Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Закономерности изменения химического состава подземных вод речных долин горноскладчатых областей Узбекистана в условиях техногенеза

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Закономерности изменения химического состава подземных вод речных долин горноскладчатых областей Узбекистана в условиях техногенеза"

Государственный Комитет республики Узбекистан

по геологии и минеральным ресурсам Производственное объединение "Узбвкгвдрогеояогия" Институт гидрогеологии и инженерной геологии ем. О.К.Ланге

(Г^РОИНГБО)

РГ6 , ОД

•) На правах рукописи

'Ш 65Р,386:650.424(575.1)

Енйкзев Наиль Ибрагйиаздч

закшшерносгй изменения даичвского ЯШВА отщзшщ вол

. РЕЧНЫХ ДЭДШ Г ОРНОСКЯАЕЧАТНЗГ ОБЛАСТЕЙ УВШИСГАНА В УСПШЯХ ТЕШГШЗА

Специальность £4.00.№ - гидрогёология

Автореферат

• диссертация.на сокскшша учёной степени доктора гесшого-ишералогичесютх наух

Ташкент - 1924

Работа выполнена в Институте гвдрсгеодогии и инженерной геологии км. О.К.Ланге (ГВДРОИНГЕО) ПО "Узбектидрогеологш" Государственного комитета по геологии и минеральным ресурсам Республики Узбекистан.

Официальные оппоненты:

доктор ге^ологснминералогических наук, профессор B.r.GAMCteHKO

доктор г8ОДС1'<млкнералогичвских наук Э.А.ДУНШ-ГАРКОВСШШ Л

•доктор географических наук Э.И.ЧЕМБАРИСОВ

Веющая организация - Ташкентский научно-исследовательский инсгиту! водоснабжения, канадизадаи, тадротехничес-кик сооружений и инженерной гидрогеологии Госкомприроды республики Узбекистан (ТшШШ ВОДГЕО),

Эацита диссеруашш состоится " ff " М Q.SL 1994 г. в 10 ч. на заседании специализированного Совета Д.071.01.21 при институте ГВДРОИНГЕО по адресу: 700041, Ташкент, ул. акед« Морозова, (54. .

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан " 11 " апреля 1994 г.

Просим принять участие в работе Спедсовега ..или прислать Вани отзывы на имя ученого секретаря,

Ученый секретарь свециаллэированного совета ■

к.г.-м.н. . Н.М.Уыаров

ОШАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш. В яястоящее время в решения проблеш обеспечения населения питьевой водой вазшую роль лграют подземные вода, которые в некоторых районах аридной зоны являются единственным источником водоснабжения. Однако возрастающее техногенное давление на ландшафт и несовершенная хозяйственная деятельность человека приводят к значительным, иногда необратяшм изменениям их химического состава, превращая пригодные для питьевых целей воды в непригодные. При слонявшейся системе хозяйствования ухудшение качества подземных вод, очевидно, будет продолжаться и впредь, создавая трудности в обеспечения населения питьевой водой. Наряду о этим, несмотря на повышенное внимание специалистов д общественности к проблеем экологии, ощущается недостаточная разработанность гядрогеохимячееках принципов охраны подземных воя в условиях возрастающей техногенной нагрузки, что выдвигает задачу сохранения я восстановления качества вод в разряд еашх острых геоэкологических проблем, актуальность которых не ослабнет и в обозримом будущем! '

Предлагаемая работа посвящена гядрогеохишческям проблемам изменения качества пресных подземных вод хозяйственяо-пятьевого назнапеняя, приуроченных к четверичным отложениям речных долян горноскяадЧатнх областей Средней Азия. В Узбекистане - это Ферганская, Чирчик-Ахангарайская, Зеравззанская я другие, развитые в восточных районах республики. Эти-территории характеризуются'наибольшей плотностью населения,вы--соко2 техногенной нагрузкой, янтэяснеяым отбором подземных зол и одновременно слабой естественной защэдеяносгьй водоносных, горизонтов от проникновения в них загрязняющих вещестз, что. в пелсм, привода? к прогрессирующему изменению их хяш-чосхого состава. Множественность причин отих изменений я ела-. ;5ая разработанность технологически;: прр.Сюз управления ка-. *?еством подземных вод создают определенный трудности в лрак-тачесгздм решешш проблекл ах оздтш. На преодоление некото-•яэ впг я направлены неоледовапая автора.

Цель работы//становление шдрогеозашческах закономерностей я особенность'!; изменении химического состава подземных вод в техногенных условиях для обоснования мероприятий по их охране о? загрязнения.

Осиовнне"задачи -исследований. Изучение пространственных а врешакых изменений химического состава пресных подзеыяцх вод в естественных и нарушенных хозяйственной деятельностью условнях; оценка уровня загрязнения;. изучение процессов cjop-шрованяя химического состава подземных.вод, протекающих под воздействием техногенных ¿акторов; выполнение прогнозных оценок загрязнения подземных" вод;, разработка предложений и рекомендаций по технологи сохранения д восстановления их качества.

Объект дсследоваяияг. Хамаческие элементы и'соединения, ах распределение, взаимодействие а шграотя в пресных подземных водах четвертичных.-отлошиШ речнюс долин, а такае в водах гидрогеологических -массивов горного обрамления.

Методика десл&довагшй. Включает традяцяояше метода геохимического анализа фактического материала по содержа кав в форма нахождения кодяояеятов химического состава подземных вод и пород, выявление взаимозависимости и сопокчаяеняостЕ этих данных с лаядшафтяо-клииатическагд, г е одоги ч е ски ш , ги д-рогеохишяеекима, гидродинамическими'условиями, геохимический анализ проявления микробиологических процессов в услова-як техногеиаза, использование рзйко-химзческих расчетов взаимодействия химических компонентов состава вод и пород, основанных на .методах химической термодинамика, ■ »ксперймааталь-ные работы.

Исходный материал. Представлен результаташ шогсдетяих доследований автора во изучению качества питьевых подземных вод, их охране от загрязнения, а таксе. при проведении тематических и производственных гядрогеохимических исследований рудопояскового 'направления и поисках гддрошяерального сырья (общй анализ макрокомпопонентного состава, спектральный анализ шкроелемеятов, а такке колориметрический, фотометрачес-

кий, полярографический, актяваниояяый, яонселектдшый, рентгено-дафрактометрический, ИК-спектроск.огкческий и другие вяды анализов типокорфннх элементов в зависимости от тяпа объекта и характера источника загрязнеяяя). Широко использован фактический материал производственных.подразделений ПО "Узбекгадрогеология" и других организаций, а также результат« 1лякробнологячес!ШХ обследований, выполненных Институтом гак-робиологяи АН Узбекистана по яяипиатяве я при участил автора. Кроме того, учтены обширные литературные данные по геохимия подземных вод горяо-предгоряых а равнинных районов аридной .зоны.

Научная новизна работы и защищашые- положения.

I. ■ Защищенность подземных вод раосттравается не только как, свойство пород'зоны аэрадая задерживать загрязяящие вещества ила разбазлеяйв' их водным потоком, ко и -как проявление йэяоЧно-кислотвых я онцсхательпо-восстаноштелышх состояний этих вод, способствую!®*-трансформациям- более токсиЧянх фор?! в менее токсичные зли образованию, треднорастворяшх соединений, .

2„ В -понятийный аппарат -..геохимия пред® гается ввести термин - "геохимическая дара". По смыслу сто понятие протаво-полояно геохимическому- барьеру,

■Геохимическая дара --ого', зона, я которой, яри резкой с?лз-. пе гядрогеохашчесЕих условий. шграпкя../.химических - элс.чсятоз происходит усиление их »одвагностя, Введение.этого'понятия вызвано ваглой штодолодйЧеской особенностью гзохягсш,' призванной изучатьдве сторонымиграции химгческлх элементов - ■ ях коштеятрадаа а рассеяняе, Пояятяе о геохимических, дарах призвано''объедаяать. в рамках одяого научного исправления процессы рассеяния вещества яа качественно; новой.уровне. Свое -временность появления зтого псяятяя определяется характерной геозтаиЧескоЗ особенностью совремеяяой эпоха - усилением техногенного рассеяния вещества в-окруязщей- среде а так- . следствие е0 загрязнеязе..

■ 3.'Поступление» эагрязяяэдах веществ в'- подземные воды шяе крятхпеспах уровл:3» яокзао' формирования' новых геохяья-

чоских типов подземных вод, не свойственных природным условиям, и возникновения в особых случаях необратимых изменений в химическом составе вод, влечет за собой придание гидрогеохи-и*аческим системам свойств само раз вития с труднопрадсказуеш-№ экологическими последствиями.

Саморазвитие гидрогеохишчестх систем особенно ярко проявляется при поступлении в подземные вода неокисленяых органических веществ,.которые, кроме простого увеличения их концентраций, способствуют снижению окислительно-восстановительного потенциала вод и повызению анаарабиосш среда, что вызывав? экологически значимую деятельность анаэробного биоценоза. Результаты его жизнедеятельности имеют отрицательнее а полоЕительные экологические последствия.

4. Бри загрязнении подземных вод геохимические барьеры способствуют улучшению условий их защищенности и сакоочицз-ния от определенных групп химических элементов, а создание их техногенных аналогов является одним аз путей охраны и управления качеством подземных-вод.

5. Геохимические дары способствуют как загрязнению, так и самоочищению подземных вод, а.искусственное создание некоторых их типов такхе монет быть использовано для улучшения качества вод, загрязненных нитраташ, сулъ$аташ, нефтепродуктами л друтш веществами. '

Рекомендации.В качестве восстановительных мероприятий, реализуешх ш аш , обоснованы принципиальные возможности снижения концентрации некоторых загрязняющих веществ в подземных Еодах -аммония и нитратов путем аэрирования вод; нитратов путем создания техногенных геохимических дыр;нефтепродуктов и нитратов, а также сульфатов путем смезения вод, загрязненных этими веществами; хрош путем использования техногенных гидрогеохиыических ситуаций, благоприятных для его оааадения на Босстановигельыоы геохимическом барьере.

Практическая значимость. Результаты исследований позволяют более целенаправленно и с новых позиций подойти к решению пройлеш охраны подземных вод от загрязнения. Практическое использование предлагаемых рекомендаций по предотвраще-

нею загрязнений подземных вод я восстановлению утраченного качества будет способствовать улучшении экологических а со-пяально-бытовых условий. Кроме того, своевременная профилактика ухудшения качества'подземных вод способствуем предотвращению экономического ущерба, связанного с неазбезгчымз затра-таш на восстановительные работы, стоимость которых несрав- ■ пенно выше предупредительных мер.

Реализация. Научные и методические результаты работы реализованы в производственных а тематических геологических подразделениях, занятых изучачнем загрязнения подземных вод и ах охраной, а также на ряде промышленных предприятий. Для практического внедрения' предложен способ утилизации болыпзх объемов хромсоцержащих дренажных вод путем закачка дх в восстановительную зону водоносного горизонта, запретную дот миграции хрома. Реализация этого способа выгодно отличается о? других своей экономичностью и положительными экологяческаш последствиями.

Апробагдя работы. Основные положения работы докладывались на всесоюзных конференциях, совещаниях я школах передового опыта: "Геохимия ландшафтов при поисках месторождений полезных ископаемых и охране окружающей среды" (Новороссийск, 1982), "Геохимические методы пря язучашш округавщей среда" (Опалиха, 1983), "Выявление зон загрязнения округающей среда токсичными химическими элементами" (Челябинск, 1934), "Подземные еоды и эволюция литосферы" (Москва, 19о5), "Изучение загрязнения подземных вод на опытно-производственных полигонах" (Москва, 1987), "Еатональпое использование и охрана подземных вод в условиях интенсивного освоения территорий" (Талмин, 1939), "Изучение влияния техногенных процессов па изменение гидрогеологических условий территории СССР" (Ташкент , 1989), "Геоэкология - проблещ и решения" (Москва, 1990), "Геохимические работы Всесоюзной система комплексного Геологического картирования" (Оренбург, 1990); на межреспубликанских конференциях: "Научяо-методаческае технологяческне я организационные проблемы мониторинга подземных вод" (Ташкент, 1983), "Га дрог еологачвекие проблемы рэпзональяого пс-

пользования подземных вод" (Ташкент, 1989), "Экология г.Таш- -кента и области" (Ташкент, 1990)"Состояние и перспективы развития,reoлого-разведочных работ в Туркменистане" (Ашхабад, IQ3I)', а .также представлены на 27 .Международном геологическом конгрессе (Москва, 1984), Всесоюзном съезде инженеров геологов, гидрогеологов и геокриологов (Киев, 1938).

Публикагии. По теме диссертации опубликовано более 40 научных работ, в том числе две методические рекомендации и одна монография..

Структура л объем работы. Диссертация состоит из введения, 14 глав, объединенных в три части, заключения и списка использованной литературы из 265 наименований. Объем работы - 360 страниц.машинописного текста, который включает 40 ри-: суяков и 33 таблицы.

Автор вцракает искреннюю благодарность академику РАЕН . д.г.-м.,н, проф. Л.И.Пер.ельману, члену-корреспонденту РАЕЙ д.г.-м.н. проф.С.Р.Крайнову, к.г.-м.н. В.З.РубеЙкину за кон-• сультащш, ценные советы и замечания по общей направленности работы и обсуждение отдельных et: частей, а таюке д.г.-м.н. Й.З.Шерфединову, к,т.н. Г.Л.Григоровой, к.г.-м.н. А.С.Влшня-■кову, к.г.м.я. Л.А.Калабугинук.г.-м.н. В.В.Сергееву за, treop-*?ескио дискуссия и поддержу в процессе, .многолетнего общения. Особую признательность приятно выразить д.г.-м.Н. ."проф.А.С. Хасан.ову, оказаваему'всемерную помощь и содействие на всех sianax исследований. -- ' ; . . • СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ' .

