CC BY
14
Рис.3. Схема годографов и лучей сейсмических волн для случая зоны карстуюшнхся пород:
1 - лучи рефралгрованной ваяны;
2 - лучи дифрагированной волны,
3 - годограф рсфрагировашгой волны,
4 - годограф дифрагированной волны;
5 - известняки, 6 - заполнитель карстовой полости; 7 - пустая пол осп.
Рис.4.Годографы рсфрагнрованных н дифрагированных волн для случая зоны карстующнхся пород. Сплошная линия - годографы дифрагированных волн, треугольники - годографы рсфрагнрованных волн
Контрольное бурение подтвердило результаты сейсмического профилирования.
Анализ информации, полученной при карстологнческой съемке и сейсморазведочных работах, позволил установит!. закономерности прострпнсткенного распространения карстопроявлений, вскрыть природные и техногенные факторы, определяющие развитие карстового процесса, предложить методику изучения и оценки закарстованности карбонатных массивов железнодорожных трасс, выделить карстоопасные зоны, требующие выполнения тампонажных работ.
УДК 556.388(575.11)
Л.П.Парфенова, Ю.С Меньшикова
ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА МИГРАЦИИ МАРГАНЦА В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ ШУВАКИ111СКОГО ВОДОЗАБОРА
Проблема загрязнения подземных вод на водозаборных сооружениях актуальна в
последние несколько десятилетии. Пути решения этой проблемы для каждого водозабора индивидуальны, но без оценки процессов миграции основных элементов - загрязнителей они не будут полными.
В подземных водах Шувакишского водозабора отмечены высокие концентрации марганца (Мп) и кадмия, превышающие ПДК. и относительно высокие концентрации сульфат-иона.
Водозабор расположен на северо-западной окраине города Екатеринбурга и эксплуатируется с 1929 г. для хозяйственно-питьевого водоснабжения. В настоящее время водозабор состоит из 8 взаимодействующих скважин, вытянутых в меридиональном направлении.
В гидрогеологическом отношении Шувакншское месторождение пресных подземных вод находится в бассейне элементарного стока безнапорно-субнапорных вод и приурочено к водоносной зоне трещиноватости восточного контакта Балтымского габбрового массива с метаморфическими породами [2],
Основные источники химического загрязнения расположены к югу и юго-западу от участка водозабора, к ним относятся свалка с хромсодержащими отходами и крупная промышленная зона (завод гипсовых изделий, контейнерная станция, многочисленные базы различных предприятий, АЗС-14).
Химический состав подземных вод Шувакишского водозабора - сульфатно-гидрокарбонатный магниево-кальциевый (табл.1).
Таблица 1
Среднегодовое содержание основных анионов и катионов в подземных водах Шувакишского водозабора но общему резервуару за 1997 г.
Химический знак основных апионо» Перян* форма, мг/л Вторая форма. мг-зкш Треть» форма. •4- экв Химический знак основных кати он о и Псрвал форма, мг/л Вторм форма, мг - >кв Третья форма. % - эю>
сг 51,4 1,40 18 Na* 13.7 0.59 7
SO/- 107,6 2,24 29 мг 31.2 2.57 33
нсо, 256.2 4.10 53 с> 91.7 4.58 60
Сумма 415.2 7.74 100 сумма 136,6 7.74 100
Примечании. Сухой остаток - 531.8 мг'Л. рН - 7.00. Обща* жеспсостъ - 6.98 мг - зкв/л Мст=0.44мг/л C<U»~0.0038Mrto
В Eh - рН диапазоне подземных вод Мп может проявлять валентности 2,3.4. Но наиболее распространенными в них являются соединения двухвалентного Мп Геохимию Мп в подземных водах определяют следующие процессы :
1. Мп принадлежит к числу элементов, окисленные формы которого являются менее растворимыми, чем восстановленные (TIP мпою n х 10 . ПР мпонг n х 10 u ). Это означает, что окисление Мп должно приводить к осаждению его гидроксидных и оксидных соединений. Причем вероятность осаждения этих элементов увеличивается с увел!гчением концентраций Мп в подземных водах.
2. Карбонаты Мп - наименее растворимое соединение. Осаждающее действие карбонатов в реальных условиях уменьшается в результате смещения карбонатных равновесий в сторону НС03 " . Это означает что осаждение карбонатов Мп в подземных водах Шувакишского водозабора ко»ггролируется соединением Мп(НС03)г
3. Сульфидные соединения Мп достаточно устойчивы, и их содержание может возрастать на фоне возрастания концентрации в подземных водах H:S
Рассчитанные по известной методике [1] константы устойчивости основных соединений Мп, характерных для подземных вод Шувакишского водозабора, показывают
1) в маломннерализованных кислородсодержащих подземных водах с различными концентрациями органических веществ среди состояний Мп резко (более 90 %) преобладают простые катионные формы Мп
2) в околонейтральных и слабощелочных водах часть Мп (до 10 %) связана в комплексные соединения MnHCOj* и МпСО?0;
3) 8 сульфидных (околонейтральных и слабощелочных) водах преобладающая часть Мп находится в виде Мп(Н£)п 2п. Для подземных вод Шувакишского водозабора присутствие такой формы не установлено;
4) содержания комплексных соединений Мп с аннонами подземных вод (БОД СТ. Р) для маломинерализованных подземных вод не имеют геохимического значения, так как их доля обычно не превышает 5 %.
По данным режимных наблюдений за качеством подземных вод Шувакишского водозабора в период с 1992 - 1997 гг., производился расчет миграционных форм Мп. Методика использовалась ранее для расчета миграционных форм Мп [ I) для подземных вод повышенной минерализации. Авторы адаптировали ее для условий пресных подземных вод Шувакишского водозабора Были рассчитаны следующие миграционные формы Мл: Мп*' , \foS040. МпСГ, МпОН*. Мп(ОН)г° Далее. с помощью комплексной программы 'ТА1Р8-С" кафедры ПиР МПИ были рассчитаны коэффициенты корреляции каждой миграционной формы от рН, общей жесткости, сухого остатка, иона-С1, нона-БО^ , иона-НСОз , иона-Мп . иона-Сс! (табл.2). Значимыми по величине коэффициента корреляции являются связи с Мп*' , МпСГ, МпОН*, Мп(ОН)2°.
Таблица 2
Коэффициенты корреляции
Компоненты Миграционные формы млргдииа
Мл Мп80«и МпСГ МпОН' Мп(ОНЬ"
рН 0.24 0.00 0.20 0.49. 0.67
Общая жесткость -0.39 •021 -0.39 -0.39 -0.34
Сухой остаток -0.32 0.12 •0.37 -0.31 -0.26
Ион-С1 •0.28 -0 13 -0.15 -0.32 -0.29
Ион^Оч -0.51 0.15 •0.52 -0.58 -0.59
Ион-НСОэ 0.72 0.31 0.77 0.66 0.47
Ион-Мл 0.96 0.44 0.93 0.89 0.64
ион-са -0.12 0.15 •0.15 0.10 -0.00
Высокие значения коэффициентов корреляции с компонентом НСО5 объясняются гидрокарбонатным составом подземных вод. Тесную связь с компонентом ЯОа можно объяснить сменой гндрогеохимического типа подземных вод, произошедшей в результате их загрязнения на участке Шувакишского водозабора. Поэтому наряду с высокой корреляционной -зависимостью (см.табл.2) форм Мп с НСОз наблюдаются меньшие, обратного типа, но значимые корреляционные связи этих же форм с БОл. Из этого следует, что идет процесс изменения гидрогеохим1гческого типа подземных вод с гидрокарбонатного на сульфатный. Несомненное влияние основных источников загрязнения выявлено верно.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1 Крайнов СР.. Швеи В.М. Геохимия подземных вод хозяйственно-питьевого назначения. - М. Недра, 1987.
2.Шнрои*о» М.Ю.. Сабуров В.И. Отчет но исследованию состояния городских свалок г.Екатеринбурга и выдача рекомендации по их дальнейшей эксплуатации, рекультивации и благоустройству. Проведение паспортизации свалок-Екатеринбург: ТОО МП "ТЭМПЭК", 1993.
