CC BY
34
УДК 551
Вестник СПбГУ. Сер. 7,2005, вып. 1
Н. И. Сумина, А. А. Бородавкина, А. А. Бландов, В. А. Бландова, Д. А. Довга, О. С. Мухамадиева, Н. И. Хаустов
ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД НА СЕВЕРНОМ ПОБЕРЕЖЬЕ ОЗ. ОТРАДНОЕ И НА ЧАСТИ ЗАПАДНОГО ПОБЕРЕЖЬЯ ЛАДОЖСКОГО ОЗЕРА
Авторы этой работы приняли участие в экспедиции «Живая вода». Перед нашей группой стоял ряд довольно сложных и интересных задач. В 2003 г. был исследован довольно большой участок на северном побережье оз. Отрадное, включающий поселки Плодовое, Борисово, Отрадное, Веснино, Уральское. В 2004 г. обследование было продолжено, и одной из поставленных задач было сравнить данные прошлого года с новыми результатами по тем же водопунктам.
Для того чтобы как можно подробнее ознакомиться с гидрогеологическими условиями этого района, мы постарались, насколько возможно, увеличить участок исследований и заложили несколько новых маршрутов. Изучаемая территория находится в зоне питания гдовского водоносного горизонта и процессы, протекающие здесь, оказывают непосредственное влияние на состояние горизонта в целом, который является одним из наиболее эксплуатируемых в Ленинградской обл. [1]. Был проведен маршрут от Приозерска до Кузнечного. Также часть проб отобрана во время поездки на о-в Коневец.
В ходе экспедиции было отобрано и проанализировано 35 проб. Все полученные данные представлены в табл. 1. Анализы выполнялись при помощи полевой лаборатории и портативного микропроцессорного колориметра.
Таблица 7. Результаты химического
№ пробы Местоположение РН Т,°С Общая жесткость, мг-экв/л НСОз- вог СГ
мг-экв/л мг/л мг-экв/л мг/л мг-экв/л мг/л
1 Колодец, 100 м от водона-
порной башни на терри-
тории научно-опытной
станции (НОС) 6,0 11 0,75 1,42 86,62 0,17 8,00 0,26 9,23
2 Колодец, по дороге в От-
радное, слева у дороги, у
кипарисовой аллеи 6,0 9 0,85 0,46. 28,06 0,33 16,00 0,3 10,69
3 Оз. Отрадное, у точки № 2 6,8 20 0,55 0,82 50,02 0,25 12,00 0,36 12,78
4 Дер. Веснино, колодец, в
300 м от развилки в де-
ревне, по дороге вдоль 1
озера 7,0 8 4,00 4,26 259,86 0,125 6,00 0,3 10,50
5 Оз. Веснино, у берега,
с мостков у сторожки 6,8 21 0,6 0,58 35,38 0,083 4,00 0,36 12,78
6 Нижнее Веснино, колодец,
дачная часть поселка,
центр ,6,4 8 0,35 0,5 30,5 0,687 33,00 0,44 15,62
7 Плодовое, река, выше доро-
ги, у моста 6,0 19 0,72 0,7 42,7 - 0,1 4,00 0,5 17,75
8 Плодовое, финский коло-
дец, напротив вышки 6,8 5 5,8 3,86 235,46 1,104 53,00 1,66 58,93
9 Берег Ладожского озера,
ручей Черный, 300 м вы-
ше устья 6,0 15 0,5 . 0,3 18,3 0,17 8,00 0,38 13,49
10 Берег Ладожского озера,
ручей из оз. Узкое 6,6 15 0,75 0,4 24,4 0,17 8,00 0,68 24,14
О Н. И. Сумина, А. А. Бородавкина, А. А. Бландов, В. А. Бландова, Д. А. Довга, О. Н. Мухамадиева, Н. И. Хаустов, 2005
Исследования параллельно велись в нескольких направлениях, каждое из них рассмотрим отдельно.
Результаты гидрохимического опробования и оценка экологического состояния природных вод на северном побережье оз. Отрадное. В 2004 г. район исследований впервые включил оз. Веснино и пос. Солнечное. Было отобрано и проанализировано 29 проб из колодцев, родников, рек и озер. Результаты анализов представлены в табл. 1. В целом из этих данных можно сделать следующие выводы:
1) природные воды района очень разнородны по своим гидрохимическим характеристикам. Минерализация колеблется от 0,04 до 0,54 г/л (ультрапресные и пресные воды), рН - от 4,4 (кислые воды) до 8,0 (слабощелочные), общая жесткость - от 0,35 (очень мягкие воды) до 5,0 мг-экв/л (умеренно жесткие). Соотношение макрокомпонентов самое разнообразное, встречаются как гидрокарбонатно-кальциевые, так и хлоридно-натриевые воды;
2) поверхностные воды отличаются более однородными характеристиками, они все ультрапресные и очень мягкие, от слабокислых до слабощелочных, преимущественно гидрокарбонатно-кальциевые и гидрокарбонатно-натриевые, хотя проба № 17 из оз. Отрадное относится к хлор и дно-натриевым водам;
3) далеко не все опробованные нами воды подходят для питьевого водоснабжения. Во многих пробах отмечено пониженное значение рН. И если в основном такие значения были около 6,0, что не является очень уж существенным отклонением от нормы, то вода с рН 4,4 (проба № 20) ни в коем случае не может быть рекомендована к употреблению в качестве питьевой. Также необходимо обратить внимание на то, что во многих пробах содержание тяжелых металлов выше, чем ПДК. Нередко встречаются и превышения ПДК по концентрации общего железа, а в двух пробах - фтора. Но соединения фтора и железа в водах очень неустойчивы, поэтому легко удаляются просто отстаиванием воды, предназначенной для питья.
Сравнение результатов опробования в 2003 и 2004 гг. Ряд водопунктов был опробован в 2003 и 2004 гг. для сравнения. По этим данным (табл. 2) можно отметить, что в большинстве проб в 2004 г. по сравнению с 2003 г. уменьшились жесткость, минерализация и содержание нитратов. Судя по всему, это следствие обильных дождей, шедших летом 2004 г. Благодаря интенсивному поступлению атмосферных вод, произошло разбавление в открытых водоемах и на участках со слабой защищенностью подземных вод.
анализа проб воды
Са+2 Mg+2 Na* + К+ NOf, мг/л NCV, мг/л nh4,+ мг/л F^oóin, мг/л Сумма металлов, ммоль/л F", мг/л о2, мг/л Минерализация, г/л
мг-экв/л мг/л мг-экв/л мг/л мг-экв/л мг/л
0,62 12,5 0,13 1,5 1,1 25,3 0,03 0 0,4 1,05 0,0001 2,3 3 0,14
0,375 7,5 0,48 5,7 0,24 5,52 0,01 0 0,1 0J3 0,001-0,003 0,89 4 0,07
0,25 5,0 0,3 3,6 0,88 20,24 0,01 0 0,1 0,05 0,0001 0,19 5 0,10
3,75 75,0 0,25 3,0 0,685 15,76 0,51 0 0,1 0,20 0,0003 0 2 0,37
0,5 10,0 0,1 1,2 0,46 10,58 0,00 0 0,7 0,93 0 0 3 0,07
0,87 17,5 0,8 0,9 0,68 15,58 0,00 4,3 0,1 0,13 0 0 4 0,11