В Узбекистане пресные подземные воды, пригодные для хо-зяйствшно-пятьевого во доска биения,, развиты мщении образом ъ восточных.областях .и связаны с аяяшшяькыми и аллювиально-пролзовиальныш четвертичными отлоаешшяГ" современных и погребенных речных долин-и конусов выноса, Эти районы характе-; ризувтся Еирокой освоенностью земель под орошаемое земледелие. Здесь гге расположены крупные прошшленше узлы - Фергана-Мар-гияанекнй, Чярчикский, Ташкентский, Алвдлыкский и др. В'боль-изясФве освоенных регионов естественный ыдрогеохимический

реши резко нарушен, л -химический состав подземных'вод иятен-' сивяо экспдуамруетх-водозаборов зачастую не соответствует тому, который был при разведке.

Признавая тесную взаимосвязь поверхностных и подземных вод отмечается двоякая роль в формировании химического. состава подземных вод, образующихся за счет потерь из рек, каналов, •арыков, подверженных и не подверженных загрязнению, а также в результате перераспределения самого поверхностного стока. Эксплуатация водохранилищ, улучшает условия нодообеспеченности орошаемых--территорий в маловодные годи и в .меженные периоды, что способствует улучшению качества подземных вод. Уменьшение стока в реках и сброс в них бытовых, дренаишх вод, промышленных стоков, а таете развшю. орошения в предгорьях приводят к ухудшению качества грунтовых вод..

В площадном плане изменения состава зод произойти по нитратам, жесткости, общей мшералазании, и связаны* с сельскохозяйственной и водохозяйственной деятельностью. Локалыю'е изменения обычно связана с точачныш источниками, вызьгеагщиш разнохарактерные загрязнения.в зонах влияния конкретных предприятий:'', химический и металлургический завода в Чирчике (нитрата, нитриты, аммоний,-молибден,,вольерам); авиапяонный в Ташкенте (хром, нефтепродукты); горно-металлургический комбинат в Алмалыке (сульфаты, марганец);, химические заводы в Коканде и Алмалыке (общая минерализация, фосфаты, фтор); нефтеперерабатывающий и. химический, заводы, в, Фергане • (нефтепродукты, нитраты, органические вещества); нефтепромыслы республики (общая минерализация, нефть, .бром, йод) и т.д. Другими причинаш локальных изменений состава вод эксплуатиру емых горизонтов являются изменения.условий питания. за счет перераспределения поверхностного стока, перетекания из.смежных горизонтов при нарушения р ежи мл эксплуатации, фордаровадие дедрессдояшх воронок и т.д. Проявление отмеченных факторов вызывает нарушение природного 'физико-химического равновесия в системе вода-порода.и приводит к формированию-' новой гидрогеохишческой обстановки. В ■этих условиях образуются вполне определенные геохимические

тиин загрязненных подземных вод, выделенные С.Р.Красновым и В.П.Закутиным (1991). При этом показано, что их разнообразие определяется не столько составом ингредиентов загрязнения и . видом хозяйственной деятельности, сколько способностью этих', веществ воздействовать на Eh -pH условия води соответственно изменять миграционные формы управляемых химических элементов.

Многоплановость изменения химического состава подземных вод указывает на то, что сфера их охраны,сохранение и восстановление утраченного качества в значительной степени представляет собой гидрогеохимическую проблему, а ее решение зависят от глубины изученности гидрогеохимических процессов, происходящих в подземных водах. Начала геохимии подземных вод заложены в трудах В.И.Вернадского, продолжены его учеником А.Е. Ферсманом и далее развиты в работах А.М,Овчинникова, А.И.Пе-рельтна, Е.В.Посохова, С.Р.Крайнова, С.Л.Шварцева и других исследователей. Особый вклад в развитие нового направления -геохита подземных вод хозяйственно-питьевого назначения сделан С.Р.Крайнэвым, В.М.Швепом. Формирование химического состава подземных вод в естественных я нарушенных условиях изучали С.П.Албул, О.А.Алекин, М.В.Альтовский, Б.Б.Адылов, В.А. •"Ar, Е.А.Басков, Б.А.Бедер, Е.Е.Белякова, А.А.Бродский, ЮЛ). Бугельский, К.Г,Бровян, М.Т.Валяшко, А.П.Виноградов, А.И. Германов, Г.А.Голева. В.М.Тольдберг, Р.И.Гольдштейн, K.M. Давлетгалиева, £.В.Добровольский, Р.М.Забулис, И.К.Зайгев, В.П.Закутин, Б.З.Заутапшли, В.П.Зверев, Д.С.Ибрагимов, Н.К. Игнатович, Г.Н.Каменский, В.А.Кирюхин, Л.И .Клима с, В.'А .Ковалев, В.А.Ковда, Б.А.Колотов, А.И.Коротеов.А.Е.Крамаренко, В.А.Кузнецов, С.И.Кузнепов, В.Н.Кунив, О.К.Ланге, А.К.Лиси-пин, К.Й.Лукашов, Н.А.Плотников, К.Е.Питьева, Е.В.Пиннекер, Б.Б.Полкиов, В.З.Рубейкин, Ф.П.Саваренскяй, В.С.Самарина, В.Г.Самойлеяко, Г.Б.Свешников, В.Ф.Скрябян, С.И.Смирнов, Г.А. Соломин, А.Н.Суяганходааев, Ж.С.Сыдыков, Н.И.Толстихин, Ф.И. Тютшова, П. А .Удодов, А.С.Хасанов, Л.З.Шерфединов, А .В. Щербаков, В.В.Щербина и др. Среди зарубежных авторов необходимо отметить работы Л.Г.М.Баас-Бекинга, Р.М.Гарредсй, Дж.Дривера,

A.Р.Каплана, Д^.Моргаяа, Дн.В.Мура, Т.Пачеса, Я.Педро, С.Ра-{дамуртя, И.Д.Тпнсла, Дж.Оортескыз & др.

В изучении химического состава питьешх подземных вод Узбекистана п лх загрязнения могло выделить три периода. До i960 г. при активном участии О.К.Данге исследовался хамячесн кий состав подземных еод в региональном плаке. При этом по- ' путно отмечались его изменения, вызванные техногенным воздействием. Период с i960 по 1990 г, характеризуется органлэаия-ей наблюдательной службы охраны подземных вод от загрязш шя п истощения с изучением различных проявлений ухудшения их качества. О 1990 г. начинается этап постановки и проведения спв-шализироЕБНиых эколого-гядрогеологическях исследований в.наиболее неблагополучных регионах, агломерашях, промышленных зонах. В разные годы вопросами охраны подземных вод от загрязнения в ПО 'Узбекгндрсгеологик*'. занимались Н.Н.Ходжнбаев,

B.П.Волков, Б,Ф.-Эзрмэнов, Т.А.Расулев, Б.Н.Пономарев, P.A. Ниязов, М.Г-.Турсунходяаев, Ю.И.Тарасов, Т.Я.Авулчаев, A.A. Не'сходпмов, Е.Л.Девяткйн,/П. А.Кривых, А.И.Горшков, М.М.Ино-гамои, В.С.Фоменко, Ю.С.Ковалеь, Ч.Д.Дияров, Т.С.Жиянов, Г.Х. Хакптов, Р.Ф.Фазылов, О.И.Толеубаев и др.; в институте ГЙДРО-ИНГЕО. - Г.А.Мавляяов, Н.А.Кенесарян, А.С.Хасанов, С.И.Мирза-ев.В.Г.Сакойленко, Л.З.Рерфеданов, Г.Л.Григорова, Р.А.Якубова, В.Г.Ходжаев, Н.И.Еникеев, С.А.Арипов, В..В.Сергеев, Г.И.

•Карпазяна, А.С.Ибрагимов, Т.И.Прядуяенко'и др.; з Таш.филиа-ле 1ШИ ВОДГЕО -• Е.М.Семенов, Г.Н.Молтянер, В.К.Слеппоз и др.;

•в САН1МРИ - А.П.Орлова, Л.Н.Даняелова, Р.М.Разаков я др.; в ■ ПО 'Т\ызнлтешгеологяя?' - Р.И.Гольдитейа а др.; в Госкомприроде - В.Г.Конюхов, Ш.Р.И'брагяковл и др.

Благодаря работам перечисленных исследователей, аБТОр смог поставить и в определенной степени решить обобщенную задачу эколого-гядрогеохишческого направления, связанную с изучением закономерностей изменения качества пресных подземных, вод репных долин в условиях техяогенезэ а дх охраной от загрязнения.

Гадрогеохимические оснога охраны подземных вод хозяйсг-венпо-пятьевого' лазкаченяя расоштригаптся »ata как комплекс

знаний по процессам формирования их химического состава, причинам изменений и прогнозу развития загрязнения с разработкой и реализацией' необходимого комплекса мероприятий, среди кото-" рых профдлактическяе -занимают приоритетное место по вакности я первостепенности выполнения, а восстановительные являются следствием несоблюдения первых. В связи с этим проблема охраны подземных вод от 'загрязнения включает, с- одной стороны,изучение закономерностей формирования их хишческого состава в естественных условиях, с другой - выявление причин и процессов техногенных изменений, а такке прогноз и разработку на этой основе рекомеядашй и технологических приемов по улучшению и сохранении требуемого качества вод,-

Часть I. ЗАЮНОМЕРНОСТИ ©ЗРШРОМГьШ ЖШЕСКОГО ;

СОСТАВА П0ЛЗБ1.ШХ ВОД В . ЕСТЕСТВЕННЫХ уи0шях

В первой части рассштриваются. о собетшсти-формирования хишчеркого состава пресных подземных вод речных долин (гл.1), их.зональность (гл.2) и защищенность от загрязнения (гл.З).

Основными природными сУакторамц формирования состава подземных'вод речных долин являются особзнноотл климата, рельефа, рзскрытостъ гидрогеологической структуры, состав водовме-цающих пород, их-высокие фильтрационные свойства, большие уклоны поверхности подземного, потока, значительная, для аридной зош вежгана атмосферных осадков, еяешо-ледяяковае штание рек, густая сеть, поверхностных, и в том.числе, ирригационных водотоков, тесная гидравлическая связь их-с.'.подземными водами. Влияние этих факторов, передается, через та кие.пара метры, как биологическая продуктивность ландшафта,.направленность- преобразования органического вещества, характер.Еыветрявания горных пород, интенсивность водообмена и особенности геохимической среды ■'(С.Л.Шварнев, 1973). Совместное их воздействие предопределило проявление гддрогсотаческкх процессов, которые привел! к формированию пресных Оысо-Ч?а . 'и' .псо^-БО^-Се^На во/с шнералязашей.0,3-0,6, иногда, до 1,5 г/ли более». Важными геохимическими особешгоетяш, определяющими качество подземных вод являшоя следущае подошш'я..'•.

I. ХитчссвШ. со став подземных вод горных областей одре-

деллется-процессами выветривания, растворения, взаимодействия гядроксила с диоксидом углерода,:а предгорных рявнян - испарительным концентрированием и лонным обменом. На равнинах качество вод по макрокомпонентам определяется главным образом гидрогеолого-медпоративним процессом, а по мякрокомпонентам -гядрогеохимаческами' условиями среды. ■

2. Грунтовые вода речных долин арадной зоны характеризуются няэкйм содержанием органического вещества, слабощелочной реакгаей и внсокотоложиеяьтая значена»© окислателыш-воо-становательяого потсннйалз, что резко отличает их от вод гу-мздной зола'. Проявление этих свойств способствует формировании вод высокого качества по элементам - комплексообразавате-лям я переходным ( Рэ,■ Мп, Ба,. н^ и др.), но создает условия для .ухудшения .ка.честга из-за 'в6зш5кюота накопления аяяоно- . генпах элементов ( р, н, аз, оь и др.) при незначительных конпентрапйях-ах в ¡породах. •

3. Основным потеяшаяаадаяшям Фактором в аллювиальных подземных водах является растворенный кислород, естественные концентрация которого способствуют формированию-устойчиво высоких значений ЕЬ , 'Объединяемых в слабовырзаея'яуи горизонтальную (380-450 МВ в горней части и 370-420 мВ в равнинной) и вертикальяую (3*70-460 МВ в водах Ои-зу> 300-400 МВ - Р^) зональности. На сТ-ояе этих значений ЕК проявляются два типа локальных изменений, вызванных в большанстээ случаев техяо-гекнша причинами: а), .существенное снияение.ЕК до яизкополо-•зятольенх а отрицательных значений при посту пленяй в подземные водыорганических вгцзств и б) заметное увеличение ЕК. в зоне влияния'рудничных вод сульфидных месторождений я инфильтратов из-под горнорудных отвадоз.я слабое - на участках интенсивной эксплуатации подземных вод групповша водозаборами.

4. Содержание калымя является косвеяным регулятором качества подземных вод по некоторым микроэлементам. Повышенны.*, его содеретняя. уменьшают. яоттентратаа фтор я 'способствуют внеакавашю оргаяпчёскях кяслот, что ограничивает'.«¿агрария :-15М1Чзсга!х глзмеятов, склонных к комялексообра эовагаю о этакя веществам::" ( Вэ, Зя, Зоу^я, а «алзе «5., 'Си» га, ?»>,

Мя-а др.).

5.Образование карбонатов калышя под влиянием процессов испарительного концентрирования и ионного обмена способствует очищении подземных вод от различных элементов а компонентов посредством соосайдения их на форшруюпдахся новообразованиях. G одной стороны, это катионы, карбонатные соли которых наиболее малорасгворямы ( Hg, P"b, Cd, ¿s, Со, Zx¡, Fe, lío, Cu, sr и др.), с другой - анионы, образующие шлораетворимые соеди- . нения о калышем (ю^", F~, seol", so§~ 11

др.). '

G. В сезонно увлажняищейся-части пород зоны аэраши и в верхних частях водоносных горизонтов благодаря высоким значе-каям Eh из фоновых концентраций формируются новообразования в' виде гидроксадов келesa и маргакш, распространение которых косит'региональный характер. Эта процессы в определенной сге-. пени обеспечивают пониженные содержания.келеза-и »зарганпа в подаеодшх водах аридных районов, ньсцотря на шеокае ая- кварки в водовмещащах породах, Кромэ того, геоттнеское значена© втах гадроксадов усиливается благодаря.то«у, что свене-осажденные их форщ являются весьш эффективными сорбентами.

Малая мощность покровных отложений речных додан обуслов-' ливает слабую защищенность водоносного горизонта от воздействия техногенных нагрузок, что способствует -быстрому■проникновению в. него загрязняющих, веществ. Предлагается различать внешние и внутренние факторы защищенности. К внешним .относятся параметры геологической.среды п техногенные условия воздействия на водоносный горизонт. К/внутренним факторам защищенности относятся гвдродкнашческие условия, водоносного горизонта (определяющие его -разбаБлявдую способность) и гидрогеохимические (определяющие возможность' снижения концентраций загрязнителей на-геохимических барьерах). Если процессы осаждения коктамянактов происходя!1 в зоне аэрации, то.геохимические барьера выполняют.-защитную роль, если труднораство-рише формы образуются в'зоне насыщения, то геохимические барьеры, наряду с улучшением условий защищенности, способствую!' самоочищении подземных вод.

- 15 -

Геохимическая суиность защищенности подземных вод выра-етется в следующем: я)-помимо латолого-гидрогеологических факторов, защищенность определяется'направленностью гидрогеохимических процессов, вызывающих проявление геохимических барьеров; б) защищенность - непостоянное свойство геологического разреза во времени, она зависят от характера изменения геохимических условий пород зоны аэрагии за время воздействия на них стоков и способна ослабляться в.результате лстощёняя запаса резгентов-осадителей и заполнения сорбпионнсй емкости пород; в) защищенность зависят от-вызванных гидрогеохимичес-ками процессами изменений 'Тильтрапионных свойств пород (техногенное шиоралйобразовакив, сопровождаемое кольматашей, улучшает условия защищенности, а выщелачивание ухудеает их); г) при поступлении в подземные воды поливалентных элементов защищенность для различных их гТ-орм на однозначна. Например, высокопологительяые значения ЕЙ подземных вод речных долин способствуют усилению защищенности вод. при загрязнения их аммонием и яптрлташ и пе препятствуют загрязнении яри воздействия на них ызтратоз.

Часть П. ПРОЦЕССЫ ИЗМНПЗЩ ХЙШЕСКОГО состава

подземных вол в тшогшшх УСЛОВИЯХ

Глава 4. Особенности распределения и трансформации форм азота в подземных водах освоенных территорий ■ •

В хозяйственном омовении долины рек Узбекистана шггелся вн о освоены под орошаемое земледелие, на них размещаются ' про мы-.таенные предприятия и йд-вотноводчегсхйв комплексы, кяро--ко развита кожупальяо-бнтозая е?ера, что правело к загрязнению подз'емндас вод соединения«» азота. Саотедаагасая загрязненных вод я анализ трансформаций Форм азота•позволяют сделать следующие вывода.

I. Подземные воин речных'долгая, осгсеаячх код оропаемеэ земледелию й :арактерйзуемнх шеокополоаательаша значения.',я . (от 370 до.420 гЭ), загрязнены нитратами как регионально, так п локально, -Йстс/ахом умеренных региональных загрязнений

служат азотные удобрения, а более контрастных локальных -промышленные, животноводческие и коммунально-бытовые стоки, В водах с низкоположктельшлми значениями ЕК (до 200 мВ) вблизи мест инфильтрации кивотноводческих, коммунальных и специфических промышленных стоков формируются повышенные концентрации нитритов и аммония.

2. В подземных ведах продольного профиля речных долин происходит увеличение содержаний нитратов от верховьев (1520 мг/л) к низовьям (40-80 мг/л) с резким возрастанием их в прошвшеякых зонах (100-1000 мг/л и более), где отмечается изменение химического типа вод. В поперечном профиле долин повышенными содержаниями нитратов (до 100 мг/л и более) характеризуются воды высоких террас. На низких террасах их содержания снижаются до 20-70 мг/л, а вблизи русел питающих рек

до 10-40 мг/л, что связано с увеличением интенсивности водообмена на этих участках. Вертикальная гидрогеохимическая зональность по нитратам проявляется в более интенсивном загрязнении ве-рхнего слоя, грунтовых вод. С увеличением глубины до 20-40 м их содержания снижаются, в 1,2-1,5 раза.

3. На локальных.участках загрязнения подземных вод органическим веществом, окисление которого вызывает формирование низкоположительных значений Eli , образуются отрицательные нитратные аномалии со снижением нитратов под влиянием процессов денитрификаши с 20-80 до 1-6 мг/л.

4. Отмечаются высокие скорости трансформаций нитритов и аммония, поступающих из техногенных источников в поверхностные и подземные воды с высокоположителышми значениями ЕК . Термодинамические, расчеты энергетических характеристик химических реакций окисления этих соединений, выполненные для реальныхгидрогеохимических условий, позволяют допустить,что их переход в Щ1тратну» форцу, наряду с микробиологической нитрификацией монет также активно протекать и химическим путем.

5. Сезонность внесения азотных удобрений на фоне изменений уровня грунтовых вод в связи с поливами сельскохозяйственных культур вызывает соответствующую изменчивость содер-

яакий нитратов в подземных водах, которая выражается в увеличении их содер;аший' в вегеталаонном периоде га 20-30^ по сравнению с певегетапионным.

Глава 5. Изменение химического состава- подземных вод ' • в зоне влияния oponíaсмых предгорий

Гидрогеологами замечено, что на качество -подземных вод речных до лап негативно злзяет орошение новых земель в предгорной зоне, .одоленной кайнозойскими мелассами. Наибольшее ■ ухудшение качества подземных вод отмечается в прибортовых частях речных долян, в зонах сочленения их с предоорягмп но-' неорошаемыми млесивакя,. -я-.наиболее резко проявляется в начальный период освоения. Увеличиваются обящя минерализация подземных вод до 1300-4500 мг/л» содеркапая сульфата до 600-2300, хлора до 250-420нитрата до 40-150, натряя до 200--70Q мг/л. и показатель общей аесткостя. Эти данные позволяют констати» . ровзть, что поступление основных макрокомдонентов л подземные зоды'прибортовых частей долин обусловлено мобялизашей сроск-тельянш водами природных солей- из кайнозойских мола со, а на--трата - внесением-удобреяий; Качество года в прибертовей зона ухудпается такие вследствие отбора подземных вод, при котором происходит подтягивание солоноватых вод яз солекосннх отделений. Вместе с-тем, наш установлено, что повышение содержаний нитратов до 40-60 мг/л происходит даае'яа тех участках речных долин, которые сочленяются с Неосвоенными под орозаемое земледелие участкаш солеяоснах предгорий. Это позволяет допустить, что источником высоких сод ароний нитратов в водах речных долин может быть не только техногенный, не а природный . фактор.'

lío результатам опенки роли•природного.геолого-геохнмз-ческого фактора, (вымыв солей из лессов я йоласс),. усиленного техногенным воздействием (орошение, отбор подземных вод), велел за предыдущими исследователями делается вывод о яеоб-ход^ао'стя изменения традашояяогэ взгляда на .предгорья л адарн. Средней Азяа как ка .резерв освоения иоянх ороноекцх ?ймель. йероир",'ГГйяш ко ьрздотаращймв дальнейшего ухудгз-

-тения качества подземных вод, находящихся в зоне их влияния,является сокращение отбора на этих участках и-ограничение на адырах и в предгорьях водохозяйственной деятельности, связанно й с подаче!',, больших объемов поливной воды.

Глава 6. Геохимические барьеры как фактор защищенности ■и самоочищения подземных вод

Трактовка понятия о геохимических барьерах и их классификация даны Л.И.Перельманом (1931,1977). Геохимические барьеры г это зоны, в которых на коротком расстоянии происходит резкая сиена гидрогеохимических условий шграши-химических элементов, что вызывает их осааденне й твердую фазу. Общие ■схемы самоочищащей роли различных видов геохимических барьеров применительно к подземным водам хозяйственно-питьевого назначения разрабатывались С.Р.Крайновнм и-В.М.Швзгом (1957, .1992).

Среди большого количества точечных источников загрязнения в пределах речных долин на подземные вода е основном воз-де":ствуют предприятия химической, горнодобывающей, металлургической, нефтеперерабатывающей промышленности, а также перерабатывающие сельскохозяйственную продугсхшо и животноводческие .комплексы. В результате фильтраиш .производственных и сточных вод с территорий этих объектов,'их отстойников, накопителей, хвостохранилищ образуются постоянно и длительно . действующие очаги загрязнения. Степень их локализации .зависит как от интенсивности техногенной нагрузки,-гак и гидрогеохи-шческих условий водоносного горизонта. ■ '

Состав отходов-промышленных предприятий весы®' разнообразен, однако, загрязнете подземных вод проявляется по су- ■ щественно меньшему числу, элементов и компонентов, чем присутствует в стоках. Это происходит потому, что наряду с высокой разбавляющей способностью подземного- потока проявляется защитная роль геохимических барьеров. В условиях техногенного воздействия на компоненты'геологической среды геохимические барьеры способствуют улучшению условий, защищенности подземных вод от загрязнения и, что особенно-лакно, - их самоочи- ■•

- 19 -

щеняю от определенных групп химических элементов. Наиболее значимы сорбгионные глинистый'и гидроксядный, щеточные-карбонатный и гидролитический, восстановительные сульфидный и гле-евый,' кислый виды барьеров; некоторые из них дейсгвуот совместно. Пропессы комплексооораэоваНая услогияют классические схеш осаждения элементов на .геохимических барьерах.

Подземные воды речных долин, сложенные аллювиальными галечниками, неодинаково пврещтша лессово-суглинпстиш Образованиями, загрязняются в основном лиаЬ компонентами, не зэдер-жяваюцяшся на перечисленных типах барьеров (сульфата(.п. и нитратами). Загрязнение вод кислыш стоками с повышенной нонвоя-трагией меди, ганка, свинца и.других элементов (Альалшсская яромзона)- локализуется на первых десятках метров, Это обусловлено процессами осаждения на'глинистом, гядроксидноы, карбонатном и гидролитическом видах барьеров. По мере заполнения' сорбгдонной емкости суглинков я истощения их щелочности, расходуемой на нейуралазапаю кислотности фяльтрузаглхся технологических растворов, очевидно, ореол загрязнения подземных вод будет раскаяться. Загрязнение подземных вод шелочныш стоками с высоким содержанием молибдена а вольфрама (Чярчикская про-мзона) тагае локализуется' вблизи очага благодаря действию кислого я пространственно совмещенного с ним сорбгаоняого барьеров.

Сульфидный барьер проявляется на участка встречи кислородных подземных вод, сод ерш щах икгредяенты гальванических производств (никель, икнк, кадмий, медь и др.) с техяогенйо сформировавшимся от потерь'нефтепродуктов очагом сероводоро-•дообразования; имеющим значения Eh вод -50++200 аВ (участок Ташкентской промзони). Анализ новообразований аз зоны •действия этого барьера указывает на присутствие в галечниках водоносного горизонта сульфидных минералов. - В осношоу это гидротроилит Pes-nHo0 , в меньшем количестве гшпротш: EeS:, .марказит 'Pes2 , "бурнонит CuEtSbSj , шрматят Zni'es , алабандол 'ins , штернберга-г Ägfo2Sj д др, Наложенный характер и экзотичность ассгл'яапия минералов свядегельствугг о техногенном грн'езчсе. причем источником нелегка в суль^я-дях

служат его природные содержания в подземных водах, а халько-•фальных элементов - искусственно привнесенные в водоносный горизонт при утечке прмшшешшх сточных вод.

На этом же участке-функционирует восстановительный барьер, на котором" осаждается хром по глеевой. схеме. Ирг вхогще-ндя хроглсодеркавдх вод с концентрацией Cr(Vl) 0,1-0,8 иг/л и более в зону с кизкополоштельныш и отригателышш значениями F;h .происходит снижение -его концентраций-до 0,00л ыг/л за счет перехода в трехвалентное состояние и осакдение в'виде труднорастворишх оксидов." Геохимическая .эффективность работы этого барьера очень высока. Она обусловливается тем,что весьма высокие первоначальные содержания хрома снижается здесь до величия значительно няко нормативов качества вода для ""тгьевых целей еще при достаточно высоких (менее 380 Ш) значениях окислительно-восстановительного потешшала. В результате разнохарактерных загрязнений подземных, вод (нефтепродукты к хром) слоилась уядкалъдая гвдрогеохашческая ситуация, грамотное использование которой позволит решить проблему- хромо содержащих дренакшэте вод с содержанием хрома (У1) 0,3-0,6 мг/л, вынужденно извлекаемых в болыкх объемах с ое-лью водопонижешш --и.сбрасыраедах в поверхностный водоток, В создавшихся техногеяшх условиях представляется возшг&шм' организовать практическое'■ обезвреживание внеркэхромных вод путем закачки ях обратно, в' пласт в .зону с восстаношгел&ныш условия».®, в которой посфупаздай хром в ваде Сго|"-. будет осаждаться на геохимическом барьере.

