Эколого-гидрогеологические особенности Верховажского района

Основное питание горизонт получает за счет инфильтрации атмосферных осадков и бокового притока из смежных горизонтов. На рисунке 3.8 представлена речная сеть Верховажского района. Весной, в период паводка питание происходит за счет поверхностных вод [29].

Согласно гидрогеологического районированию Верховажский район расположен в северной части Московского артезианского бассейна. На данной территории гидрогеологические условия имеют довольно непростой характер. Подземные воды в четвертичных отложениях развиты повсеместно и являются «верховодкой» а также грунтовыми водами. Осуществление питания грунтовых вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков [30].

Рисунок 3.8 - Схема речной сети Верховажского района

Грунтовые воды распространены в прослоях песков и линзах ледниковых отложений. В моренных отложениях грунтовые воды носят спорадический характер. Изолированность залегания линз и прослоев обводненных песков определяет и динамику подземных вод. Грунтовые воды встречаются преимущественно на небольших глубинах два - пять метров, обладают свободной поверхностью, в то время как вскрытые на больших глубинах, могут обладать местным напором от одного до десяти метров. Режим грунтовых вод зависит от климатических, гидрологических, геоморфологических и других факторов. Уровенный режим грунтовых вод зависит главным образом от количества выпадающих осадков. Амплитуда колебания уровня - 1,4 до 2,7 метра. Грунтовые воды имеют минерализацию 0,2 - 0,8 г/л и относятся к гидрокарбонатно-кальциевому типу [30].

Гидрогеологические условия дочетвертичных отложений наиболее детально изучены до глубины 250 - 350 метров. По литолого-гидрогеологическим условиям выделяют водоносный комплекс верхнепермских отложений, представленный татарским и казанским ярусами. На большей площади водоносный горизонт татарского яруса сложен карбонатно - терригенной толщей, представляющей собой переслайвание алевролитов, мергелей, доломитов и других. Казанский водоносный горизонт, сложен карбонатно - терригенной толщей известняков, доломитов с прослоями мергелей, алеврита с желваками гипса [32].

Пресные воды слабо щелочные и щелочные рН (7,0 - 8,8), гидрокарбонатные, хлоридно-гидрокарбонатные, магниево-кальциевые, натриево-кальциевые, или смешанного катионного состава с минерализацией 0,2 - 1,0 г/дм3. Иногда состав меняется на сульфатно-гидрокарбонатный, что обусловлено огипсованностью водовмещающих пород казанского яруса. Для подземных вод карбонатных отложений характерна повышенная жесткость до семи - одиннадцать мг/дм3. Для терригенной толщи характерно повышенное содержание железа до 4,03 мг/дм3 (11 ПДК). Эпизодически отмечено повышенное содержание бора (0,519 - 2,790 мг/дм3) до 5,6 ПДК и бария (0,40 - 1,05 мг/дм3) до десяти ПДК. Содержание фтора варьирует в широких пределах от 0,17 до 1,44 мг/дм3, встречаются часто ниже допустимой нормы [Там же].

Местами воды имеют слабую углекислотную агрессивность, что негативно сказывается на бетоне и железобетоне. По отношению к металлам низкой и средней коррозийной активностью. По отношению к металлам воды обладают низкой и средней коррозийной активностью. Слабое развитие грунтовых вод на данной территории объясняется малой мощностью и тяжелым механическим составом четвертичных отложений, не способствующих инфильтрации атмосферных осадков и накоплению грунтовых вод [32].

Водоносный четвертичный водно-ледниковый комплекс (QII-III) может составлять мощность до 80 метров. Литологический состав водовмещающих пород довольно разный который относится к песчаным и супесчаным породам. Уровень залегания подземных вод варьируется от 0,1 - до 10 метров, иногда больше 15 метров. Питание комплекса осуществляется в основном за счет атмосферных осадков, реже за счет подтока грунтовых и поверхностных вод. Разгрузка осуществляется местной гидрологической сетью.

Водоносный среднемосковский флювиогляциальный, озерно-ледниковый, озерный горизонт (f, lg, IQms2) расположен повсеместно. Отложен супесчано-суглинистой толщей. Горизонт мало изучен. В районе Теплого Ручья есть выход подземных вод, принадлежащие данному горизонту. Находятся на абсолютной отметке 110 - 80 метров.

