23190 (Гидрогеохимическая проявленность ореолов техногенного замещения подземных вод в связи с Ларинским полигоном ТБО г. Донецка), страница 2

В результате проведенных работ (бурение скважин, отбор проб воды из скважин, колодцев и поверхностных водоисточников) были установлены закономерности строения ореола загрязнения, масштабы и интенсивность его проявления.

По уровню минерализации большая часть подземных вод исследуемой территории относится к категории сильно солоноватых с содержанием солей более 3 г/дм3 . Полигон ТБО однозначно влияет на уровень минерализации подземных вод прилегающей территории. Максимальная минерализация подземных вод (6,26 мг/дм3) установлена в скважине, расположенной в основании дамбы к юго-востоку от полигона, где отмечается выход фильтрата на поверхность. Примерно такая же величина минерализации характерна для выходящего из под земли и стекающего в р. Кальмиус фильтрата. Несколько пониженный уровень минерализации подземных вод установлен к востоку от полигона в колодце по ул. Воровского, д. 4 и в скважинах, пробуренных в долине р. Кальмиус. Высокий уровень минерализации (4,3—5,0 мг/дм3) характерен для вод в б. Четвертная. С учетом фонового уровня минерализации в 2,5 г/дм3, однозначно отмечается влияние полигона с формированием зонального распределения солей в ореоле загрязнения.

Хлориды образуют локальный контрастный ореол, непосредственно связанный с площадкой складирования отходов. Максимальные концентрации в 6,5-7,25 ПДК установлены на участке выхода фильтрата на поверхность. По мере удаления от площадки складирования отходов концентрация хлоридов резко падает. Зона распространения хлоридов контролирует максимальный уровень загрязнения подземных вод. Ее границы незначительно распространяются в стороны от полигона.

Сульфаты оконтуривают полигон с востока и севера, располагаясь по периферии зоны распространения хлоридов. В присутствии высоких концентраций хлоридов сульфаты в воде неустойчивы и выпадают в осадок. По мере снижения концентрации хлоридов их место в воде занимают сульфаты и постепенно начинают преобладать. Поэтому насыщенные сульфатами воды как бы окаймляют хлоридные воды. Между тем установленные закономерности подтверждают наличие сформированного зонально построенного ореола замещения природных вод, который занимает все пространство от б. Четвертной до р. Кальмиус.

Преобладающим катионом в водах прилегающей к полигону территории является натрий. Натриевые воды достаточно широко распространяются от границ полигона, захватывают б. Четвертная и достигают русла р. Кальмиус на участке выхода фильтрата. В долине р. Кальмиус к северо-востоку от полигона отмечаются кальций-натриевые и натрий-кальциевые воды.

Таким образом, вокруг полигона формируется вторичная техногенная гидрохимическая зональность, проявленная закономерной сменой хлоридно-натриевых вод сульфатно-натриевыми и далее сульфатными кальций-натриевыми и натрий-кальциевыми водами. Большая часть микроэлементов также вполне закономерно распределяется в ореоле замещения.

Железо и марганец образуют контрастные локальные ореолы, контролируемые площадкой складирования полигона. Высокие концентрации до 9-11 ПДК для железа и 144-165 ПДК для марганца отмечаются на участке выхода фильтрата. По мере удаления от полигона концентрация данных элементов в подземных водах резко падает и в большинстве скважин и колодцах имеет повышенные, но редко превышающие нормативные, показатели (0,1 мг/дм3 для марганца и 0,3 мг/дм3 для железа).

Марганец и железо часто в природных и техногенных процессах ведут себя практически одинаково, поэтому характер распространения их ореолов совпадает. Для фильтрата, образующегося при преобразовании ТБО, характерны высокие концентрации марганца и железа, которые выщелачиваются при коррозии металлического лома, окисляясь, переходят в раствор. Устойчивость этих металлов в фильтрате обусловлена восстановительной бескислородной обстановкой и низким рН (5,5—6,5). Миграция марганца и железа прекращается на окислительных барьерах или при повышении щелочности раствора. Здесь они окисляются до трехвалентной (для железа) и четырехвалентной формы (для марганца) и выпадают в осадок, образуя корочки, прожилки и вкрапленники во вмещающих породах. При прохождении фильтрата сквозь толщу известняков всегда наблюдается рост рН. Известняки нейтрализуют кислотные свойства фильтрата. Уже на этой стадии может наблюдаться выпадение окислов и гидроокислов железа и марганца. При смешивании фильтрата с грунтовыми водами, обогащенными кислородом, также происходит дополнительное осаждение железа и марганца.

Высокие концентрации кадмия контролируются участками распространения загрязненных фильтратом грунтовых вод. В скважине у основания дамбы установлена концентрация кадмия, превышающая ПДК (0,001 мг/дм3) в 4 раза. Ореол кадмия, ограниченный концентрацией в 1 ПДК, достигает б. Четвертную и долину р. Кальмиус.

Аномальные концентрации свинца установлены в большинстве отобранных проб воды. Максимально загрязненные свинцом воды находятся на некотором удалении от границ полигона, образуя своеобразную оторочку. На участке выхода фильтрата отмечаются умеренно загрязненные свинцом воды. Максимальное загрязнение свинцом в 13,3 ПДК (0,03 мг/дм3) установлено к востоку от полигона на участке заболачивания в долине р. Кальмиус. Характер поведения свинца подтверждает вывод о закономерном распределении макро- и микрокомпонентов внутри ореола замещения природных вод, когда от центра к периферии отмечается закономерные изменения не только концентраций компонентов, но и их ассоциаций.

На основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:

1. Зона влияния полигона на подземные воды определяется направлением движения подземного потока и ограничивается элементами гидрографической сети территории: б. Четвертная к западу, северо-западу от полигона; б. Тринадцатая к северу и р. Кальмиус к северо-востоку и востоку от него.

2. В пределах установленной зоны влияния сформирован ореол замещения природных вод, внутри которого макро- и микрокомпоненты распределены вполне закономерно по отношению к источнику загрязнения.

3. Основными компонентами, испытывающими привнос со стороны полигона и интенсивную дифференциацию внутри ореола замещения, являются: хлориды, сульфаты, марганец, железо, натрий, свинец и кадмий.

4. Интенсивно загрязненные воды имеют высокий уровень минерализации и жесткости.

5. Положительными факторами, существенно снижающими степень загрязнения подземных вод и сокращающими размеры ореола замещения, являются достаточно мощная зона аэрации (10—15 м) и то, что главными породами, слагающими зону аэрации, служат известняки, которые крайне агрессивны к фильтрату, обладающему кислотными свойствами. Нейтрализация фильтрата на выходе со стороны днища полигона сопровождается осаждением большого спектра макро- и микрокомпонентов. Это способствует очищению воды, с одной стороны, и загрязняет водовмещающие породы, с другой. При этом происходит локализация процесса загрязнения в определенном объеме пород — ореоле техногенного замещения. Этим объясняется сокращение зоны влияния полигона с восточной стороны, где расположен наиболее мощный слой известняка. Поэтому подземные воды в долине р. Кальмиус имеют близкие к нормативным показатели по большинству компонентов — загрязнителей.

6. Полученные данные могут служить обоснованием для организации системы регулярного мониторинга подземных вод в зоне влияния полигона.

7. Для локализации зоны влияния полигона необходимо разработка природоохранных мероприятий, предупреждающих образование и распространение загрязненных фильтратом подземных вод.

Список литературы

1. ДБН В.2.4-2-2005. Проектирование. Полигоны ТБО. Основные положения проектирования. - К.: ГОССТРОЙ Украины, 2005. - 32 с.

2. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия - М.: Логос, 2000 - 626 с.

3. Шварцев С.Л., Пиннекер Е.В., Перельман А.П. и др. Основы гидрогеологии. Гидрогеохимия. - Новосибирск: Наука, 1982. - 287 с.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://masters.donntu.edu.ua