CC BY
168
УДК 550.4 (471.21)
СОСТОЯНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД МОНЧЕГОРСКОГО РАЙОНА
1 2 В.А. Даувальтер , М.В. Даувальтер
1Институт проблем промышленной экологии Севера Кольского НЦ РАН 2ОАО «Кольский геологический информационно-лабораторный центр»
Аннотация
Для оценки влияния выбросов комбината «Североникель» на формирование химического состава подземных вод проведены мониторинговые исследования Мончегорского полигона, расположенного в непосредственной близости от комбината. Установлено, что подземные воды Мончегорского района характеризуются наименьшей защищенностью от загрязнения по классификации В.М. Гольдберга. Концентрации многих загрязняющих элементов и веществ в подземных водах выше, чем в воде Мончеозера.
Ключевые слова:
подземные воды, загрязнение, минерализация, главные ионы, микроэлементы.
В эпоху индустриализации природная среда испытывает огромную антропогенную нагрузку, особенно в Заполярье с его легко разрушаемой природой. Арктические и субарктические экосистемы чрезвычайно уязвимы по отношению к антропогенному прессу в силу низкого уровня массо- и энергообменов в холодных широтах [1]. Наиболее сильно подвержены воздействию человека и его хозяйственной деятельности водные источники, в том числе, подземные воды. Кольский Север в силу уникальности и богатства минерально-сырьевых ресурсов имеет высокоразвитый промышленный потенциал. В центральной части Мурманской области, охватывающей водосборные бассейны трех наиболее крупных водоемов (озер Имандра, Умбозеро и Ловозеро) построены мощные промышленные предприятия, такие как ОАО комбинат «Североникель» Кольской ГМК, ОАО «Апатит», «Олкон», Кольская АЭС, Кандалакшский алюминиевый завод, Ловозерский ГОК, а также образованные ими города и поселки.
Более восьмидесяти лет водные объекты Кольского Севера используются как для централизованного питьевого и технического водоснабжения, так и в качестве приемников и утилизаторов сточных вод - промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных. Большое количество анионов ^042-, СГ), взвешенных веществ, биогенных элементов, тяжелых металлов поступает в поверхностные и подземные воды со стоками горно-металлургического комплекса [2]. В Мурманской области одним из актуальных вопросов является разработка методов оценки экологической безопасности существующих технологий в процессе природопользования, в том числе и влияния промышленных предприятий на качество водных ресурсов.
Для хозяйственно-питьевого водоснабжения населения Мурманской области используются поверхностные и подземные воды. Доля использования подземных вод составляет 5% или 17200 м3/сутки. Крайне неблагоприятная экологическая обстановка в ряде промышленных районов области (города Мончегорск, Апатиты, Кандалакша, Заполярный, Никель и др.) привела к существенному загрязнению поверхностных вод сточными водами предприятий горнодобывающей и перерабатывающей промышленности. Интенсивному техногенному воздействию подвержены поверхностные воды рек Печенга, Паз, Тулома, Кола, Нива, озер Имандра, Мончеозеро, используемые для водоснабжения крупных населенных пунктов области. В соответствии со стандартами качества питьевой воды поверхностные воды могут быть отнесены к умеренно загрязненным. Характерными загрязнителями поверхностных вод являются Си, М, Zn, А1, Кобщ, М03-, нефтепродукты и взвеси.
Для Мурманской области актуален вопрос переориентации хозяйственно-питьевого водоснабжения с поверхностного на подземное. Большинство населенных пунктов области находится в благоприятных гидрогеологических условиях - в зонах развития межгорных микроартезианских бассейнов (г. Апатиты, Кировск, пос. Ревда) или речных долин (г. Мурманск, Оленегорск, Мончегорск, Кандалакша и др.) и могут быть обеспечены хозяйственно-питьевой водой из подземных источников. Грунтовые воды содержатся в осадочных верхнечетвертичных отложениях и, как правило, защищены от прямого загрязнения 10-40-метровой толщей пород. На большей площади гидрогеологических бассейнов возможно создание водозаборов подземных вод.
