Вопросы прикладной гидрогеохимии

 

Вопросы прикладной гидрогеохимии

Подземные воды — самый ценный вид полезных ископаемых. Они применяются для питья, для разнообразных хозяйственных целей, они используются в качестве лечебного и профилактического средства в медицине, из подземных вод извлекают ряд промышленно полезных химических элементов. Термальные подземные воды являются носителем энергии. Кроме того, химический состав подземных вод служит важным индикатором при поисках различных полезных ископаемых и является важнейшим показателем загрязнения окружающей среды. Весь комплекс вопросов, связанных с использованием самих подземных вод и информации об их составе для решения практических задач, входит в круг проблем прикладной гидрогеохимии, которые мы кратко рассмотрим в настоящей лекции.

Вопросы геохимии подземных вод, используемых для хозяйственно–питьевого назначения. Несомненно, из всей большой сферы вопросов практического использования подземных вод, вопрос номер один — питьевое водоснабжение. Этот вопрос имеет два аспекта. Первый — обеспечение необходимых объёмов воды. Этот аспект рассматривается в общей гидрогеологии и подземной гидродинамике, и мы его касаться не будем. Второй аспект — качество воды и слежение за ним — задача гидрогеохимии.

Степень использования подземных вод для питьевого водоснабжения быстро и неуклонно растёт. В весьма существенной степени питьевое водоснабжение в нашей республики основано на использовании подземных вод. В Беларуси в настоящее время используются для питьевого водоснабжения воды четвертичных, меловых, девонских и верхнепротерозойских отложений. Здесь нельзя не сказать и о совершенно недопустимых фактах, связанных с использованием пресных подземных вод. В ряде мест, например, в Минске, большие объёмы высококачественных подземных вод используются в хозяйственных целях, в то время как в определенные периоды населению некоторых районов подаётся вода из Вилейско–Свислочской системы.

Вообще же подземные воды, используемые для централизованного водоснабжения, чрезвычайно разнообразны по минерализации и химическому составу. Как правило, используются воды с минерализацией до 1 г/л и по согласованию с санитарными органами до 1,5 г/л; однако при смешении с поверхностными водами и при разбавлении дистиллятом используются подземные воды даже с минерализацией от 1–3 до 5–8 г/л.

Основные ресурсы подземных питьевых вод сосредоточены в водоносных горизонтах, залегающих на глубинах до 300 м, как исключение — до 700 м.

В настоящее время в пресных подземных водах обнаруживается около 80 химических элементов. Однако ГОСТ, используемый для оценки качества питьевых подземных вод нормирует сравнительно небольшое число компонентов (23). Назовём предельно допустимые концентрации (ПДК) для некоторых компонентов: С 350 мг/л, SO4  500 мг/л, Σ Fe — 0,3 мг/л, нитраты  10 мг/л, Be  0,0002 мг/л.

Влияние химического состава питьевых вод на организм человека сложное. Так, ГОСТ определяет максимально допустимую минерализацию питьевых вод величиной в 1 г/л. Но очень малая минерализация (до 100 мг/л) также ухудшает качество воды, а лишённая солей вода вообще считается вредной, так как понижает осмотическое давление внутри клеток.

Фтор попадает в организм человека главным образом с водой. Недостаток фтора в воде является причиной одного из самых распространённых заболеваний — кариеса зубов, избыток фтора вызывает флюороз.

Намечается связь между жёсткостью воды, т.е. концентрацией в ней соединений кальция и магния, и смертностью от некоторых заболеваний сердечно–сосудистой системы. Поэтому ГОСТом норматируется и жёсткость питьевой воды.

Число элементов, норматируемых стандартом питьевых вод, в дальнейшем будет возрастать. Это будет связано с развитием биохимии, развитием аналитических методов определения элементов в водах и продолжающимся загрязнением подземных вод в результате деятельности человека. Причём ограничения по применению вод для питьевых целей будут касаться, главным образом, микрокомпонентов. Дело в том, что в процессе биологической эволюции организм человека приспособился к значительным вариациям макрокомпонентного состава питьевых вод, но не был приспособлен к возрастанию в них концентраций многих микроэлементов. Поэтому человек болезненно реагирует на возрастание концентраций микрокомпонентов возникновением эндемических заболеваний.

