,8 12,3 7,6 7, Feобщ 0,3 0,7 0,59 2,66 1, Фенолы летучие 0,001 0,002 0,002 0,002 0, Нефтепродукты 0,3 0,019 0,023 0,034 0, АПАВ 0,5 0,025 0,043 0,025 0, F– 1,5 0,5 0,5 0,5 1, СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ Таким образом, можно сделать вывод, что на данный момент озеро является непригодным для рекреационных целей по органолептическим показателям. Следует продолжать очистку, улучшать качество воды и проводить контроль. В дальнейшем следует провести следующие мероприятия:

– исключить засыпку берегов строительным и бытовым мусором;

– запретить строительство в прибрежной защитной полосе озера;

– исключить организацию и сброс поверхностного стока с твёрдых покрытий прилегающей территории;

– обеспечить содержание территории в надлежащем порядке за счёт расстановки контейнеров и своевременного вывоза мусора.

После проведения комплекса мероприятий, улучшится питание озера, восстановится водообмен, соответственно повысится качество воды в озере, будет создана на прилегающей к озеру территории благополучная в санитарном и экологическом плане среда обитания.

Литература Гигиенические нормативы. ГН 2.1.5.1315–03. Предельно допустимые концентрации химических веществ в 1.

воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования. – М.: Минздрав России, 2003.

Елугачев П.А. Проектная документация. Предотвращение истощения, ликвидация загрязнения и засорения 2.

озера Сенная Курья в г.Томске. – Томск: Индор, 2011.

Молчанова Я.П., Гусева Т.В., Заика Е.А. Справочные материалы. Гидрохимические показатели состояния 3.

окружающей среды. – М.: Эколайн, 2000. – 87 с.

Санитарные правила и нормы 2.1.5.980–00. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. – М.:

4.

Минздрав России, 2000.

ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОДЗЕМНЫХ ВОД ВОДОЗАБОРА ГОРОДА БИЙСКА И.В. Радюк Научный руководитель профессор Е.М. Дутова Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Водозабор №2 подземных вод, расположен в Алтайском крае, городе Бийске по улице Социалистической. Расход воды водозабора №2 – 12500 м3/сут. Водозабор обеспечивает питьевой водой человек, а именно район квартала «АБ» микрорайона «Строитель».

Водозабор состоит из 9 действующих скважин и одной резервной. Эксплуатируются среднечетвертичный аллювиальный (aQII) и верхнеолигоценовый-нижнемиоценовый (P33–N11) горизонты.

Скважины расположены в виде линейного ряда, расположенного перпендикулярно к реке Бия и параллельно направлению потока подземных вод1. Длина ряда составляет 1300 м. Расстояние до реки 2000 м.

Первый от поверхности эксплуатируемый водоносный среднечетвертичный аллювиальный горизонт вскрывается на глубине 32 метра и от поверхности перекрывается толщей глин мощностью до 2 м. Данный горизонт рассматривается как недостаточно защищенный от поверхностного загрязнения.

Водоносный верхнеолигоценовый-нижнемиоценовый горизонт вскрывается на глубинах 95 – 104 м и от кровли перекрывается выдержанными плотными водоупорными глинами мощностью от 2 м на южном фланге водозабора и до 20 м на северном. Описываемые глины являются местным водоупором, разделяя подземные воды верхнеолигоценовых-нижнемиоценовых отложений от вышележащих водоносных горизонтов. За пределами участка водозабора водоупор имеет невыдержанное распространение, и водоносный горизонт связан с вышележащими горизонтами аральской и монастырской свит. Водоносный верхнеолигоценовый нижнемиоценовый горизонт рассматривается как недостаточно защищенный от поверхностного загрязнения.

Используемый верхнеолигоценовый-нижнемиоценовый водоносный горизонт имеет гидрокарбонатные кальциево-магниевые кондиционные по сухому остатку (0,39 – 0,52 г/дм3) подземные воды. По значению pH воды слабощелочные (7,4 – 7,8), с жесткостью 5,9 – 7,0 мг-экв/дм3.

Мониторинг качества подземных вод осуществляется МУП г. Бийска «Водоканал» систематически с 1964 г. Отбор проб воды производится на химический и бактериологический анализы по каждой из скважин согласно существующим требованиям. Качество подземных вод охарактеризовано результатами анализов макро и микрокомпонентов, состав которых регламентируется СанПиН 2.1.4.1074–01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».

В 2010 г. на водозаборе перед станцией второго подъема и разводящей сетью сооружена станция обезжелезивания подземных вод.

Технологический процесс осуществляется по самотечной схеме. Вода из скважин по технологическим трубопроводам Д-530 мм, соответствующим нормам ГОСТа 10704-91, поступает в водоприемную камеру перед фильтрами и изливется с высоты 0,5 м над уровнем воды. Наличие водоприемной камеры позволяет обеспечить более равномерную подачу на фильтры, дополнительную ее аэрацию, а также осуществить местный отсос воздуха при наличии в воде сероводорода. Обезжелезивание воды происходит в толще загрузки фильтров, при Обычно расположение скважин водозабора осуществляется параллельно реке и перпендикулярно направлению потока подземных вод (редакт.) 568 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР этом полный и стабильный эффект достигается после «зарядки» (образования на поверхности зерен пленки из соединений железа), которая происходит один раз при пуске станции в эксплуатацию. Продолжительность «зарядки» зависит от качества исходной воды, параметров загрузки, заданного режима и может составлять от – 40 часов до нескольких суток. Наличие каталитической пленки на поверхности фильтрующей загрузки обеспечивает высокую стабильность процесса обезжелезивания, меньшую его зависимость от колебаний отдельных показателей качества исходной воды и позволяет применять сравнительно небольшие количества растворенного кислорода. Пройдя фильтрующую загрузку, вода освобождается от железа и направляется в резервуары чистой воды. Перед резервуарами для обеззараживания в воду вводится раствор гипохлорита натрия.

Из резервуаров вода забирается насосами второго подъема и подается потребителю. Система обводных коммуникаций на площадке предусматривает подачу воды при аварии, минуя отдельные сооружения или их отключение.

Станция обезжелезивания производительностью 536,46 м3/час представляет собой сблокированное из двух объемов здание. В первом объеме располагается фильтровальное отделение, которое заглублено до отметки 0,8 метров, а на перекрытии 3,6 м располагаются площадки обслуживания. Во втором объеме располагаются административно-бытовые помещения.

В фильтровальном отделении расположено 6 фильтров. Фильтры приняты открытые, скорые, с боковым карманом. Высота фильтров 4,28 м. Фильтр – прямоугольное сооружение размером 618 м с плоским днищем, выполненное в сборно-монолитном железобетоне. Сверху фильтра до низа его желобов наклеена глазурованная плитка. Полезная площадь фильтрации одного фильтра – 12,73 м2. Скорость фильтрации при нормальном режиме составляет 7,15 м/час, при форсированном режиме – 8,58 м/час. Для загрузки фильтров принят кварцевый песок с диаметром зерен загрузки 1,0 – 2,0 мм (эквивалентным диаметром 1,2 – 1,3 мм), коэффициентом неоднородности 1,5 – 2,0. Высота загрузки – 1200 мм (91,66 м3). В качестве поддерживающего слоя принят гравий или щебень с диаметром зерен:

1,2 – 2,0 мм, высота загрузки – 100 мм (7,64 м3);

2,0 – 5,0 мм, высота загрузки – 50 мм (3,82 м3);

5,0 – 10,0 мм, высота загрузки – 100 мм (7,64 м3);

10,0 – 20,0 мм, высота загрузки – 100 мм (7,64 м3);

20,0 – 40,0 мм, высота загрузки – 250 мм (19,10 м3);

На один фильтр рассчитано 137,5 м3 фильтрующего материала.