Таким-образом, геохимические барьеры способствуют улучшению защищенности а самоочищению, а направленное создание дх техногенных аналогов ида использование готовых благоприятных ситуаций является о,паям пз путей охраны и управления качеством Подземных вод.

Глава 7. Геохимические дыры как фактор загрязнения , : и самоочищения подземных вод

В соответствии с основан« законом диалектики о едошетве и борьбе яротивоположяоетей, в природе вещей и явлений имеет

место раздвоение единого на взаимоисключающие я взаимодополняющие друг друга противоположности. В геолого-геохишческлх науках ото такие понятия и явления, как трансгрессия-рагрес-сня, антиклиналь-синклиналь, платформа-орогш, осадконакопле-ние-денудяиия, окисление-восстановление, аэрсбность-анаэроб-нос'ть, косная материя-органическое вещество, шграпия элемен-тов-их фиксагяя, накопление-рассеяние и т.п. Понятие геохшля-ческого барьера тагсяе имеет свою противоположность, которую автор предлагает называть геохимической дырой.

В самом общем смысле геохимические дыры - это золы, в которых на коротком расстоянии происходит резкая смена гидго-геохншческих'условий'гаграпия химических элементов, что вызывает у сил ение подвижности отдельных элементов благодаря переходу ах из осажденного состояния в Еодяорастворимое и газообразное или из водаорзстворямого в газообразное, а такке в связи с компяексообразовяняеу. Необходимость введения такого понятия вызвана характерной особенностью современной эпохи -интенсивным техногенным давленная на ландшафт, результатом, которого является практически безвозвратное необратимое рассеяние вещества в окрукавщей среде и, как следствие - ее загрязнение. Типы и классы геохимических дыр подобно геохимическим барьером могут быть сашш разнообразны.® и нуждаются в систематике. Решение этой задачи позволит более аффективно изучать процессы шграши вещества в природных условиях, нарушенных техногенезом.

• Среди возможного многообразия типов и классов геохимических дар рассмотрим восстановительную газовую разновидность, возникающую на участках интенсивного загрязнения подземных вод органическим вещество!,!, одним из последствий проявления которого является сформирование мало- или бескислородных условий, о пониженными значениям! окислительно-восстановительного' потенциала; Обычно на этих участках активизируется анаэробный шкробйологическай процесс, следствием которого является образование газов, в том числе я токсичных (СЯ4, С02, Нд, ( М02 и др.), элементным источником которых служат органические я шнералыше' веяестга подземных ьод. Благодаря сизпга-

химической г биохимической трансформации их твердых, жидких и растворенных форм в газы резко усиливается миграция химических элементов, входящих в их состав вплоть до выхода из зоны . насыщения. В результате этих процессов с одной стороны.происходит загрязнение подземных вод газами, с другой - самоочищение от органических и -минеральных'веществ, являющихся источником газов.

Таким образом, восстановительная газовая геохимическая дыра - это зона, в которой при смене кислородных условий на мало- или бескислородные в результате .анаэробных-микробиологических и физико-хтдических процессов растворенные окисленные формы некоторых перемейно-валентных элементов преобразуются в газообразны'© восстановленные; образующиеся.газы мигрируют за пределы зоны вплоть.до выхода в атмосферу,.что приводит к рассеиванию химических элементов и .исчезновению тех минеральных .я органических .'веществ, которые являлись материалом для образования газов. -

Техногенное газообразование на восстановительных геохимических дарах вызывает серьезные экологические осложнении (станция Чкаловская Ташкентского метрополитена, Ферганский-завод фураковых соединений). - ' ■ .

Ухудшение экологической обстановки на ст.Чкаловской.является следствием, проникновения в тоннель подземных вод, содержащих повышенные конпентрагаи сероводорода, метана, диоксида углерода, оксидов азота и других газов, появление кото- . рых вызвано сугубо техногенными причинами.-Окисление нефте-. продуктов, поступавших в водоносный горизонт в-течение многих лет с места их хранения, привело к формированию и сохранению в ухудшенных условиях водэ- и газообмена новых, не свойственных водам аллювиальных галечников анаэробных условий и восстановительной геохишческой среды о низкоположательными и отрицательными значениями БН . Вновь сформировав®еся бес-, кислородные и малокислородные условия привели к активизации анаэробного биоценоза.. Микробиологическими исследованиями (Н.Н.Еданова, А.М.Зайчекко, С .-К. Куканов-, М.Г.Сагдиева) в подземных водах и. грунтах установлено повышенное количество

сульфатредупя-рующих, денитрифицирующих, углеводородомсляю-щих, железовосстанаЕливэющих и других групп бакретий с высокой (10^-Ю9 кл/мл и кл/г) плотностью заселения. За пределами зоны явного загрязнешь нефтепродуктами их численность -значительно ниже. Геохимическая-деятельность бактерий приводит к •деструкции органических веществ, трансформациям кислородосо-дерхшщих неорганических, появлению газов, еще большему снижению ЕК вод. Для восстановления экологической обстановки в метро было принято решение о предотвращении поступления загрязненных газаш подземных вод путем организации водопояиже-ния. Однако более конструктивным следует считать ликвидацию самого очага загрязнения грунтов и подземных вод нефтепродуктами.

Близкая к этому картина наблюдается-на территории завода фурйноЕых соединений, где на участке лигнинных карт в результате загрязнения подземных ..-вод органическим веществом произошли глубокие изменения их химического состава, связанные с анаэробными микробиологическими процессами. Среда образующихся газов наиболее токсичным является сероводород, концентрация' которого в водах достигает.200-260 мг/л. Его про-' никновенае в подвальные помещения сооружений-завода, а такяе ■дегазация через зону аэрации в атмосферу вызвала нарушение экологической обстановка не только в пределах завода, но и на прилегающей к нему территории жилого массива. ■

Таким образом, на участке восстановительной газовой геохимической' дары при участии анаэробных микроорганизмов происходят взаимное использование л трансформация органических и минеральных веществ, в результате чего их содержания снижаются до уровня значительно-ниже ЛДК, т.е. имеет место самоочищение подземных вод от сульфатов, нитратов, органических веществ и т.п. Продуктом этих преобразований являются газы, токсичные формы которых загрязняют подземные вода. С другой стороны более высокая подвижность этих газов и способность к дегазации, приводит к удаленна вещества пз геологического разреза.

- 24 -

Глава 8. Роль сульфидных и сульфатных минералов в сульфатном загрязнений подземных вод

Палеозойские .образования горного обрамления речных долин ьключают комплекс месторождений полезных ископаемых и обогащенных рудным веществом зон, объединенных одной общей, особенностью г окислением находящихся в них сульфидных и растворения сульфатных минералов, что приводит к обогащению подземнкх вод сульфатом до 100 мг/л. Искусственное нарушение сплошности пород, возникающее при разведке я отработке месторождений, перевалке добытых руд.и пород на поверхности земли и складировав ние их в отвалы приводит к усилении сульфатного загрязнения подземных вод. Увеличивающаяся площадь соприкосновения руд и пород с кислородом воздуха и воды способствует интенсификация окислительных процессов с образованием кислых-сульфатных еод с высоким (более 500 мВ) значением ЕН и повышенным содергл-няем меда, свинца, кадмия, пинка и.других элементов. Содержа-иие сульфатов в рудничных водах эксплуатируемых сульфидных мёстероздений к пх отвалов на локальных участках достигает десятков и сотен граммов на литр, а в водах при бортовых часта! долин, контактирующих с этими объектами устанавливается на уровне 400-800 мг/л.

Повишение сульфатяости может быть вызвано и другими причинами - наличием.рассеянной вкрапленности пирита в породах, присутствием в рудах ангидрита и гипса, развитием зон алукитовой минерализации. Термодинамически обоснована схема разложения ангидритов и гипсов содой, образующейся при выветривании щелочных алюмосиликатов, в результате чего эти минералы замещаются кальцитом, а высвобождающийся сульфат переходит в воду. Наш показано, что зональное по ангидриту строение рудной толщи алмалыкского меднопорфирового месторождения, вопреки существующему мнению, вторично. Оно вызвано гнпергеняымп процессами к контролируется глубиной зоны активного водообмена в^ гидрогеологических массивах. Увеличение сульфаткости подземных вод по рассмотренной схеме возможно при сбросе щелочных сточных вод содового состава на почвн и грунты, обогащенные гипсом. ...

■ ■ - 25 -

Низкая растворимость алунита в нейтральных и слабощелочных водах не вызывает заветных изменений ах состава, однако, в серяокислих средах она заметно увеличивается, например, при совместном нахоздениа алунитов с судь&щшш млнералзма. Ото указывает на то, что в зонах развития алупатовой минерализация дополнительное техногенное воздействие на ландшафт в вя-' да япфлльтрашш кислых сточных вод (объекты типа неха очного выщелачивания) будут интенсифшяровать загрязнение подземных вод сульфатом, оллшаняем, натрием.

Глава 9. Потери нефтепродуктов как ирл<тяа регионального • л локального загрязнения подземных вод

'О ваяностп проблеет этого вида загрязнения свидетельствует повышенное к ней внимание'со стороны общественности я .учених-гидрогеологов всего мирового сообщества. Загрязнение подземных вод эксплуатационных горизонтов речных долин нефтепродукта га в зависимости от характера техногенного воздействия проявляется нз региональном (пяоврдяом) л локальном уровнях,

Пловдщое загрязнение подземных вод нефтепродуктам в основном развито в штенекзно осваиваемых районах -а представлено воднораствордшш ([ортт в содержаниях, близких к. 1Щ, Наиболее сильно оно проявилось в Ферганском регионе из-за своеобразия его природных л техногенных условий. Появление нефтепродуктов в водах на уровне 0,1-10 мг/л при естествея-.ном фоне для .незагрязненных районов 0,00". мг/л связано с их яотеряш' ч рассеянием при добыче, переработке, транспортировке, храиснши авариях и использовании на местах. Для водозаборов хозяйственно-патьевбго назначения этот вид загрязнения является наиболее .опасным из-за возмолмостя шгра-гаш водйсрастворишх нефтепродуктов на больше расстояния.

Локальное загрязнение подземных вод нефтепродуктами, обычно представлено масляной фазой, плавающей в виде пленок ч слоя значительной модности на зеркале грунтовых вед, а •тайжс сорбированными на породах, водно-эмульсионными а вод-яорзствораадня формами. Интенсивность локальннх загрязнений

бывает самой различной, но иногда масштабы их проявления ста- . ловятся соизмеримыми с природными нефтяными залеяяка. Так, потери с . прошлое® дка .Ферганского нефтеперерабатывающего завода са три десятилетия его работы сформировала лангу плавающих .. на уровне грунтовых вод нефтепродуктов мощность» 0,01-2,5 м на площади около 7 км2 о объемом болееI шш.м3. Ретроспективный анализ развитая площади нефтяного тела показывает, что в начальный период загрязнения происходило заполнение нефте— продуктами .свободной емкости пород мощной зоны аэрэдзш (около 40 м) на адырном участка под территорией завода. Б дальнейшем началось горизонтальное их продЕшение, а изменение литологии и ухудшение фильтрационных свойств галечников обусловило латеральное растекание нефтепродуктов и увеличение , нлоща.'Ш н&т-тяного тела.

Из-за различных скоростей дшшеаая подземных, вод и нефтепродуктов, а таете их сорбшш -в..'грунтах они способны сохраняться вблизи источника поступления. Так, в пределах длиг тельно существу«®»;.' продаашпшй зон при строительстве новых сооружений с глубиной залоsatán фувдаглэктов ниже уровня грунтовых вод все чаще приходится сталкиваться с легальным проявлением загрязнения вод.и грунтов свободами и сорбированию® нефтепродуктами от объектов длительного кх хранения,которые функционировали ранее, Последствия былых утечек дают о себе знать в течение многих лет после лв1авядатш. источника загрязнения.

Загрязнение подземных вод нефтепродуктами способствует саморазвитию гидрогеохшичаской системы с глубоким поэтапным преобразованием состава вод- закономерным снижением BU, уменьшением концентраций нитратов, сульфагов, возрастанием шмония, нитритов, гкелеза(П), появлением диоксида углерода, метане,, сероводорода и другими изменениями^ В завискгссти от мощности . слоя плавающих нефтепродуктов и продолжительности их воздействия выделяются зоны: а) глубокого преобразования химического состава вод с признаками былого И современного газообразования (Eh. менее 100 мВ дс отрштат^дьных значений);б) частичного' изменения состава вод и интенсивно происходящего

в настоящее время газообразования (ЕЬ 100-350 МБ); в) веема слабого язмеяе;шя состава вод с отсутствием признаков газообразования (ЕК вод 350-430 ;.В). Выявляемая картина интерпретируется как отражение особенностей проявления геохимической деятельности анаэробных микроорганизмов, использувдах .для своей жизнедеятельности воднорастяорамые и плавящие £орми • нефтепродуктов.

Отрапательяыми последствиями поступления нефтепродуктов в подземные воды, 'помимо увеличения конпентрашй самих п&Ттс-продуктов, являются: а) ухудшение качества подземных вод по элементам, соединения которых при пониженных значениях.окислительно-восстановительного потешгаалз обладают повышенной устойчивостью своих миграционных форм (аммоний, яелезо, шр-гаяеп, селен я др.); б) у};удшеше воздушной обстановки з помещениях подземных сооружена? за счет дегазапаи из подземных вод токсичных газов; в) снижение прочности бетонококструкляа я'з-за возлей сташ на них агрессивных по яелезу и бетону га-поз; г) возможность Бкклянивашмг свободных нефтепродуктов в 'дренажную сеть при их подходе к зона неглубокого залегания уровня грунтовых вод.

