СОСТАВ ВОД КОЛОДЦЕВ ГОРОДА АРТЁМ (ПРИМОРСКИЙ КРАЙ) НАД ШАХТНЫМИ ПОЛЯМИ

Дёминова Н.С.¹, Гнитецкая Н.Н.², Пискунов Ю.Г.³

¹Преподаватель первой категории филиала ДВФУ, ²доцент филиала ДВФУ, ³кандидат геолого-минералогических наук, доцент, Дальневосточный федеральный университет

СОСТАВ ВОД КОЛОДЦЕВ ГОРОДА АРТЁМ (ПРИМОРСКИЙ КРАЙ) НАД ШАХТНЫМИ ПОЛЯМИ

Аннотация

Проведено изучение состава воды колодцев города Артёма над отработанными месторождениями угля. Выполненные исследования позволили получить «фоновые» значения отдельных составляющих воды питьевого назначения, которые можно будет использовать в дальнейшем для сравнения при восстановлении уровня грунтовых вод и поступлении шахтных вод в водоносные горизонты и соответствующие колодцы.

Ключевые слова: содержания компонентов в воде, колодцы, уровень грунтовых вод.

Daminova N.S.², Nitecka N.N.², Piskunov S.G.³

¹Teacher first category branch FEFU, ²associate professor branch FEFU, ³PhD in geological-mineralogical Sciences, Professor, far Eastern Federal University

THE COMPOSITION OF WATER FROM WELLS IN THE CITY OF ARTEM (PRIMORSKY KRAI) OVER MINE FIELDS

Abstract

A study of the composition of water wells in the city of Vladivostok on waste coal. The carried out researches have allowed to get "background" values of the individual components of the water for drinking purposes, which can be used later for comparison with the recovery of the groundwater level and flow of mine water in aquifers and the appropriate wells.

 Keywords: content of components in the water wells, the groundwater level.

Артём расположен на перешейке полуострова Муравьёва-Амурского. Южной границей города является территория города Владивостока. Северной – горное оформление Артёмовской (Угловской) депрессии. Основным видом деятельности горожан была подземная добыча угля, которая прекратилась в конце 90-х годов прошлого века. В настоящее время шахты находятся в стадии мокрой ликвидации. Естественным путём затапливается подземное пространство. Расчётным сроком его заполнения считается 2017 год. По опыту закрытия шахт в других регионах это сопровождается подъёмом уровня грунтовых вод и их поступлением в колодцы, подвалы и понижения в рельефе.

Целью работы явилось изучение воды колодцев над шахтными полями города и создание базы данных о её составе в течение периода до поднятия уровня грунтовых вод и последующий мониторинг изменения состава воды при поднятии этого уровня. Был выбран профиль от терриконов ликвидированной шахты «Дальневосточная», располагавшейся в центральной части города до реки Кневичанка. Северная часть профиля (колодцы 4-9) расположена над невыработанными угольными пластами, южная (колодцы 1-3) – над выработанными горизонтами. Для сравнения результатов взят колодец 9, который расположен в с. Кневичи, в стороне от изучаемого профиля над невыработанными пластами угля, но в пределах депрессионной воронки.   Пробы воды отбирались  из 9 колодцев в августе – сентябре 2008-2010 годов и в феврале 2011года.

Методика выполнения работ заключалась в измерении глубины колодцев и уровней воды в них с помощью маркированного шнура. Производился замер температуры воды при  каждом её заборе. Время отбора проб увязывали с минимальным уровнем грунтовых вод. То есть, не после обильных дождей или затоплений местности. Вода отбиралась в стерилизованные полиэтиленовые полуторалитровые ёмкости. Пробы изучались в филиале ДВФУ в городе Артёме под руководством доцента Гнитецкой Н.Н. [3].

Анализ химического состава воды выполнялся в аккредитованной химической лаборатории филиала ДВФУ в г. Уссурийске (доцент, к.х.н. Потенко Е.И.) по следующим показателям: рН, общая жёсткость, минерализация, перманганатная окисляемость, содержание ионов кальция, магния, железа, ионов аммония, гидрокарбонатов, сульфатов, хлоридов, нитритов, нитратов (табл. 1).

Полученные в таблице 1 средние значения компонентов нами рассматриваются как «фоновые», относительно которых в дальнейшем будут сравниваться следующие результаты анализов воды колодцев изучаемого профиля в рамках проводимого нами мониторинга подземных вод над выработанным подземным пространством.

