Полная версия

Главная arrow География arrow Гидрогеоэкология городов

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

Микрокомпоненты в подземных водах горизонтов карбона

Азотные соединения

Распределение в водах водоносных горизонтов карбона азотных соединений в целом характеризуется диапазоном от 0,005 до 10 мг/дм3 и более. По водам водоносного горизонта С3 данных мало; значительно больше их по водам водоносных горизонтов С2 и Cv В водах этих двух водоносных горизонтов NH+ и N03" содержатся в близких концентрациях, преимущественно 0,1-1,0 мг/дм3; в меньшем числе проб — в концентрациях 1,0—5,0 мг/дм3; редко — 5,0—10,0 мг/дм3 и выше.

N0^ имеет меньшие концентрации — от < 0,005 до 0,1-1,0 мг/дм3: чаще — < 0,005 и 0,1—1,0 мг/дм3; реже — 0,1-1,0 мг/дм3 (табл. 3.16).

Такое распределение концентраций позволяет сделать выводы:

а) о широком распространении азотных соединений всех трех форм (NHJ, N0^, N0/) в водах водоносных горизонтов карбона и о существенных их концентрациях;

Та блица 3.16

Распределение азотных соединений в водах водоносных горизонтов карбона

Индекс

Компонент

Диапазоны содержаний, мг/дм3

Число проб

<0,005

0,01-0,05

0,1-1,0

1,0-5,0

5-10

>10

мн;

1

2

3

&

6

NO-

NO;

4

2

nh;

3

25

5

  • ?
  • 33

NO-

15

7

11

NO;

2

24

1

4

2

nh;

3

22

8

  • ?l
  • 33

NO;

16

8

29

NO;

1

20

11

1

б) об определяющей роли органической составляющей в формировании NH+, а кислорода — в образовании NO”, N03".

Существенными источниками органических загрязнений в водах горизонтов карбона являются загрязненные ими грунтовые и поверхностные воды; окислителями, помимо кислорода атмосферы, являются органические кислоты. Окисление аммония в нитрит и нитрат протекает слабее по сравнению с окислением «органики», так как именно она является активнейшим потребителем кислорода. Этим объясняется сохранность аммония в водах в значительных концентрациях.

Формированию азотных соединений в водах горизонтов карбона способствует эксплуатационный режим, интенсифицирующий перетоки в них грунтовых и поверхностных вод.

Распределение других микрокомпонентов в подземных водах водоносных горизонтов карбона

Рассматривается на примере Sr, F, Мп, В, Ва, А1, характеризующихся различными геохимическими свойствами, что дает возможность получить представление о формировании микрокомпонент- ного состава вод названных водоносных горизонтов на территории г. Москвы в целом.

Рассмотрение особенностей распределения микрокомпонентов в водоносных горизонтах карбона осуществлено для каждого горизонта отдельно.

В целом концентрации рассматриваемых микрокомпонентов в водах верхнего, среднего и нижнего карбона имеют диапазон от тысячных мг/дм3, установленных по Мп (0,002), до первых десятков, установленных по Sr (20,1). Диапазон средних их концентраций, установленный по Мп, — от 0,006 мг/дм3 до единиц (по Sr — 9,0 мг/ дм3). Диапазон максимальных концентраций микрокомпонентов в водах карбона — от 0,095 мг/дм3 (Ва) до первых десятков 20,1 (Sr) мг/дм3 (табл. 3.17).

Таблица 3.17

Изменение концентраций микрокомпонентов в подземных водах горизонтов карбона

В одном комплексе

Концентрация,

мг/дм3

Концентрация от С3 к Сг мг/дм3

Увеличивается

Уменьшается

незначительно

Sr

F

В

Ва

Мп

Сз

Минимум

0,5

0,12

0,004

0,037

0,002

Максимум

5,6

2,03

0,27

0,13

0,45

Среднее

2,5

0,8

0,16

0,09

0,014

Минимум

0,5

0,06

0,004

0,006

0,002

Максимум

16,5

7,33

0,97

0,173

0,83

Среднее

3,3

4,05

0,24

0,06

0,015

с,

Минимум

1,1

0,87

0,18

0,012

0,002

Максимум

20,1

4,05

1,27

0,095

0,57

Среднее

9,0

2,9

0,7

0,06

0,006

Распределение значений микрокомпонентов в водах карбона (см. табл. 3.17):

а) минимальных:

С3 — Sr, F — десятые мг/дм3; Ва — сотые; В, Мп — тысячные;

С2 — Sr, F — сотые—десятые мг/дм3; В, Ва, Мп — тысячные;

С, — Sr, F — десятые—единицы мг/дм3; В — десятые; Ва, Мп — десятые—тысячные;

б) максимальных:

С3 — до 10 мг/дм3 при [Sr] > [F]; В, Ва, Мп — десятые;

С2 — Sr, F —до 20 мг/дм3 при [Sr] > [F]; В, Ва, Мп — десятые;

С, — Sr, F — до 20 мг/дм3 и выше при [Sr] » [F]; В — единицы, Ва — сотые, Мп — десятые;

в) средних:

С3 — Sr сотые—десятые при [Sr] > [F]; В — десятые; Ва, Мп — сотые;

С2 — Sr, F единицы при [Sr] ~ [F]; В — десятые; Ва, Мп — сотые;

С, — Sr, F единицы (до 10) при [Sr] » [F]; В — десятые; Ва, Мп — сотые.