0,5 10,0 0,22 0,44, 0,58 13,34 0,00 0 0,7 1,98 0,0001 0 1 0,07
3,25 65,0 2,55 30,6 0,82 16,48 0,00 2,4 0,1 0,25 0,0003 0 0,46
0,25 5,0 0,25 3,0 0,35 8,05 0,00 0 0,25 0,80 0,0001 0 3 0,05
0,5 10,0 0,25 3,0 0,5 П,5 0,00 0 0,2 0,5 0,0001 <0,5 0,08
Общая нсог sor2 сг
№ пробы Местоположение рН 7У°С
жесткость,
мг-экв/л мг-экв/л мг/л мг-экв/л мг/л мг-экв/л мг/л
11 Озеро у дер. Пески 6,8 0,5 0,35 21,35 0,1 4,00 0,58 20,59
12 Плодовое, родник под ого-
родом 6,6 10 3,6 1,9 115,9 1,167 56,00 1,38 48,99
13 Плодовое, колодец, первая группа домов, слева у до-
роги 6,8 2,5 4,47 272,67 1,23 59,00 1,54 54,67
14 Плодовое, колодец, начало
шоссе на Отрадное 6,6 7 2,65 1,8 109,8 0,33 16,00 0,88 31,24
15 Колодец, 900 м по дороге от
№ 14 6,0 8 0,85 0,72 43,92 0,25 12,00 0,46 16,33
16 Колодец, 50 м от кладбища 6,8 0,95 0,77 46,97 0,33 16,00 0,62 22,01
17 Оз. Отрадное, у пос. Бори-
сово 7,6 21 0,5 0,53 32,33 0,083 4,00 0,56 19,88
18 Оз. Отрадное, у мыса Пти-
чий 7,6 19 0,55 0,46 28,06 0,083 4,00 0,44 15,62
19 Оз. Отрадное, у лагеря экс-
педиции 6,0 20 0,45 0,48 29,28 0,083 4,00 0,32 11,36
20 У конторы НОС 4,4 15 0,82 0,98 59,78 0,33 16,00 0,52 18,46
21 Солнечное, ручей Еловый 5,8 0,5 0,29 17,69 0,083 4,00 0,22 7,81
22 Солнечное, озеро у пляжа, у
дороги 7,0 0,55 0,52 31,72 0,083 4,00 0,36 12,78
23 Солнечное, колодец, вторая группа домов вдоль доро-
ги 6,6 0,65 0,73 44,53 0,417 20,00 ' 0,94 33,37
24 Солнечное, колодец, часть
деревни слева от шоссе 6,6 3,1 1,68 102,48 0,6875 33,00 1,26 44,73
25 Уральское, колодец, центр
деревни 6,7 2,1 1,36 82,96 0,33 16,00 0,62 21,65
26 Уральское, колодец, 50 м от
остановки 7,0 3,3 2,53 154,33 1,104 53,00 1,22 43,31
27 Уральское, колодец, север-
ная окраина 6,2 2,15 1,12 68,32 0,33 16,00 1,52 53,96
28 Скважина, о-в Коневец 4,4 0,75 , 0,59 35,99 0,17 8,00 0,6 21,30
29 Ладожское озеро, у причала
на о-ве Коневец 7,2 0,75 0,61 37,21 0,33 16,00 0,56 19,88
30 Ладожское озеро, бухта
Владимирская 7,8 0,9 0,75 45,75 0,25 12,00 0,65 23,07
31 Отрадное, река под желез-
нодорожным мостом 7 0,95 1,64 100,04 0,33 16,00 0,66 23,43
32 Оз. Отрадное, возле станции
«Отрадное» 8 0,5 0,93 56,73 0,17 8,00 0,46 16,33
33 Отрадное, колодец возле
магазина 7,2 3,2 2,23 136,03 0,417 20,00 1,16 41,16
34 Отрадное, колодец за доро-
гой, выше станции 6,8 5 5,2 317,2 0,417 20,00 0,62 22,01
35 Ручей возле дороги к конто-
ре НОС 7,6 0,58 0,3 18,3 0,1 4,00 0,32 11,20
Впрочем, две пробы (№ 33 и 12 в 2004 г.) почти не отличаются по основным гидрохимическим характеристикам от проб 2003 г. Минерализация, жесткость и рН остались практически такими же, но в пробе № 12 количество нитратов уменьшилось, а в пробе № 33 почти не изменилось. Такой факт свидетельствует о том, что подземные воды, к которым и относятся данные пробы, обладают более постоянным составом, меньше подвержены влиянию
Окончание табл. 1.
