Главная О компании Геоцентр-Москва Виды деятельности компании Геоцентр-Москва 18 филиалов компании Геоцентр-Москва Государственный мониторинг состояния недр ЦФО РФ Контактная информация компании Геоцентр-Москва Полезная информация
Главная страница arrow Региональный центр ГМСН по ЦФО

Химический состав подземных вод



В настоящее время в системе ГМСН ЦФО накоплен огромный фактический материал по химическому составу подземных вод, включающий сведения по 40 тыс. скважин, в которых выполнено порядка 180 тыс. анализов. Ежегодно эта информация пополняется новыми данными.  

Основной задачей регионального центра мониторинга является как изучение общих закономерностей формирования химического состава подземных вод и прогнозирование его изменения под воздействием антропогенных факторов, так и внедрение новых методов обработки. Не менее важной задачей является разработка форм представления полученных данных, которые бы наиболее полно отражали гидрогеохимическую ситуацию территории ЦФО. 

Основным критерием гидрогеохимической информации является ее достоверность и полнота изученности, как по компонентам, так и по площади. На территории региона в разные периоды были выполнены определения более чем по 400 показателям, тем не менее, для анализа было выделено порядка 50 элементов и показателей качества подземных вод, наиболее часто встречающиеся: 

pH, минерализация, окисляемость, жесткость, HCO3, Cl, SO4, Na, H2S, Fe, Mn, F, B, Si, Sr, Ba, Li, Se, Br, Cd, Pb, Ni, Co, Hg, Mo, As, Zn, Al, Cu, Cr3+, Cr6+, Be, Tl, α-радиоактивность, β-радиоактивность, NO2, NO3, NH4, CN, СПАВ, фенол, фенольный индекс, нефтепродукты, ДДТ, линдан, 2,4Д, роданид, анилин, крезол, рамрод. 

За последние годы на территории региона проведена большая работа по изучению качества подземных вод, основных эксплуатируемых водоносных горизонтов и комплексов, которая включала в себя обработку ретроспективной информации, проведение площадного гидрогеохимического опробования по расширенному составу компонентов с привлечением современных лабораторных исследований. Для обработки полученных данных использовались разные методы статистического и факторного анализов, а так же современные ГИС -технологии. 

Полученные результаты представлены на гидрогеохимических и специализированных картах. 

Создание моноэлементных карт является основой для построения основных карт. Поскольку главным критерием оценки качества подземных вод служит соответствие их современным нормативным требованиям (СанПиН и ГН), изучение концентраций содержащихся в них компонентов ведется в сравнении с ПДК. Эта карты позволяют проследить распределение отдельных микрокомпонентов в основных водоносных комплексах, а также оперативно оценивать качество подземных вод в зоне эксплуатации с выделением неблагополучных участков. 

Моноэлементная карта распределения стронция 

Фрагмент моноэлементной карты распределения стронция.   

Карта повышенных концентраций (в долях ПДК), выявленных в подземных водах 

Фрагмент карты повышенных концентраций (в долях ПДК), выявленных в подземных водах за отчетный период.   

Широкий спектр микрокомпонентов обусловлен, в первую очередь, спецификой геохимического состава водовмещающих пород. Наиболее характерными и изученными элементами являются: стронций, фтор, железо, марганец, литий, и кремний, которые нередко образуют целые участки, области, провинции и зоны с повышенными концентрациями (то есть формируют природные гидрогеохимичекие аномалии)

Дежурная карта природных гидрогеохимических аномалий.
Дежурная карта природных гидрогеохимических аномалий.
 

Это, в первую очередь, аномалии стронция и фтора, выделяемые в пределах развития стронциеносной провинции, приуроченной к верхнедевонским отложениям, широкой полосой пересекающей территорию Центрального федерального округа и фтороносной провинцией в среднекаменноугольных отложениях, охватывающей большую часть Тверской, Московской, Рязанской и Владимирской областей. 

Карта распределения концентраций фтора в подольско-мячковском водоносном горизонте 

Фрагмент карты распределения концентраций фтора в подольско-мячковском водоносном горизонте (по данным математической обработки).  

Современные исследования выявили в водах нижнего и верхнего мела на юго-западе территории (Брянская, Курская и Белгородская области) повышенные содержания кремния (1-2 ПДК). Изучение геологической ситуации показало их приуроченность к зоне распространения турон-маастрихтской кремнисто-мергельно-меловой формации. 

Практически для всех водоносных горизонтов характерно повышенное содержание железа и марганца. Источники его поступления в подземные воды до настоящего времени до конца не выяснены и являются предметом постоянного изучения. 