Пуск фильтров в эксплуатацию после производства работ осуществляется следующим образом: фильтр медленно заполняется снизу через промывочную систему отстоянной водой с целью вытеснения воздуха из порового пространства фильтрующего слоя и исключения нарушения горизонтальности при подаче воды сверху.

Когда уровень воды в фильтре будет выше поверхности верхнего слоя загрузочного материала на 200 – 300 мм, пуск воды снизу прекращают и начинают подавать ее сверху через боковой карман до полного заполнения фильтра. При расчетном уровне фильтрации воды, фильтр оставляют в покое на 20 – 30 минут, после этого его предварительно промывают со сбросом фильтрата в канализацию [1]. По окончании отмывки загрузки фильтр обеззараживают хлорной водой, содержащей 20 – 50 мг/л активного хлора. Фильтр включают в работу после 24 часового контакта и окончательной промывки его чистой водой до получения остаточного хлора в промывочной воде не более 0,3 – 0,5 мг/л. Пуск фильтров в работу производится при скорости фильтрации 2 – 3 м/час с постепенным увеличением до расчетной (в течение не менее 15 минут).

В процессе технологического цикла водоподготовки меняются термодинамические условия (температура, газовый режим, давление). Наблюдается увеличение температуры от 7,8 до 9,8 °С. Идет обогащение кислородом. Eh повышается от –50 до +50, рH изменяется от 8,9 до 7,9 Данные изменения параметров смещают равновесие, и происходит удаление железа с 1,48 до 0,2 – 0,30 мг/дм3, марганца с 0,25 до 0,1 – 0,2 мг/дм3. Изменение химического состава сопровождается вторичным минералообразованием.

Формируются осадки на водозаборном оборудовании (рис. 1 в) и фильтровой загрузке (рис. 1 а, б).

По результатам расчета термодинамических равновесий в программном комплексе HydroGeo [2] воды насыщены относительно кальцита, доломита, родохрозита, сидерита, кварца, барита и равновесны с продуктами выветривания первичных алюмосиликатов (каолинитом, иллитом, монтмориллонитами) (табл.).

Таблица Результаты расчета в программном комплексе HydroGeo Избыток в Молярная в Минерал Формула г/л растворе, моль/л масса г/моль процентах 2,4 10– Кальцит CaCO3 100,09 0,2402 84, 2,16 10– Доломит CaMg(CO3)2 184,37 0,0040 1, 1,44 10– Родохрозит MnCO3 114,93 0,0165 5, 2,6 10– Сидерит FeCO3 115,87 0,0030 1, 8,2 10– Барит BaSO4 229,98 0,0002 0, 2,2 10– Иллит(Mg) Mg2,75Al1,5Si3O10(OH)2 385,58 0,0008 0, 1,7 10– Каолинит Al2Si2O5(OH)4 258,17 0,0004 0, 1,7 10– Монтмориллонит (ca) Ca0,15Al1,9Si4O10(OH)2 366,04 0,0006 0, 1,7 10– Монтмориллонит (mg) MgAl2Si4O11(OH)2 363,44 0,0006 0, 3,1 10– Кварц SiO2 60,09 0,0186 6, Общее содержание 0,2851 СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ Основные компоненты (Fe, Mn), на которые ориентирован технологический процесс, удаляются до концентраций, не превышающих нормативных требований. Наблюдается снижение солесодержания.

а б в Рис. Вторичное минералообразование на фильтровой загрузке и оборудовании:

а – фильтровая загрузка щебня с вторичным минералообразованием;

б – кварцевая загрузка и вторичное минералообразование на ней;

в – водомер со сломанными лопастями, на которых проявлено вторичное минералообразование Литература Эксплуатация систем водоснабжения, канализации и газоснабжения: Справочник / Под ред. В.Д. Дмитриева, 1.

Б.Г. Мишукова. – Л.: Стройиздат, 1988. – 383 с.

Букаты М.Б. Геоинформационные системы и математическое моделирование. Учеб. пособие. – Томск: ТПУ, 2.