Са+2 ■ Mg+2 Na+ + К+ N02", мг/л N03", мг/л nh4,+ мг/л Р^Общ, мг/л Сумма металлов, ммоль/л F", мг/л 02, мг/л Минерализация, г/л
мг-экв/л мг/л мг-экв/л мг/л мг-экв/л мг/л
0,37 7,5 0,125 1,5 0,51 11,79 0,00 0 0 0,0 0,0003 0 0,07
1,6 32,0 2,0 24,0 0,85 19,48 0,03 18,4 0,4 0,3 0,0001 V 0 3 0,27
1,5 30,0 1,0 ] 2,0 4,74 109,02 0,00 0 0,2 0,3 0,0001 0 5 0,54
1,5 30,0 1,15 13,8 0,36 8,28 0,02 0 0,1 0,0 0,001 0 2 0,21
0,55 п,о 0,3 3,6 0,58 13,34 0,00 0 0 0,3 0,0005 0 3 0,1
0,54 10,8 0,41 4,92 0,77 17,71 0,00 0 0 0,3 0,0001 0 5 0,12
' 0,35 7,0 0,15 1,8 0,67 15,48 0,03 0 0,2 0,3 0,0001 0 4 0,08
0,4 8,0 0,15 1,8 0,43 9,96 0,00 0 0,7 0,3 0,0001 0 5 0,07
0,4 8,0 0,05 0,6 0,43 9,96 0,00 0 0,4 0,3 0,0001 0 0,06
0,75 15,0 0,07 0,84 1,01 23,23 следы 0 1,0 0,3 0,0005 0 0,04
0,45 9,0 0,05 0,6 0,01 0,23 0,00 0 2 0,5 0,0003 0 0,07
0,3 6,0 0,25 3,0 - 0,41 9,50 0,00 0 2 0,3 0,0001 0 0,14
0,58 11,6 0,07 0,84 1,44 32,89 0,00 0 2 0,3 0,0003 0 0,25
2,35 47,0 0,75 9,0 0,53 12,13 0,00 0 1 сл, 0,001 0 0,15
1,35 27,0 0,75 9,0 0,21 4,83 0,00 16,3 2 0,0 0,0005 0 0,34
2,0 40,0 1,3 15,6 1,55 35,74 0,00 6,7 0,1 сл, 0,0003 0 0,2
1,4 28,0 0,75 1,5 0,82 18,86 0,00 2,5 0 0,3 0,001 0 0,09
0,55 11,0 0,2 2,4 0,61 14,03 0,00 3,6 1 . 0,0 0,001 0 0,1
0,6 12,0 0,15 1,8 0,75 17,25 0,00 3,4 0,7 сл, 0,0005 0 8 0,1
0,65 13,0 0,25 3,0 0,75 17,25 0,00 2,8 0,2 0,0 0,0005 0 4 0,11
0,63 12,6 0,32 3,84 1,68 38,64 0,00 0 0,1 0,3 0,0001 0 4 .0,19
0,36 7,2 0,14 1,68 1,06 24,38 0,00 0 0 0,0 0,0001 0 4 0,11
2,16 43,2 1,04 12,48 0,81 18,56 0,027 16,8 0,1 0,26 0,001 0 0,27
2,38 47,7 2,62 31,38 1,24 28,45 0,00 0 0 0,6 0,0005 0 3 0,47
0,35 7,0 0,23 2,76 0,74 3,22 0,00 4,8 2,0 2,0 0,0003 1,92 0,07
атмосферных вод вследствие своей лучшей защищенности. С одной стороны, это снижает опасность их загрязнения, но с другой - именно в них обнаружено самое большое содержание нитратов. Видимо, процесс самоочистки вод в этих точках протекает очень медленно, а загрязнение поступает постоянно и с большой территории.