Среди нормируемых ГОСТом компонентов химического состава питьевых вод выделяются две группы. Первая включает элементы, предельно допустимая концентрация которых всегда намного больше их фоновых естественных концентраций в пресных и маломинерализованных водах. Это медь, молибден, свинец, цинк. Превышение допустимых концентраций этих элементов в питьевых водах, как правило, связано с процессами искусственного загрязнения. Поэтому попадания этих элементов в воду, хотя и трудно, но можно избежать, ликвидируя источник загрязнения.

Вторую группу образуют элементы, ПДК которых близки к их фоновым концентрациям в маломинерализованных водах. Это Fе, F, Ве, Se, Sr, Мn. Другими словами, превышение ПДК по этим элементам может осуществляться вследствие естественных процессов. Для территории Беларуси таким, одним из наиболее вредных, элементов является железо, содержание которого очень часто в пресных водах значительно выше ПДК. Для удаления железа применяется аэрирование воды — принудительное окисление железа кислородом с целью осаждения окисного железа.

Мы сейчас говорили о питьевых водах. Определённые требования предъявляются и к воде для технологических целей. Используемая в области производства вода имеет различное назначение. В пищевой и бродильной промышленности она является своего рода сырьём, к которому предъявляются определенные требования. В сахарном производстве необходимо, чтобы вода имела минимальную минерализацию, в пивоваренном — требуется отсутствие CaSO4, в винокуренном — нежелательно присутствие СаСl2 и МgСl2.

В воде, используемой в фотопромышленности, текстильной и бумажной промышленности, нормируется присутствие железа, марганца, кремневой кислоты и, особенно, радиоактивных веществ. Наиболее высокие требования предъявляются к химическому составу воды, идущей для питания паровых котлов. В этом случае, вредна, в первую очередь, жёсткость.

Важным мероприятием, которое проводится на месторождениях питьевых и технических подземных вод, являются наблюдения за изменением состава вод с точки зрения его соответствия назначению. Химический состав подземных вод ряда районов интенсивного водоотбора уже давно не соответствует тому, что был установлен при разведочных работах и при оценке эксплуатационных запасов. Причин этому много. Это промышленное загрязнение, перетекание вод из других горизонтов, вызванное неправильным режимом водоотбора и др.

Вопросы геохимии промышленных вод. Промышленными называются природные воды (подземные и поверхностные), содержащие такие концентрации элементов, которые обеспечивают в конкретным гидрогеологических условиях на данном уровне развития технологии экономически целесообразную их добычу и переработку.

История использования подземных вод для промышленного извлечения полезных компонентов начинается с солеварения, которое производилось в России уже в 15–16 веках. В дальнейшем природные (в том числе подземные) воды становятся промышленным сырьём для получения ценных и редких компонентов. Эта тенденция продолжается и в настоящее время. Совсем недавно 97 % перспективных запасов лития капиталистических стран приходилось на гранитные пегматиты. Сейчас же 55 % мировых запасом лития сосредоточено в природных водах. В США 85 % всего лития добывается из подземный рассолов так называемых сухих озёр Сёрлз, Сильвер–Пик и Большого Солёного. В СНГ из подземных вод в промышленных масштабах извлекают в настоящее время только бром и иод (Туркмения, Крым). Однако изученность подземных вод позволяет надеяться на расширение как ассортимента добываемых из подземных вод элементов, так и районов добычи.

Специализированные исследования распределения химических элементов в подземных водах показали, что среди всего многообразия этих вод имеется только несколько их геохимических типов, которые могут представлять интерес в качестве промышленных. Такими подземными водами являются: а) пластовые рассолы артезианских бассейнов платформ, краевых прогибом и межгорных впадин; б) трещинно–жильные и пластовые углекислые воды горно–складчатых областей, особенно в районах позднечетвертичного и современного магматизма; в) парогидротермы районов современного магматизма.

