Эколого-геохимические особенности подземных вод Карелии

• Автор: Бородулина, Галина Сергеевна
• Шифр специальности: 25.00.36
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Петрозаводск
• Количество страниц: 225 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ

2. ОБЗОР ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

3. ХАРАКТЕРИСТИКА ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

3.1 .Физико-географические условия

3.2.Геолого-шдрогеологическая характеристика региона

3.3. Природные и техногенные факторы экологического риска

4. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНЫХ

ЭКОЛОГО-ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

5. РЕГИОНАЛЬНАЯ ГИДРОГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПОДЗЕМНЫХ ВОД

5.1. Особенности формирования химического состава подземных вод
четвертичных отложений
5.2. Особенности формирования химического состава подземных вод
докембрийских пород
5.3. Региональная гидрогеохимическая зональность и эколого-геохимические особенности микрокомпонентного состава подземных вод
6. ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЭКОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ ПОДЗЕМНЫХ ВОД
6.1. Особенности современного состояния
6.2..0ценка загрязнения подземных вод на урбанизированных
территориях
6.3. Оценка загрязнения подземных вод в горнодобывающих районах и
на месторождениях
6.4. Региональная оценка состояния эколого-геохимических условий подземных вод
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ
Изучение экологического состояния окружающей среды (ОС), как одного из основных факторов, определяющих здоровье и уровень жизни человека, является важнейшим направлением современной науки. Проблема рационального использования и охрана ОС связана как с природными особенностями региона, так в значительной степени с инженерной и хозяйственной деятельностью человека. Последняя стала мощным фактором преобразования природы, соизмеримым по своим масштабам с естественными геологическими, климатическими и геохимическими процессами. Наиболее значимое его влияние распространяется на биосферу - внешнюю оболочку нашей планеты, расположенную у границ атмосферы, гидросферы и литосферы и заполненную «живым веществом». Проблема изучения химического состава подземных вод, с позиции потребления, именуемой их качеством, принадлежит к числу наиболее актуальных в комплексной науке, развивающейся на стыке экологии и таких наук как геология, биология, география, экономика и др., и получившей название «экологическая геология» (Осипов, 1997; Теория и методология..., 1997; Трофимов и Зилинг, 1999; 2002; Экологические функции..., 2000; Куриленко, 2000; Трофимов, 2001). Данное научное направление ориентировано на исследование экологических функций (свойств) литосферы (включая подземные воды и газы), закономерности их формирования и изменения и, прежде всего, в связи с жизнью и деятельностью человека.
Решение вопросов обеспечения рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды возможно на основе знаний природных процессов, протекающих в экосистеме, а также на знании и понимании экологогеохимической сущности ее изменений, связанных с антропогенным воздействием на окружающую среду, в частности, такого ее важного компонента как подземная гидросфера.
Воды зоны гипергенеза являются продуктом длительных процессов взаимодействия воды, породы, газа, живого вещества, протекающих в атмосфере, гидросфере и литосфере. В последние десятилетия их естественный ход почти повсеместно нарушается антропогенными факторами. Развитие экономики вызвало загрязнение источников водоснабжения (поверхностных и подземных). Однако наиболее детально изучены в основном локальные очаги загрязнения подземных вод (Гольдберг и Газда, 1984; Тютюнова, 1987; Мироненко и Румынии, 1988), поскольку ореол загрязнения на таких объектах сравнительно легко фиксируется, изучается и моделируется. Региональные изменения качества подземных вод обычно менее контрастны. Их
исследование требует накопления и обработки большого объема гидрогеохимической информации, а моделирование сложно. Между тем региональные изменения качества подземных вод нередко достигают такого уровня, что по некоторым показателям воды не соответствуют требованиям, предъявляемым к питьевым водам (Кирюхин, Петров, 2001; Кирюхин, Норова, 2003).
