Продолжение мониторинговых геохимических исследований подземных и поверхностных вод на территории Томской области, республики Горный Алтай (бассейн р. Катуни), проведение комплексных эколого-геохимических исследований природных питьевых вод региона, определение гидрогеологических (гидродинамических, гидрогеохимических) характеристик водоносных горизонтов, вскрываемых разведочными скважинами
1) гидрохимические наблюдения с 1997г (родники, скважины и реки бассейна Верхней и Средней Оби, республики Алтай);
2) изучение химического состава соленых озер на территории Алтайского края, железосодержащих подземных вод, а также поверхностных водотоков и болотных вод Томской области;
3) отбор и анализ (полевой и лабораторный) проб воды для определения химического состава подземных вод и стабильных изотопов растворенных веществ;
4) получение комплексных данных по содержанию макро- и микрокомпонентов, органических соединений и газов в пресных природных водах для проведения термодинамических расчетов взаимодействий в системе «вода-порода-органическое вещество».
На территории Томской области продолжился отбор проб в рамках работ по изучению геохимии железосодержащих питьевых вод. За прошедший полевой сезон было отобрано 15 проб подземных вод (рис. 1) палеогеновых и меловых отложений, что позволило пополнить имеющуюся гидрогеохимическую базу. Все подземные воды были отобраны из функционирующих питьевых скважин населенных пунктов до водоподготовки.
В полевых условиях нами определялись координаты скважин (N, E, H) при помощи GPS навигатора и быстро изменяющиеся компоненты при помощи портативных приборов для получения общей характеристики вод такие как: рН, Еh, tвозд,, tводы, электропроводность (µ) (табл. 1). Также отбирались пробы воды для изучения в стационарной лаборатории УНПЦ «Вода» Томского политехнического университета на основные макрокомпоненты, микрокомпоненты, фульво- и гуминовые кислоты, микробиологию, ХПК и т.д. Химический состав вод в лаборатории пока не выполнен.
Результаты полевых измерений показывают, что воды являются холодными (от 6,7 до 11,5°С) преимущественно пресными (µ от 0,16 до 1,55 мкСм) нейтральными и слабощелочными (рН от 6,7 до 8,0). Среда глеевая (Eh от +28 до –126 мВ). Отличаются от общей массы вод две пробы – это минеральные воды «Омега» (249Д) и «Чажемто» (238Д). Поскольку воды приурочены к более глубоким (меловым) водоносным горизонтам, они более теплые (16,5–20,3°С), более щелочные (рН 8,3–9,1), в случае с «Чажемто» более минерализованные (µ 2,23 мкСм), среда – более восстановительная (– 208–(– 142) мВ).
На территории Томского района Томской области с целью установления геохимических особенностей формирования химического состава природных вод в пределах северной части Колывань-Томской складчатой зоны и оценки их экологического состояния, за прошедший полевой сезон было отобрано 5 проб подземных вод (рис. 2) рыхлых отложений и 1 проба речных вод. Все подземные воды были отобраны из колодцев, используемых в настоящее время как в питьевых целях после кипячения, так и в бытовых нуждах; вода, отобранная из скважины, используется только в бытовых целях.
Теоретические и методические результаты проведенных работ в дальнейшем будут реализованы в рамках следующих тем РФФИ:
13-05-00062-А «Гидрогеохимия железа и марганца Западной Сибири: источники, геохимические типы вод и рудообразование».
13-05-98070-р_сибирь_а «Геохимические и биохимические условия формирования качества питьевых подземных вод Томской области».
Проведено гидрохимическое опробование дождевых, снеготалых, речных и болотных вод на правобережной части долины нижнего течения р. Томи в пределах 2ой надпойменной террасы (рис. 3). На выбранном ключевом заболоченном участке по профилю болотного массива «Темное», проведен отбор проб вод с целью оценки трансформации водного стока заболоченных бассейнов рек (рис.4).
Результатами работы являются данные исследований химического состава, всего 40 проб (табл. 3): снеготалых вод – 11 проб, речных вод – 12 проб, озерная вода – 1 проба, болотных вод – 16 проб (табл. 3, 4).
По данным исследования химического состава снеготалых, речных и болотных вод, полученных в аккредитованной лаборатории УНПЦ «Вода» Томского политехнического университета, все они являются ультрапресными и пресными (общая минерализация колеблется от 5 в снеготалых водах до 380 мг/л в речных), околонейтральными и нейтральными, реже слабокислыми (рН составляет 5,3 – 7,5), гидрокарбонатными кальциевыми, кальциево-натриевыми, либо кальциево-магниевыми. Речные и болотные воды отличаются высокими содержаниями железа, содержания которого достигает 30 мг/л при ПДК для хозяйственно-питьевых вод 1 мг/л (табл. 5). Это объясняется низким значением Eh и очень высоким содержанием органических веществ в водах.