Сравнивая  средние содержание  компонентов в колодцах изучаемого профиля Артёмовской депрессии за 4 года, можно отметить увеличение их концентраций  со временем практически во всех колодцах. За весь период исследований среднее значение таких показателей как жесткость, минерализация, а также ионов кальция, сульфатов, иона аммония не превышают ПДК, а по ионам магния, железа, нитратам и перманганатной окисляемости – превышают (указать во сколько раз) соответственно.

Минерализация воды является неоднозначным параметром. Исследования [5], показали, что при минерализации свыше 1500 мг/л и ниже 30–50 мг/л отмечается неблагоприятное воздействие питьевой воды на организм человека. Нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является сухой остаток в 100 мг/л. Оптимальный уровень минерализации 200-400 мг/л. Среднее содержание минерализации воды в колодцах изучаемого профиля за

 

Таблица 1 - Среднее содержание компонентов в колодцах изучаемого профиля Артёмовской депрессии

Примечания. КMnО₄ мгО/л – перманганатная окисляемость, Мр – минерализация, н/о – не определялось. Жирным выделены значения, превышающие ПДК.

4 года увеличилось от  224,54 до 350 мг/л, что укладывается в оптимальные условия.

Среднее содержание хлоридов за исследуемый период изменялось несколько раз, минимум наблюдался 2008 г – 37,56 мг/л,  максимум 2010 г – 129,83 мг/л, а в 2011 г – наблюдалось небольшое снижение среднего содержание хлоридов до 50,4 мг/л. Возможно это произошло за счёт весеннего отбора проб воды.

Минимальное среднее содержание гидрокарбонатов (HCO₃⁻) в исследуемых колодцах наблюдалось в 2010 г – 14,57 мг/л и максимум в 2011 г – 216,5 мг/л при установленных нормах СанПин от 140 до 300 мг/л (рис. 1).

Рис. 1 - Средние значения минерализации, ионов HCO₃⁻ и CI⁻  по годам.

 

Перманганатная окисляемость показывает наличие в воде органических (бензин, керосин, фенолы, пестициды, гербициды, ксилолы, бензол, толуол) и окисляемых неорганических веществ (соли Fe²⁺, нитриты (NO₂⁻),  сероводород). Если она меньше 5,0 мгО/л, вода считается чистой, больше 5,0 - грязной и её не рекомендуют пить [5, 6]. С каждым годом увеличивается среднее значение в изучаемом профиле  перманганатной окисляемости. Оно выросло от малой окисляемости (2008 г. – 7,33 мгО/л)  до очень высокой (2011 г. – 50,5 мгО/л).

Средние значения содержаний сульфатов, ионов аммония и ионов кальция не превышает ПДК. Среднее содержание ионов магния изначально превышало ПДК за весь период исследования. Наибольшее его значение наблюдалось в 2009 году – 50,46 мг/л и превышало ПДК в 8 раз, а наименьшее - в 2011 г – 9,23 мг/л и превысило ПДК в 1,5 раза (рис.2).

Рис. 2 - Среднее значение перманганатной окисляемости и содержания ионов SO₄²⁻, Ca²⁺, Mg²⁺  по годам.

 

На рисунках 3 и 4 показано среднее содержание нитритов, нитратов и ионов аммония. Самое высокое значение нитритов зафиксировано в 2009 г (24,73 мкг/л), а самое низкое в 2011 г (0,71 мкг/л). Среднее значение  содержания нитритов в воде по годам превышает ПДК. Содержания ионов аммония колеблются от  0,2  мг/л до 0,27 мг/л при среднем, равном 0,17 мг/л, что не превышает ПДК. Самое высокое среднее содержание нитратов наблюдалось 2008 г (0,6 мг/л), а самое низкое в 2010 г (0,07 мг/л). По наличию, количеству и соотношению в воде азотсодержащих соединений можно судить о степени и давности заражения воды продуктами жизнедеятельности человека. Отсутствие в воде аммиака и в то же время наличие нитритов и, особенно, нитратов, свидетельствует о том, что загрязнение водоносных горизонтов произошло давно, и что вода подверглась самоочищению. В питьевой воде недопустимо содержание нитратов вместе с аммиаком и нитритами [6].

Среднее содержание ионов железа за весь период исследований превышало ПДК во сколько(рис. 5).