Промышленный Мончегорский район, где расположен крупный медно-никелевый комбинат «Североникель», является одной из наиболее загрязненных территорий области. Зона очень опасного уровня загрязнения увеличилась с 1970-х гг. в 3 раза, сейчас составляет площадь 1400 км2 и характеризуется максимальными уровнями годовых выпадений № и Си (110 и 130 кг/км2, соответственно). Загрязнение SO2 и тяжелыми металлами в зоне влияния комбината «Североникель» в настоящее время примерно в 2 раза ниже по сравнению с опасной зоной Печенгского района, несмотря на то, что производственные мощности комбината «Североникель» в несколько раз выше, чем комбината «Печенганикель». Это связано с проведением на комбинате «Североникель» природоохранных мероприятий, в первую очередь, с закрытием рудотермического передела.
Территория Мончегорского района относится к Балтийскому бассейну трещинных вод,
сложенному метаморфогенными и интрузивными образованиями архейского возраста, перекрытыми
прерывистым чехлом четвертичных образований, имеющих преимущественно песчанистый состав. В
целом на территории мощность четвертичных отложений составляет 2-5 м, хотя может достигать 50
м и более. Подземные воды, приуроченные к рыхлым отложениям - поровые со свободной
поверхностью, безнапорные (встречаются слабонапорные) и напорные (главным образом, в
межгорных впадинах). Глубина залегания уровня, как правило, составляет 0.5-5.0 м, подчиняясь
рельефу местности: наиболее глубокое залегание уровня на возвышенных участках, наиболее
высокое - в понижениях. Мощность водоносного горизонта в среднем составляет 5-10 м. Наиболее
значительные мощности отмечаются в пределах межгорных впадин, где они могут достигать 100 м и
более. Основным водоносным горизонтом на Мончегорском полигоне является горизонт,
приуроченный к трещиноватым кристаллическим породам. По характеру движения воды трещинные,
либо трещинно-жильные в основном слабонапорные и напорные.
Для определения и оценки влияния комбината
«Североникель» на формирование химического
состава природных вод сотрудниками КГИЛЦ
проводятся мониторинговые исследования, в том
числе подземных вод Мончегорского района,
расположенного в непосредственной близости от
комбината «Североникель» (рис. 1). На полигоне
ежемесячно производится отбор проб атмосферных,
поверхностных и подземных (в 7 скважинах и 4
родниках) вод. В пробах подземных вод различными
химико-аналитическими методами определяются
макрокомпоненты (основные анионы - НС03", SO42",
СГ, F", С032-; основные катионы - Са2+, Mg2+, №а+,
К+, Fe3+, А13+; рН, окисляемость, жесткость,
кремнекислота; соединения азота - №02", №03", №Н4+)
и микрокомпоненты (№, Си, Со, Сг, РЬ, 2п, Ag, Мп,
Sг, Т^ V, Se, В, As, Sb, Cd, Мо, Ве). Результаты
анализов сведены в таблицах 1-4.
По условиям формирования химического
состава грунтовые воды Мончегорского полигона по
классификации [3] относятся к грунтовым водам
выщелачивания, которые формируются в областях
„ , „ . , . избыточного увлажнения, характеризующихся
Рис. 1. Схема отбора проб подземных вод на
наличием хорошо промытых и проницаемых пород, Мончегорском полигоне и среднегодовая роза „
, , высокой динамичностью вод и активным дренажем.
ветров по метеостанции Мончегорск по „
Подземные воды скважин Мончегорского многолетним рядам наблюдений (числовые Л/Г
полигона, как и всей Мурманской области, значения в процентах от повторяемости _
, относятся к классу гидрокарбонатов (НС03).
направления) „
г Возросшая аэротехногенная нагрузка привела к
изменению соотношения ионов в водах родников и в настоящее время соответствует классу
сульфатов (на долю SO42" приходится более 50% от общего содержания анионов), хотя
минерализация воды родников меньше чем в скважинах. Гидрохимический режим анионов в
подземных водах Мончегорского полигона подвержен сезонным колебаниям - минимальные
концентрации отмечаются в период половодья при высоком уровне грунтовых вод, а увеличение содержания происходит в зимнюю межень (рис. 2).