В общем виде:

  • 1) по характеру распределения в водах всех трех водоносных горизонтов карбона микрокомпоненты по данным минимальных, максимальных и средних значений образуют группы Sr, F, В, Мп, Ва;
  • 2) Sr, F значительно преобладают над В, Мп, Ва;
  • 3) Sr преимущественно превышает концентрации F.

Для вертикального разреза карбона характерна неоднородность в распределении минимальных, максимальных и средних значений рассматриваемых микрокомпонентов. Неоднородность для отдельных микрокомпонентов является своеобразной, что определяется пространственной неоднородностью распределения микрокомпонентов в водах отдельно взятого водоносного горизонта.

По частоте встречаемости микрокомпоненты образуют ряды по уменьшению концентраций (табл. 3.18):

а) в водах горизонта С3 (мг/дм3):

F (0,1-5,0) > Sr (0,1-1,0) > В (0,05-0,5) > Ва, Мп (0,01-0,5) > А1 (0,01-0,05);

б) в водах горизонта С2 (мг/дм3):

Sr (0,1-15) > F (0,05-5,0) > В (0,05-5,0) > Мп (<0,005-1,0) > Ва (0,005-0,5) > А1 (<0,005-0,5);

в) в водах горизонта С1 (мг/дм3):

Sr (1,0-15 и более) > F (0,5-5,0) > В (0,1-5,0) > Ва (0,01-0,1) > Мп (<0,005-1,0) > А1 (0,005-0,01).

В целом в водах всех трех горизонтов микрокомпоненты образуют группы: Sr, F с концентрациями десятые—единицы мг/дм3; В, Ва, Мп — десятые—сотые мг/дм3; А1 — преимущественно сотые мг/дм3.

По данным средних содержаний в водах С3, С2, С1 (табл. 3.19) очевидно, что микрокомпоненты образуют соотношения [Sr] > [F] > > [В] > [Ва] > [Мп]. По минимальным и максимальным содержаниям однозначность в распределении микрокомпонентов сохраняется только в водах горизонта Ср а в водах горизонтов С2 и С3 — определенно [Sr] > [F].

Для рассматриваемых микрокомпонентов составлены ранжированные ряды по возрастанию концентраций в водах горизонтов С3, С2, Cj, в каждый из которых вошло 50 и более значений.

В разрезе карбона установлен следующий характер изменения концентраций микрокомпонентов (см. табл. 3.19, 3.20):

а) минимальные, максимальные и средние концентрации Sr, F, В преимущественно увеличиваются в водах от горизонта С3 к С{; Ва и Мп меняются неравномерно с тенденцией к уменьшению;

Табл и ца 3.18

Распределение микрокомпонентов в водах водоносных горизонтов карбона

Индекс

Компонент

Диапазон содержания, мг/дм3

Число проб

<0,005

0,005-0,01

0,01-0,05

0,05-0,1

0,1-0,5

0,5-1,0

1,0-5,0

5,0-10,0

10,0-15,0

>15,0

AI

4

2

Ва

2

3

1

с3

В

1

2

3

6

Sr

3

3

F

3

1

2

Мп

1

1

2

2

AI

8

8

9

2

1

Ва

2

8

21

7

С2

В

7

22

5

4

38

Sr

1

8

14

10

4

1

F

2

7

29

Мп

3

4

17

7

7

1

AI

14

20

1

Ва

25

10

q

В

15

16

4

35

Sr

13

6

14

2

F

2

33

Мп

7

10

10

6

1

1

Соотношения между микрокомпонентами в водах водоносных горизонтов карбона

Таблица 3.19

Водоносные

комплексы

карбона

Соотношения компонентов по концентрациям

минимальным

максимальным

средним

Сз

[Sr] > [F] > [Ва] > [В] > [Мп]

[Sr] > [F] > [Мп] > [В] > [Ва]

[Sr] > [F] > [В] > [Ва] > [Мп]

С2

[Sr] > [F] > [Ва] > [В] > [Мп]

[Sr] > [F] > [В] > [Мп] > [Ва]

[Sr] > [F] > [В] > [Ва] > [Мп]

[Sr] > [F] > [В] > [Ва] > [Мп]

[Sr] > [F] > [В] > [Ва] > [Мп]

[Sr] > [F] > [В] > [Ва] > [Мп]

Таблица 3.20

Диапазоны концентраций компонентов (мг/дм3) в подземных водах карбона по данным ранжированных рядов

