СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ 541 Стараться не использовать речную воду и воду таяния снега для бытовых нужд. Таблица 2 Исследование запаха речной воды Проба эталон №1 №2 №3 №4 Характеристика нет обычно не замечается обычно не замечается замечается потребителем легко замечается потребителем легко замечается, заставляет воздержаться от питья Балл 0 1 1 2 2 Степень нет очень слабый очень слабый слабый слабый Происхождение нет растительное, водоросли. рыбный химический уксус 3 заметный болото, гниль №6 резко выражается, непригодна для питья 4 очень сильный №7 №8 нет замечается 0 2 нет заметный №9 легко замечается 4 очень сильный №10 №11 №12 легко замечается замечается слабо-заметный 4 2 3 очень сильный заметный заметный №5 фекально-хозяйственный, гниловатый нет хлорка искусственно-естественное происхождение гарь, зола уголь уголь, гарь Литература 1. 2. 3. 4. 5. 6. Алексеев С.В., Груздева Н.В., Муравьев А.Г., Гущина Э.В. Практикум по экологии: Учебное пособие /под ред. С.В. Алексеева. – М.: АО МДС, 1996. – 192 с. Миркин Б.М. Экология России / Б.М. Миркин, Л.Г. Наумова М.: Изд-во АОМДС , 1996. – 272 с. Николаевская И. А. Благоустройство территорий: учеб. пособие. – 3-е изд., стереотип. – М.: Академия, 2007. – 272 с. Радкевич В.А. Экология: Учебник. – 4-е изд., стер. – М.: Выш. шк., 1998. – 159 с. Реймерс Н.Ф. Природопользование: словарь-справочник / Н.Ф. Реймерс. – М.: Мысль, 1990. – 638 с. Ситаров В.А., Пустовойтов В.В. Социальная экология. – М.: Издательский центр «Академия», 2000. – 280 с. МОНИТОРИНГ СОСТАВА ШАХТНЫХ ВОД ШАХТЫ КОМИССАРОВСКАЯ В ВОСТОЧНОМ ДОНБАССЕ К.А. Панова Научный руководитель профессор А.И. Гавришин Южно-российский государственный технический университет, г. Новочеркасск, Россия Длительное функционирование в Восточном Донбассе угледобывающего и углеперерабатывающего комплексов привело к многочисленным негативным последствиям в состоянии окружающей среды. Произошло интенсивное загрязнение поверхностных вод и атмосферы, изменение режима и баланса подземных вод, трансформация химического состава природных вод с образованием минерализованных шахтных вод. Анализ [1 – 3] закономерностей формирования химического состава шахтных вод региона по результатам обобщения более 1000 анализов вод за столетний период (с 20-х годов прошлого столетия до 2013 г.) показал, что во все обследованные периоды выделено четыре главных направления изменения химического состава шахтных вод (с помощью G-метода многомерного классификационного моделирования) [3]. По первому гидрогеохимическому направлению формируются кислые сульфатные шахтные воды, значения рН опускается до 2,2, содержание SO42- возрастает до 4,0 – 4,5 , а минерализация – до 10 – 11 г/л; воды существенно обогащены Fe, Mn, Al, Cu и другими металлами. Происхождение данного направления связано с интенсивным развитием в горных выработках процессов окисления серы и сульфидов. Второе направление изменения состава шахтных вод приводит к формированию хлоридно-сульфатных шахтных вод, происхождение которых связано, как с процессами окисления серы, так и с притоком хлоридных подземных вод при углублении горных выработок. В третьем гидрогеохимическом направлении еще больше усиливается роль хлоридных ионов, воды становятся сульфатно-хлоридными за счет притока хлоридных подземных вод на глубоких горизонтах отработки угольных пластов. По четвертому направлению формируются оригинальные содовые шахтные воды с повышенным содержанием иона HCO3- и очень низкими – Ca2+ и Mg2+. Происхождение этих оригинальных вод обусловлено притоком в шахты содовых подземных вод, которые связаны с испарительно-конденсационными процессами [2, 3]. Типичной шахтой, в которой формировались воды первого направления, является ш. Комиссаровская. Для этой шахты наиболее детально рассмотрена