2002. – 75 с.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВОД ТОРФЯНОЙ ЗАЛЕЖИ БОЛОТА «ТЕМНОЕ» (ТОМСКИЙ РАЙОН) А.М. Русинова Научный руководитель ассистент О.С. Наймушина Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Район исследования находится в пределах Томской области Российской Федерации, приблизительно в 25 км от г. Северска и 45 км от г. Томска (рис.1). По классификации Б.П. Алисова г. Томск относится к континентальному Западно-Сибирскому климату лесной зоны. Климат умеренно теплый, влажный. Средняя годовая температура воздуха в г. Томске составляет – 0,6 °С [1].

Рис. Расположение района исследования Интенсивное развитие процесса болотообразования и торфонакопления – специфическая особенность голоценовой истории развития данной территории. Образование болот началось здесь 12000 – 10000 лет назад в 570 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР условиях резко континентального климата позднеледниковья. В настоящее время эти процессы продолжаются, чему способствуют слабовсхолмленный (грядовый рельеф), большое количество атмосферных осадков ( мм/год), небольшое испарение, неглубокое (4 – 6 м) залегание грунтовых вод, наличие гидравлической связи между болотными и грунтовыми водами [3]. Изучение химического состава вод, развитых на заболоченных территориях, имеет большое значение при понимании процессов формирования болот, так как они влияют на климат, рельеф и окружающую экосистему.

Целью данной работы является исследование болотных вод для определения количественного содержания и особенностей состава макро- и микрокомпонентов. Геохимия болотных вод была изучена на территории озера Мурашка, где расположено преимущественно низинное болото Темное. Для него характерен грунтовый тип заболачивания, который связан с переувлажнением почвы грунтовыми водами. Мощность торфа составляет от 0,5 до 6 м.

Пробы воды отбирались осенью 2012 г. Всего было отобрано 20 проб: из оз. Мурашка и из специально пробуренных для послойного опробования болотных вод скважин. Скважины расположены на расстоянии 30 – 50 см друг от друга на двух участках болота площадью около 2 м2 каждый: 5 скважин на западной стороне озера, 5 скважин – на его южной окраине. Характеристика химического анализа болотных вод представлена в табл. 1 и 2.

Параметры быстроменяющихся компонентов (pH, HCO3, Fe, T, Eh) измерялись непосредственно на точке. Макрокомпонентный анализ вод выполнялся в аккредитованной гидрогеохимической лаборатории Томского политехнического университета.

Исследования химического состава болотных вод показали, что, в целом, все болотные воды на рассматриваемой территории характеризуются как кислые и слабокислые (рН от 3,9 до 5,7), по классификации О.А. Алекина – ультрапресные с общей минерализацией от 15 до 35 мг/л, по химическому составу – в среднем сульфатные кальциевые или натриевые.

Содержания HCO3– и К+ относительно низкие, а концентрации Feобщ., NH4, и Si, наоборот, повышены в сравнении с обычными пресными водами [3]. Концентрация NH4 в болотных водах варьирует в пределах от 5, до 15,5 мг/л, среднее значение для исследованных болотных вод составляет 9,2 мг/л, что превышает кларковое значение более чем в 10 раз. Суммарное содержание Fe в болотных водах колеблется от 1,6 до 5,0 мг/л и в среднем составляет 2,7 мг/л. Изменения содержаний главных ионов в разрезе торфяной залежи имеют достаточно сложный характер. Минимальные значения рН в целом приурочены к верхней части. В нижних слоях отмечены сильные колебания минерализации, что предположительно объясняется генетической неоднородностью торфов, и, как следствие, неоднородностью их фильтрационных свойств [2]. Неоднозначное изменение концентраций в вертикальном разрезе также характерно для большинства изученных веществ.

Таблица Химический состав вод торфяной залежи болота «Темное» и оз. Мурашка Feобщ Глубина Об.ж. К+ Мин.