Водоносный днепровско - московский флювиогляциальный, озерно - ледниковый, аллювиальный горизонт (f, lg, aQIIdn-ms) также распложен во многих местах но чаще приурочен к долине реки Вага. Мощность на правом берегу реки составляет более 5 метров. В этих местах имеется скважина №2184. Водовмещающие породы: песчано - гравийные отложения, разнозернистые пески. Органолептические свойства вод повышен. Отмечено повышенное содержание железа. Минерализация пресных вод составляет 0,3 г/дм3.

Водоносный нижнеустьинский карбонатно - терригенный горизон (P2nu) наблюдается повсеместно. Общая мощность водовмещающих пород 20 - 100 и более метров. Состоят в основном из мергелей, глин, алевритов. Основное питание получает из-за перетекания вод из четвертичных отложений. Стоит отметить что зафиксировано повышенное содержание железа в двух типах вод: гидрокарбонатный магниевый - кальциевый, гидрокарбонатно - сульфатные натриевые. Минерализация до 2,5 г/дм3.

Чеботарев А.И [24] считал, что замедленная циркуляция воды ухудшает условия дренажа, что ведет к большей концентрации солей в подземной воде с глубиной. Вода застаивается и успевает больше набрать в себя минеральных веществ. Данное утверждение едва находит оправдание, так как во многих случаях застойность воды сохраняет высокую минерализацию но не повышает ее.

Проанализировав вышеперечисленную информацию следует сделать некоторые выводы о главных факторах формирования подземных вод. Геологическое, гидрогеологическое строение, климат, почва, рельеф местности, биологические факторы имеют весомый вклад в формирование грунтовых вод.

Влияние климата на подземные воды неоспоримо, так как температура, осадки и испарение играют важную роль. Данные метеорологические элементы климата прямо влияют на режим подземных вод.

Почвенный покров может насыщать подземные воды минеральными и органическими веществами в процессе инфильтрации атмосферных осадков. Но так же почвы могут и метаморфизовать минеральные вещества из воды.

Геологическое строение определяет минеральный состав подземных вод. Легкорастворимые горные породы и минералы имеют сильное влияние на химический состав подземных вод. Галит при взаимодействии с водой растворяется и получаются хлоридные натриевые воды. Известняк образует гидрокарбонатные кальциевые воды.

Гидрогеологическое строение влияет на количество солей в подземных водах. С увеличением глубины залегания, повышается минерализация воды. Застойчивость воды в горных породах способствует сохранению минеральных веществ в воде.

Животные и растения для поддержания жизнедеятельности используют воду с растворенными в ней минеральными веществами. При гибели животные и растения отдают в почву минеральные вещества, те в свою очередь по средством осадков просачиваются обратно в подземные воды.

4. Эколого-гидрохимические особенности района

Чтобы оценить эколого-гидрогеологические особенности Верховажского района нужно подробно изучить гидрохимические особенности, которые дадут оценку химического состава подземных вод. Качество воды оценивается по следующим параметрам: степень минерализации подземных вод, содержание железа и степень жесткости воды.

4.1 Оценка качества питьевых вод

Основными источниками загрязнения подземных вод является: неочищенные сточные воды канализации, отходы сельскохозяйственных предприятий, несанкционированные свалки и другие источники. Наибольшая концентрация загрязняющих веществ в воде наблюдается в период летной межени.

В селе Верховажье и в поселке Теплый Ручей осуществляется централизованное водоснабжение. Источниками водоснабжения служат: артезианские скважины, природные родники. Расход воды на хозяйственно-питьевые нужды составляет более 1000 м3 в сутки. Всего в эксплуатации обнаружено девять скважин: № 1728, 3246, 3Р, 182, 2892, 2184, 2934, 3310, 175. Скважины под номером 766 и 2710 законсервированы. Ликвидированные скважины: № 1804, 7, 3313, бездействующие - № 3074, 3224, 1988, 3229. В правобережном районе Верховажья в отличии от левобережного, недостатка воды не наблюдается, но наблюдается повышенное содержание железа в воде.

Общая система водоснабжения представляет из себя группы или одиночные скважины, в других случаях в качестве питьевых вод используют копанные колодца или родники. Их химический анализ не известен. На рисунке 4.1 показано расположение села Верховажье и поселка Теплый Ручей.