Изучение эколого-гидрогеологических особенностей формирования подземных вод Карелии имеет большое значение в связи с возросшей необходимостью привлечения подземных источников для решения проблемы водоснабжения, являющейся в настоящее время одной из самых острых экологических проблем в республике.
Поверхностные воды являются основным источником водоснабжения в республике, и, как правило, сточные воды сбрасываются в водоемы, являющимися источниками водоснабжения. Поэтому, помимо зачастую неудовлетворительного природного качества поверхностных вод (главным образом из-за высоких концентраций органических веществ и цветности), техногенное загрязнение водоемов вызывает острую проблему обеспечения населения Карелии питьевой водой нормативного качества. Так в 2000 г. 42% проб воды из водоемов 1 категории (используемых для питьевого водоснабжения) не соответствовали нормативам по санитарно-химическим показателям и 16% - по микробиологическим. В формировании здоровья населения Карелии, территория которой относится к дискомфортной зоне жизнедеятельности человека (по некоторым показателям - к экстремальной), несомненно, велика роль водного фактора. Качество поверхностной воды вызывает в организме изменения, приводящие к увеличению частоты инфекционных и соматических заболеваний (сердечно-сосудистых, желудочно-кишечного тракта, костно-мышечной системы) (Государственный.., 2001). Обязательное обеззараживание питьевых вод, поступающих в водораспределительную сеть населенных пунктов Карелии, базируется на применении хлорирования (гиперхлорирования в паводковый период), что приводит к образованию группы соединений, которые обладают выраженным канцерогенным действием (Захарченко и др., 1996). В международных нормативах последнего времени четко обозначено крайне негативное отношение к вторичным продуктам взаимодействия сильных окислителей, используемых для обеззараживания воды, с органическими соединениями природного и антропогенного происхождения. Тенденция максимально возможного использования подземных вод для питьевого водоснабжения населения должна стать в настоящее время определяющей в общей стратегии повышения надежности систем хозяйственнопитьевого водоснабжения (Зекцер, 2001).
представлены отмытыми песками различной зернистости. Средняя мощность водоносного горизонта составляет 10-15 м, местами достигая 20-30м.
Водообильность пород неравномерная. Повышенными фильтрационными свойствами характеризуются водно-ледниковые отложения. Дебит родников колеблется от 0.1 до 5 л/с. Удельный дебит скважин - 0.1-0.2 л/с, хотя получены и высокие водопритоки: в п.Пряжа дебит скважины составлял 1.8 л/с, в Маньге - 4.9 л/с.
В целом рассматриваемый комплекс с учетом литологического состава и мощности отложений можно рассматривать как перспективный для водоснабжения населенных пунктов.
Воды ледниковых отложений
Ледниковые отложения (морена) имеют почти повсеместное распространение. Они отсутствуют на относительно ограниченных участках, где коренные породы выходят на дневную поверхность.
Морена сложена валунными песками преимущественно мелко- и тонкозернистыми, часто пылеватыми, с гравием и галькой, а так же супесями. Меньшее распространение имеют глинистые пески, суглинки и глины. Характерными чертами морены является несортированность материала, неоднородность состава по разрезу и площади, обилие валунов у поверхности.
Обводненность ледниковых отложений в целом слабая. В районах развития суглинистой и глинистой морены водоприток в скважины и колодцы составляет сотые доли л/с. В песчаной и супесчаной морене удельный дебит скважин колеблется в пределах 0.01-0.1 л/с, дебит родников составляет 0.01-0.5 л/с, редко превышая 1 л/с.
Несмотря на низкий в большинстве случаев водоприток, воды в связи с их широким распространением и небольшой глубиной залегания часто используются населением. По химическим характеристикам воды маломинерализованные, гидрокарбонатно-кальциевого состава. Водозабор осуществляется из колодцев и каптированных родников, очень редко из скважин.
Воды межледниковых отложений Комплекс ледниковых и межледниковых отложений занимает площадь в пределах Онежско-Ладожского водораздела от Петрозаводской губы Онежского озера и западного склона Олонецкой возвышенности до оз.Ведлозеро. Он включает пять ледниковых горизонтов и пять межледниковых. Ледниковые горизонты представлены в основном суглинками и супесями. Межледниковые горизонты, за исключением самого