Антропогенное воздействие на воды Северо-Двинского артезианского бассейна

Централизованное  водоснабжение г. Мирный осуществляется водозаборами «Северный» (эксплуатируется  средне-верхнекаменноугольный-нижнепермский  водоносный горизонт с 1959 г.), «Южный» (с 1967 г. эксплуатируется верхнекаменноугольный-нижнепермский водоносный  горизонт) и «Площадка 111» (с 1967 г.).  За период  эксплуатации максимальное понижение уровня ПВ не превышало предельно допустимых величин. Сформирована обширная депрессионная воронка на поверхности зеркала подземных вод с наиболее низкими отметками в точках действия эксплуатационных скважин. Её радиус составляет 2,5-4 км. В 2010 г. водоотбор на указанных водозаборах снизился. В отчётном году наблюдалось: повышение уровня подземных вод на водозаборе «Северный» (питьевые воды) на 1,2 м; на водозаборе «Северный» (технические воды) на  0,6 м; на водозаборе «Южный» (питьевые воды) на  1,8 м; понижение уровня подземных вод на водозаборе «Южный» (технические воды) на 2,4 м.

За период эксплуатации понижение уровня подземных вод составляло: на водозаборе «Северный» - 1,7-5,5 м., водозабор «Южный» - 4,9-6,9 м.

Допустимые  понижения уровня подземных вод  на водозаборах значительно больше фактических снижений уровня за период эксплуатации водозаборов. Исключение составило снижение уровня до 32,2 м на водозаборе участка месторождения Сосновский-2 (допустимое понижение уровня составляет 38 м). С 2003 по 2010 год водоотбор на этом водозаборе составлял от 0,000109 до 0,00016 тыс. м3/сут. При водоотборе 0,000109 тыс. м3/сут в 2010 г. уровень понизился на 2,52 м. Следует, однако, учесть тот факт, что данные замеров, предоставленные собственником, вызывают сомнение.

В Архангельской  области учтено 5 объектов извлечения подземных вод на карьерах и рудниках с водоотливом от 6,6 до 29 тыс. м3/сут. В результате длительного водоотлива сформировались пьезометрические депрессии глубиной 4-83 м.

Техногенное воздействие Иксинского месторождения  бокситов связано с проведением  горно-добычных работ, объектами промплощадки, выпусками карьерных и сточных вод. Технической водой промплощадку снабжает Североонежский водозабор. Понижения уровня за отчётный год не наблюдалось. За весь период эксплуатации водозабора уровень понизился на 1-2,3 м.

 Карьер  Североонежского бокситового рудника оказывает заметное влияние на уровень подземных вод. В зоне влияния карьерного водоотлива находятся скважины правобережья р. Иксы. Значительное гидродинамическое воздействие осушение карьера сыграло в 70-е годы на площади 2,5 км2. Сейчас сформировавшаяся тогда депрессионная воронка стабилизировалась вдоль карбонового уступа, о чём говорит тренд к повышению уровня подземных вод в скважинах на правом берегу р. Иксы. Наблюдательные скважины левобережья Иксы, находящиеся под одновременным влиянием водозаборов промплощадки и карьера имеют нарушенный режим уровня, характеризующийся тенденцией к его снижению. Эксплуатационные скважины левобережья Иксы в 2010 г. уровень имели на 0,04 м выше по сравнению с прошлым годом. На поверхности зеркала подземных вод, имевших уклон к рекам Икса и Онега, образовалась устойчивая депрессионная воронка. Наблюдения указывают на то, что карьерный водоотлив на эти скважины не влияет. Оценивая общую картину, можно сделать охарактеризовать режим подземных вод района Иксинского месторождения, как слабонарушенный. Уровень подземных вод в настоящий момент зависит только от водности года.

Техногенное воздействие разработки Ломоносовского месторождения алмазов связано  с производством горно-добыточных работ на трубке Архангельская, с объектами промплощадки, с выпусками карьерных и сточных вод. Горные работы открытым способом ведутся с 2003 года. Защита карьера от подземных вод и атмосферных осадков осуществляется комбинированным способом: дренажным полуконтуром из 17 водопонижающих скважин глубиной 150 м и внутрикарьерным водоотливом. В 4 квартале 2009 г. введены 3 новых ВПС глубиной 220 м по внешнему дренажному контуру. К концу 2010 г. при глубине карьера около 100 м суммарная производительность системы осушения превысила 2560 м3/ч, из них 1440 м3/ч – скважинами дренажного контура и 1120 м3/ч – через водосборники станций карьерного водоотлива.