Номер HCO3- SO42- Cl- Ca2+ Mg2+ Na+ Место отбора рН пробы м мг/л мг-экв/л мг/л Скв. 1 1 3,9 1,5 7,25 2,63 0,28 3,80 1,15 3,36 1,19 2,37 21, Скв. 2 2 4,0 1,5 5,33 3,36 0,31 4,25 1,13 4,57 1,10 5,04 25, Скв. 3 Участок №1 3 4,5 1,8 7,28 2,76 0,24 3,30 0,85 3,68 1,08 2,40 25, Скв. 4 4 4,8 7,3 0 1,68 0,51 7,65 1,60 11,50 4,00 2,16 33, Скв. 5 4,3 4,0 3 7,27 3,97 0,36 4,13 1,38 6,00 1,01 2,69 28, Оз. вода оз. Мурашка – 5,9 6,1 3,4 1,17 0,17 2,00 0,85 1,46 1,12 0,40 16, Скв. 1 2 3,9 1,5 7,02 2,82 0,32 4,51 1,18 6,11 1,48 2,91 28, Скв. 2 3 4,0 1,5 8,71 2,75 0,33 4,20 1,41 4,78 1,97 2,64 26, Скв. 3 Участок №2 4 5,7 24,7 7,7 3,30 0,43 5,78 1,64 4,58 1,31 2,86 59, Скв. 4 5 4,3 3,3 7,77 2,30 0,22 3,10 0,80 4,00 1,17 1,60 25, Скв. 5 6 4,4 3 16,51 3,56 0,20 3,20 0,49 1,25 0,99 3,04 33, Таблица Содержание азотистых соединений и тяжелых металлов в водах торфяной залежи болота Темное и оз.

Мурашка NO2– NO3– Глубина Номер Место NH4+ PO43– Zn2+ Cd2+ Pb2+ Cu2+ Al3+ Si пробы отбора м мг/л мкг/л Скв. 1 1 5,17 0,01 1,01 0,13 3,99 54 0,2 0,48 12,1 0, Скв. 2 2 10,32 0,08 1,43 0,98 5,55 33 0,2 0,46 1,95 0, Скв. 3 Участок №1 3 9,40 0,03 1,3 0,24 5,21 29 0,2 0,85 2,26 0, Скв. 4 4 10,90 0,28 1,23 0,01 6,76 69 0,2 0,45 2,10 0, Скв. 5 4,3 7,27 0,17 1,23 0,75 4,62 129 0,2 0,67 1,31 0, Оз. вода оз. Мурашка – 0,73 0,01 0,1 0,02 0,26 8 0,2 0,27 2,1 0, Скв. 1 2 10,33 0,02 1,1 2,60 5,41 69 0,2 4,35 1,57 0, Скв. 2 3 7,70 0,03 1,21 0,23 4,40 44 0,2 1,22 1,66 0, Скв. 3 Участок №2 4 15,41 0,14 2,05 16,24 5,10 50 0,2 4,30 2,10 0, Скв. 4 5 7,80 0,07 1,14 0,28 3,87 29 0,2 2,55 1,26 0, Скв. 5 6 7,80 0,01 1,06 0,50 5,46 130 0,2 3,70 4,00 0, СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ.

ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ Наряду с макрокомпонентами в болотных водах изучались и некоторые микрокомпоненты (табл.2).

Как показывают полученные данные, максимальные содержания Zn, Pb и Al связаны либо с болотными водами, в озерной же воде их содержания минимальны. Связано это с тем, что перечисленные металлы активно образуют комплексные соединения с органическим веществом, что определяет большую их возможность концентрироваться в болотных водах [4].

Литература Евсеева Н.С. География Томской области. – Томск: Изд-во Том. ун-та, 2001. – 222 с.

1.

Савичев О.Г., Шмаков А.В. Вертикальная зональность и внутригодовые изменения химического состава вод 2.



Pages:     | 1 |   ...   | 29 | 30 || 32 | 33 |   ...   | 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.