Глава 10. Шише изменения химического состава подземных вод в на блюда телышх скважинах

Важность'решения научных я прикладных вопросов геохимии подземных вод хозяйствеяно^питьево'го назначения в пелях их охраны от загрязнения предъявляет повышенные требования я качеству первичной гигрогеохиммеской информация,' получаемо-! при опробовании наблюдательных и разведочных мфажин. Однако имеются данные о несоответствии химического состава вод в стволе скважпя с затрубной пластовой водой'вследствие несовершенства отбора проб или конструктивных особенностей скважин, Такие изменения химического состава подземных зод вслед за С.Р.Крайяовым мы называем мяимыш.

При опробовании эксплуатационных скважин в пр-бу попадает откачиваемая насосом вода,'химический состав которой практически адекватен пластовой. Опробование г:з |габладат'е;а-

ных скважин, аз-за ряда «акторов часто сопряжено с получением непредставительных проб, химический состав которых по отдельным компонентам отличается от пластовой води, что неоднократно отмечалось рядом исследователей (В.А.МпроненкоДЭЗО, 1936; С.Р.КраЙяов, Б.М.Швеп, 1937, 1939; Л.Паркер, 1936; Р.Армстронг, 1935 и др.),

Среда факторов, влияющих на представительность-отбирае-шх; проб, ыолсно выделить тип материала труб я пробоотборников,-конструктивные'особенности скваквн., состав буровых растворов и цементирующих материалов, способ извлечения вода, продолжительность-прокачки.' Üchobrhki геохишч.ескиш процессами, вызывающими несоответствие состава загруб/mx- пластовых.вод . вяутритрубным водам наблюдательных сквакпл являются физико-зюмн.эское взаимодействие компонентов зшшческого состава вод о металлом .труб и раотвореяяыш газами, а также электрохимическое и микробиологическое преобразование вещества в этих системах (взаимодействие нитратов с келезом обсадкой трубы, переход его в двухвалентное состояние, образование молекулярного водорода и снижение Eh вод, образование гидрокоидов железа в верхней части водяного столба б сквазшне и coocas-денне на лих ряда микроэлементов, сдвиг карбонатного развно-веспя и осаздекиё с повообразованяш кальцитом некоторых компонентов и др.).

Среди многообразия причин изменения химического состава вод в стволе сксоаик вне поля зрения исследователей остаются процессы влияния железа труб на концентрацию в водах нитратов. Автором установлено, что пробы боен из непрокаченкнх сквазлн характеризуются постоянно низкими содержаниями нитратов, несмотря на их высокие значенйя ь водоносном горизонте. Изучение этого йъг.та показало, что подобное поведеяде нитрата в воде, заключенной в железной трубе наблюдательной ' сквазшш, связано с Ьйислвтельио-воостаиовйтеяыщкд процесса^ , -протека.юшш в системе штрат-яелезо. Повышенные'содержания нигратор, поступивших с пластовой водой в трубу скваглны-, снижаются из-за их восстановления мёталлаческим яелезом вплоть до образования газообразного монооксида азо-

та. Геамшя протекает по схеме З^е + 8Н+ —ЗГз2**

+ аю +'ЧН20 и представляет собой пример восстановительной геохимической дары. Продуктами реакции являются гдалорастворд-шй в воде и хакически с ней не взаимодействующий газ но,диффундирующий в воздух, и деухкалентиов железо, которое ошикает ПК воды» Выявленное в натурных условиях и обоснованное терыодананаческиш расчетам уменьшение содерааяяя нитратов • в водах наблюдательных скважин• за счет взаимодействия его с аелезогл подтверздапгся лабораторными экспериментами.

Для получения представительных проб воды из наблюдательных окваянн необходит предварительная их прокачка до стаби-лизагии легко замеряемых на'.месте гндрогеохишческих параметров' (рН, ЕК .нитраты, нелезо, электропроводность и др.), недопущение использования эрлифта в качестве откачечного средства и использование инертных материалов в обустройстве сгспа-и пробоотборников,

Глава II. Влияние загрязненных иодзегяых вод на кольма-таото й корроэпо в гядрогеологическнх 'скваетшах

При работе гидрогеологических сквазиш в отдельных случаях из-за кольматашш фильтров л прифильтровых зон водоносного пласта их производительность снижается (Б.С.Алексеев, 19-36; Г. М. Комму нар, 1974; В.Н.Гаврилко, 1968; .Д.Г.Милихакер, 1971 я др.). Проведенные наш исследования показал!, что сн-ваягшы, разкецекше на участках со спешфаческям загрязнение;* подземных вод органическим веществом подвераелы кольматаггни, и коррозии больше, чем на незагрязненных. Гео'ютмаческин обоснованием проявлейия хсолы-атадви является следующее: а) снижение ЕК подземных вод я увеличение содерканяя даоксида углерода, сероводорода я других газов, присутствие анаэробиоз микрофлоры; б) развитие деярессяокной ворошш от работы скважин и связанная с этпм-аэрагая верхней части пласта,усиление движеншг вода в прифплътровнх участках; в) возникновение в прифлдьтроЕых зонах условий д;и проявления окислительного, карбонатного и других типов геохпшческях барьеров.

сопровождающихся осаждением новообразований. Длительная эксплуатация скваиан-э таких условиях <временной фактор) приводит к проявлению практически значимых кольттагяошшх и коррозионных эффектов, которые осложняют их работу.

Новообразования представлены широким комплексом различных групп минералов -сульфидов, оксидов, карбонатов, сульфатов, самородных со сложнопостроещшй микрозональностью.Совместное их нахождение свидетельствует о временной изменчивости гйдрогеохимячеоках условий и стадийности мииералообразова-ния в•техногенных условиях. Их основная масса приходится на ттщ 'часть водоподъемной и фильтровой коло'нны труб от места размещения насоса до положения динамического уровня воды. Следовательно, максимум проявления кольматавяи в породах при-фнльтровых зон приходится на отот участок глубины скважины. Слйзео{$разны8 в большинстве случаев характер новообразований, • обусловленный микробиологической деятельностью бактерий способствует усиленна кольматарионяах эффектов даже при небольшой массе отложившихся' минеральных Езществ, поскольку слизистые обрастания снияаит фильтрационные свойства любых пористых материалов, в тем числе песков п галечников значительно лягая-сивнее, чем. минеральные.. Дина кика расходов гидрогеологических скважин, расположенных в 'зоне явного загрязнения,•свидетельствует о том, что они имеют гендшшш к снижению расходов по сравнению с первоначальным периодом'эксплуатации, а также•• по сравнению со скважинами за. пределами зоны загрязнения.

Наибольшая степень коррозии железа проявляется в интервале между положениями динамического и статического уровней воды в сквакйне, где разругается даже стальная броня электрического кабеля» '.,' ''....

Для восстановления производительности скважин используют механические, физические, гйдродинашческие л реагентяые методы (В.А.Романеяко, ЭЛ.Вольшзцкая, 1936), выбор и зффек-.тквкость применения которых зависит от физико-химических своГств отложившихся новообразований.

Часть "!. 'ПРОШЕНИЕ СЦШКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЩШХ ВОД И ШТЛ УПРАВЛЕНИЯ ИХ КАЧЕСТВОМ

Глава 12.Прогноз опасности загрязнения подземных вод яормаруешма компонентам* на основе прингяпз санктарно-геохимяческой-ошзякм ях качестпз

По санитарным требованиям питьевая вода считается загрязненной при содержаний в ней' яормярувшх элементов я соединений . в количествах, превншажщгл предельно допустимо кониентрашн; с геохимических поздний - когда ях содеряання увеличены по сравнении с региональным природным фоном расеглтряваемой ланд-шафтио-климатяческой зоны и частя гидрогеологической структуры. ?тп. две независяще константа - санитарную л геохкшческу» представляется возиогтш объединять в обобщенный езнатарно-геохяуяческнй показатель качества подземных вод, которой является отношением фоновых конгеятрэгяй лэучаемого компонента к величава его предельно допустимых конпентрагяй (К в Сг/С„тг,.).

ИДК

Для оценки степени опасности загрязнения пятьевкх вод макро и кй1фокошокеэтамя.с учетом их Фоношх содержаний и величин ПДК предлагается сястеггатазар^вать хзкйческае эленен-тц а их соединения па группам 1« основе сянягарио-геохц?.«чес-кого показателя, яслячаяы которого раккируптся по степени у бы-' ваняя. Все компоненты разбивается на трл группы по степени ях возможного воздействйя яа изменение качества подземных вод под влиянием природных а. техногенных факторов Стайяига). К первой группе отнесены элементы, реально угролакгдде качеству питьевых вод с К»= 0,1-Х, ко второй - условно угрояавдйе качеству . вод (К « 0,01-0,1), к третьей - условно не угроз»адае ях качеству (К «е 0,01), Следовательно, при К > I вода для питья непригодна. •

'Использование яздоаеяного ярянгапя позволяет диффер'жш-ровать я сузить диапазон компонентов, подлекавдх определению при опенке й прогнозе качества подземных год и отказаться _от анализа тех из них, которые в соответствия. о величиной саш:-тарно-геохамического показателя не угрожают качеству вод яря возможном загрязнении. Такой подход дает прямой экономический-

Та блипа

Систематизация компонентов химического состава подземных вод речных долин горноскладчатых областей Узбекистана по степени угрозы качеству вод при их загрязнении на основе санитарно-геохимического показателя

ШНормируемый ¡Лимитирую-! !

пп!компонент ' !щий-показа! ^!

! !тель всед-! " м !

! !ности ' 1о§'*Ч

г • . { ?о-о 1

! • ! Щё !

о ,

с<т,

мг/л

I

)

!Спдк,

"|ЫГ/л

I

]

!Сф/С

пдк

1 ! 2 1 -» '3 ■ 1.4 ,1 "5 ' .. 1 6 I 7

Т Т1 »1 ГТГГ* п 1 , - Д. 11 V ииЬ ко мл он ент ов, р еалъно угрожающих

качеству вод; К ОД -I -

I. Не ст ' 1 ~0,0005 0,0005 — I

2. 1?е орг 3 -0,3. 0,3 . ~ I

3. 81 ст ' - 2 ■ей .. 10 0,34

4. Ваг - ст 2 0,142. 0,2 .0,71

5. Жесткость орг 4,5 . 7,0 0,6о

(мг-экв/л)

6, 11 ст 2 0,232 0,5 0,58

7. са ст . 2. -<0,0004 0,001 0,40

е. Сухой остаток : орг .400 1000 0,40

9. Мп орг 3 0,035? 0,1 0,38

10. ЬЬ ст ■ 2 0,01 0,03 0,33

II. У. Са 2 - 0,37 ' 1,5 "■0,25

12. Во ст . I 0,00004 0,0002 0,20

13. 804 орг .4 .. 100' . 500 0,20

14. 3 0,47 2,5 0,18

15. Ба ' ст 2 0,0167 ОД 0,17

16. но3 ст 3 ■ .6,5 : 45 0,14

17. На ст 2 26 200 0,13

1а. иъ ст. 2 -=0,001 0,01 0,10

Б. Группа компонентов качеству вод; К

19, аз

, условно угро^вддах 6,01-0,1

2 0,00099 0,01

0,099

. продолжение таблицы

I ! 2 ! 3 ! ! 4 ! 5 . ! 6 ! 7

20. Т1 общ 3 0,00945 . • 0,1 0,095

21. РЬ ст 2 ■ 0,00258 0,03 0,086

22. Сг(П) орг 3 0,0026 0,05 .0,052

23. в . ст 2 0,0258 0,5 0,052

24. Ав ст 2 0,00249 0,05 0,050

25. С1 орг 4 16 350 0,043-

26. но2 ст 2 0,14' 3,3 0,042.

27. Р04 орг 3 -0,1 3,5 0,029

28. N1 ст 3 ■ 0,00234 0Д о 0,023

29. Йа-226 р 1,17. Ю"9 5,4.Ц) 0,022

30. ЗЪ ст 2 0,00104. 0,05 0,021

31. 'Зг ст 2 0,094 7 0,013

Ш. Группа компонентов, условно не угрожающих качеству вод; К-<0,01

32. '7 ст 3 . 0,00092 0,1 0,0092

33. Со ст 2 0.,00074 ОД . 0,0074

34. Но' •ст 2 0,00139 0,25 . 0,0056

35. Си орг 3 0,00394 I 0,0039

36. 2п орг 3 0,0173 •5 0,0035

37. Я ст 2 •< 0,0001 0,05 0,0020

за. и-233 р 0,00269 1,3 0,0015

39. 31 ст 2 <0,0001 0,1 ' 0,0010

40. Сг(Ш) орг 3 ~0*0003 . 0,5 0,0005

Примечание: к) о? - санятарно-токсиколОгический, орг - органо-лептический, общ - общесанитарный, р -ра-диайионный

зш)I - чрезвычайно опасные, 2 - вмсокотоксичные, 3 - опасные, 4 - умеренно опасные

- 34 -

эффект, поскольку позволяет значительно сократить комплекс анализируемых элементов и количество химических анализов,обычно проводимых при изучении качества питьевых подземных вод, . Этот прием дает возможность опенить изменение качества подземных вод при развитии в регионе промышленности различного профиля и,может бить использован в планах перспективного развития территории для обоснования размещения потенциально опасных объектов относительно основных источников водоснабжения.