Таблица 1
Содержание главных компонентов в подземных водах скважин Мончегорского полигона
pH НС03- мг/л яо/ мг/л С1- мг/л Са мг/л М^+ мг/л мг/л К+ мг/л мг/л H4SІO4 мг/л Окисля- емость, мг/л Жесткость общая, ммоль/л Минера- лизация, мг/л
Скважина 1
Сред. 6.91 45 17 2.9 8 6.3 4.1 2.1 0.27 30 3.4 0.90 115
Мин. 6.15 29 9 1.9 2 0.6 1.9 1.0 0.03 16 1.7 0.67 61
Макс. 7.55 82 45 4.0 20 9.4 5.1 3.0 2.45 36 5.1 1.46 206
Скважина 2
Сред. 6.62 35 17 2.7 7 5.8 4.0 1.7 0.06 24 1.5 0.76 97
Мин. 6.32 22 12 1.8 3 1.7 2.8 1.0 0.03 10 0.8 0.59 54
Макс. 6.95 56 25 4.1 14 8.7 5.3 3.5 0.27 34 3.0 1.03 150
Скважина 3
Сред. 7.07 23 15 2.7 6 4.2 3.6 1.5 0.15 19 1.6 0.60 74
Мин. 6.48 16 12 2.0 2 2.7 3.2 1.1 0.03 10 1.1 0.47 50
Макс. 9.19 44 18 3.8 13 6.0 4.0 2.1 0.73 22 2.0 0.95 113
Скважина 4
Сред. 8.01 56 37 3.5 14 6.3 5.2 3.3 0.19 22 2.9 1.47 147
Мин. 6.90 46 32 3.0 5 3.0 4.5 1.5 0.03 12 1.7 1.26 106
Макс. 8.92 67 43 4.2 25 9.2 5.8 4.8 0.39 28 4.7 1.64 187
Скважина 5
Сред. 6.77 24 11 1.9 4.0 3.9 3.0 1.5 0.04 17 1.2 0.49 66
Мин. 6.44 20 9 1.2 2.3 2.1 2.3 1.0 0.03 9 0.8 0.45 46
Макс. 7.06 31 14 2.6 5.6 6.5 4.8 2.4 0.10 21 2.4 0.65 89
Скважина 6
Сред. 6.81 18 13 1.7 3.6 3.6 2.8 1.8 0.06 19 1.1 0.45 63
Мин. 6.40 14 5 1.2 2.0 1.2 2.3 1.0 0.03 9 0.4 0.38 36
Макс. 8.05 21 17 2.2 5.6 5.2 4.3 3.2 0.14 23 1.7 0.55 82
Скважина 73
Сред. 7.82 79 5.1 2.2 6.7 7.7 3.4 2.3 0.08 20 1.5 1.23 127
Мин. 7.51 61 2.5 0.8 2.2 6.1 3.0 1.1 0.03 7 0.9 1.05 84
Макс. 8.16 94 6.6 3.5 11.0 10.4 4.2 2.8 0.17 27 2.4 1.37 159
Сопоставление содержания основных катионов в подземных водах Мончегорского полигона показывает, что в скважинах преобладающим катионом является Са2+, но он незначительно превышает содержание Mg2+, а в некоторых скважинах содержание этих катионов равны. В подземных водах родников Мончегорского полигона содержания Са2+ и Mg2+ примерно равны. Выявлена четкая сезонная динамика гидрохимического режима основных катионов в подземных водах Мончегорского полигона - минимальные концентрации главных катионов (за исключением Са2) зафиксированы в период весеннего половодья, затем в летнюю межень происходит увеличение концентраций, а максимальных значений они достигают к концу зимней межени (рис. 3).
Подземные воды Мончегорского полигона характеризуются малой минерализацией и являются ультрапресными по классификации [4]. Минерализация подземных вод в скважинах в среднем в 2-3 раза больше минерализации поверхностных вод, испытывающих только аэротехногенное загрязнение. Режим минерализации подземных вод Мончегорского полигона имеет значительную зависимость ее от сезонов года - наибольшие значения минерализации отмечены в зимнюю межень, а минимальные значения - в пик весеннего половодья.
Таблица 2
Содержание главных компонентов в подземных водах родников Мончегорского полигона
pH НС03- мг/л SO42■ мг/л С1" мг/л N0^ мг/л Са мг/л М^+ мг/л мг/л К+ мг/л H4SІ04 мг/л Окисляя- емость, мг/л Жесткость общая, ммоль/л Минера- лизация, мг/л
Родник 1
Сред. 7.29 44 12 2.6 0.24 6.5 7.0 3.2 1.3 32 1.2 0.87 108
Мин. 7.12 39 7 1.9 0.05 3.0 4.4 2.6 1.0 15 0.1 0.83 74
Макс. 7.52 48 14 5.0 0.80 9.5 8.8 5.1 1.9 38 2.9 0.93 131
Родник 2
Сред. 7.11 28 15 2.4 0.66 4.9 5.2 3.5 1.4 29 1.2 0.65 89
Мин. 6.51 25 13 1.0 0.10 2.4 3.0 2.6 0.7 14 0.4 0.57 62
Макс. 7.31 30 17 3.4 1.20 7.8 7.0 4.5 2.1 33 3.2 0.70 106
Родник 3
Сред. 6.56 11 17 2.5 1.65 4.3 3.9 2.4 0.7 17 1.2 0.53 61
Мин. 6.23 8 14 1.9 0.20 1.8 2.5 2.1 0.4 7 0.5 0.46 38
Макс. 7.10 27 20 3.6 2.50 6.8 5.1 3.3 1.4 31 2.9 0.62 100
Родник 4
Сред. 6.77 8 11 1.3 3.06 3.2 3.2 1.6 0.3 13 1.2 0.38 45
Мин. 6.60 5 8 0.6 2.05 1.5 0.9 1.3 0.1 6 0.2 0.32 25
Макс. 6.97 12 13 2.5 3.80 5.6 4.2 2.2 0.4 16 3.0 0.45 60
Одним из основных источников формирования подземных вод являются атмосферные осадки. Атмосферные выпадения аэрозолей - главная причина загрязнения (в том числе и тяжелыми металлами) поверхностных и подземных вод. Максимум содержания соединений и элементов в аэрозолях имеет место на некотором расстоянии от точечного источника загрязнения, равном 20 высотам загрязняющей трубы [5]. Для комбината «Североникель» максимальная высота труб составляет 150 м, и максимум концентраций расположен на расстоянии 3 км. Поэтому соприкосновение загрязняющего факела комбината «Североникель» с поверхностью земли при скорости ветра более 1 м/с происходит за пределами 3-километровой зоны, а загрязнение территории, расположенной ближе 3 км, происходит при штилях. Существенное влияние на загрязнение территории в 3-км зоне от комбината оказывают неорганизованные выбросы загрязняющих веществ через аэрационные фонари и другие вентиляционные ходы плавильных цехов.
Установлено, что максимум содержания соединений и элементов в подземных водах имеет место на некотором расстоянии от точечного источника загрязнения. Наиболее близкорасположенная скважина № 73 находится менее чем в 3 км от главного факела комбината «Североникель» (1 км), поэтому практически все главные компоненты химического состава подземных вод (за исключением НС03", Mg2+, К ) не имеют максимальных значений в воде скважины № 73, а максимумы концентраций удалены на расстояние 5-10 км.
Также как и главные компоненты химического состава подземных вод Мончегорского полигона практически все микрокомпоненты не имеют максимальных значений вблизи комбината «Североникель», а максимумы концентраций удалены на расстояние 5-10 км. Исключением является Cd, выбрасываемый в атмосферу в значительных количествах в составе выбросов комбината «Североникель», в том числе и через аэрационные фонари и другие вентиляционные ходы плавильных цехов. РЬ, Мо и V увеличивают свои концентрации в подземных водах с удалением от комбината «Североникель», но этот факт связан, вероятно, с геохимическим поведением этих элементов, а не с атмосферными выбросами комбината «Североникель».
Все вышеописанные микроэлементы либо входят в состав руд, либо в состав примесных минералов, поэтому они в результате переработки руд попадают в атмосферные выбросы комбината «Североникель» и вследствие этого находятся в повышенных концентрациях в почвах и подземных водах исследуемого Мончегорского полигона. Для всех микроэлементов характерен большой диапазон концентраций (табл. 3 и 4), что является отличительной чертой химического состава подземных вод в зоне влияния горно-металлургического предприятия, потому что на их качество влияет очень большой перечень факторов как природных, так и антропогенных.
Таблица 3
Среднее содержание микрокомпонентов (мкг/л) в растворенной форме в подземных водах
в скважинах Мончегорского полигона
№ Си Со 2п РЬ Сг As ТС Sr Мо Cd Мп V
Скважина 1
Сред. 58 112.7 16.7 64.2 7.5 26.0 0.7 21.9 23 4 0.10 1.55 464 31
Мин. 1 1.6 0.5 4.0 0.5 0.8 0.3 1.5 1 2 0.01 0.03 2 1
Макс. 240 400 60 260 19 66 2.9 70 55 7 0.46 21.5 1060 88
Скважина 2
Сред. 49 164 25.9 49.4 4.3 37.9 0.5 14.2 30 1 0.05 1.3 351 23.6
Мин. 4 3 0.5 4.4 0.5 0.5 0.3 1.5 18 1 0.03 0.03 23 1.10
Макс. 120 320 47 120 10 110 2 47 49 2 0.08 15 630 53
Скважина 3
Сред. 30 79 6.9 23 3 37 0.66 4 13 1.03 0.06 2.4 536 6.19
Мин. 8 1 0.5 4.0 0.5 0.5 0.25 2 9 0.50 0.03 0.01 110 0.50
Макс. 53 200 14.0 53 9 120 1.30 13 24 2.50 0.10 17.5 1100 14.00
Скважина 4
Сред. 91 112 20.70 69.5 6.6 34.0 0.87 23 36.1 1.9 0.040 2.42 452 37.05
Мин. 9 1 1.00 6.0 0.5 1.0 0.25 1.5 13.0 0.5 0.025 0.025 9 2.90
Макс. 210 300 44.00 160 13 81 2.70 46 75.0 3.0 0.060 18 1040 82.00
Скважина 5
Сред. 26 231 15.9 143.8 5.15 25.54 0.30 7.88 17.4 0.8 0.05 6.14 222 23.45
Мин. 5 1 0.5 4.0 0.50 0.50 0.25 1.50 7.8 0.5 0.03 0.005 55 0.50
Макс. 78 960 55.0 684.0 15 70.0 0.7 21 57.0 1.3 0.12 72 520 49.00
Скважина 6
Сред. 67 183 20.8 77.1 6.08 34.31 0.44 10.9 18.46 0.76 0.05 10.3 567 23.1
Мин. 9 1 3.0 8.0 0.50 0.50 0.25 1.5 9.00 0.50 0.03 0.025 79 1.5
Макс. 210 550 62.0 170.0 11.00 91.00 1.10 70 37.00 1.60 0.10 114 2320 62.0
Скважина 73
Сред. 22 24 0.9 15.1 2.52 15.40 0.52 7.4 18.37 1.63 0.07 0.2 371 1.5
Мин. 7 2 0.5 1.2 0.50 0.50 0.25 1.5 6.30 0.50 0.03 0.005 83 0.5
Макс. 54 53 3.0 28.0 6.00 41.00 0.80 14 27.00 3.00 0.21 1 620 2.3
Для ряда микроэлементов (№, Си, Со, 2п, РЬ, As, Мо, Sr, Мп) выявлена четкая сезонная динамика гидрохимического режима в подземных водах Мончегорского полигона - минимальные концентрации зафиксированы в период весеннего половодья, затем в летнюю межень происходит увеличение концентраций, а максимальных значений они достигают к концу зимней межени. Для других микроэлементов (Cd, Сг, V) отмечена обратная динамика гидрохимического режима -увеличение содержания в период весеннего половодья и снижение концентраций в летнюю межень. Такая четкая динамика гидрохимического режима отмечается в скважинах, имеющих хорошую гидравлическую связь с поверхностным стоком и поверхностными водами и поэтому проявляющими четкую динамику гидрохимического режима микроэлементов.
В подземных водах сложилась ситуация начальной степени загрязнения. Во всех исследуемых скважинах выявлено высокое содержание Мп, а также других элементов, значения которых превышают ПДК.
Таблица 4
Среднее содержание микрокомпонентов (мкг/л) в растворенной форме в подземных водах родников
Мончегорского полигона
№ Си Со 2п РЬ Сг As ТС Sг Мо Cd Мп V В
Родник 1
Сред. 29 4.7 0.7 7.2 1.3 3.3 0.5 3.8 9 1 0.06 0.11 3 0.91 115
Мин. 1 0.5 0.5 2.0 0.5 1.0 0.3 1.5 5 1 0.03 0.01 1 0.50 25
Макс. 240 57 2 30 8 5 1.7 19 17 9 0.17 0.6 11 2.1 1038
Родник 2
Сред. 7 2 0.7 5.0 1.0 1.8 0.5 4.1 10 2 0.06 0.9 8 0.9 370
Мин. 1 1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.3 1.5 3 1 0.03 0.01 1 0.50 25
Макс. 83 10 2 13 4 4 3 21 30 10 0.11 14 82 2 5200
Родник 3
Сред. 8 3 0.8 6 1 2 0.32 5 11 0.61 0.06 0.3 6 1.10 31
Мин. 1 1 0.5 2.0 0.5 0.5 0.25 2 3 0.50 0.03 0.01 1 0.50 25
Макс. 46 15 2.2 15 5 4 0.70 21 25 1.20 0.19 2.5 38 3.50 78
Родник 4
Сред. 35 12 1.03 6.4 1.0 1.6 0.59 5 6.2 0.8 0.066 0.28 5 1.18 25
Мин. 4 1 0.50 1.0 0.5 0.5 0.25 1.5 2.0 0.5 0.025 0.025 1 0.50 25
Макс. 220 59 4.10 18 3 4 2.00 19 24.0 1.5 0.150 2 30 4.00 25
- 14
12
10
8
Рис. 2. Динамика уровня воды и концентраций SO42- в скважине № 5
Возможность загрязнения подземных вод с поверхности земли в значительной степени определяется защищенностью водоносных горизонтов. Под защищенностью водоносного горизонта от загрязнения понимается его перекрытость отложениями, препятствующими проникновению загрязняющих веществ с поверхности земли или из вышележащего водоносного горизонта [6]. Защищенность зависит от многих факторов, которые можно разбить на две группы: природные и техногенные. К основным природным факторам относятся: глубина до уровня подземных вод, наличие в разрезе и мощность слабопроницаемых пород, литология и сорбционные свойства пород, соотношение уровней исследуемого и вышележащего водоносных горизонтов. К техногенным факторам, прежде всего, следует отнести условия нахождения загрязняющих веществ на поверхности земли и, соответственно, характер их проникновения в подземные воды, химический состав загрязняющих веществ и, как следствие, их миграционную способность, сорбируемость, химическую стойкость, время распада, характер взаимодействия с породами и подземными водами.
Рис. 3. Динамика концентраций главных катионов подземных вод родников Мончегорского полигона
Защищенность подземных вод можно охарактеризовать качественно и количественно. В первом случае в основном рассматриваются только природные факторы, во втором - природные и техногенные. Детальная оценка защищенности подземных вод с учетом особенности влагопереноса в зоне аэрации и характера взаимодействия загрязнения с породами и подземными водами требует, как правило, создания гидрогеохимической модели процессов проникновения загрязнения в водоносный горизонт. Качественная оценка может быть проведена в виде определения суммы условных баллов или на основании оценки времени, за которое фильтрующиеся с поверхности воды загрязнения достигнут водоносного горизонта (особенности влагопереноса в зоне аэрации и процессы взаимодействия загрязнения с породами и подземными водами при этом не учитываются). Балльная оценка защищенности грунтовых вод детально разработана В.М. Гольдбергом [7]. Сумма баллов, зависящая от условий залегания грунтовых вод, мощностей слабопроницаемых отложений и их литологического состава, определяет степень защищенности грунтовых вод. По литологии и фильтрационным свойствам слабопроницаемых отложений выделяют три группы: а - супеси, легкие суглинки (коэффициент фильтрации (кф) - 0.1-0.01 м/сут); с - тяжелые суглинки и глины (кф < 0.001 м/сут);
Ь - промежуточная между а и с - смесь пород групп а и с (кф - 0.01-0.001 м/сут).
Таблица 5
Баллы защищенности водоносного горизонта в зависимости от мощности (т) и литологии слабопроницаемых отложений по В.М. Гольдбергу [7]
т, м Литологи- ческие группы Баллы т, м Литологи- ческие группы Баллы т, м Литологи- ческие группы Баллы
<2 а 1 8-10 а 5 16-18 а 9
Ь 1 Ь 7 Ь 13
с 2 с 10 с 18
2-4 а 2 10-12 а 6 18-20 а 10
Ь 3 Ь 9 Ь 15
с 4 с 12 с 20
4-6 а 3 12-14 а 7 >20 а 12
Ь 4 Ь 10 Ь 18
с 6 с 14 с 25
6-8 а Ь с 4 6 8 14-16 а Ь с 8 12 18
В табл. 5 приведены данные для определения баллов в зависимости от мощности и литологии слабопроницаемых отложений.