Одним из важных итогов проведенных работ можно считать значительное расширение объема и качества данных по базовым пунктам гидрогеохимических наблюдений на территории Республики Горный Алтай, которые составляют основу для фундаментальных исследований геохимии подземных и поверхностных вод. В 2013г. продолжился, начатый в 1997г. отбор проб для определения содержаний в природных водах исследуемой территории целого ряда макро и микрокомпонентов.
Проведено опробование 9 соленых озер Алтайского края: Кулундинское, Кучукское, Шошкалы,, Джемансор, Малиновое, Большое Яровое, Бурлинское, Большое Топольное, Куричье, а также их подземные и поверхностные воды, являющиеся их источниками питания. Карта-схема точек отбора проб представлена на рис. 5.
Результаты полевого анализа, а также координат точек опробования представлены в таблицах 6 и 7. Измерение показателя рН в полевых условиях проводилось с помощью карманного рН-метра типа «рНер», предназначенного для определения численных показателей степени кислотности или щелочности водной среды и могут как в лабораторных, так и в полевых условиях. Измерение электропроводности проводилось карманным кондуктометром серии DIST, предназначенного для проведения экспрессных измерений проводимости растворов и анализа содержания солей в различных диапазонах с автоматической температурной компенсацией (АТС), как в лабораторных, так и полевых условиях. Помимо рН, электропроводности и температуры в полевых условиях проводились измерения температуры, гидрокарбонатов, карбонатов, сульфатов, нитратов, нитритов и свободного углекислого газа (табл. 7).
Для определения макрокомпонентного состава пробы вод отправлены в лабораторию НИТПУ НОЦ «Вода» (г.Томск). Содержание карбонат- и гидрокарбонат ионов определялось в полевых условиях методом кислотно-основного титрования. С помощью программы HydroGeo при полученых рН и HCO3 (через активности компонентов углерода) высчитывались значения CO3
Анализ вод на макрокомпонентный состав выполнялся методами: для Ca2+, Mg2+, HCO3-, SO42-, Cl-, CO2 – титриметрическим, для Na+, K+ - атомно-абсорбционным. Кремний определяли фотометрическим методом. Выбор методов анализа определяли по стандартным методикам для соленых вод.
Как видно из таблицы 8, все озерные воды отличаются повышенной щелочностью. Максимальные значения рН, достигающее значения 9,7, зафиксированы в озерах Джемансор и Большое Тополинное. Минимальные – в оз. Кучукском (7,5). Изученные в районе озер подземные воды отличаются менее щелочной средой, рН изменяется от 7,9 до 8,5.
Для всех озер характерна окислительная обстановка, Еh вод изменяется от 25 до 102 мV (табл. 7). Подземные воды также находятся в окислительной обстановке. исключением является родник в районе оз. Кулундинского, где значение Eh имеет резко отличное значение (-109 мV).
Среди макрокомпонентов в озерах преобладает хлорид-ион. Максимальные его содержания обнаружены в оз. Малиновое (173 г/л), минимальные – в оз. Шошкалы (600 мг/л). Помимо хлоридов, озера отличаются высокими концентрациями сульфат-ионов (максимальные – в оз. Кучукском составляют 52 г/л). Наибольшие содержания гидрокарбонат-ионов зафиксированы в оз. Джемансор, которое также отличается высоким значением рН (9,7). Среди анионов преобладает натрий, максимальные его содержания обнаружены в оз. Малиновое (117 г/л), минимальные – в оз. Б.Топольное (5,6 г/л). Максимальные содержания магния наблюдаются в оз. Бурлинском (15 г/л), максимальные содержания кальция – в оз. Малиновое (176 мг/л).
В результате проведенных полевых и камеральных работ установлены геологические, гидрогеологические и гидрогеохимические особенности Алтайского края, которые определяются континентальным климатом, высоким испарением вод, наличием большого количества бессточных озерных котловин и, как следствие, солеными озерными водами. Химический состав исследуемых озерных вод весьма разнообразен, поэтому существует необходимость их систематизации.
В рамках работы на территории участка Чалток (Кемеровская обл.) проводилось гидрогеохимическое опробование скважины при 3х понижениях. Было отобрано 3 пробы с интервала глубин: 0-200, 200-490, 490-1100 м. на анализ химического, газового и изотопного состава. Установлено, что опробованные природные воды имеют гидрокарбонатный натриевый химический состав, воды слабосолоноватые, рН от нейтральных до слабо щелочных.
Томская область, Алтайский край, Республика Алтай.
| Кол-во родников | 9 |
| Кол-во скважин | 26 |
| Кол-во проб воды из болот | 16 |
| Кол-во проб воды из поверхностных водотоков | 43 |
| Общее кол-во проб воды | 94 |