Наибольший интерес для нас представляет первый из названных типов промышленных вод — рассолы. Такие рассолы приурочены к геологическим структурам, содержащим галогенные формации. В генетическом отношении эти рассолы представляют собой метаморфизованные (т.е. преобразованные при взаимодействии с породами) маточные (седиментационные) рассолы солеродных бассейнов. Промышленные рассолы известны в ряде бассейнов: в Ангаро–Ленском, Волго–Уральском, ряде бассейнов Западной Европы, бассейне Мичиган (США), в Припятском прогибе в Беларуси. Промышленные рассолы приурочены к подсолевым, межсолевым и внутрисолевым отложениям. Здесь уместно сказать, что в бассейнах с эвапоритами (солями) рассолы обычно присутствуют и в надсолевом осадочном комплексе. Однако, эти рассолы другого генетического типа; сформировались они в результате выщелачивания верхних частей соленосных толщ (они так и называются “рассолы выщелачивания”) и содержат очень мало редких элементов. Рассолы выщелачивания характеризуются высокими отношениями Cl/Br (> 200–1000) и r Na/r Cl (> 0,9) (r — означает эквивалентную форму выражения концентрации).

Маточные (или седиментационные) рассолы характеризуются очень низкими отношениями Cl/Br (до 30–50) и r Na/r Cl (до 0,01 и менее). С помощью этих коэффициентов гидрогеохимики различают рассолы разного происхождения.

Итак, промышленные рассолы подсолевых, межсолевых и внутрисолевых отложений имеют максимальную для подземных вод минерализацию (до 640 г/л) и содержат наиболее высокие из известных в настоящее время концентраций рубидия (960 мг/л), цезия (25 мг/л), бора (23 г/л), стронция (10 г/л), брома (17 г/л), калия (60 г/л), магния (110 г/л), кальция (205 г/л). Главная причина формирования высоких содержаний редких элементов в такого рода рассолах — испарительное концентрирование морской воды ещё на поверхности при образовании солевых отложений и накопление этих элементов преимущественно в жидкой фазе.

Велики запасы таких промышленных рассолов у нас в Припятском бассейне. Общая масса химических элементов в белорусских подземных рассолах оценена нами такими цифрами: иод — 40 млн т, бор  100 млн т, стронций  3,4 млрд т, бром  6,5 млрд т. Проблемой, препятствующей использованию рассолов Припятского прогиба, является низкая технологичность рассолов, вследствие значительной минерализации и высоких концентраций мешающих компонентов (Na, Ca и др.). Говоря другими словами, сейчас отсутствует приемлемая технология комплексного использования вещества рассолов, которая, к тому же, предполагала бы безопасную утилизацию отходов производства. В отсутствие технологии разделения рассолов на отдельные полезные продукты ищется и находится применение белорусским рассолам в целом, практически без какой–бы то ни было переработки. Так, их можно при определённом разбавлении использовать для компрессов и ванн при радикулитах, остеохондрозах и т.п., как аналог широко распространённого средства — бишофита; их можно использовать для приготовления негорючих строительных блоков; для подкормки сельскохозяйственных культур. Наконец, начинают пытаться применить рассолы как средство, блокирующее влияние радионуклидов на организм культурных растений и домашних животных, а значит и человека. Главными загрязнителями территории Беларуси после аварии на Чернобыльской АЭС оказались радиоактивные изотопы стронция и цезия, т.е. как раз тех элементов, которых много в рассолах. Если рассолы добавлять в пищу скоту или в почву, на которой произрастают растения, то потребность организмов в стронции и цезии будет удовлетворяться, главным образом, за счет нерадиоактивных изотопов из подземных рассолов. (Помните, как в первые дни после аварии, когда ещё не распался радиоактивный иод, Минздрав рекомендовал принимать раствор иода).