Скважины в основном относятся к известнякам верхней Перми и мергелям, в пойме реки Вага водоносный горизонт представлен аллювиальными песками. По химическому составу подземные воды гидрокарбонатные, отвечают требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01, но замечено превышение общей жесткости воды, мутности и повышенное содержание железа. Поэтому следует учесть, что вода нуждается в отчистке от железа. В общем, скважины обладают дебитом от шести до пятнадцати метров кубической воды в час [33].

Рисунок 4.1 - Схема Верховажского района

Были отобраны от 24.04.01 года ряд проб из родника, анализы соответствуют нормам, но замечено сезонное превышение показателей мутности, цветности и запаха, содержанием нефтепродуктов в воде вызванное таянием снега и активного просачивания загрязняющих веществ с поверхности почв.

Скважины 2934, 2184, 182 являются резервными, но они не соответствуют качеству из за повышенного содержания в ней кальция, железа, общей жесткости а также мутности, цветности, запаха. В скважине 175 превышено содержание бария, а скважина 766 соляная. Скважина № 182 не соответствует нормативам по содержанию железа - 2,75 мг/л.

Скважины № 187 и № 287 были отобраны для изучения анализов их химического состава, имеет натриево-магниево-кальциевый состав. Установлены сверхнормативные показатели цветности (25°), жесткости (12,4 мг/дм3), содержания железа (1,5 - 5,0 мг/дм3). Так же стоит отметить, что уязвимость среднемосковского горизонта от попадания в нее загрязняющих веществ, что в свою очередь может периодически наблюдаться превышение предельно допустимого концентрации по ряду химических веществ. В целом среднемосковский горизонт пригоден для водозабора, обладает средней жесткостью, пониженным содержанием брома и бактериальный состав соответствует норме.

Водоносный нижне-верхнемосковской горизонт с количественной точки зрения имеет перспективы освоения. Но с качественной стороны вопроса имеется проблема. Проведенные исследования показали, что данный горизонт является недостаточно защищенным и подвержен загрязнению с поверхности. Неблагоустроенный жилой поселок является источником загрязнения и располагается непосредственно в области питания горизонта. В данных условиях выдержать требования санитарных норм по организации зоны санитарной охраны водозабора практически невозможно, поэтому прогноз качественного состава воды при эксплуатации остается неблагоприятным. Перед использованием воды для питьевых целей, следует провести профилактическое обеззараживание.

Характеристика грунтовых вод водоносного днепровско-московского флювиогляциального, озерно-ледникового, аллювиального горизонта описана по первым пробам из скважин № 1804 и № 1988 и постоянному ряду проб из скважины № 2934. По результатам проведенных анализов установлено, что данные воды имеют гидрокарбонатный магниевокальциевый состав, минерализацию 0,2 - 0,3 г/дм3, более 70 % случаев - высокое содержание железа (от 1,7 до 6 ПДК) и неудовлетворительные показатели органолептических свойств, в 100% случаев - низкое содержание фтора (0,1 - 0.4 ПДК). Закисное и окисное железо находящиеся в воде влияют на состояние органолептических свойств воды, делая ее вкусовые качества плохими. В бактериальном отношении подземные воды благополучные.

Нижнеустьинский карбонатно-терригенный водоносный горизонт оценивается по ряду анализов подземных вод из скважин № 2184 (с 1988 по 2002 годы было всего 17 анализов) и № 5246 (с 1988 по 2002 год всего шесть анализов) и начальными анализами скважин № 3229, № 3074, № 3313 и № 3234. Полученные результаты позволяют однозначно утверждать, что нижнеустьинский горизонт или его верхняя часть (до нулевой абсолютной отметки) на большей части участка работ содержит пресные волы, а в пойме реки Вага горизонт может быть полностью засолен. Нет возможности утверждать, что в пойме реки граница соленых вод поднимается выше нулевой отметки, но химический состав подземных вод аллювиального горизонта (скважины № 187, № 287) позволяет сделать такое предположение. На некоторых территориях, опыт работ показал, что данная ситуация возможна. Радиологические и бактериологические исследования воды показывают ее безопасность.