Основным  источником поступления воды в карьер являются обводнённые песчано-глинистые  породы падунского и урзугского водоносных горизонтов, в местах выклинивания последнего – и породы четвертичных отложений.  Рост водопритока в 2005-2010 гг. составил около 26 м3/ч на 1 м понижения горных работ. Развитие гидродинамической ситуации прослеживается по 20 водоподъёмным скважинам и 70 наблюдательным скважинам режимной сети, расположенным в радиусе до 3,2 км от центра трубки.

Радиус  депрессионной воронки по всем направлениям к концу 2010 г. составил около 3-3,5 км. В скважине, пробуренной в 3,173 м  к северу от центра карьера, зафиксировано понижение уровня на 0,75 м в год, в 2,8 км к юго-востоку от карьера – на 1,5 м в год. 
 

ГЛАВА 4. ЕСТЕСТВЕННЫЕ АНОМАЛИИ ХИМИЧЕСКОГНО СОСТАВА  ВОД 

В естественных условиях воды четвертичного водоносного  комплекса представлены преимущественно  гидрокарбонатными магниево-кальциевыми с минерализацией 0,2-0,4 г/л, по степени жёсткости – от мягких до умеренно жёстких. Для них характерно повышенное содержание железа, элемента, относящегося к третьему классу опасности (опасные вещества). В Красноборском районе его концентрация в подземных водах достигает 6,7 мг/л (22 ПДК), в Ленском - 3,3 мг/л (11 ПДК), в Няндомском - 1,2 мг/л (4 ПДК), в Плесецком - 4,7 мг/л (16 ПДК) и в Устьянском - 0,6 мг/л (2 ПДК). За период наблюдений концентрация железа в водах оставалась относительно постоянной, лишь в посёлке Урдома Ленского района наблюдается некоторая динамика – как в 2009, так и в 2010 гг. содержание железа здесь составляет 10-11 ПДК, что соотносимо с его содержанием в 2003-2005 гг., максимум же наблюдался в 2006-2007 гг. (до 16 ПДК).

Из веществ  второго класса опасности (высокоопасные) следует отметить повышенное содержание бария, превышающего норматив по всем скважинам группового водозабора посёлка  Урдома, где оно составило в 2010 году 1,4-4,2 ПДК, что заметно меньше результатов наблюдений 2009 года (3,5-5,6 ПДК). В ряде пунктов (с. Красноборск, д. Ляпуново) в 2005 и 2008 гг. наблюдалось значительное - до 2,4 ПДК – увеличение концентрации в водах четвертичного водоносного комплекса марганца. Однако, поскольку сведения за 2010 год из данных пунктов не поступали – проследить дальнейшие изменения этого показателя не представляется возможным. В категории «без класса опасности» на протяжении ряда лет остаётся чуть повышенной минерализация вод в селе Шангалы Устьянского района (1,05 ПДК)  и в селе Красноборск (1,1 ПДК).

Остальные показатели значительно ниже норм СанПиН 2.1.4. 1074-01. Повышенное содержание железа вызывает ухудшение органолептических  свойств. Примерами этого могут  служить повышенная цветность в  подземных водах Ленского и Плесецкого районов (до 2,5 ПДК), мутность, характерная для вод Красноборского, Ленского, Няндомского и Плесецкого районов (до 23,1 ПДК).