' Глава 13. Прогноз влияния азотных удобрений на содержание нитратов в подземных водах орошаемых массивов и опенка оптимальных техногенных нагрузок

Проблема охраны подземных вод от загрязнения нитратами имеет большое значение из-за регионального характера его проявления, поэтому разработка мероприятий по снижению их концентрации в районах орошаемого земледелия является важной научно-прикладной задачей, реаение которой связано с прогнозом развития нитратного -загрязнения и установления экологически допустимых доз внесения азотных удобрений. Временной прогноз изменения концентраций нитратов,в подземных водах под массивом орошения и опенка зависимости их содержаний от количества вносимых удобрений для 'различных типовых гидрогеологических условий Еыподаены наш по балансовым соотношениям объемов поливных и грунтовых вод и коштентрагай. в них нитратов. Анализ результатов расчетов позволяет констатировать следующее:

1. Характер роста и время стабилизации прогнозных содержаний нитратов в подземных водах орошаемых массивов зависят-не только от количества вносимых удобрений, но и от граничных концентраций нитратов в подземных водах, притекающих к массиву орошения,:-'

2. Увеличение содержаний нитратов в подземных водах различных типов месторождений при постоянной дозе внесения азотных удобрений прямо связано о ухудшением водообмена только при условии >- с0, где С^ - со дергание нитратов в фильтрате оросительных вод, а С0 - в притекаемых к массиву орошения подземных водах. И наоборот, при С(*л < С0 содержания

- 35 - •

нитратов в подземинх водах о постоянной техногенной нагрузкой будут уменьшаться от месторождений с. хорошими условиям! водообмена к месторождениям с плохими условиями.

3. Увеличение техногенной нагрузки прп условии будет приводить к неуклонному накоплении нитратов в подземных водах, притекагедах к массиву орошения независимо от типа месторождения и интенсивности водообмена, а ее снижение при уело- • вии << С0 будет способствовать очищению этих вод.

Изложенное позволяет сдолать ваяний вывод о том, что для оздоровления загрязненных нитратами вод необходимо вносить такое количество азотных удобрений, при котором соблюдалось бы. условие, с CQ. Решая обратную задачу, можно определить величину оптимальной техногенной нагрузки на-подземные воды,при которой удовлетворялось бы требование недопущения их загрязнения. Например, при достигнутой к настоящему моменту загрязненности подземных вод нитратами до 0,5 ПДК величина такой нагрузки по вносимым.удобрениям, при условпя поступтения 15% на уровень грунтовых вод, составит 170' кг азота на гектар.--

Применение в сельскохозяйственной практике оптимальных с точки зрения охрани подземных вод доз внесения-агрохимика- ■ тов представляет собой о,дин лз-приемов управления качеством подземных еод в условиях загрязнения.

Глава 14. Выводы о путях управления качеством подземных вод

Управление химическим составом подземных вод цредстав-ляет собой систему законодательных, гидрогеологических, ин- • яенерно-технологических а других мер, направленных на геле-вое изменение или сохранение требуемого качества подземных вод. Они включают -самые .разнообразные по практической направленности водоохранные.мероприятия, систематизированные нЗмя по пелевому назначению я объединенные в три группы - профилактические, локалязашюнные и восстановительные.

Профилактические! мероприятия направлены на продотвраае-. ниб загрязнения подземных вод и сохранение их качества. Яв-'Ляются главными в предупреждении загрязнения подземных вод.

Сре.ди них выделяются мероприятия общего и гидрогеологического характера. Локализанионные мероприятия направлены на стабилизацию, стягивание.или уменьшение продвижения создавшегося в водоносном горизонте очага загрязнения. Реализуются путем применения специальных гидрогеологических, мер. Восстановительные мероприятия направлены на улучшение и восстановление природного качества загрязненных подземных вод. Решаются при помощи гидрогеологических я гидрогеохимических методов, связанных с удалением загрязнений из водоносного горизонта на поверхность или их осаждением и .трансформацией в менее токсичные (1орш в пластовых условиях. •

Рекомендации по-предотвращению загрязнения подземных вод и сохранению их качества опираются на концепцию приоритета профилактических мероприятий. Среди широкого их круга в работе рассмотрены мероприятия, трес>ую1цие решения на вневедомственном организационно-законодательном уровне: ограничение водохозяйственной деятельности В предгорьях, приведение в соответствие агротехиичесда доз внесения агрохимикатов с экологи-'ческя допустимыми, переориентация химической промышленности на выпуск ма лора створи г,«ах азотных удобрений с Пролонгировании;,! характером воздействия, пересмотр величин нормативов плановых потерь сырья я -продукции для предприятий нефтепереработки, замена хлорного способа всдоподготовки на другой,исключающий образование высокотокслчн^х хлорпроизводных органических веществ и др.

Рекомендации по улучшению и восстановлению качества подземных вод опираются на достижения теоретической и приклад- . ной геохимии и гидродинамики. В работе рассмотрены некоторые важные, с точки зрения автора, идейные-подходы и технологические приемы, способствующие снижению концентраций нормируемых элементов непосредственно в подземных условиях. Эти рекомендации не могут претендовать на полноту решения проблем» улучшеншкачества загрязненных, подземных вод в целом. Они охватывают лишь те ее стороны и касаются тех видов загрязнений, которые обсукдались в работе (соединения азота, нефтепродукты, тяжелые, металлы) и одновременно имеют большое значение

- 37 - -

для экология среднеазиатского региона...

I, Аэрирование подземных и поверхностных еоц как способ снижения в них концентраций аммония и нитритов.

Трансформация аммония и нитритов в менее токсичную нитратную форму в окпсяятельянх условиях может происходить не только при участии соответствующих микроорганизмов, но и химическим путем. Согласно расчетам С.р.Крайнева, Г,А,Соломина и др. . (19иЭ), граяяпей этих переходов является значение ЕЙ вод на уровне 200 МВ. При изучении баланса массы различных соединений азота в поверхностных и подземных водах КибраЙского водозабора было установлено, что снижение аммония и нитритов в условия^ естественно аэрируемых бассейнов искусственного восполнения осуществляется достаточно бистро к замечается .даже при низких' начальных лх содержаниях. Таким образом," наиболее эффективным способом, снижения концентрации аммония и нитритов,.а имеете о ними яелеза и маргакга, должен' быть метод, аэрирования. Он широко используется при очистке сточных вод, а тлю»,пря водо-подготовке па водозаборах. Вместе с тем применение его дат очистки подземных .вод-п пластсвнх условиях только начинает входить в водоохранную практику ( С.Беек , 1935;- В.Пшг&гу , "р.зшоп , 1965 и др.) я нуздается-в детальной технологической разработке применительно к конкретный-условиям.

Оояовлыдя вопросами, подлежавши рееектэ, являются определение'- кинетических параметров - химических рейквяй переходя восстановленных форм азота .в окисленные: в подзояшх условиях, оценка потребного количества кислорода для окисления,опенка приоритетности этих реакшГ: на основе приншпа их торможения, определение размеров' зоны гидрохимического влияния нагнетательных скважин, оптимальной схеш их размещения л т.д.

В Узбекистане необходимость очистки подземных вод от аммония и нитритов тает возникнуть па участках размещения одиночных и групповых водозаборов, находящихся в зоне влияния; •прогаквжешпне узлов, ¿явотиоводческах комплексов, а такяе на водозаборах с искусственным восполнением запасов, в которых ' инфильтряшошше бассейны загштнваются водой из загрязненных водотоков.

- 38 -

2. Создание восстановительных геохимических тмр для снижения коннентрагяй нитратов в подземных и поверхностных водах.

Многие исследователи отмечают больаие возможности дени-трификагаи для организагии очистка годэ емких вод ia situ ( K.Mathew. ,' ISo2; M.Hendry, 1233; G.Berger , 1985; Т. Jacobs,.1935; .J.Partos ,1935; A.Polih: ,1967; T.Bousead , I So J; A.Landreau. , ISo3 и др.). Вместе с тем, воплощение этой идеи в природных условиях Средней Азии является достаточно сложной задачей, поскольку термодинамическая устойчивость нитратов в околонейтральных и -ЕысокополоЕатсльяых по Eh подземных водах речных долях очень высокая. Тем не менее и в этом регионе имеются геохимические шипи, в которых процессы денптрифакапйв достигают уровня практической значимости;.

•В ходе геоэкологических исследований щ обратили внимание на положительные последствия природной денитрификаияи, имеющей место в слое донных отложений некоторых водотоков и водоемов. Установлено, что в водах поверхностных водотоков, •£ормарущих свой сток за счет выклинивания в них высокояит-ратных подземных вод, и наоборот, в водоносных горизонтах, питающихся из поверхностных водоемов, происходит снижение конгентраглй нитратов, Наиболее заметно оно происходит в тех случаях, .когда води фильтруются через илистые донные отложения с низкополокительнкма .и отрицательными значениями окислительно-восстановительного потенциала. Такие иды формируются в результате окисления и биохимического превращения органических веществ растительного и животного происхождения, застилающих дно водотока или водоема.

Снижение нитратов объясняется формированием благоприятных условий для проявления газовой восстановительной дыры. В этой зоне образуются анаэробные условия, в которых деятельность деиитри^якаторов вызывает восстановление нитратов до газообразных форм. Использование природной модели снижения нитратов имеет большие перспективы при разработке технологических схем очистки загрязненных поверхностных и подземных вод. Основным условием снижения нитратов по этой схеме явля-

ется флльтрзшя вод через специально сформированный слой илистого осадка с заданными глдрогеохипчческш.м параметрами.

Применение предлагаемого способа самоочищения вод наиболее перспективно в мелиоративных.системах орошаемой золы, а также в икфяльтрагионных бассейнах водозаборов, работавших в условиях искусственного восполнения запасов подземных вод (рис.1).

3. Смешение подземных вод, загрязненных нефтепродукта«« и нитратами для совместного снижения их конпентсагиР. и ликви-дагии обоих видов ззг'рязне:т:''.

Б освоенных регионах встречаются■ситуагии близкого взаимного распространения потоков подземных вод, загрязненных нефтепродуктами и нятраташ. 'Воздействие нефтепродуктов на изменение гпдрогеохишческих условий подземных вод в зависимости от интенсивности водообмена, масштабов и длительности загрязнения проявляется а Формировании двух стадий'(типов) гагах изменений:

а) гядрогсохамзческяо условия не претерпевают существенных изменений и остаются преимущественно ззеобщ»,я, так как потеря кислорода на окисление компенсируются поступлением его извне. ЕЬ, таких вод изменяется слабо и остается на том уровне,, который был до начала загрязнения. Такая .картина обычно . . наблюдается при слабом й -непродолжительном загрязнении подземных сод;

б) гидрогеохимлческае.условия изменяется в сторону увеличения анаэробности среды. Расход кислорода не кошен сиру ется поступлением его с подземным потоком.-ЕК вод 'снижается • до нязкоположительаых и отрицательных значений. Такие,большей частью необратимые изменения, наблюдаются при значительном и длительно действующем загрязнении подземных вод или слабом водообмене. Этот тип изменений в последнее время встречается все чаще.

Утраченное качество подземных вод, загрязненных нефте-г продуктами на аэробной стадии развития гидрогеохамяческих изменений в пласте, обычно восстанавливают а эрагией этих вод и стимулированием жизнедеятельности аэробных микроорганизмов,

. . • Рис. I. Гидрогеологические ситуации.,, благоприятные для' создания техногенных. восстшоыдельйых .твсимнчвокэдс дыр с целью самоочищения Бысокошггратных подземных (I) и поверхностных (2) вод при их фильтрации через доншз от' яоженвд. • - ' . ' .

ЕЙ , ыВ

. ' Рис. 2. Зависимость содержаний хрома (У1) в окало-' нзйтральнах подземных водах вон нромызленных загрязнений от аначэний ЁИ этих вод

приводящих к деструкпии органического вещества ( M.Lao , С.Ward ,1955; J.Wilson , 1988; S.Stapa . , 1909 и .др.).

В анаэробных условиях.разложение нефтепродуктов происходит менее интенсивно ( J.Wilaon ,19<36). Однако анаэробные среды становятся благоприятный! для разложения нефтепродуктов при совместном присутствии кислородсодержащих минеральных веществ - сульфатов я нитратов (С.й.Кузнецов я др., IS62; Л.Е. . Крамаренко, 1983; А.Н1яз ,19о5 и др.). При комплексном загрязнении подземных вод этими веществам! наиболее рапиональ-ным путем улучшения качества вод на- анаэробной стадии гядро-геохйшческих изменений является интенсификация природных процессов самоочищения, обусловленных геохимической деятельностью анаэробных микроорганизмов. Их работа приводит к взаимному уничтожений через газовую фазу обоях типов загрязняющих веществ. Реализация этого пути возможна при смешении подземных вод, загрязненных нефтепродуктам и нитратами, что будет приводить к их совместному сялжейаю.

4. Создание восстановительного геохимического барьера для снижения конгеяграгий хпома

Хром относится к элементам с переменной валентностью, осаждение которых происходит на восстановительном геохимическом барьере при трансформациях более растворимых окисленных форм в менее растворимые восстановленные. Основной формой'нахождения хрома в окололеЕтральных средах с высоким окислите-

2-

льно-Еосстаяовнтальным потенциалом является СгО^ , -характерной особенностью которой является потеря устойчивости со снижением Eh при очень высоких начальных его значениях.