В общем, анализы воды из скважин № 3313, № 3074 на левом берегу и скважин № 2184, № 3229, № 3234 на правом берегу оценивают воды нижнеустинского горизонта как пресные гидрокарбонатные магниево-кальциевые или кальциево-магниевые с минерализацией 0,2 - 0,3 г/дм3, с повышенным содержанием железа более 80 % случаев. Пониженное содержание фтора наблюдалось в 100 процентов случаев, более 30 % случаев неудовлетворительные органолептические показатели. С повышенным содержанием в воде железа следует связать сверхнормативные показатели органолептических свойств. В скважине № 2184 лабораторные испытания от 05. 05. 2003 года выявили незначительное превышение норматива по барию - 0,19 мг/л, норматив до 0,1.

Фондовые данные (абсолютные отметки, геологические разрезы, конструкции) по действующим водозаборным скважинам крайне противоречивы и недостоверны, поэтому в расчетную схему водозабора при подсчете запасов подземных вод по левобережью не следует включать ни одной из действующих на сегодняшний день скважин, по правобережью наиболее благополучная в плане достоверности является скважина под номером 2184. Опытным путем установлено, что производительность данной скважины превышает заявленную водопотребность на правобережном участке.

Скважина № 3246 из левобережных скважин, вскрывших нижнеустьиский горизонт, расположена ближе всех к реке. Имеет неудовлетворительное качество воды по минерализации и общей жесткости. Сухой остаток в контрольной пробе воды от 11.11.02, составил 1980 мг/дм3, хотя за время наблюдений (1988-1997) пределы изменения величины минерализации выражаются цифрами 469 - 1674 мг/дм3. Четкой тенденции в изменениях не прослеживается. Возможно, величина минерализации зависит от количества отбираемой воды. Увеличение минерализации обусловлено повышением концентрации сульфат-иона. Общая жесткость изменялась от нормы до 4,4 ПДК. Содержание железа превышают нормативные величины в 2,7 раз.

По данным анализов проб, отобранных при пусковых откачках скважин, вскрывших верхнюю часть горизонта (№ 182, № 2892) подземные воды характеризуются как гидрокарбонатные смешанного катионного состава с минерализацией 0,2 - 0,3 г/дм3, умеренно жесткие. Содержание железа превышает норматив до 3,3 предельно допустимой концентрации, поэтому не удовлетворяют нормам и органолептические показатели такие как мутность (1,3 - 13,3 ПДК) и цветность. Воду такого качества в течение почти 19 лет добывает скважина № 2892. Уже по анализам 1988 года и более поздний (включая 2002 год) вода характеризуется как гидрокарбонатно-сульфатная смешанно катионного состава с минерализацией 0,6 - 0,9 г/дм3, очень жесткая (> 9 ммоль/дм), также с повышенным содержанием железа (от четырех до 11 ПДК) неудовлетворительными органолептическими свойствами.

В результате многолетней эксплуатации горизонта хорошо заметно подтягивание соленых из ниже лежащих слоев. Производительность скважины № 2892 в десятки раз меньше, чем скважины № 182, и этот факт также играет роль в формировании качества извлекаемых вод.

Подземные воды казанского карбонатного горизонта характеризуются как гидрокарбонатно-сульфатные смешанного катионного состава. Минерализация скважин № 771, № 7, № 2929 изменяется от 872 - 1321 мг/дм3 (скважина № 2929) до 10 000 мг (скважина № 7). Рост минерализации наблюдается с увеличением глубины вскрытия казанского горизонта. С ростом минерализации вода становится сульфатной, в составе катионов преобладающее значение занимает натрии. Содержание железа превышает норму в 4,3 - 15.8 раз. Мутность в 1,6 - 29,6 раз. Цветность изменяется от нормы до двух с половиной нормы, жесткость от 2,0 до 5,6 ПДК.

Состояние качества подземных вод, в минимальной мере верхних горизонтов, контролируется санитарной обстановкой участка работ. Жесткость воды обусловливается содержанием в воде ионов кальция (Са2+), магния (Mg2+), стронция (Sr2+), бария (Ва2+), железа (Fe3+), марганца (Mn2+). Но общее содержание в природных водах ионов кальция и магния несравнимо больше содержания всех других перечисленных ионов - и даже их суммы. В этом случае под жесткостью принято понимать общее количество ионов кальция и магния - общая жесткость, состоящая из значений карбонатной (временной, устраняемой кипячением) и некарбонатной (постоянной) жесткости. Первая вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, вторая наличием сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов этих металлов. При условии, что значение жесткости воды более 9 ммоль/л нужно учитывать содержание в воде стронция и других щелочноземельных металлов [34].