В.М. Гольдбергом [7] разработана следующая балльная система в зависимости от глубины уровня грунтовых вод: <10 м - 1 балл, 10-20 м - 2 балла, 20-30 м - 3 балла, 30-40 м - 4 балла, >40 м - 5 баллов.
Для расчета суммы баллов необходимо сложить баллы, полученные за мощность зоны аэрации, и баллы за мощность имеющихся в разрезе слабопроницаемых пород. Например, если грунтовые воды залегают на глубине 14 м (2 балла) и имеется слой супеси 3 м (2 балла) и слой глин 6 м (6 баллов), то сумма баллов составит 10.
По сумме баллов выделяются шесть категорий защищенности грунтовых вод [7]: <5 - I категория, 5-10 - II, 10-15 - III, 15-20 - IV, 20-25 - V, >25 - VI категория. Наименьшей защищенностью характеризуются условия, соответствующие категории I, наибольшей - категории VI. Учитывая установленные по данным бурения мощность и литологию слабопроницаемых перекрывающих отложений, мощность зоны аэрации, фильтрационные характеристики пород по данным опытных откачек, было определено, что грунтовые воды Мончегорского полигона относятся к I категории защищенности от загрязнения, т.е. характеризуются наименьшей защищенностью (табл. 6).
Таблица 6
Защищенность грунтовых вод Мончегорского полигона по [7]
№№ сква- жин Мощность зоны аэрации баллы Мощность слабопроницаемых отложений баллы Литология слабопроницаемых отложений баллы Сумма баллов Категория защищенности
4 4 3 5
2 1 3 Морена 4 I
6 5 5 1
З 1 4 Морена З I
4 3 4 0
З 1 3 Морена 4 I
3 2 2 0
б 1 3 Морена 4 I
В заключение необходимо отметить, что благодаря значительной площади водозабора вода оз. Мончеозера характеризуется как довольно чистая с точки зрения требований к питьевым водам [8]. Качество воды ухудшается по мере прохождения через систему трубопроводов. В этой связи основная проблема заключается в доставке воды потребителю из водозаборного озера (Мончеозера) в наименее измененном состоянии. Этого можно добиться путем использования вместо стальных труб широко применяемых для этой цели в Мурманской области пластиковых труб, не выделяющих в питьевую воду загрязняющих веществ (в первую очередь Fe, Mn и Zn) в условиях высокой агрессивности вод. Согласно проведенным исследованиям, грунтовые воды Мончегорского полигона относятся к I категории защищенности от загрязнения по классификации В.М. Гольдберга, т.е. характеризуются наименьшей защищенностью. Концентрации многих загрязняющих элементов и веществ в грунтовых водах намного выше, чем в воде Мончеозера. Поэтому использовать грунтовые воды Мончегорского полигона для питьевого водоснабжения г. Мончегорска в настоящее время не рекомендуется.
ЛИТЕРАТУРА
1. Моисеенко Т.И. Теоретические основы нормирования антропогенных нагрузок на водоемы Субарктики. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1997. 261 с. 2. Моисеенко Т.И., Родюшкин И.В., Даувальтер В.А, Кудрявцева Л.П. Формирование качества вод и донных отложений в условиях антропогенных нагрузок на водоемы арктического бассейна (на примере Кольского Севера). Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 1996. 263 с. 3. Каменский Г.Н. Зональность грунтовых вод и почвенно-географические зоны // Тр. Лабор. гидрогеол. пробл. им. Ф.П. Саваренского АН СССР, 1950, т. VI. 4. Овчинников А.М. Общая гидрогеология. М.: Госгеолиздат, 1949. 5. Берлянд М.Е. Современные проблемы атмосферной диффузии и загрязнения атмосферы. Л., 1975. 448 с. 6. Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязненных подземных вод и природной среды. Л.: Гидрометеоиздат, 1987. 245 с. 7. Гольдберг В.М., Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. М., 1984. 262 с. 8. Даувальтер В.А., Даувальтер М.В., Салтан Н.В., Семенов Е.Н. Химический состав поверхностных вод в зоне влияния комбината «Североникель» // Геохимия. 2009. № 6. С. 628-646.
Сведения об авторах
Даувальтер Владимир Андреевич - д.г.н., профессор, главный научный сотрудник, e-mail: [email protected] Даувальтер Маргарита Васильевна - к.т.н., начальник территориального центра мониторинга геологической среды, e-mail: [email protected]
