Гидрогеохимическая защищенность подземных вод

В связи с возросшей сложностью условий жизнедеятельности человека учеными во второй половине XX в. обращается внимание на оценку сохранности ресурсов подземных вод. Наиболее распространенной причиной ухудшения качества вод является их загрязнение, под которым следует понимать явление негативного изменения состава подземных вод под воздействием техногенных нагрузок.

Проблема техногенного воздействия на подземные воды территорий городов исследована слабо. В то же время техногенные воздействия на подземные воды территорий городов характеризуются своеобразием, а именно: а) высокой интенсивностью; б) комплексным проявлением рассредоточенного (площадного) и точечного (локального) распределения; в) существенным видовым разнообразием техногенных объектов, резким разнообразием техногенных компонентов по геохимическим свойствам и по принадлежности к минеральному, органическому и органо-минеральному формированию; г) исключительно широким распространением объектов, формирующих органическое и углеводородное загрязнение; д) интенсивным загрязнением атмосферы газообразными компонентами и кислыми атмосферными осадками, практическим загрязнением пород верхней части зоны аэрации микро- и другими компонентами, концентрации которых уменьшаются с глубиной.

Среди методов оценки загрязнения подземных вод первое место отводится установлению степени их защищенности от воздействия источников загрязнения. При этом за граничное условие наличия загрязнения, как правило, принимаются ПДК компонентов-загрязнителей.

В середине 40-х гг. XX в. А.Н. Бунеев обратил внимание на возможность природных сред противостоять техногенному воздействию, предложив использовать для оценки этого явления на урбанизированных территориях «емкость» поглощения природной средой негативности воздействия.

В 1968 г. Ж. Марта (Франция) для оценки способности подземных вод противостоять загрязнению предложила термин «уязвимость» подземных вод по отношению к загрязнению.

В начале 80-х гг. XX в. В.М. Гольдберг (СССР) и С. Газда (ЧССР) сформулировали понятие о геофильтрационной защищенности подземных вод от загрязнения, главным показателем которой, по их мнению, следует считать время достижения загрязнителями уровня подземных вод. Основанием для этого послужили исследования пород по литологическому составу и фильтрационным свойствам, исследования соотношений напоров подземных вод различных водоносных комплексов и пр. В середине 80-х гг. XX в. Л. Аллен, Т. Беннет, Дж. Лен и К. Нейкетт (США) опубликовали работы, касающиеся оценки границ загрязнения подземных вод.

В разных вариантах методикой защищенности подземных вод от загрязнения с геофильтрационных позиций пользуются до настоящего времени. В самом общем виде оценочные параметры этой методики представлены литологическим составом, мощностью пород зоны аэрации, характеризующихся конкретными гидродинамическими условиями. Оценка защищенности — балльная. К наиболее известным исследователям, широко пользующимся указанной методикой, в России относятся И.С. Зекцер, А.Я. Гаев, В.М. Гольдберг, Р.Г. Джамалов, В.А. Мироненко, И.С. Пашковский, Н.В. Роговская и др.

Наряду с термином «защищенность», при оценке загрязнения подземных вод используются термины «уязвимость» и «устойчивость» вод к загрязнению. Эти термины в смысловом отношении неоднозначны: а) защищенность определяется комплексом процессов, протекающих в природно-техногенных системах и снижающих или уничтожающих воздействие загрязнителей на подземные воды; б) уязвимость — обратная величина защищенности; в) устойчивость определяется свойствами природных систем противостоять загрязнению; другими словами, если природная среда устойчива к загрязнению, то она может быть в той или иной степени защищена от загрязнения.

К сожалению, до настоящего времени исследователи при рассмотрении результатов исследований не обращают внимания на используемую терминологию. По нашему мнению, для исследований загрязнения подземных вод, всегда приуроченных к природно-техногенным миграционным системам, наиболее удачен термин «защищенность», так как именно этот термин лучше всего соответствует решению задач по защите природы от негативного техногенного воздействия.

В конце 80-х гг. XX в. С.Р. Крайнов и В.М. Швец, используя термин «устойчивость» геологической среды к загрязнению и основываясь на способности пород зоны аэрации локализовать и предотвратить загрязнение подземных вод посредством формирования гидрохимических барьеров, установленных А.И. Перельманом, по сути, сделали шаг к защищенности подземных вод с гидрогеохимических позиций.

В 80—90-х гг. XX в. и в начале XXI в. К.Е. Питьевой опубликованы работы, в которых рассматриваются вопросы защищенности подземных вод от загрязнения с гидрогеохимических позиций. Большое внимание в этих работах уделяется гидрогеохимической защищенности территорий нефтегазовых месторождений Прикаспия, северозапада Сибири. Восточной Сибири, а также территорий городов (Москвы, Калуги и др.) [16, 21].

В то же время появляются работы А.Н. Белоусовой, О.П. Галактионовой и др., посвященные защищенности подземных вод от загрязнения посредством физико-химических процессов, способствующих снижению концентраций компонентов-загрязнителей при их миграции от источников загрязнения к подземным водам.

В целом исследования загрязнения подземных вод с использованием гидрогеохимической защищенности до настоящего времени находятся в стадии становления. Тем не менее значимость гидрогеохимической защищенности в исследованиях загрязнения подземных вод огромна, и на это указывает следующий простой пример: если с позиций геофильтрационной защищенности подземные воды площадей, сложенных песками, оцениваются как незащищенные от загрязнения, то с гидрогеохимических позиций эти воды защищены от загрязнения по целому ряду компонентов-загрязнителей (например, тяжелым металлам).

К конкретным недостаткам оценки защищенности подземных вод от загрязнения с геофильтрационных позиций следует отнести:

  • а) ограничение рассмотрения защищенности зоной аэрации;
  • б) качественный уровень (балльность) оценки защищенности;
  • в) недостаточность гидрогеологических оценочных параметров, которые могли бы обеспечить оптимальный уровень оценки защищенности от загрязнения;
  • г) слабую достоверность результатов оценки защищенности, особенно в условиях, неблагоприятных для использования приемов геофильтрационной направленности.

Гидрогеохимическая защищенность — это защита подземных вод от негативного влияния техногенных факторов, в том числе объектов загрязнений, осуществляемая физико-химическими процессами в источниках техногенного влияния, в средах на пути к подземным водам и в самих подземных водах, характер которых определяется свойствами компонентов-загрязнителей и условиями природных и техногенных сред, приводящими к полной или частичной ликвидации негативного влияния со стороны техногенных нагрузок.

Физико-химические процессы защищенности рассредоточены по миграционным системам, представленным, в отличие от природных миграционных систем, присутствием загрязнителей и других носителей техногенных нагрузок. Гидрогеохимическая защищенность имеет наиболее существенное значение для прогноза распространения загрязнений в подземных водах территорий, где практически отсутствует геофильтрационная защищенность.

Задачи исследования гидрогеохимической защищенности:

  • 1) выявление наличия физико-химическоих процессов защищенности;
  • 2) оценка характера процессов защищенности;
  • 3) установление приуроченности процессов защищенности к источникам загрязнения и средам распространения загрязнений до подземных вод и к самим подземным водам;
  • 4) количественная оценка процессов защищенности;
  • 5) оценка итоговой защищенности с позиций пространственно- временного прогноза загрязнения подземных вод.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >