Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
-

И.И. Силин
Экология и экономика природных ресурсов бассейна р. Протва
(Калужская и Московская области)

Обнинск, 2003. - 302 с.

Предыдущая

9. Загрязнение подземных вод

Загрязнение подземных вод от природных источников

Подземные воды верхней зоны в основном соответствуют нормативам качества питьевой воды по стабильным элементам, за исключением отдельных участков по железу, марганцу, стронцию общему, фтору, барию, общей жесткости и др.

Железо отмечается в концентрациях до 5-8 мг/л (в среднем 2-3 мг/л). Повышенные содержания марганца, но в пределах отклонений, допустимых по нормам, наблюдаются довольно часто, а в концентрациях, превышающих нормативы – только в отдельных скважинах.

 Аномалии стронция общего (и фтора) приурочены, в основном, к излучине р. Протвы в районе г. Балабаново, п. Балабаново-1, Ермолино, Вашутино. Здесь в отдельных скважинах отмечается устойчивое превышение ПДК по стронцию в 2-4 раза.  Последнее, по-видимому,  связано с особой неотектонической структурой этого участка, расположенного на пересечении широтной и меридиональной разрывных зон, что обусловило повышенную проницаемость водовмещающих и водоупорных горизонтов, а также с наличием в карбонатных породах минералов, содержащих стронций.

Содержание стронция в подземных водах Боровского района достигает 15 -28 мг/л, при допустимом 7 мг/л. В последнее время (1999- 2000г) в количествах, превышающих ПДК,  стронций обнаружен так же в ряде скважин на водозаборах: Вашутинском (скв. 56, 63, 63-а, 65, 74, 77, 73, 79, Самсоновском (скв.12,15,20), Белоусовском (скв.6), Протвинском (скв. 4), с. Тростье.

По данным НПО «Центргеология», на севере Калужской области не известно  месторождений стронция, хотя широкое распространение здесь стронциеносных вод вполне вероятно, так как подземные воды характеризуются благоприятным для миграции стронция кальциево-гидрокарбонатным и кальциево-сульфатным составом  и повышенной жесткостью.  По нашему мнению, наличие стронциевых руд на некоторой глубине тоже не исключено, поскольку в сходных условиях Московской, Тульской и Смоленской областей таковые имеются [46].

 Содержание стронция в воде в значительной мере контролируется её сульфатностью: при повышении сульфатности содержание стронция в воде понижается (в связи с низкой растворимостью целестина).  Гидрокарбонатные углекислые воды, напротив, местами значительно обогащены стронцием, так как Sr(HCO3)2 растворяется лучше, чем Ca(CO3)2. Поэтому гидрокарбонатные углекислые воды выщелачивают стронций из карбонатных пород.  Благоприятные условия для миграции  создаются также и в хлоридных водах, поскольку в них  отсутствуют осадители стронция.

Исходя из гипергенной геохимии стронция нельзя отвергать тот факт, что возможной причиной его повышенных содержаний в водах на некоторых участках, являются антропогенные причины, способствующие повышению его растворимости. Несоответствие нормативам установлено также по содержанию фтора.

 Ааномалия фтора в районе г. Балабаново отмечена примерно в тех же границах, что и аномалия стронция. Кроме «балабановской» аномалии фтор в концентрациях, превышающих ПДК, отмечен на водозаборе Вашутино (примерно в 50% скважин), и в одиночных скважинах д. Тростье, г. Белоусово (рис. 9.6).

Рис. 9.6. Карта загрязнений подземных вод окско-тарусского водоносного горизонта:

1. Крупные водозаборы.

Территории с аномальной концентрацией в воде: 2. трития.

2. железа общ. 4. фтора (дефицит).  5. Стронция и фтора (избыток). 6. сульфат-иона. 7. прочих ВХВ, обозначенных соответствующими символами. 8. Изолиниями показаны гидроизопьезы уровня горизонта при эксплуатации.