Таблица 2. Данные опробования 2003 и 2004 гг.
№ пробы Местоположение рН Общая жесткость, мг-экв/л Минерализация, г/л Содержание нитратов, мг/л Содержание нитритов, мг/л
30 НОС, «Большой дом», 5,9 0,7 0,11 6 0
1 колодец 6,0 0,15 0,15 0 0,04
7 Борисово, озеро От- 1,15 0,09 5 0,01
17 радное 7,6 0,5 0,08 0 0,2
26 Плодовое, колодец 7,0 6,1 0,5 4 0,01
14 у зернохранилища 6,6 2,65 0,2 0 0,05
5 Плодовое, родник 6,9 3,6 0,25 53,0 0,01
12 Те 0,26 18,4 ~(Г
28 Плодовое, обществен- М 1,35 0,11 6 0
15 ный колодец 6,0 0,85 0,1 0 0
24 Отрадное, река у же- 7,0 17 0,15 4 0
31 лезнодорожного моста 7,0 0,95 0,19 0 0
21 Отрадное, озеро 7,3 0,7 0,09 4 0
32 у станции 8,0 0,5 0,11 0 0
8 Уральское, колодец 5,8 4,2 0,28 38,0 0,01
25 в центре деревни 6,7 2,1 0,15 16,3 0
1 Оз. Отрадное, у базы М 0,55 0,2 £ 0
19 экспедиции 6,0 0,45 0,06 0 0
11 Отрадное, колодец на 6,7 4,7 0,49 5 0
34 западной окраине 6,8 5,0 0,47 0 0
2 Плодовое, река 7,0 0,8 0,14 6 0
7 6,0 0,72 0,07 0 ~0
22 Отрадное, колодец 7,1 3,7 0,26 15 0
33 выше станции 7,2 3,2 0,26 16,8 0,027
Примечание. Над чертой приведены данные 2003 г., под чертой - 2004 г.
Необходимо отметить, что хотя содержание нитратов в целом и стало ниже, но во многих точках повысилось содержание нитритов. Это свидетельствует о свежем бытовом загрязнении [3], т.е. воды данного района, несмотря на активные процессы самоочищения, все равно загрязняются с такой интенсивностью, что даже наши не слишком совершенные методы анализа позволяют это проследить.
Исследование гидрохимического состава природных вод на побережье оз. Ладожского и сравнение их с водами в районе оз. Отрадное. Наверное, самой интересной частью экспедиции стал маршрут на побережье Ладожского оз. Здесь авторы знакомились с геологическими особенностями Балтийского щита и собирали сведения о химическом составе природных вод района. Нам было интересно выяснить, отличаются ли воды в зоне развития осадочного чехла (оз. Отрадное) от приуроченных к кристаллическим породам (оз. Ладожское). Конечно, основным объектом исследования стали поверхностные воды, но даже по ним можно сделать ряд интересных выводов. Данные для сравнения представлены в табл. 3.
Основываясь на них, можно отметить, что прежде всего, отличаются воды рек, впадающих в разные озера. По соотношению макрокомпонентов воды рек, впадающих в оз. Отрадное, гидрокарбонатно-кальциевые, а в оз. Ладожское с реками поступают воды хлоридно-натриевые. По всей вероятности, эти поверхностные водотоки в большой степени питаются подземными водами, так как подобный состав характерен как раз для трещинно-грунтовых вод данного района [2]. По минерализации, жесткости и водородному показателю различия между ними несущественны.
Воды самих озер по шкрокомпонентному составу мало отличаются между собой, можно отметить лишь то, что в Ладоге чуть выше жесткость и минерализация. Но при исследовании второстепенных компонентов было установлено, что содержание металлов в водах оз. Ладожского значительно превышает ПДК, речные же воды в
этом районе загрязнены в меньшей степени. В районе оз. Отрадное дело обстоит с точностью до наоборот. Так, при химическом анализе воды из рек этого района выявлены повышенные концентрации общего железа, суммарного содержания металлов, воды же самого озера в целом соответствуют требованиям, предъявляемым к питье-
Таблица 3. Результаты гидрохимического опробования поверхностных вод
Объект № проб РН Общая жесткость, мг-экв/л Минерализация, г/л Тип воды.