Второй тип промышленных подземных вод — углекислые воды с минерализацией 5–35 г/л и высокими концентрациями лития, рубидия, цезия, бора, мышьяка, сурьмы, германия — установлен в районах альпийской складчатости (Кавказ, Камчатка, Италия, Япония и др.). Положительный фактор для использования вод этого типа — их небольшая минерализация, отрицательный — небольшие эксплуатационные запасы и небольшие дебиты скважин.

Третий тип промышленных подземных вод — парогидротермы (перегретые воды) районов современного вулканизма. Далеко не все парогидротермы содержат высокие концентрации редких элементов, а только те из них, которые ассоциируют с породами (например, галогенными), являющимися мощным источником таких элементов. Такое сочетание имеет место в Италии, где установлены бороносные парогидротермы Тосканы. Эти парогидротермы, имеющие температуру 100–240 °С и содержащие сотни мг/кг бора, используются для извлечения этого элемента после использования вод в геотермальных станциях.

Сказав о парогидротермам, мы по существу перешли к вопросу о геохимии термальных вод. Наполним, что термальными называются подземные воды с температурой выше 35 °С. Различаются термальные воды (абсолютное преобладание жидкой фазы), парогидротермы (паро–водяная смесь) и горячие пары воды.

Значение геохимических исследований термальных вод, используемых для теплоэнергетических целей (а таким образом эти воды активно используются в США, Мексике, Исландии, Новой Зеландии), состоит в том, что при разведке месторождения и подготовке его к эксплуатации кроме температуры и дебита скважин изучают также химический и газовый состав вод, чтобы избежать выпадения осадка а эксплуатационном оборудовании, учесть возможную агрессивность вод, спланировать режим эксплуатации месторождения и условия сброса отработанных вод. Значение геохимических исследований термальных вод состоит также и в том, что эти воды часто содержат повышенные или высокие концентрации ценных, в том числе биологически активных компонентов, имеющим промышленное или лечебное значение. Во многих случаях целесообразно использовать термальные воды одовременно для теплофикации, лечебных целей и извлечения химических элементов. Кстати говоря, теплоэнергетика в странах СНГ оказывается не главной областью применения термальных вод. Эти воды здесь для энергетики используются пока недостаточно. Можно назвать Камчатку, где работает Паужетская геотермальная электростанция, где термы Паратунской гидротермальной системы используются для обогрева теплиц, детских лагерей и санатория; можно назвать Тбилиси, Махачкалу, Баку, Грозный, Майкоп, где используется подземное тепло. Отпраздновать новый год в карпатах вы сможете с компанией «Горгани». Всем отдыхающим предоставляется полный комплекс услуг, способный сделать ваше времяпровождение на Новый Год незабываемо красивым и запоминающимся.

Термальные воды по составу исключительно разнообразны и приурочены как к складчатым областям, так и к платформам. В складчатых областях они тяготеют к районам интенсивного проявления кайнозойского вулканизма и новейших тектонических движений, где наблюдаются многочисленные выходы термальных вод на поверхность земли, связанные с зонами крупных тектонических разломов, а особенно с узлами их пересечения.

Большие ресурсы термальных вод сосредоточены и в пределах платформ, в том числе древних. Здесь значительное место среди термальных вод принадлежит хлоридным натриевым и кальциевым рассолам, залегающим в нижней части чехла. Большая масса термальных рассолов сосредоточена и в Припятском прогибе. Их температура здесь обычно 40–70 °С. Максимальные же температуры рассолов в Припятском прогибе превышают 100 °С. Когда–то давно поднимался вопрос об изучении возможности использования белорусских рассолов для энергетических целей. Однако, тогда, когда республика получала в достатке дешевые энергоносители из Сибири, использование наших рассолов для энергетики было признано нецелесообразным. С тех пор, насколько мне известно, этот вопрос не поднимался и не изучался.

Вопросы  геохимии  минеральных  вод.  Минеральными водами называются воды, которые в силу особенностей своего состава оказывают лечебное или профилактическое воздействие на организм человека. Уже само определение говорит о том, что минеральные воды — предмет гидрогеохимических исследований, главная цель которых познание состава, условий распределения и механизма формирования.

Минеральные воды могут использоваться для питья и ванн. В соответствии с ГОСТом к минеральным питьевым водам относят воды с минерализацией не менее 2 г/л или содержащие биологически активные микрокомпоненты в количестве не ниже бальнеологических норм, принятых для питьевым минеральных вод.

Состав минеральный вод очень разнообразен. По классификации В.В. Иванова и Г.А. Невраева выделяются 97 типов минеральных вод и 8 основных  бальнеологических групп вод: 1 — без специфических компонентов и свойств, 2 — углекислые, 3 — сульфид­ные (сероводородные), 4 — железистые, мышьяковистые и с высоким содержанием марганца, меди, алюминия и др. элементов, 5 — бромистые, иодистые, 6 — с высоким содержанием органических веществ, 7 — радоновые, 8 — кремнистые термы.

Минеральные воды без специфических компонентов и свойств оказывают бальнеологическое действие на организм человека за счёт общего солевого состава и минерализации. Газовый состав их в основном азотный и метановый. Минеральные воды этой группы наиболее распространены, в том числе в Беларуси и в том числе на территории её юго–восточной части, где мы сейчас находимся и минеральные воды которой описаны в книге А.В. Кудельского и Г.А. Сербина.

Вот некоторые примеры. Хлоридно–гидрокарбрнатные и гидрокарбонатно–хлоридные натриевые воды небольшой минерализации (2–6 г/л) приурочены к триасовым, пермским, карбоновым и девонским отложениям западной части Припятского бассейна. Они являются аналогами вод российского курорта “Обухово”, где они применяются при лечении заболеваний желудка, печени и желчевыводящих путей.

Хлоридно–сульфатные смешанного катионного состава воды с минерализацией до 5 г/л распространены в девонских отложениях северо–западной части Припятского прогиба, применяются в санатории–профилактории Белорусского калийного комбината в Солигорске для лечения заболеваний желудка, печени и желчного пузыря.

Сульфатно–хлоридные натриевые воды с минерализацией до 5 г/л получены из пород триаса и перми в районе г. Гомеля. Эти воды являются аналогами широко известных феодосийских и липецких минеральных вод. Используются в санатории–профилактории Гомельского отделения  Белорусской железной дороги для лечения желудка, печени, желчного пузыря и поджелудочной железы. Такого же типа минеральная вода используется на курорте Нарочь.

Белорусские минеральные воды без специфических компонентов и свойств используются также для розлива в бутылки: Минские, Гомельская, Речицкая и др.

Углекислые воды. Это наиболее ценные воды, широко распространённые на Кавказе (Боржоми, Нарзан и др.) и, к сожалению, отсутствующие в Беларуси. Лечебный эффект определяется, главным образом, высокой концентрацией СO2. Минерализация изменяется от долей до 90 г/л.

Cульфидные (сероводородные) воды характеризуются содержанием сероводорода не менее 10 мг/л и большим разнообразием состава и минерализации. Среди них встречены гидрокарбонатные (мшанецкий тип), сульфатные (сергиевский тип) и хлоридные (мацестинский тип). Эти воды применяются преимущественно для ванн. Известны проявления сероводородных хлоридных натриевых рассолов в соленосных отложениях южной части Припятского прогиба близ Ельска. Эти рассолы пока не используются, хотя они являются аналогами сульфидных рассолов курорта Усть–Качка Пермской области, широко применяемых в лечебных целях.

Говоря о железистых, мышьяковистых водах и водах с высоким содержанием Mn, Al, Cu и других элементов, остановимся на железистых водах, которые обнаружены в зоне сочленения Микашевичско–Житковичского выступа и Припятского прогиба. Эти воды залегают в песчаных отложениях верхнего протерозоя, являются хлоридными магниево–кальциево–натриевыми с минерализацией 4,5 г/л и содержанием двухвалентного железа до 90 мг/л. Эти воды близки издавна известным Марциальным водам (Карелия), которые используются для лечения железодефицитных анемий.