Характерной особенностью распределения фтора в бассейне р. Протвы является то, что наряду с аномально высокими концентрациями фтора в подземных водах окско – тарусского горизонта выявлены участки с дефицитом фтора. Оба выявленные участка с дефицитом фтора располагаются на некотором удалении от крупных промышленных зон района.

Речная вода  бассейна р. Протвы  и наиболее крупные стоки с ОС содержат фтор в количестве десятых долей мг/л, поэтому едва ли могут быть источником аномалий. Артезианские воды зоны аэрации на фоновых участках тоже содержат фтор в пределах 0.5-0.6 мг/л.

В районе аномалий  вероятно преобладают процессы растворения фторсодержащих минералов из водовмещающих карбонатных пород.

Предел этого процесса связан с достижением произведения растворимости CaF2.  Поэтому в подземных водах кальций и фтор нередко являются антогонистами.

В водах каменноугольных отложений Московского артезианского бассейна имеются зоны, в которых фтор не насыщает воды ( 85-20%), и зоны, в которых вода полностью насыщена фтором (48). В последнем случае наблюдается обратная зависимость между содержанием в водах кальция и фтора.

Здесь уместно напомнить, что на глубине на глубине 198-252м имеется  водоносный оптуховско-хованский терригенно-карбонатный комплекс, содержащий слабо минерализованные  магниево-кальциевые воды с концентрацией бора –1.27 мг/л, фтора –1.95 мг/л, стронция –9мг/л. Возможно, на участках тектонических зон в пределах пьезометрической воронки происходит подток оптухово-хованской  воды, которая нарушает равновесие фтора в породах вышележащих горизонтов.

 В местах встречи фтороносных вод с гипсоносными и другими породами, богатыми кальцием, фтор, наоборот, может оседать на кальциевом барьере. И тогда возникают аномалии дефицита фтора.  Дальнейшие исследования вероятно  позволят уточнить источники и процессы накопления в воде стронция и фтора. Дефицит фтора, как известно, стимулирует развитие кариеса, тогда как избыток его способствует флюорозу костей. 

Железо (общее) в подземных водах образует крупную площадную аномалию, охватывающую бассейн р. Протвы от г. Боровска до п. Протва, и локальные аномалии в округе г. М. Ярославец и Белоусово. (рис. 52).

Концентрация железа в  аномалиях  окско – тарусского водоносного горизонта составляет  от 1 до 10 и более ПДК. В этих же пробах воды часто наблюдаются повышенные концентрации элементов – спутников железа, в частности, марганца. Однако концентрации спутников железа обычно не превышают 1 –2 ПДК.

Объяснение происхождения аномалий железа в зоне аэрации подземных вод крайне затруднительно из-за инертности его (как и марганца) в окислительной обстановке.  С одной стороны, оно может выноситься из зоны застойных вод, а с другой,  - поступать в водоносные горизонты  вместе с промышленными стоками, почти всегда сверхнормативно обогащенными железом.

По данным КФ ВИЭМС, фоновое содержание железа в сухом остатке речной воды составляет 0.38 мг/л при стандартном отклонении 1.4. Максимальная концентрация превышает фон в 70 раз.

Среднее содержание железа в сухих остатках  подземных вод  окско – тарусского горизонта составляет 0.2 мг/л (стандарт -  0.2), максимальное накопление достигает 30 раз.  Фон марганца в поверхностных водах равен 0.05 мг/л (при стандартном отклонении - 0.3), однако накопление его достигает 40 крат. Такие высокие уровни накопления железа и марганца в поверхностных водах свидетельствуют в пользу техногенной природы по крайней мере,  высококонтрастных аномалий. В пользу этого предположения говорит и тот факт, что максимальные концентрации железа в подземных водах наблюдаются исключительно вблизи промышленных центров региона.

Частично отклонение качества питьевой воды от нормативов по железу, фтору, стронцию и марганцу, по-видимому, объясняется нарушением режима эксплуатации водозаборов, вследствие чего происходит подток слабоминерализованных вод из нижележащих непромышленных водоносных горизонтов [32].

Предыдущая