Для грунтовых вод речных долин Средней-Азии наиболее часто встречаемые значения ЕН составляет 330-420 мВ. Это как. раз тот уровень (рис.2), при котором начинается осавде-ние хрош (У1). Следовательно, создание искусственного, геохимического барьера для осаждения хрома, является .выполнимой задачей, поскольку для ее реализашш необходимо принудительное снижение Eh хромосодержащих вод на сравнительно небольшую : величину (примерно 30-70 мВ). Одним из путей.снижения Ш\ яв-

ляется смешение с водада смежных горизонтов, характеризуемых пониженными значениями окислительно-восстановительного потенциала, или с водами из зон загрязнения органическими веществами, (нефтепродуктами), в которых ЕЬ опускается до уровней значительно ниже требуемых для осаждения хрома (У1).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изучение условий формирования химического состава подземных вод речных долин горноскладчатых областей Узбекистана и влияния техногепеза на его изменение позволяет констатировать следующее.

1. В общей схеме горизонтальной гядрогеохммяческоЯ зона-•льности речные долины орогенных впадин, аридной зоны занимают .

промежуточное положение между зонами выщелачивания гумидных областей и континентального засоления пустиннх ландшафтов,что предопределяет высокое по пригодности для питьевых целей качество заключенных в них подземных вод. Оно обусловлено низ- . кем содержанием органических веществ и, в связи с этим, снижением их кошлексообразующей роли,, незначительным содержанием агрессивного диоксида углерода, слабощелочной реакцией среды, высоким окислительно-восстановительным .потеншалом и насыщенностью по отношению к карбонату И, частично/ сульфату кальпия, что резко отличает их от вод гушдной зоны и смягчает многие негативные явления, им присущие (повышенные содержания железа, маргаяпй, бериллия, фтора и др.). Качество вод речных долин выгодно отличается и от вод пустынных районов, для которых характерны повышенные общая минерализация, жесткость, содержания сульфатов, хлора, натрия, стронция,селена и др.

В связи с уникальностью качества -подземных вод речных долин орогенных впадин Средней Азии на фоне слабой,защищенности от проникновения загрязнения и возрастающего дефицита ' пресной вода задача по их охране становится в ряд социально вэаных, поскольку положительное ее решение.сегодня станет залогом здоровых экологических условий в.будущем,

2. Геохимическая сущность воздействия техногенеза на

качество подземных вод речных долил проявляется в следующем:

- при различных загрязнениях образуются новые геохимические тяпы подземных вод, не характерные для природных условий речных долин, а формирующиеся гядрогеохимлческие-системы приобретают свойство саморазвития с труднопредсказуешмд последствиями;

- все чаще проявляются необратимость я неравновесйость • этих изменений с продлением негативной сятуагяи на неопреде- " ленно длительный срок (загрязнение вод нитратами, хромом, нефтепродуктами, сероводородом, снижение значений ЕН . и др.);

- fia фоне природных внеокоподожительных значений окислительно-восстановительного потеягаалэ подземныхвод речных долин под влиянием техногенных факторов гТормаруется два типа разнонаправленных локальных их изменений: а) снижение значений.Eh при загрязнении вод органическим'веществом с образованием глеесых'« сероводородных типов ц б)увел'1Ченяе значений Eh в районах интенсивной окошуатятя подземных вод водоза-боряша енвззяпама, при ан^ильтрэния поверхностных кислородсодержащих вод, при окисления сульфидов горнорудных отвалов;

- при.региональных загрязнениях подземных вод'образуются новые техногенные гидрогеотичсскяе'провинции я зоны, с повышенным.содержанием коятамияантов (нитратов, нефтепродуктов);

- гащщепяоеть подземных вод я их.самоочищение -обусловлены 'осазденаем контамлнаятоз яа геохямяческнх барьерах или трансформациями поливалентных элементов аз болеэ токсичных ¡[ори в менее токсичные под влиянием изменений Eh.-рН" уело-' вий. водоносного горизонта;

- на участках проявления газовых восстановительных геохимических дар происходят загрязнение подземных вод газовыми компонентам и одновременно самоочищение подземных вод от-некоторых органических я минеральных веществ вследствие взаимного их использования при участия анаэробного биоценоза; • •

- з эксплуатируемых-скЕззшнах водопоишекия, дренажных я технического водоснабжения, размеренных в "грязных" зонах 'из-за отлояекия новообразований весьма интенсивно проявляют-

- 44 - ■ •

ся колъштацаошше эффекты, заметно снижающие их производительность; .

- в наблюдательных скважинах проявляются мнимые изменения, химического состава подземных вод, которые лря несовершенном отборе проб приводят и полу чеши недостоверной гядрогеохаки-ческой ляфорьйшш. ■

3. Охрана подземных вод Должна базироваться на исключительном приоритете профилактических мероприятий. Они чрезвычайно разнообразны. Их обоснование требует выполнения комплексного анализа природных и техногенных условий загрязняемого объекта, а реализация, кек правило,- зависит от принятая решений на вневедомственном уровне. ■

В борьбе.с региональным загрязнением подземных вод наиболее эффективны мероприятия, связанные с ликвидавией источников' поступления загрязняющих веществ в водоносный горизонт.

Эффективность борьбы с локальным загрязнением как более контрастным и сравнительно небольшим по площади заключается .в ■ активном вмешательстве в лроыесо восстановления утраченного ■качества вод с помощью применения обширного комплекса восстс-яовятельяых мероприятий. Среда них наиболее перспективны гад-рогеохЕйические.методы управления качеством подземных вод ±n 3itu:. Она основаны на способности химических элементов менять свои миграционные свойства.в зависимости от изменения щелочно-каслотяых.и окислительно-восстановительных состояний подземных вод, а также от условий комялексообразования. Це- . ленасравлеяяое воздействие на них, а.также научно-обоснованное использование возникающих в техногенных условиях новых гядрогеохЕкических ситуацийs благоприятных для протекания нужных трансформаций, является основой управления качеством подземных вод. '

■•• 4. .Меры, принимаемые для охраиц-подземных вод от загрязнения, могут быть более э|фективяыш, если в водоохранной -практике руководствоваться наряду с пряншпом нормирования • качества подземных вод по показателю ЛДК и' принципом нормирования самих источников загрязнения или сбросов из них по величинам предельно, допустимых сбросов, выбросов, техяоген-

ннх нагрузок. Если соблюдение первого принципа позволяет констатировать .лишь факт пригодности или непригодности вода для определенного вида водопользования, то соблюдение второго позволяет предотвратить возможное загрязнение подземных вод.

По теме диссертации опубликована следу»шце работа

.I. Гидрогеологическое районирование территории Средней Азии.в целях.использования подземных вод в народном .хозяйство // Изучение и использование водных ресурсов СССР 1966-196?гг. -И.: Наука, 1970.- С.39 (соавторы Н.А.Кенэсэрия,Н.З.Захрлт-динов, Я.А.Калабугин и др.).

2. Некоторые .особенности гядрогеохимии Бурчмуляянского рудного поли и поисковые признак! висмутового оруденения // Вопросы гидрогеохямая Средней Азия' / Тр.ИДРОИНГЕО, - Ташкент: САИГШС, 1972. - С .103-112.

3. Интерпретация сульфатных аномалий при гидрогеохимических поисках для условий Чаткало-Курамлнсхсого региона // Узб. геол.куря. - 1972,..« 2. - .С. 26-28.

4. К миграции вясмута в природных годах // Узб.геол.яурн. -1973, 1Ь 2.- С. 23-26.

5. О возможных формах водной миграции висмута - (по' даиннм экспериментальных работ) // Геохимля. - 1973, Лз 10. - С.1565-1568. . .."

•6. К гидрогеохяиячесшм поискан' на Кошмансайрком -рудном поле // Вопросы гидрогеохтлия Средней Азии/ Тр.В1ДР0КЯГЕ0.-Ташкент: САЛПШС, 1974.- С.24-23 (соавтор Б.Б.Адылов).

7. Г/!икрокомпояеятн!£й состав подземных вод некоторых золоторудных месторождений Средней Аэ'кп // Вопросы геохимии подземных вод в связи с по'дскаш рудных полезных ископаемых. -Томск: Изд-во Томского ун-та, 1974.-- С.125-128 (соавторы Б.Б.Адылов, В.А.Ая).

о. К возможной роля органического вещества в миграции . висмута // Прикладные вопросы гидрогеохкмии й гидродинамика. Средней Азии/ Тр.ГЙЛРОИНГЕО. - Ташкент: САШМС, I975.-C.3-6.

9. К вопросу"распространения подземных вод с повыаемпым содержанием редких элементов в пределах Узбекистана // При-

- 46 - .

кладные вопросы гядрогеохиши я гидродинамики Средней Азии/ Тр.ИДРСШГЕО.- Ташкент:' САИГШС, 1975.-С.45-55 (соавторы . Я.А'.Кадабугин, С.А, Бакаев).

10. Некоторые результаты гидрогеохимических исследований на северных склоках Чзткалъского хребта // Прикладные''-вопросы геохимии и гидродинамики подаежых вод Средней Азии/ Тр.ГИД-РСКНГЕО. - САШНыС, 1977. - С.49-54 (соавторы Б.Б.Адылов,Б.А. Ан, А.У, Да даев). :

11. -йздрогеохимические условия некоторых убого- и мало-суяь^идних золоторудных месторождений Узбекистана.// Вопросы геохимии'и динамики подземных вод Средней Азии/ Тр.ГЙДРОИНГЕО -Ташкент: САЙГОЮ, 1978.-С.10-14. (соавторы В.А.Ан, Б.Б.Адылов). •■'.-■

12. 0.поисковой значимости натрия, магния и калия.в подземных водах горных районов при гидрогеохимических исследованиях // Вопросы геохимии и динамики.подземных вод Средней Азии/ Тр.ВШРОШГЕО. - Ташкент: ' ШТГИШ, 1979,- С.45-51 (соавтор В.А.Ан).

13. К вопросу о роли основных катионов подземных вод

. при гидрогеохимических:поисках глубокозалегающ«'рудных тел// Гидрогеохимические методы поисков рудных месторождений. - Новосибирск: Наука, 1932.-С.154-155.

- ■ 14. Опыт гидрогеохимических г.оисков бериляийсодержаиих . месторождений в поясе горно-луговых ландшафтов // Геохимия ландшафтов при поисках месторождений полезных ископаемых и охране окрукащей среда: Тез.докл.Всесоюзн.совещ.- Новороссийск: 1932. - С.53-64;

" .■ 15. Гидрогеохимические условия артезианских вод (карта масштаба 1:2500000) // Атлас Узбекской ССР..- Москва-Ташкент: Главное упраЕлеш1е Геодезии и картографии при Совете Министров СССР, 1982, ч.1.-С. 40-41 (соавторы А.С.Хасанов,: Д.А.Ка-лвбугин, К.У,Умаров).

15. Гидрогеохишческая карта грунтовых вод, масштаб 1:3500000 // Атлас Узбекской ССР. - Москва-Ташкент: Главное управление геодезии и картографии пра: Совете Шли строи СССР, 293?, Ч.1.- С.44 (соавторы А.С.Хасанов, Л.А.Калабугин, К.У.

Iмарав).

- . 17. Геохимия селена в подземных водах // Геохимия.-1933, № 3,- С.359-374 (соавторы С.Р.Крайнов, З.Г.Гудзь, В.П.Закутин).

13. К анализу основных процессов техногенной контомина геш подземных вод в горнодобывающем районе Узбекистана // Метода изучения и прогноза загрязнения и истощения подземных вод/ Тр. ШРОШГЕО. - Ташкент: ШПЖС, 1933.-С.3-13 (соавтор В.В.Сергеев). •

■ 19. Выделение нишей гранит зоны активного водообмена в гидрогеологических мае сигах по мияералбго-геохишческим дан-. ным // 27-оГт Между нар одагый геологический конгресс: Тез. докл.-Ж.: Гаука, 19о.4, т.IX, ч.2.-С.ЗЗЗ.

20. Принцип структуризации при изучения формирования качественного состава подземных вод водозаборов прируслового типа на примере соединений азота // Вопросы гидрогеохимии Средней Азии/ Тр.гаДРОШГЕО.- Ташкент: САИГИШ, 1934.-С.25-29 (соавтор Г.И.Кэр1Шзина).

21. К вопросу -рационального использования ресурсов питьевых подземных вод речных долин в условиях интенсивного, техно-гепеза // Вопросы гидрогеохимии Средней Азии / Тр.ГОДРОИНГЕО. -Ташкент: САМГИМС, 1934. - С.57-60.

22. Роль воды в формировании ангидритовоГт зональности • меднопор-Твровых месторождений // Подземные вода и эволщия . литосферы. !,1ат-лы Всесоюзной конференции. - И.: Наука, 1965. Т.П.-С.133-195.

23. Особенности гидрогеохимяческих поисков редкометаль-ных месторождений' в поясе горно-луговых ландшафтов // Управление ресурсами подземных вод/ Тр.ГИДРОИНГЕО.- Ташкент: САИ-ГИМС, 1965.- С.126-133.

24. Принцип санлтарно-геохпшческой опенки качества, подземных вод для целей прогноза в условиях их загрязнения //, Вопросы гидрогеохимии /Тр.ШДРОГФГЕО.- Ташкент: САИГЖСДЭЗб. -С.4-3. ' .

25. Методшса дпфйеренпированной оценки источников восполнения и загрязнения эксплуатационных запасов на действующих или разведуемнх водозаборах берегового типа. - Ташкент:

ГИДРОШГЕО, 1986.-29 с. (соавторы Г.Л.Григорова, Г.И.Карпизи-на).

