СЕКЦИЯ 7. ГИДРОГЕОХИМИЯ И ГИДРОГЕОЛОГИЯ ЗЕМЛИ

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