Что касается бромистых и иодистых вод, то мы в лекциях уже неоднократно говорили о иодо–бромных рассолах Припятского прогиба. Эти рассолы имеют весьма высокую минерализацию (320–450 г/л), они могут использоваться для ванн с предварительным разбавлением до минерализации 20–30 г/л и применяться для лечения заболеваний опорно–двигательного аппарата, сердечно–сосудистых и функциональных растройств нервной системы.

Минеральные воды с высоким содержанием органических веществ. Типичным примером являются давно известные воды Трускавца в Предкарпатье (тип Нафтуся). Основной бальнеологический эффект связан с действием органических веществ преимущественно нефтяного происхождения. Минерализация этих вод весьма различна. Даже в пределах одного курорта Трускавца встречаются пресные, солёные и рассольные минеральные воды с высоким содержанием органических вещаете (0,02–0,03 г/л).

Радоновые воды — минеральные воды, содержащие радона более 185 Бк/л (беккерель/л). Эти воды разные по составу: пресные и солоноватые, гидрокарбонатные и сульфатные, и сложного состава, содержащие кроме радона другие биологически активные компоненты. Широко известны радоновые воды Пятигорска и Цхалтубо на Кавказе. Имеются такие воды и в Беларуси. Обнаружены они в Гродненской области и связаны с породами кристаллического фундамента.

И, наконец, кремнистые термы — воды с температурой более 35 °С, содержащие не менее 50 мг/л H2SiO3. Часто эти воды содержат повышенные концентрации и других лечебных компонентов. Выделяют азотные, азотно–метановые, метановые и углекислые кремнистые термы. Много разновидностей этих вод встречено на Северном Кавказе, в Тянь–Шане, на Камчатке. Солевой состав этих вод разноображен, минерализация до 10–15 г/л.

Гидрогеохимические исследования интенсивно применяются при поисках полезных ископаемых. Существует целый специальный раздел гидрогеохимии — гидрогеохимический метод поисков полезных ископаемых. Этот метод используется при поискам рудных месторождений, месторождений солей, нефтяных месторождений. Метод базируется на том, что вещество каждого месторождения термодинамически устойчиво только в той геохимической обстановке, в которой оно было сформировано. Но большинство полезных ископаемых, которые мы ищем, находятся в других условиях, нежели те, где они образовались. Например, залежь соли, находящаяся на глубине 500 м, образовалась когда–то на поверхности в бассейне галогенеза; залежь сульфидных руд находится сейчас близ поверхности, где пластовая температура 20 °С, а сформировалась в ходе магматического процесса при температуре 800 °С и т.п. Поэтому вещество полезного ископаемого оказывается не в равновесии со средой, где оно находится. А главным компонентом этой среды является подземная вода. Полезное ископаемое разрушается, его вещество рассеивается, при этом вода обогащается специфическими компонентами. Образуется гидрогеохимический или водный ореол рассеяния. Водные ореолы рассеяния выделяются на фоне вод, не подверженных влиянию залежи полезного ископаемого. Эти воды называются фоновыми, а их химический состав фоновым. Водные ореолы рассеяния вытянуты по направлению движения вод. По их форме и распределению специфических компонентов в водах можно прогнозировать местоположение залежи.

При взаимодействии подземных вод с неглубокозалегающими сульфидными залежами происходит окисление сульфидов и образование сульфатов. Воды ореола рассеяния оказываются обогащёнными сульфатами соответствующих металлов и приобретают кислую реакцию. Степень проявления водных ореолов зависит от интенсивности нейтрализации кислых сульфатных вод вмещающими породами. Нейтрализация особенно сильно протекает, когда породы карбонатные.

Основными процессами, приводящими к водному рассеянию вещества несульфидных месторождений (каменная и калийная соль, флюорит, бораты, редкометальные пегматиты, месторождения урана, вольфрама и др. элементов в кристаллических породах), являются растворение и выщелачивание, в том числе углекислотное, гидратация, гидролиз, ионный обмен.

Качественные признаки водных ореолов несульфидных месторождений чрезвычайно разнообразны. Они изменяются от максимального увеличения хлоридности и общей минерализации подземных вод в районах каменных и калийных солей до минимального увеличения концентраций отдельных редких элементов в ореольных водах месторождений редкометальных пегматитов.

В комплекс исследований, предполагаемых гидрогеохимическим методом поиска полезных ископаемых, входит большой круг задач, которые решаются на различных стадиях геолого–поисковых работ. Эти задачи сводятся к поиску и детальному изучению водных ореолов, оконтуриванию рудных узлов, полей и зон.

При нефтепоисковых и нефтеразведочных работах также широко применяется гидрогеохимический метод. Суть его сводится к нахождению гидрогеохимических критериев нефтегазоносности. Как и в случае с твёрдыми полезными ископаемыми основанием для изучения подземных вод с целью выявления нефтяной залежи служит то, что нефть, контактируя с водой, изменяет её состав. В подземных водах, находящихся в зоне влияния нефтяных залежей, по сравнению с фоновыми водами отмечаются повышенная газонасыщённость, более высокое содержание отдельных компонентов, органического вещества, пониженная концентрация сульфатов, которые восстанавливаются под действием углеводородов, повышенная концентрация аммония — продукта окисления нефти, отмечается обогащённость некоторыми металлами. Применяется информация и о других компонентах подземных вод для выработки критериев нефтегазоносности. В такого рода работах часто предлагаются комплексные критерии, представляющие собой произведение или отношение концентраций отдельных компонентов (например, NН4/SО4), что усиливает контрастность показателей нефтеносности. Используется сложный математический аппарат, например, дискриминантный анализ, когда по множеству показателей создаётся как бы портрет уже известного месторождения и потом он “примеряется” к площадям, для которых делается прогноз нефтеносности. Вообще же установление гидрогеохимических критериев нефтеносности — это отдельная и большая задача для каждого нефтегазоносного бассейна. Это связано с большим разнообразием как условий залегания и формирования нефти, так и гидрогеологических и гидрогеохимических условий в разных бассейнах.

Гидрогеохимические вопросы охраны окружающей среды. Интенсивное развитие промышленности во многих странах мира, которое наблюдается в последние десятилетия, укрупнение городов, интенсификация сельского хозяйства и его химизация — всё это привело и приводит к значительному загрязнению окружающей среды. Подземные воды — один из важнейших элементов окружающей среды и объект, наиболее чутко реагирующий на техногенное воздействие. Поэтому гидрогеохимические исследования  имеют очень большое значение в деле охраны окружающей среды от загрязнения.

Главным источником поступления в подземные воды токсических веществ являются сточные воды промышленных предприятий. Наибольшее количество загрязняющих воду компонентов (тяжёлые металлы, opганическое вещество и т.д.) поступает со сточными водами предприятий нефтеперерабатывающей, химической, целюлозно–бумажной, металлургической, текстильной промышленности.

Интенсификация сельского хозяйства, использование химических удобрений, сооружение крупных животноводческих комплексов приводит к появлению в подземных водах химикалиев, в том числе пестицидов, содержащих соли тяжёлых металлов, нитратов, фосфора, сульфатов и т.д.

Существенным источником загрязнения подземных вод являются коммунально–бытовые сточные воды.

Специфическим видом загрязнения является радиоактивное, изучение кoтоpoгo по известным причинам интенсивно ведётся в Беларуси.