На рисунке 6 показаны средние значения жесткости по годам, которое за весь период исследований колеблется в пределах от 0,8 ммоль/л (2009 г) до 1,22 ммоль/л (2008 г и 2011 г) и не превышает ПДК.

Заключение (выводы)

Таким образом, характерной чертой воды питьевого назначения в изучаемых колодцах города Артёма является повышенные значения ионов магния, железа, нитратов, нитритов и перманганатной окисляемости.

Как показано в работах [1,3], вода в колодцах изучаемого профиля не отвечает необходимым санитарным требованиям. Наибольшие количества и степень загрязнений установлено в колодце, расположенном вблизи наиболее погруженной части депрессионной воронки. При дальнейшем затоплении подземного пространства и восстановления уровня грунтовых вод шахтные воды в ещё большей степени будут «насыщать» расположенные в депрессионной воронке колодцы города своими производными, что приведёт к усугублению экологических проблем территорий ликвидируемой шахты.

Специалистами  ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Приморском крае»  согласно плана-графика лабораторного контроля ежемесячно проводится  мониторинг качества питьевой воды. Ими отмечается [2]: «Складывается неблагополучная ситуация с децентрализованным водоснабжением  части населения города Артема и поселков. Источниками децентрализованного водоснабжения являются 165 колодцев, из них 70 не отвечают требованиям санитарных правил  СанПиН  2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников», что составляет 42,4 %.

По данным лабораторного контроля за качеством воды из источников децентрализованного водоснабжения 87,9 % проб не отвечают гигиеническим нормативам по микробиологическим показателям и 45,3 % санитарно-химическим показателям» [2]. Авторы отчёта это связывают с отсутствием плановых мероприятий по содержанию колодцев и поддержанию их в удовлетворительном санитарно-техническом состоянии.

Литература

1. Глебов Н.А., Паргишева Е.И., Черкашина Т.В. Влияние ликвидированных угольных шахт на качество питьевой воды колодцев города Артёма // Мат-лы регион. научно-практ. конф. «Молодежь и научно-технический прогресс» апрель–июль 2011 года. Часть 2. Владивосток. 2011. – с. 249-251.
2. Доклад «О санитарно-эпидемиологической обстановке на территории Артемовского городского округа в 2008 году». Артём. 2009. – с.  26.
3. Пискунов Ю.Г., Гнитецкая Н.Н., Гапоненко П.Б., Никитенко Р.И. Проблемы питьевого водоснабжения над затопляемыми шахтами города Артёма (Приморского края) // Мат-лы 2-й международной научно-практ. конф. «Экология и безопасность водных ресурсов», 27 – 28 ноября 2009 г. Хабаровск Изд-во ДВГУПС. 2009. – с. 131-134.
4. СанПиН 1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников»
5. Нитраты. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.gicpv.ru/him5-5.htm.
6. Что нужно знать о воде. [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://m9dom.narod.ru/woda.html.

References

1. Glebov N.A., Pargisheva E.I., Cherkashina T.V. Vlijanie likvidirovannyh ugol'nyh shaht na kachestvo pit'evoj vody kolodcev goroda Artjoma // Mat-ly region. nauchno-prakt. konf. «Molodezh' i nauchno-tehnicheskij progress» aprel'–ijul' 2011 goda. Chast' 2. Vladivostok. 2011. – s. 249-251.
2. Doklad «O sanitarno-jepidemiologicheskoj obstanovke na territorii Artemovskogo gorodskogo okruga v 2008 godu». Artjom. 2009. – s.  26.
3. Piskunov Ju.G., Gniteckaja N.N., Gaponenko P.B., Nikitenko R.I. Problemy pit'evogo vodosnabzhenija nad zatopljaemymi shahtami goroda Artjoma (Primorskogo kraja) // Mat-ly 2-j mezhdunarodnoj nauchno-prakt. konf. «Jekologija i bezopasnost' vodnyh resursov», 27 – 28 nojabrja 2009 g. Habarovsk Izd-vo DVGUPS. 2009. – s. 131-134.
4. SanPiN 2.1.4.1175-02 «Gigienicheskie trebovanija k kachestvu vody necentralizovannogo vodosnabzhenija. Sanitarnaja ohrana istochnikov»
5. Nitraty. [Jelektronnyj resurs] – Rezhim dostupa: http://www.gicpv.ru/him5-5.htm.
6. Chto nuzhno znat' o vode. [Jelektronnyj resurs] – Rezhim dostupa: http://m9dom.narod.ru/woda.html.