Схема распределения концентраций марганца в зоне свободного водообмена 

Фрагмент схемы распределения концентраций марганца в зоне свободного водообмена по результатам статистической обработки.  

Фоновые концентрации железа практически по всей территории превышают ПДК в 1-10 раз, основная часть природных аномальных концентраций марганца сосредоточена: в северной части (Ярославская, Костромская обл.); в центральной и частично западной части (Тверская, Смоленская и Калужская обл.), в юго-восточной части (Тамбовская и Воронежская обл.). 

Наличие проницаемых зон, приуроченных к тектоническим нарушениям, обуславливает поступление в продуктивные горизонты в результате вертикальных перетоков элементов характерных для зоны затрудненного водообмена - брома и лития, повышение минерализации, жесткости и изменение типов вод. 

Распределение концентраций брома в подземных водах Тамбовской области 

Распределение концентраций брома в подземных водах Тамбовской области.  

Гидрогеохимическое опробование, проводимое в последние годы, позволило получить большой объем информации о целом ряде элементов, ранее недостаточно изученных: селен, ртуть, кадмий, свинец, цинк, мышьяк, талий, никель, алюминий, бериллий, барий и др., которые по существующим гигиеническим нормативам относятся к опасным и высоко опасным. Повышенные относительно ПДК содержания селена выявлены на территории Смоленской области; кадмия - в Смоленской, Тульской и Московской областях; талия - в Ивановской области, ртути - в Московской области; алюминия - в Орловкой области, свинца - в Калужской, Орловской и Липецкой областях, бария - во Владимирской и Брянской областях; никеля - в Калужской, Тверской, Московской областях; мышьяка - практически по всем территориям.

На данном этапе можно только констатировать факт наличия этих компонентов, так как природа их появления не изучена и может являться результатом как естественных, так и техногенных процессов, в первую очередь, наличием источников загрязнения и нарушением гидродинамических условий в результате интенсивной эксплуатации. 

Дежурные карты состояния основных водоносных комплексов являются итоговыми картами, на которых представлена гидрогеохимическая обстановка и факторы формирования химического состава подземных вод. 

Карта состояния нижнемелового водоносного комплекса 

Фрагмент карты состояния нижнемелового водоносного комплекса.  

Построение гидрохимических карт по основным водоносным комплексам на различные временные периоды позволяет оценить динамику изменения химического состава подземных вод под воздействием антропогенной нагрузки.. Примером могут служить воды нижнекаменноугольного водоносного комплекса в Тульской области, где изменение гидродинамической ситуации связано с эксплуатацией подземных вод для целей водоснабжения, водоотливом в процессе разработки месторождений Подмосковного буроугольного бассейна и процессами затопления шахт при их ликвидации. 

Гидрохимические карты нижнекаменноугольного водоносного комплекса 

Фрагменты гидрохимических карт нижнекаменноугольного водоносного комплекса, составленные на разные временные периоды (а - 1980г., б - 2007г.). 

По данным последних исследований доля подземных вод, не удовлетворяющих нормативным требованиям, постоянно увеличивается. Это особенно актуально для территории округа, водоснабжение которого практически полностью базируется на подземных источниках. 

Для оперативного управления водными ресурсами с учетом экологического состояния окружающей среды, выделения наиболее перспективных районов для организации централизованного водоснабжения и лицензирования недр была построена карта районирования по классам качества.

Подземные воды территории ЦФО с точки зрения возможности их использования для питьевого водоснабжения подразделяются на четыре класса качества: 

I класс - воды, состав которых полностью соответствует требованиям, предъявляемым к качеству питьевых вод действующими нормативными документами; 

Iа класс - воды, состав которых характеризуется повышенными значениями минерализации (1-1.5 г/л), общей жесткости (7-10 мг-экв./л), концентрациями железа (0.3-1 мг/л), марганца (0.1-0.5 мг/л), и для их использования требуется согласование с органами санитарно-эпидемиологического надзора; 

II класс - воды, содержащие повышенные концентрации железа (более 1 мг/л), марганца (более 0.5 мг/л), которые могут использоваться для питьевых целей после применения традиционных методов водоподготовки; 

III класс - воды, содержащие повышенные (более ПДК) концентрации нормируемых компонентов природного происхождения (F,Sr,B,Li), которые могут использоваться после специальной водоподготовки; 

IV класс - воды, содержащие повышенные (более ПДК) концентрации нормируемых компонентов техногенного происхождения (Cd, As, Ni, NO3, Hg, Pb, Cr, CN, нефтепродукты, фенолы, ПАВ, пестициды и др.), которые не могут быть использованы для питьевых целей (технические воды).