26.; Рекомендации по-обоснованию рациональных видов а объемов-химико-аналитических работ при котроле качества подземных вод межгорных речных долин. -Ташкент: ГИДРОЙНГЕО, 1937,16 с. ''

21. Систематизация подземных вод Притяшкентского региона по степени нитратного загрязнения // Мониторинг подземных вод и экзогенных процессов / Тр.гаДРШНГЕО. - Ташкент:СА1Ш1Г-'С, 1933.- С.50-57,

. . 23. .Роль техногенных факторов в формировании химического состава подземных вод-речных долин // Проблема инк.геологии, гидрогеология и геокриологии районов интенсивной техногенной нагрузки и охраны геологической среды: Тез.доклЛ-го Всесоюзн. съезда инженеров геологов, гидрогеологов, геокриологов в б ч. -Киев: Наунова думка, 1939, ч.З,- С.60-61 (соавторы Г.Л.Григорова, Т.И.Прядунекко,-А.О.Ибрагимов).'

29. Геохимические барьеры как фактор завдщенности я само-очащехшя подземных вод при их загрязнении }} Проблемы инк.геологии, гидрогеологии и геокриологии районов интенсивной техногенной нагрузки а охраны, геологической среды: Тез.докл.1-го Всесоюзн.съезда инкенеров геологов, гидрогеологов, геокриоло^ •гов в 6 ч.-Киев: Наукова.думка, 1939, ч.З,- С.30-82.

30. Изменение качества пресных подземных вод в условиях ■гехногенеза (на примере Чярчяк-Ахангарайского региона).- Ташкент: Фан,1989.-200 с. (соавторы Г.Л.Григорова, Т.И.Прядунен-ко).

31. Некоторые рекомендации по рациональному использованию подземных вод речных долин Чирчика и Ахангараяа в условиях их загрязнения //Гидрогеологические проблемы рационального использования подземных еод: Тез.докл. Республ. совещ,-Тазжент: ГИДРОННГШ, 1939.-С.53-58.

32. Техногенное загрязненяе подзешых еод межгорных речных долин Узбекистана // Сов-.геология - 1990, ¡15. - С.112-116 (соавтор Г.Л.Григорова).

33. Процессы деяитряфикацаи и их влияние на качество я.с-

ходной глдрогеохимпческой информация // Изучение загрязнения подземных вод на опытно-производственных полигонах /Тр.ВСЕГШ-ГЕО.-М.:1990.- С.107-109.

34. Рекомендации по регулированию качества подземных вод речных долин в условиях сельскохозяйственного освоения предгорий // Экология г.Ташкента я области: Тез. докл. Республ. нв-учно-прокт.конф.- Ташкент: IS90.-C.9-II,

35. Региональное загрязнение подземных вод Приташкентско--го региона и мерк по его профилактике // Экология г.Ташкента

и области: Тез.докл.Республ. научно-прйкт. кон$.- Ташкент: 1990.- С.11-13.

36. Дополнения к программам наблюдений за качеством подземных вод при ведении мониторинга // Мониторинг подземных вод и экзогенных геологических, процессов I Тр.ШДРОИИГЕО. -Ташкент: САИГКШ, 1950.-С.15-20.

.3?. Негативная роль правового аспекта в■загрязнении под-' земных вод нефтепродуктам! // Геоэкология: проблемы и решения /Гидрогеологические аспекты в .экологии: Теэ.докл.Всесоюзн.на-учяо-техн.кон£.- Н.ЯШКВШ, 1991.-С .197-198.

33. Роль лессов в процессах загрязнения подземных' вод // Состояние и перспектив« развития геологоразведочных работ в Туркменистане:. Тез.докл. Республ.научпо-практ. конф.-Ашхабад: Ылым, 1991.-С.-167-168 (соавтор A.C.Ибрагимов).

39. Общие причины ухудшения качества пресных подземных вод Средней Азии л геохимическая значимость лессовых образований в этом пропессе // Уэбекистонда-гидрогеология, днженер-лик геологяяси ва геоэкология тад^а^отлараяинг долзарб дуам-молари- /ПТДРСШГЕО туплаж. -Тошкёнт: САИЩ5С, 1993.-Б.73-77 (соавтор А.С.Ибрагимов). ■■ .

'40. Причины и путя ликвидации техногенного газообразова-• кия в подземных водах участка, городской агломерации // Геоэкологические исследования я.охрана недр: Научн.-техя.ин$орм;еб, /ДО ''Теоинформкарк".- И.: 1£ЭЗ,выгй2,- С.31-40.

'II. Геохимические. дари и • экологически о ослояяеаяя в подземных'сооружениях Тягакеясского метро //Узб. геол. • зурн. -

Н.И.Еникеев

ТЕШГЕВЕЗ ШАРОИГЩА УЗЕЕККСГОН TQFEmWffl ХУДУЛЛАРШИЯГ ДАРЕ ВОДИЙЛАРВДАГИ ЕР ОСТИ СУВЛАРЩИНГ КШРВИЙ ' ТАРКИБЛАРИНИ УЕГАРИШ ^ОНУНШГЛАРИ

•• ' уулосалар

Тахногзн таъсирнинг ер юзасига ва унинг цатламларига нио-батан кучайиб борши ^амда инсоннинг номукашлол фаолияти ер ости сувларининг кимёвий гаркибиш оалбий томонга узгартиркбгина к;олмай, ' баъзан уни к^айтариб бУлмас даражагача бузаяпти, ичгалдик •сувлар таашандвд, оуаларга айланаялти, бу эса уз навбатида ер ости сувларини таркибининг техноген таъсир остида Узгаришини Урганищ ва уларни кухрфаза кдаишни sïo? долзарб экологик куаммо даражасига к^таради. Ер ости сувларини ийяосланишдаи мухрфаза фшишнинг гидрогеокимёвий асослари табиий шароитда cyвлápни кимёвий таркибининг шаклланиш цонуниятларини ургаяиш, техноген Узгаришлар караёни ва уларнинг сабабларини анницлаш хамда .шунга асосланиб-сувнинг талаб ^илинувчи сифатиии caiyiaö щшпн ва ях-шилаш СУйича технологии усуллар ва тавсиянсмалар ишлаб чщш з^аида башораглашдан иборат.

^ургончил зоналардаги тогбурмали худудларининг даре водий-лари, горизонтал гидрогеокимёвий зоналашишнинг умумий схемасвда мшузрсизланш зо&м гуггъавий иурлангат зоналари орасида уойлагпган, бу эса уз навбатида улардаги сувнинг сиЬати юк;ори даражада бу-лиашш таъминлайди. . '

Геокиыё бУйича тушунчалар сарига янги, "геокимёвий туйнук" деган тушунча кирктиш таклиф ^шашб, у мазмунан геокимёвий ту-.сиеда тескари булиб, шундай. минтацани ифодалайдики, у ерда гид-роге окклёвий шароит кескин 5'згарганида кимёвий элементларнинг х,аракатчаняиги кучайиши кузатилади.

Техногенез таъсирнинг гидрогеокимёвий мозуюти ед'йидаги х,ачларда накоён булади:' е) ер .ости сувларининг дарё водийлари табиий ■шароитларига мувофик; б^лмаган янги геокимёвий турлари паНдо булади, шаклланаетган .гипрогеокимёвий тизшлар эоа, ок>и-батини башорат гуиш ^ийин болтан з?з-узвдан ривожланиш хусуся-яткга эга буладгаар; б] салбий вазиятларни номаълум узок; ыуд- . датга чузувчи бундай ?згарииларш;инг xßpxm салмоцда Еа в^йта-риб бУлмас даратада экаклиги тег-тез намоён булиб п'ради <ер

ости сувларини нитратлар, хром, нефть махнул отларива олтингу-гуртсувчил Силам ифмосланиши, оксидланиш-тикланиш потенциаяк миедорининг пасайиши ва х,.к.) ; в) ер ости сувларини мкнтаг^авий и&лосланйши таркибвда меъёридан нуп нитрат, нефть мах,сулотлари ва х,аказолар бор янги гидрсгеокшевий ^лкаларини ву,?удга к-злти-ради; г) ер ости сувларининг з^имояленганлиги ва уз-^зкни то?а-лаи хусусиятлари геокимёвий тусшугарида контаминантларнинг чу-киши ёки сувли горизонтларда ЕЬ -рН узгаргпи натижасида полива-лентли элементларинй унча зарарсиз таклта айланиши билан бог-лгадеир; д) тазли тикланиш туйнуклар бор иайдонларда ер ости .сувларни газлар билан ифлосленади ва шу билан бир вак;тда органик ва минерал модцалардан анаэроб караёнвда уларийнг узаро ишлатилганлиги туфайли тозаланади; и?иосяанш млнтаг<алари-да жойлашган бургу ^ду^арида кольнатаж гараёни фаоллашади, бу эса J3 навбатвда *йгду1у1аршшг т унумини пасайтиради. .

Ер ости сувларининг з^кмояси, сувлар мух,офазаск билан бог-лш; булган профилактик тадбирларнкнг устиворлигига асослангал булиб, уларни амаяа ошриш эса одатда юцори доираларда тегкп-лн ¡^арорларшшг. л^бул цилинмшнга богляк;. ЕУлар ичида энг му лари кайнозой даврига хос моласллар бклан цопланган тог олдн ва адирларда су в хужадиги фаолиятини чеклаа, агрокикёвий мод-датарни экологик ну^аи назардан мумкин мшдаорда чуллаш, сано-атни азотли ^гитлариинг нм"пягэрнйдиген турларини иилаб чш;а-риига моолаштиркшдан иборат.

Ер ости сувларининг йукртшггал сифатнни к,айга твклаш учун", меъёрланувчи айрш элементларнинг к^укщашишини ер ости шароитла-рида. пасайтйришга хизмат кдаувчи янги гоявий ёндошишлар ва технологии усуллар таклиф ндошади. Улар швдрий-кислотали ва оксндланиш-тикланш хрлатларининг х^/ща ер ости сувларида комплекс х;ос1И б$лиш' шароитларининг У.згаршига боглик, хрлда, плз-ментларнинг уз миграцион хоссаларини узгартираолиш хусусиятла-рига асослангш. Таклиф гуыинган воя ва усуллар техноген геокимёвий тусшуир ва геокимёвий туйнуклар зузсил цилиш пул и билан амалга оширилади,

- 52 -

H.I. Enikeyev

Principles of Ground Water Chcnical Composition Change of River Valleys in Uzbekistan Folded Region under Tecbnogexdc Conditions

Summary

The progressive tecbn.cgs.aic pressing on the landscape and husan imperfect cconcuic activity lead to conoideracle and uasaetiae3 irreversible change in ground -water cheaical ccsgsositioa trans fonaing the conditional water , into noacondi tional ones that advance the prcblen of ttiair safety to the range of tba urgent, ecological prcbleag. The hydrogeocheaiical Jsaoe of ground water protection from pollution includes the studies of cheaical composition forming in natural condition revealing tie reasons of technogenic change and processes, e.s wall. as.on this basis forecasting and elaboration of xecasasnUatioas and technological operations to inprova and preserve tha demanding water quality.

In the cuaaary schema o£ horizontal bydrogeocheaical aonality of this arid zona oroganic depressions, river valleys occupy the intenaediatte position between leaching zones and continental salting-ones that stipulates for the ground water high quality.

TiiS new taxia "gsochtisical hole® that is by its aaaaning contrary to the geochsmical barrier and characterizes the zone in which by Boapntal changing of hydrogeocheaical conditions appear intensification of chcsaical elements Bobility which has been offered to introduce into geochemistry notion basis. The geocheaical esseuea of technogenesic influence displays itself in this following: a) the ground water new gepchenical types aon-characteristic tor the. river valleys natural conditions Joxsa sasantiae the forming bydrogeochemical property leading to hardly predictable sonsegocnces; to) disequilibrium and irreviaibility o£ these changen along with an indefinitely Xorg period of tine (pollution of ground water v;ith nitrates, ejsrcsdva, oil products,. hydrogen 3ulfido, redox potential

decreasing, etc.) shows up mors and sore oftenj c) tfcara is forriatioa of the new hydrogaoclicaica 1 pravincea with high concentration of nitrates, ail products, etc. by ground water regional pollutions» d) thcs ground water protection and selfpurifycatioa aro caused by setting of contaminants oa tha geochcnieal barriera or by polyvalent element» transformation into low toxic fortss under determination of aquiferous horizon Eb-pH conditions changing; e) on the areas of gas reductions! holea there occurs tfca pollutions of ground water and simultaneously selfpurifycation of those with ones frcs organic and aiaeral substances oa account of their mutual use in anaerobic processes; f) tha colinatation effects intea3ivaly show up in tha walla located in polluted zones and decrease tbeir productivity.

The ground water protection should be baaed on the priority of prophylactic water-protective measures, realization of which, aa a. rule, depends oa .the decision of the governmental level. Tha most important of then 13 linitatiea o£ water economy activity in foothills and adyry coianunicated by Cencxoic ¡aolasses, using ecologically adequate agrocheaical quantities only, reorientation o£ the industry on turning out Of hardly soluble typs3 of nitrogen fertilizer, etc.

For the purpose of restoring the quality of ground water gome new approaches and technological operations baa been offered to decrease tha concentrations of soaa rating aleaents in tha underground conditions (nitrogen compositions, oil products, chromium). They are based on the capacity of chemical «ilesants to change thair migrational properties depending on the change of alcaline-acids and redox procsssas and cosples formation conditions in tha ground water. They can be realized by raeans of creation of tschnogsnic geochesiical barriers and geochesiiieal holes.

Подписано к печет)! 9.03.1994 г. формат 60x90 I/I6. Усл.-печ.л,- 2,2-Тираи IDO. экз. Заказ. Й 100. ротапринт ПО "УэСекгкдротеалогия" 700041, Ташкент, ул.Морозова, 64.