Водоносные комплексы карбона

Компоненты, мг/дм3

Sr

F

В

Ва

Мп

Сз

0,5-0,65

0,12-0,4

0,004-0,18

0,037-0,092

0,002

4,95-5,65

1,53-2,03

0,23-0,27

0,113-0,129

0,064-0,091

-

-

-

-

0,25-0,45

С2

0,32-0,85

0,06

0,004-0,027

0,006-0,016

0,002-0,005

1,00-4,95

0,19-0,98

0,027-0,08

0,093-0,11

00,012-0,12

5,00-9,90

1,10-3,16

0,11-0,17

0,146-0,173

0,20-0,48

10,53-12,60

5,53-7,33

0,20-0,58

-

0,83

16,5

5,53-7,33

0,80-0,97

-

-

С1

1,11-4,95

0,87

0,13-1,27

0,012-0,096

0,002-0,009

6,26-7,35

1,06-1,87

-

-

0,01-0,08

9,60-14,00

2,00-4,05

-

-

0,32-057

17,63-20,10

-

-

-

-

б) воды каждого водоносного горизонта карбона с позиций мик- рокомпонентного состава представляют собой самостоятельные, но в то же время близкие по условиям формирования системы, на образование которых главное влияние оказывают их геохимические свойства, ограничивающие накопление микрокомпонентов в подземных водах вмещающих и окружающих сред водоносных горизонтов карбона.

Все рассмотренные микрокомпоненты (кроме алюминия) в каждом из водоносных горизонтов карбона характеризуются концентрациями, близкими и превышающими ПДК (табл. 3.21).

Устойчивость в подземных водах водоносных горизонтов карбона рассматриваемых микрокомпонентов объясняется присутствием в этих горизонтах их источников, представленных, главным образом, минералами бария, стронция (в С3 и С2 — стронцианитом SrC03

Та блица 3.21

Сведения о превышении концентрации микрокомпонентов ПДК в водоносных горизонтах карбона по данным ранжирования рядов

Водоносные

Концентрация выше ПДК (мг/дм3)/превышение ПДК (в число раз)

горизонты

Sr

F

В

Ва

Мп

5,0

1,5

-

0,11

0,25

2,5

1,0

1,0

2,5

сз

6,0

2,0

-

0,13

0,45

3,0

1,3

1,3

4,5

5,0

3,0

Об

0,11

0,12

2,5

2,0

1,2

1,0

1,2

10

10

0,15

0,2

с

5,0

3,3

2,0

1,5

2,0

С2

12,6

LA

-

0,17

0,5

6,3

4,6

1,7

5,0

16,5

-

-

-

0,8

8,2

8,0

5,0

1,3

01

01

2,5

1,3

2,6

1,0

1,0

7,0

4,0

-

-

03

г

3,5

2,5

3,0

С1

14

-

-

-

0,6

7,0

6,0

20

-

-

-

-

10

ПДК, мг/дм3

2,0

1,5

0,5

0,1

0,1

и в Cj — также целестином SrS04 и др.); органическими составляющими (биогенные В, F) и металлами (Мп).

Различия в концентрациях микрокомпонентов в подземных водах обусловлены главным образом растворимостью их миграционных форм. Слабой растворимостью обладают карбонатные формы бора, марганца, карбонатные и сульфатные формы бария. Кристаллизация марганца возможна также при образовании диоксида марганца.

Основные положения по формированию микрокомпонентов в подземных водах карбона

1. В настоящее время подземные воды водоносных горизонтов карбона содержат микрокомпоненты в концентрациях, превышающих их природные концентрации и ПДК.

Существенной причиной загрязненности подземных вод карбона по микрокомпонентам является значительное питание загрязненными грунтовыми водами, характеризующимися вследствие высоко кого содержания «органики» преобладанием восстановительных условий над окислительными.

Влияние грунтовых вод на воды карбона ослабевает вниз по разрезу к горизонту Ср следствием чего является уменьшение концентрации многих микрокомпонентов в водах этого горизонта.

  • 2. Количественно загрязнение подземных вод карбона некоторыми микрокомпонентами слабее их загрязнения макрокомпонентами, вследствие широкого развития в зоне аэрации процессов, способствующих снижению концентраций микрокомпонентов в грунтовых водах. Это процессы осаждения ряда микрокомпонентов, (Fe, Мп и др.) из стоков (изоморфного, окисления и др.).
  • 3. Интенсифицируется загрязнение вод карбона редкими и рассеянными (В, Li и др.) микрокомпонентами органогенного генезиса и элементами минералов пород, на которые загрязненные грунтовые воды оказывают агрессивное воздействие.
  • 4. Интенсифицируется загрязнение вод карбона рядом микрокомпонентов (А1 и др.), поступающих в грунтовые воды вследствие углекислотного выщелачивания стоками пород зоны аэрации. Этому способствует обогащение большинства стоков органическими компонентами.
  • 5. Ослабевает загрязнение подземных вод карбона микрокомпонентами, образующими соединения с уменьшающейся растворимостью в условиях возрастающих температур.
  • 6. Основным процессом загрязнения вод карбона микрокомпонентами является смешение с жидкими загрязнителями, на фоне которого развиваются остальные процессы.
 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>