ситуация изменения химического состава шахтных вод (рис.) после ликвидации шахты. Шахта Комиссаровская расположена к востоку от г. Гуково, у поселка Лихой, запущена в эксплуатацию в 1946 году. Шахта отрабатывала пласт k2н мощностью от 1 до 2 м с породными 542 ПРОБЛЕМЫ ГЕОЛОГИИ И ОСВОЕНИЯ НЕДР прослоями. Разработка пласта велась системами с обрушением кровли и оставлением угольных целиков в выработанном пространстве. Глубина отработки составляла от 30 до 470 м. Ликвидация шахты «мокрым» способом, путем затопления выработанного пространства, начата в январе 1996 г. Шахта затоплена практически полностью через 3.5 года. В 2000 – 2001 гг. затопленные выработки дренировались самоизливающимися скважинами №8993 и №8994, с августа 2001 г. – скважиной №9083, а в конце 2009 г. была пробурена скв. №58 в балке Дубовая глубиной 45 м, которая вскрыла затопленный горизонт на отметке +93 м. Основной дренаж шахтных вод многие годы осуществлялся скважиной №9083, которая расположена на восточной окраине хутора Коммисаровский. Изливающаяся из скважин вода поступает в р. Лихую, активно ее загрязняя на многие километры. На поле ш. Комиссаровская во время ее эксплуатации сложилась довольно типичная ситуация, характерная для шахтных вод Восточного Донбасса, когда развитие процессов окисления сульфидов привело к образованию умеренно кислых сульфатных вод не высокой минерализации. После ликвидации шахты «мокрым способом» Рис. Химический состав шахтных вод до и после ликвидации ш. Комиссаровская началось постепенное заполнение подземными водами природно-техногенного резервуара (выработанного и осушенного водоотливом пространства). Сооружение скважин №8993, №8994 и №9083 (для предотвращения подтопления хуторов Лихой и Комиссаровский) привело к тому, что из скважин стали вытекать воды аномально высокой минерализации (10 – 17 г/л), с очень большими содержаниями сульфат-иона (6 – 11 г/л), железа, марганца, алюминия и других компонентов. Такая ситуация явилась следствием развития процессов интенсивного окисления сульфидов и растворения ранее накопившихся в зоне выветривания сульфатов. Из скважины №58, как и было предсказано ранее по геофизическим данным, начался излив умеренно минерализованных вод (минерализация в среднем 3 – 3.5 г/л). Но такая ситуация уже наблюдалась после бурения скважин №8993, №8994 и №9083, когда в начальный период изливались слабо минерализованные воды перешедшие в аномально минерализованные. В случае ликвидации скв. №9083, №8993 и №8994 в скважине №58 можно ожидать аналогичной ситуации; т.е. будет происходить рост минерализации и содержаний компонентов из-за интенсификации водообмена и усиления процессов окисления и выщелачивания. После сооружения скв. №58 изменился водный баланс затопленного техногенного горизонта шахты: выход шахтных вод на поверхность из скважин №9083, №3319 и по их за трубному пространству уменьшился более, чем в 2 раза и составляет около 35 м3/час, по новой скважине №58 расход составляет до 25 м3/час. Таким образом, общий расход шахтных вод, поступающих на поверхность, составляет порядка 60 м3/час. Таким образом, в районе шахты Комиссаровская после её ликвидации и бурения водопонизительных скважин начали формироваться оригинальные высокоминерализованные сульфатные слабокислые воды, существенно обогащённые железом, алюминием, марганцем и другими металлами. Эти воды стали мощным СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ. ГЕОИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ В ГИДРОГЕОЛОГИИ 543 источником загрязнения, особенно вод реки Лихая и многих колодцев и скважин в домах хуторов Лихая, Комиссаров и др. Бурение новой скважины №58 позволило существенно снизить минерализацию и содержания большинства компонентов, но при ликвидации скважин №8994 и особенно №8983 ситуация может резко измениться в существенного увеличения минерализации вод и содержания большинства компонентов. Литература 1. 2. 3. 4. Гавришин А.И., Корадини А., Мохов А.В., Бондарева Л.И. Формирование химического состава шахтных вод в Восточном Донбассе. Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2003. – 187 с. Гавришин А.И. Корадини А. Происхождение и закономерности формирования химического состава подземных и шахтных вод в Восточном Донбассе. // Водные ресурсы, 2009. – Т. 36, № 5. – С. 564 – 574. Гавришин А.И. Количественный анализ природных и техногенных гидрогеохимических закономерностей.// Известия высших учебных заведений. Геология и разведка, 2012, №2. – С. 37 – 42. Гавришин А.И., Нестерова В.М. Прогнозирование изменений химического состава шахтных вод шахты «Комиссаровская» в Восточном Донбассе. Мат. IX Международной науч.-практ. конф.» Проблемы геологии, планетологии, геоэкологии и рационального природопользования». Новочеркасск: изд. Лик, 2011. – С.155 – 160. ХИМИЧЕСКИЙ И МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ СОСТАВ ВОД ПРОТОКИ СЕННАЯ КУРЬЯ П.И. Петрова Научный руководитель доцент Е.Ю. Пасечник Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск, Россия Озера городских территорий и их водосборы находятся под влиянием различных антропогенных факторов. Любое изменение на водосборном бассейне в той или иной степени отражается на формировании поверхностного стока, а через него и на состоянии озерной экосистемы [5]. Активная хозяйственная деятельность человека в пределах урбанизированных территорий преобразует весь комплекс гидрологических, гидрохимических и гидробиологических процессов в водных экосистемах; вызывает химическое и тепловое загрязнение водоемов, увеличивает масштабы и темпы эвтрофирования, нарушает экологическое равновесие и процессы саморегулирования [4]. Водоемы с ярко выраженной эвтрофикацией и неблагоприятным санитарным состоянием становятся источниками инфекционных заболеваний. Подобные изменения также приводят к потере озерными системами эстетических свойств, что лишает жителей города мест отдыха, купания, рыболовства. Водные объекты существенно влияют на рекреационную привлекательность города Томска. Приозерные территории города обладают высоким рекреационным потенциалом и могут использоваться для различных видов отдыха при проведении комплекса очистных мероприятий. Цель работы: изучение химического и микробиологического состава вод протоки Сенная Курья. Экологическое состояние протоки Сенная Курья можно оценить путем изучения физико–химических характеристик воды. Для решения данной задачи автором были отобраны пробы воды. Гидрохимический и микробиологический анализы проб воды, отобранных автором, выполнены в аккредитованной Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимиии и микробиологии НОЦ "Вода" ИПР ТПУ. Также были использованы материалы (за 2012 – 2013 гг.) специализированной инспекции государственного экологического контроля и анализа (СИГЭКиА) ОГУ Областного комитета охраны окружающей среды и природных ресурсов Томской области (ОГУ «Облкомприрода»). Таблица 1 Химический состав вод протоки Сенная Курья ПДКкульт-быт, Определяемая характеристика мг/л Взвешенные вещества рН NH4+ SO42– NO2– NO3– Cl– PO43– ХПК БПК5 Feобщ НП Mn 0,75 6,5–8,5 1,5 500 3,3 45 350 3,5 30 4 0,3 0,3 0,1 Концентрация, мг/л Дата отбора проб 11.05.12 02.07.12 30.10.12 22.01.13 9,6 8,9 0,22 <10,0 0,025 39,1 7,9 <0,05 26,0 8,8 0,7 0,019 – 26,9 8,8 6,1 <10,0 0,032 0,36 11,9 0,058 36,1 12,3 0,59 0,023 – <3,0 7,2 1,63 34,1 0,049 1,45 13,6 0,065 23,0 7,6 2,66 0,034 – 59,0 7,1 2,32 19,0 0,054 1,46 11,7 0,112 21,0 7,8 1,95 0,026 – 20.05.13 (проба№1) <5 7,79 0,22 13,3 0,046 3,59 11,2 0,018 5,7 1,42 0,25 0,036 0,183 20.05.13 (проба№2) 9,44 7,67 0,16 13,65 0,048 3,49 10,64 0,021 11,3 2,07 0,28 0,036 0,209