Воды  татарского терригенного комплекса  по составу относятся в основном к гидрокарбонатным магниево-кальциевым, либо смешанным по катионам. Их минерализация составляет 0,2 – 0,6 г/л, они умеренно жёсткие, с нейтральной или слабощелочной реакцией среды. Для них характерно повышенное содержание железа.  Превышение ПДК по железу наблюдается в Котласском районе, в населённых пунктах  Приводино (Скородумовское месторождение подземных пресных вод) – до 2,2 мг/л (7,3 ПДК),  Курцево – до 0,94 мг/л (3,1  ПДК), Медведка – до 0,56 мг/л (1,9 ПДК); в Пинежском районе в деревнях Шардонемь – до 1,4 мг/л (4,6 ПДК), Сылога – до 0,95 мг/л (3,2  ПДК); в Мезенском районе – в городе Мезень (в одной из 5 скважин) наблюдалось в 2010 году повышение содержания железа до 0,64 мг/л (2,1 ПДК). В целом за период наблюдений концентрация железа оставалась относительно постоянной. Из веществ первого и второго класса опасности в заметных количествах в подземных водах данного комплекса встречаются барий и стронций. Так, в районе посёлка Приводнино (на Приводнинском и Скородумовском месторождениях подземных пресных вод) концентрация бария в 2010 году достигала 0,47мг/л (4,7 ПДК) и 0,71 мг/л (7,1 ПДК), соответственно.  Концентрация стронция в подземных водах деревни Каменка  в 2009 г. составила 54,85 мг/л (7,8 ПДК), однако в 2010 г. данные не поступали.

Из веществ 3-4 класса опасности, помимо железа в  данном водоносном комплексе представлены сульфаты. В 2009 году в водах посёлка Октябрьский была зафиксирована их концентрация до 1290 мг/л (2,6 ПДК), однако в 2010 г. данные не поступали.

Водоносный  казанский карбонатный комплекс образован преимущественно гидрокарбонатными магниево-кальциевыми, мягкими – умеренно жёсткими водами с минерализацией 0,3-0,5 г/л. Наиболее широко его воды эксплуатируются в Вельском и Коношском районах области. На площади распространения данного водоносного комплекса выделяют 5 площадей с природным несоответствием качества подземных вод стандарту. По стронцию ПДК превышается на территории Мезенского, Вельского и Виноградовского районов; по барию – в Котласском, по железу – в Коношском, Вельском и Устьянском районах.

Из веществ1-2 класса опасности в водах комплекса в 2010 году был обнаружен стронций. В Вельске (однократно и по одной скважине)  было зафиксировано его повышение до 15 мг/л (2,1  ПДК), на групповом водозаборе посёлка Кулой концентрация стронция возрастала до 9,2 мг/л (1,3  ПДК). В 2008 г. превышение ПДК по стронцию наблюдалось на скважинах деревни Каменка (4,2 ПДК), города Мезень (1,1 ПДК), посёлка Березник (1,3  ПДК), однако данные за 2010 г. по этим населённым пунктам отсутствовали.

Следует отметить, что за всё время наблюдений количество стронция в подземных водах посёлка Кулой снизилось на 20%, а в городе Вельск (наблюдения в котором ведутся с 2003 г.) его содержание почти постоянно составляет 1,3-2,3 ПДК.

Железо (элемент третьего класса опасности) редко встречается в водах Мезенского (две пробы в двух скважинах по 1,5 ПДК) и Пинежском (деревня Сылога - 2,7 ПДК) районах. Почти повсеместно оно представлено в Няндомском (до 3,5 ПДК) и Коношском (до 2-4 ПДК) районах.  В 2010 г. зафиксировано одиннадцатикратное превышение ПДК по железу в посёлке Коноша-2. В том же году лишь в 2 пробах, взятых из 2 скважин города Вельска, обнаружена концентрация железа, превышающая ПДК – 0,31 и 0,38 мг/л (1,03 и 1,3 ПДК соответственно); в предыдущие годы этот показатель на территории Вельского района составлял от 1,5 до 3 ПДК.

Водоносный  средне-верхнекаменнугольный–нижнепермский карбонатный комплекс представлен  преимущественно гидрокарбонатными  магниево-кальциевыми водами с минерализацией 0,2-0,5 г/л. Воды комплекса используются в Каргопольском, Плесецком, Няндомском и Холмогорском районах.

В 2010 году зафиксировано превышение ПДК по железу. На водозаборе станции Обозерская его концентрация достигала 1  мг/л (3,4  ПДК), в деревне Большая  Кяма Плесецкого района - 0,35  мг/л (1,2 ПДК), в Няндоме – 4,9 мг/л (16,3 ПДК), в посёлке Белогорский Холмогорского района – 0,8 мг/л (2,7 ПДК).