В России жесткость воды принято выражать в следующих единицах - миллимоль на литр. В жесткой воде простое натриевое мыло преобразуется (в присутствии ионов кальция) в нерастворимое «кальциевое мыло», создающее бесполезные хлопья. Таким образом пока не исчезнет вся кальциевая жесткость воды, формирование пены будет. На один ммоль/л жесткости воды для такого умягчения воды теоретически затрачивается более 300 мг мыла. В таблице 4.1 представлена классификация вод по степени жесткости.

В системах оборотного водоснабжения, образующиеся накипные отложения, водные камни и шлам из солей уменьшают проходимость труб, при этом падает теплоотдача. Падает напор воды, уменьшается количество воды в радиаторах, закупориваются входы и выходы воды из домов, что может привести к полному закупориванию коммуникационных сетей.

Таблица 4.1 - Классификация вод по жесткости

Группа воды	Единица измерения, ммоль/л
Очень мягкая	До 1,5
Мягкая	Более 1,5 до 4.0
Средней жесткости	Более 4 до 8
Жесткая	Более 8 до 12
Очень жесткая	Более 12

На территории Верховажского района обнаружено 14 скважин с повышенной жесткостью. На рисунке 4.2 показаны населенные пункты с высокой жесткостью воды.



Рисунок 4.2 - Схема населенных пунктов с высокой жесткостью подземных вод

На качество подземных вод так же оказывает содержание железа в подземной воде. Присутствие железа выше допустимых норм (0,3 мг/дм3) сильно затрудняет решение проблем водоснабжения некоторых частей района. Эксплуатация железистых вод сопряжена с дополнительными затратами на удаление растворенного железа. Иногда железосодержащие воды используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения без технологического очищения от железа. Но при этом необходимо учитывать, что некондиционные железосодержащие подземные воды всегда вызывают активную коррозию водоподъемного оборудования и кольматацию фильтров железистыми осадками. На территории Верховажского района расположено 11 скважин с повышенным содержанием железа, которые наглядно показаны на рисунке 4.3.



Рисунок 4.3 - Схема населенных пунктов с высоким содержанием железа в подземной воде

4.2 Оценка риска при использовании подземных вод в качестве питьевых

Расчет потенциального риска здоровью, связанного с химическим загрязнением питьевой воды. Для большинства примесей, нормированных для питьевой воды по органолептическому типу действия, для расчета риска неблагоприятного эффекта рекомендуется применение следующего уравнения:

Prob = - 2 + 3,32 х lg (концентрация/норматив). (1)

Потенциальный риск развития неспецифических токсических эффектов, связанный с регулярным потреблением загрязненной питьевой воды, целесообразно проводить в соответствии с уравнением (2):

Risk = 1 - ехр((ln(0,84) / (ПДК • Кз)) • С, (2)

где: Risk - вероятность развития неспецифических токсических эффектов при хронической интоксикации (от нуля до одного);

ПДК - норматив;

Кз - коэффициент запаса, обычно принимаемый равным 10 (для ряда примесей он может быть 100)

С - концентрация примеси в питьевой воде.

Скважины с повышенным содержанием железа в воде отмечены в нескольких населенных пунктах Верховажского района. Данные расчета потениального риска в таблице 4.2. ПДК для железа - 0,3 мг/л.

Таблица 4.2 - Расчет потенциального риска здоровью

Населенный пункт	Содержание железа в воде мг/л	Risk
Село Верховажье	1,0	0,054
Деревня Великодворская	1,0	0,054
Село Шелота	3,0	0,160
Деревня Фоминская	2,0	0,100
Поселок Пежма	1,3	0,069
Село Чушевицы	2,0	0,100
Деревня Михалевская	1,0	0,054

Потенциальный риск оценивается по следующим критериям [35]:

1) Риск немедленного действия. Риск немедленного действия варьируется в пределах до 0,02 он рассматривается как приемлемый риск, таким образом фактически отсутствуют заболевания среди населения, который имеет взаимо-действие с оцениваемым фактором, а дискомфортное состояние наблюдается лишь в редких случаях у людей с высокой чувствительностью.

2) Величину риска немедленного действия в пределах 0,02 до 0,16 уста-навливается как удовлетворительная. В этом случае, даже сесли присутствуют редкие случаи заболевания, тенденции к росту числа заболеваний нет.