Ладожское оз. 29,30 7,2-7,8 0,75-0,9 ОД 0-0,11 Гидрокарбон атно-натриевый
Реки, впадающие в Ладожское оз. 9, 10, 11 6,0-6,8 0,5-0,75 0,05-0,08 Хлоридно-натриевый
Оз. Отрадное 3, 17,18, 19,22, 32 6,0-8,0 0,45-0,55 0,06-0,11 Гидрокарбонатно-натриевый, хлоридно-натриевый
Ре^си, впадающие в оз. Отрадное 7,21,31 6,0-7,0 0,5-0,95 0,04-0,19 Гидрокарбонатно-натриевый, гидрокарбонатно-кальциевый
Оз. Веснино 5 6,8 0,6 0,07 Гидрокарбонатно-кальциевый
Заключение. Хотелось бы особо отметить, что, хотя район и очень богат разнообразными природными водами, здесь все же существуют определенные проблемы.
Практически повсеместно отсутствует централизованное водоснабжение. Особенно удручает тот факт, что в поселках Отрадное, Плодовое, Солнечное оно в разное время прекрасно функционировало. В Плодовом еще в 2003 г. мы отбирали пробы из колонок. В 2004 г. водоснабжение в квартирах осуществляется, но колонки отключены. Многоквартирный дом в пос. Солнечное вообще снабжается привозной водой.
Такая ситуация не может не беспокоить. Ведь, согласно полученным данным, во многих колодцах вода не соответствует требованиям питьевого водоснабжения и никто не следит за их состоянием. Кроме того, с одной стороны, наиболее используемые колодцы часто оказываются самыми загрязненными, с другой - иногда местные жители берут только в хозяйственных целях (полив огородов, стирка и т.д.) воды из колодцев, вполне пригодных для питья, но почему-то традиционно считающихся «плохими».
Существует острая необходимость в информировании населения о состоянии используемых водозаборов. Нужна информация о геологическом строении и гидрогеологических условиях территории, потому что при стихийном сооружении колодцев нередки случаи вскрытия вод, изначально не пригодных для питья (со слишком высокой минерализацией, хлоридно-натриевого состава).
Обязательно должны соблюдаться зоны строгой санитарной охраны вокруг каждого водозабора, и при строи- ■ тельстве колодца необходимо учитывать не только удобство его расположения, но и направление поверхностного стока, чтобы избежать ухудшения качества воды.
Данные, собранные авторами в экспедиции, будут еще дополнены литературными и фондовыми материалами и лягут в основу нескольких исследовательских работ.
Summary
Sumina N. /., Borodavkina A. A., Blandov А. A., Blandova К A., Dovga D. А.у Mukhamedieva О. S., Haustov N. 1. Hydrological investigation and estimation of the natural water quality from the lakes Otradnoye and Ladoga (northern coasts).
The article is based on the data collected by a group of school children during expeditions "Zhivaya voda" (Life-giving water) annually organized and supported by the publisher of the children magazine "Kostyor" (Camp fire). Chemical analysis of surface and ground water sampled from the lakes Otradnoye and Ladoga was carried out, the results obtained in 2003 and 2004 are compared. Also usability of water from some wells and ponds is estimated.
Литература
1. Киселев И. И., Проскуряков В. ВСаванин В. В. Геология и полезные ископаемые Ленинградской области. СПб., 2002. 2. Гидрогеология СССР: В 45 т. / Под ред. А. В. Сидоренко. Т. 3: Ленинградская, Псковская и Новгородская области. М., 1967.3. Шварц А. А. Экологическая гидрогеология. СПб., 1996.
Статья поступила в редакцию 5 октября 2004 г.