Воды  нижне-среднекаменноугольного терригенного водоносного комплекса ограниченно  эксплуатируются на территории Приморского  и Холмогорского районов. Они  умеренно жёсткие, минерализация их составляет 0,3-0,5 г/л, реакция среды близка к нейтральной.

В количествах, превышающих ПДК, в них обнаруживаются железо, марганец и барий. Барий постоянно  присутствует в подземных водах, добываемых ООО «Лесной источник»  для разлива (его концентрация достигает 0,16 мг/л – 1,6 ПДК). В них так же зафиксирована концентрация железа, превышающая ПДК (1,84 мг/л – 6,1 ПДК). Так же повышенное содержание железа выявлено в подземных водах села Матигоры (1,2 мг/л – 4 ПДК).

Водоносный  вендский терригенный комплекс образован водами с гидрокарбонатным магниево-кальциевым составом и минерализацией до 0,4 г/л. В них зафиксировано повышение концентрации железа до 10 ПДК, марганца – до 3 ПДК, а бария – до 2 ПДК.  В 2010 г. зафиксировано повышенное содержание бария на водозаборе посёлка Поморье до 0,15 мг/л (1,5 ПДК).

Присутствие стронция и бария объясняется  наличием богатых ими минералов  во вмещающих породах. Барий поступает  в воды из отложений вятского, казанского и верхней части северодвинского  горизонтов перми, богатых баритом, источником же стронция является целестин, в больших количествах залегающий среди пород татарского яруса.

Железо  поступает в водоносные горизонты  преимущественно благодаря подтоку  болотных вод. Следует отметить, что  в таких водах железо находится в устойчивых органожелезистых комплексах с гуминовыми кислотами, и, как установлено в ходе проводившихся экспериментов, даже после 12-14-часовой аэрации концентрация железа в них остаётся выше ПДК. 
 
 

ГЛАВА 5. АНТРОПОГЕННОЕ  ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД НА ВОДОЗАБОРАХ 

Загрязнение подземных вод в 2010 году было выявлено на 8 водозаборах. Из них на двух был  обнаружен кадмий (вещество 2 класса опасности),  на пяти – загрязняющие вещества 3 класса опасности (железо, нитраты, аммоний) и на одном – 4 класса (нефтепродукты). Интенсивность большинства очагов загрязнения составляет 1-10 ПДК, в 1 случае (загрязнение нефтепродуктами) – 27-53 ПДК. Очагов с интенсивностью загрязнения свыше 100 ПДК не выявлено.

В 62% случаев  возникновение очага загрязнения  вызвано инфильтрацией загрязняющих веществ из антропогенных источников, примером чего могут служить  стойкий локальный очаг загрязнения нефтепродуктами в селе Лешуконское и загрязнение коммунально-бытовыми отходами водозабора воинской части в Плесецке.

В 38% загрязнение вызвано притоком некондиционных природных вод – как это имело место в водозаборах посёлка Заречный и деревень Морщихинская и Ширяиха.

В Каргопольском  районе в 2008 г. загрязнение подземных  вод было выявлено на следующих водозаборах.

Каргопольский дом-интернат, расположенный в посёлке Заречный. Источником загрязнения стали богатые железом поверхностные воды, проникшие в используемый для водоснабжения верхнекаменноугольный водоносный горизонт. Выявлена концентрация железа (вещество 3 класса опасности), в 10 раз превышающая ПДК. Кроме того, избыток железа в воде привёл к повышению такого органолептического показателя, как цветность - ПДК по ней было превышено в 5 раз.

Морщихинская-Лекшмозерская  школа (деревня Морщихинская). Причиной загрязнения стало проникновение в водоносный средне-верхнекаменноугольный горизонт из четвертичных отложений богатых железом вод. Концентрация железа составила 1,4 ПДК.

Ширяиха-МУП  Ошевенское (деревня Ширяиха).  Причиной загрязнения стал приток в средне-верхнекаменноугольный водоносный горизонт поверхностных вод с повышенным содержанием железа. Концентрация загрязняющего вещества составила 4,67  ПДК.