Приведём некоторые отдельные примеры, характеризующие техногенную загрязнённость пресных подземных вод Беларуси, в том числе района г. Гомеля, по данным лаборатории гидрогеологии Института геологических наук Национальной академии наук Беларуси. Следует отметить, что промышленное и коммунально–бытовое загрязнение отличается сильным изменением качества вод, но имеет относительно локальный характер. Сельскохозяйственное же загрязнение отличается меньшей интенсивностью, но охватывает огромные площади сельхозугодий и является региональным. Иcключитeльно сильными источниками загрязнения подземных вод первых от поверхности водоносных горизонтов являются отвалы фосфогипса на химзаводе г. Гомеля, шламонакопители и поля фильтрации ПО “Азот” г. Гродно. Минерализация этих вод превышает 3 г/л, содержание сульфатов 1,7 г/л (ПДК — 500 мг/л), нитратов — 182 мг/л (ПДК — 10 мг/л), аммиака — 60 мг/л. Наиболее интенсивное загрязнение пресных подземных вод наблюдается в Солигорском промрайоне. Минерализация  грунтовых вод, подверженных хлоридно–натриевому засолению, достигает здесь в некоторых случаях 200 г/л. Происходит существенное ухудшение качества воды на водозаборах. В районе водозабора “Озерщина” (г. Речица) грунтовые воды загрязнены нефтепродуктами, содержание которыx достигает 0,7 мг/л (ПДК — 0,3 мг/л).

В сельскохозяйственных районах республики основными загрязняющими компонентами являются азотистые соединения, хлориды, сульфаты. В настоящее время около 70 % колодцев имеют воду с содержанием нитратов выше ПДК. Между тем, именно на использовании грунтовых вод (т.е. вод колодцев) базируется практически всё питьевое водоснабжение сельского населения. Потенциально опасным источником загрязнения подземных вод являются pадиоактивные выбросы от аварии на Чернобыльской АЭС. Существенного влияния поверхностного paдиоaктивнoгo загрязнения на качество подземных вод пока не установлено. Однако в грунтовых водах и на некоторых прирусловых и инфильтрационных водозаборах (водозабор “Сож”, г. Гомель) отмечается тенденция к росту содержания в подземных водах стронция–90.

В Беларуси, как и во многих других странах, существуют государственные подразделения, занимающиеся вопросами оценки и прогноза загрязнения подземных вод и других объектов среды жизнеобитания человека, проводящие экспертизы различных проектов, связанных с вмешательством человека в природную среду. Задачей первостепенной важности является создание единой и постоянно действующей системы экологического мониторинга, т.е. слежения за состоянием окружающей среды. Одно из важнейших мест в этой системе бу-дет принадлежать гидрогеохимическим исследованиям.

Говоря о роли гидрогеохимии в охране окpyжающей среды, мы сделали акцент на контроль за химическим составом подземных вод при их загрязнении различными видами отходов.  Это область, где контроль за экологическим состоянием подземных вод необходим, но сам по себе он положение дел с загрязнением вод существенно не исправит. Кардинальной стратегичeскoй задачей в области охраны окружающей сpеды является переход промышленности и сельского хозяйства на экологически безопасныe технологии. Другими словами, если не будет источников загрязнения, то не нужен будет и контроль за загрязнением.

Вместе с тем, изменение состава подземных вод, имеющие вредные экологические последствия, могут возникать в условиях вмешательства человека в природу, не связанного с внесением загрязняющих веществ, например, при сооружении горных выработок, мелиоративных работах и т.д. Во всех таких случаях нарушается равновесие в природной системе: изменяется режим движения подземных вод, активизируются окислительные процессы, что может приводить к нежелательному засолению подземных вод, возрастанию их агрессивности по отношению к карстующимся породам и т.д. Поэтому и в этих случаях гидрогеохимические исследования необходимы.

 

22 октября 2012 /
Похожие новости
Промышленные воды
Пресные, минеральные и промышленные воды
Химические элементы в подземных водах
Современная гидрогеология
Гидрогеохимия-Махнач (сдо-геосервер)
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Полужирный Наклонный текст Подчеркнутый текст Зачеркнутый текст | Выравнивание по левому краю По центру Выравнивание по правому краю | Вставка смайликов Выбор цвета | Скрытый текст Вставка цитаты Преобразовать выбранный текст из транслитерации в кириллицу Вставка спойлера
Вопрос:
Сколько часов 1 сутках?
Ответ:*
Введите код: