Полная версия

Главная arrow География arrow Гидрогеоэкология городов

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

К формированию состава грунтовых вод

Состояние карбонатного и сульфатного равновесий грунтовых вод во многом свидетельствует о разнообразии процессов, происходящих при их загрязнении, и подтверждает изменения в химическом составе грунтовых вод регионального и локального загрязнения.

Грунтовые воды регионального загрязнения при минерализации от < 0,5 г/дм3 до 1,0 г/дм3 преимущественно недонасыщены по карбонатным соединениям и гипсу. При минерализации 0,5—1,0 г/дм3 появляются признаки карбонатного насыщения и уменьшается не- донасыщенность по гипсу (табл. 3.11).

Грунтовые воды локального загрязнения при минерализации от 1,0 до 2,0 г/дм3 перенасыщены по кальциту, но в незначительной степени остаются недонасыщенными по гипсу. Перенасыщение по кальциту в грунтовых водах при возрастании минерализации соТаблица 3.11

Индексы насыщения по карбонату и гипсу Рсо, в грунтовых водах

Минерализация,

г/дм3

Тип

Класс

РС02'

Па

S'c

S'g

Процессы

Гидрогеологические

условия

<0,5

нсо-

нсо- > so42- > сг

<1000

<0

-2,0

Углекислотное

выщелачивание

Область инфильтра- ционного питания и транзита

0,5-1,0

~0

  • 0
  • 1

о

т

Переход углекислотного выщелачивания к кристаллизации карбонатных минералов

Транзита

1,0-2,0

so42-

SO2- > НСО3- > СГ

>1000

>0

-0,7...-0,4

Кристаллизация карбонатных минералов

Транзита и разгрузки

2,0-5,0

нсо3"

НСО3- > СГ > so2-

>0

1

О

о

о

Начальная кристаллизация гипса

5,0-8,0

сг

Cr>HC03->S02-

=0,0

Усиление кристаллизации гипса

>8,0

сг

СГ > НСО- > SO2-

>0

Кристаллизация гипса

храняется, а, начиная с минерализации около 2—5 г/дм3, воды насыщаются по гипсу.

В соответствии с неустойчивостью карбонатного и сульфатного равновесий изменяются связанные с ними процессы и, как следствие, химический состав грунтовых вод.

В грунтовых водах околоприродного фона (минерализация < 0,5 г/дм3) преобладают процессы углекислотного выщелачивания, сменяющиеся при минерализации 0,5—1,0 г/дм3 процессами карбо- натизации. Воды имеют карбонатный тип.

Развивающийся в водах при минерализации 1,0—2,0 г/дм3 процесс кристаллизации карбонатных минералов способствует переходу карбонатного типа в сульфатный (см. табл. 3.11).

При минерализации ~2,0—5,0 г/дм3 тип грунтовых вод становится вновь карбонатным, что обусловливается началом кристаллизации из вод гипса, которая продолжается в условиях возрастающей минерализации вод. Карбонатный тип этих грунтовых вод обеспечивается хорошо растворимым карбонатом натрия.

При большей минерализации формируется хлоридный тип вод, в которых повышены карбонаты, а сульфаты содержатся в незначительных концентрациях (0,2—0,8 мг-экв/дм3). Повышенные концентрации карбонатов олицетворяют собой органические соединения, присутствующие в этих водах в хорошо растворимых минералорга- нических комплексах. Это подтверждается высокими значениями (>1000 Па) РСОг (см. табл. 3.11).

При повышении минерализации грунтовых вод компоненты меняются местами. В водах околоприродного фона, а также водах регионального загрязнения (ЕМ 0,5—1,0 г/дм3) НСО/> SO3- > СГ, но концентрация S04“ и СГ увеличивается вследствие загрязнения, концентрация НСО/ уменьшается в результате кристаллизации CaMgC03. В водах с минерализацией 1,0—2,0 г/дм3 концентрация SO2- достигает максимума (состав вод становится S04HC03C1) и при >2,0 г/дм3 вследствие кристаллизации гипса начинают снижаться и S042-, и Са2+ — состав воды становится HC03ClNa.

Дальнейшие изменения в составе грунтовых вод связаны с их загрязнением хлоридом натрия и ослаблением процессов окисления органических составляющих вследствие снижения содержания кислорода.

Загрязнение грунтовых вод в максимальных концентрациях приурочено к локальным участкам, которые можно считать аномалиями загрязнения в отличие от регионального загрязнения.

Загрязнение грунтовых вод сульфатами на участках гидрогеохимических аномалий характеризуется преимущественно значениями 20-30 мг-экв/дм3 (или 960 и 1440 мг/дм3).

Загрязнение вод хлоридами на участках гидрогеохимических аномалий в среднем характеризуется значениями от 7 до 30 мг-экв/дм3 (или от 245 до 1050 мг/дм3).

Максимальное содержание хлоридов в грунтовых водах аномалий с минерализацией около 60 г/дм3 достигает 50 мг-экв/дм3 (или 1750 мг/дм3) и более.

Солевые формы грунтовых вод аномалий загрязнения по анионогенным компонентам представлены карбонатными, сульфатными и хлоридными соединениями; по катионогенным — соединениями кальция и натрия (табл. 3.12).

В грунтовых водах аномалий с минерализацией 1,0—2,0 г/дм3 (классификационная группа S04HC03C1, точечно присутствуют воды HC03S04ClCaNanMg состава) HCOj > SO2- > Cl- и Са2+ > Na+ (см. табл. 3.12, 3.13).

В пределах классификационной группы грунтовых водах с минерализацией более 2,0 г/дм3, для которой в целом характерно НСО“ >

Таблица 3.12

Солевой состав грунтовых вод гидрогеохимических аномалий загрязнения

Минерализация,

г/дм3

Формула

компонентного

состава

Солевой состав, моль/дм3

10“3

1,2

HC03S04CaNaMg

Скважина

6858

3689

1,8

HC03S04NaCa

СаС03 (3% Mg)

3,042

3,656

CaMg(C03)2

2,077

0,587

Na2C03

1,106

8,136

Na2S04

1,940

2,310

NaCI

0,801

1,756

Св. карбонат

4,832

4,907

1,5

HC03S04CICaMgNa

Скважина

6502

1100

1,8

HC03S04CICaNaMg

СаС03 (3% Mg)

2,522

2,156

CaMg(C03)2

3,308

4,590

CaS04

2,479

2,692

Na2S04

1,020

0,657

NaCI

2,900

5,040

Св. карбонат

4,235

3,731

2,5

HC03S04NaCa

Скважина

1543

1281

3330

2,9

HC03CINaCaMg

СаС03 (3% Mg)

2,786

5,759

4,627

2,6

HC03CINaCa

CaMg(C03)2

2,362

4,794

2,082

Na2C03

17,720

9,746

11,420

Na2S04

2,800

1,363

0,299

NaCI

2,483

4,936

8,740

Св. карбонат

16,380

6,910

7,546

4,6

HC03CINaCaMg

Скважина

1767

1470

2080

4,7

HC03CINaCaMg

СаС03 (3% Mg)

0,660

1,585

1,287

5,2

HC03NaCaMg

CaMg(C03)2

12,890

12,480

10,360

Na2C03

20,210

23,560

38,420

Na2S04

0,642

0,822

0,199

NaCI

20,660

8,430

4,230

Св. карбонат

13,870

4,933

9,936

7,8

CIHC03NaCaMg

CaC03 (3% Mg)

10,380

CaMg(C03)2

3,749

CaS04

0,648

NaCI

82,010

MgCI2

6,943

Св. карбонат

13,090

Ряды по убыванию содержания солевых форм в водах гидрогеохимических аномалий загрязнения

Таблица 3.13

Скв.

Суммарное содержание карбонатных, сульфатных,

Соотношение

IM, г/дм3

хлоридных солей

компонентов

6858

СаС03 (3% Mg) > СаМд(С03)2 > Na2S04 > Na2C03 > NaCl

co2->so2->ci-

1,2

СС)2~ (6) > SO2" (2) > Cl" (0,84); Са2+ (5) > Na+ (3,8)

Са2+ > Na+

6502

СаМд(С03)2 > NaCl > СаС03 (3% Мд) > CaS04 > Na2S04

1,5

СО2" (5) > SO2" (3,5) > Cl" (3); Са2+ (7) > Na+ (3,9)

3689

Na2C03 > СаС03 (3% Мд) > Na2S04 > NaCl > СаМд(С03)2

1,8

СО2" (12) > SO2" (3,3) > Cl" (1,7); Na+ (12) > Са2+ (5)

1100

NaCl > СаМд(С03)2 > CaS04 > СаС03 (3% Мд) > Na2S04

co2->cr>so2-

1,8

СО2- (7) > CI- (5) > SO2” (3); Са2+ (8) > Na+ (5)

Са+ > Na+

1543

Na2C03 > Na2S04 > СаС03 (3% Мд) > СаМд(С03)2 > NaCl

co2->ci->so2-

2,5

СО2" (22) > Cl" (=2,5) > SO2' (=2,5); Na+ (22) > Са2+ (5)

Na+ > Ca2+

1281

Na2C03 > СаС03 (3% Мд) > NaCl > СаМд(С03)2 > Na2S04

2,9

СО2" (20) > СС (5) > SO2" (1,5); Na+ (15) > Са2+ (11,6)

3330

Na2C03 > NaCl > СаС03 (3% Мд) > СаМд(С03)2 > Na2S04

2,5

СО2" (18,5) > CI" (9) > SO2- (0,5); Na+ (20) > Са2+ (7)

1767

NaCl > NaHC03 > СаМд(С03)2 > СаС03 (3% Мд) > Na2S04

4,6

СО2" (33,5) > СС (20,5) > SO2- (0,6); Na+ (41) > Са2+ (13,5)

1470

Na2C03 > СаМд(С03)2 > NaCl > СаС03 (3% Мд) > Na2S04

4,7

СО2" (38) > CI- (8,5) > SO2- (0,8); Na+ (33) > Са2+ (14)

2080

Na2C03 > СаМд(С03)2 > NaCl > СаС03 (3% Мд) > Na2S04

5,2

СО2" (50) > СС (4) > SO2- (0,2); Na+ (42) > Са2+ (11)

7,8

NaCl > СаС03 (3% Мд) > MgCI > СаМд(С03)2 > CaS04

ci->co2->so2-

Cl" (89) > СО2- (14) > SO2- (0,6); Na+ (82) > Са2+ (13) > Мд2+ (7)

Na+ > Ca+ > Mg+

> СГ > SO2- и Na+ > Са2+, выделяются подгруппы с некоторыми особенностями в соотношениях компонентов.

Подгруппа вод: а) с минерализацией 2,0-5,0 г/дм3 компонентный состав HC03ClNa при НС03“ » СГ; главные соли Na2C03 и NaCl;

  • б) с минерализацией 5,0-8,0 г/дм3 компонентный состав ClHC03Na при приближающихся значениях хлоридов к гидрокарбонатам;
  • в) с минерализацией > 8 г/дм3 при СГ » НС03_ воды хлоридные натриевые.

Особенности распределения грунтовых вод околоприродного фона и вод регионального загрязнения в целом характеризуются: а) для первых — приуроченностью к областям инфильтрационного питания атмосферными осадками преимущественно в пределах центральных водоразделов; б) для вторых — к областям транзита на участках склоновых частей водоразделов.

В общем виде минерализация вод увеличивается в направлении фильтрационного потока, что обусловлено возрастанием в этом направлении количеств смешивающихся с грунтовыми водами загрязненных атмосферных осадков. Подтверждением этого является то, что изолинии величин минерализации грунтовых вод повторяют конфигурацию гидроизогипс. Границы участков грунтовых вод с различным компонентным составом представлены изолиниями минерализации с величинами, характеризующими диапазоны, свойственные гидрогеохимическим группам, полученным в результате гидрогеохимического классифицирования (0,5; 1,0).

Площади, занятые грунтовыми водами регионального загрязнения, менее обширны по сравнению с площадями распространения вод околоприродного фона; они образуют узкие полосы на севере, в центральной части города, на западе и юго-западе, частично — на юге. Границы распространения этих вод несколько расширяются на склоновых частях водоразделов рек Яузы, Москвы, Серебрянки и в Нагатинской пойме.

Грунтовые воды аномалий загрязнения распространены на территории г. Москвы в большом количестве, но незначительны по площади: в долине Москвы-реки, в пределах центральной части города, в долине р. Котловки, значительно расширяясь в Измайлове, на Краснохолмской излучине, в Нагатинской пойме, долинах рек Серебрянки, Сходни, а также бассейновых рек Чертановки, Городни и пр.

Рассматривая распространение грунтовых вод разного состава на территории г. Москвы по площади и в разрезе, следует отметить:

  • а) их площадное распространение носит характер неоднородности вследствие сочетания закономерностей регионального загрязнения, обусловленного фильтрационным потоком со случайным расположением аномалий загрязнения в гидродинамическом отношении, определяемым размещением техногенных объектов;
  • б) преобладание изменчивости химического состава грунтовых вод в границах отдельных аномалий загрязнения с глубиной залегания;
  • в) разнообразие минерализаций и компонентного состава грунтовых вод аномалий загрязнения, формирующихся под влиянием различных в геохимическом отношении объектов;
  • г) подчиненность геохимических типов загрязненных грунтовых вод геохимическим свойствам компонентов-загрязнителей и свойствам вмещающих и окружающих их сред.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>