3) Величину риска немедленного действия, находящуюся в пределах от 0,16 до 0,50 следует рассматривать как неудовлетворительную, в этом случае наблюдаются жалобы населения на состояние дискомфорта, которое связано непосредственно с данным фактором, привод к росту заболеваний среди насе-ления и имеет возможность достоверного характера.

4) Величину риска немедленного действия, которая наблюдается более чем 0,5 рассматривается как опасная, в этой ситуации наблюдается большое число жалоб на дискомфортное состояние и заболевания, связанные преимуще-ственно с воздействием повышенного содержания железа в воде. Селективно проявляются патологии среди населения. Самым опасным случаем является то-гда, когда величина риска немедленного действия близка к единице, тогда эта ситуация оценивается как чрезвычайно опасную, потому что загрязнение окружающей среды в данном случае перешло в иное качественное состояние (появление случаев острого отравления, изменение структуры заболеваемости), которое должно оцениваться с использованием специфических моделей.

5) Риск длительного (хронического) воздействия. Риск хронического воз-действия до 0,05 оцениваемого по эффектам неспецифического воздействия, может рассматриваться как приемлемый, так как при данной ситуации, как пра-вило, отсутствуют неблагоприятные медико-экологические тенденции.

6) Риск хронического воздействия в пределах от 0,05 до 0,16 оцениваемо-го по эффектам неспецифического воздействия, может рассматриваться, как вызывающий опасение, так как при данной ситуации, как правило, возникает тенденция к росту неспецифической патологии.

7) Риск хронического воздействия в пределах от 0,16 до 0,50 оцениваемого по эффектам неспецифического воздействия, может рассматриваться как опасный, так как при данной ситуации возникает достоверная тенденция к росту неспецифической патологии, появлении единичных случаев патологии.

8) Риск хронического воздействия в пределах от 0,50 до 0,84 оцениваемого по эффектам неспецифического воздействия, может рассматриваться как черезвычайно опасный, так как при данной ситуации возникает достоверный рост неспецифической патологии при появлении значительного числа случаев специфической патологии, а также тенденция к увеличению смертности населения.

В том случае, если риск хронического воздействия оказывается близким к 100%, то такую ситуацию следует оценивать как катастрофическую, так как загрязнение окружающей среды в данном случае перешло в иное качественное состояние, должно оцениваться с использованием специфических моделей.

9) Риск специфического воздействия. Риск специфического воздействия оценивается в зависимости от типа воздействующего фактора и типа вызываемой патологии. Так, при оценке патологии канцерогенного типа приемлемым риском может считаться риск в пределах одного - десяти случаев дополнительных заболеваний в течение жизни человека на 1000000 человек.

В 14 населенных пунктах ситуацию можно оценить как удовлетворительную. При такой ситуации возможны услышать жалобы населения на различные состояния комфорта, такие как неприятный запах, но как таковой тенденции к росту общей заболеваемости, которая отслеживается согласно данным медицинской статистики, равно как принцип, не носит достоверного характера.

4.3 Рекомендации по использованию хозяйственно-питьевых и минеральных подземных вод

Хозяйственно-питьевое водоснабжение территории Верховажского района осуществляется за счет подземных и частично поверхностных вод. Пресные подземные воды распространены повсеместно. Основным источником индивидуального водоснабжения населения деревень являются воды четвертичных отложений, которые изымаются с помощью копаных колодцев, реже родников. Запасы подземных вод в глинистых ледниковых и озерно-ледниковых отложениях очень малы и в основном пополняются за счет атмосферных осадков.

Воды четвертичных отложений подвержены поверхностному загрязнению. В пробах воды из колодцев часто наблюдается повышенное содержание азотных соединений и высокая окисляемость. Водоносные горизонты четвертичных отложений, залегающие первыми от поверхности, не рекомендуется использовать для центрального водоснабжения, ввиду их слабой водообильностью и легкой загрязненностью.

Пресные подземные воды района часто содержат повышенные концентрации железа. Различные по возрасту и литологии водовмещающие породы содержат железосодержащие воды. Но больше всего железосодержащие воды находятся в четвертичных межморенных образованиях. Благоприятная гидрохимическая обстановка для перехода железа в раствор наблюдается в аллювиальных отложениях, где имеется полуразложившиеся органика. Повышенные концентрации железа в водах по анионам относятся к гидрокарбонатному типу. Эти воды по катионному составу натриевые, кальциевые и смешанного состава.

Минеральные воды в Верховажском районе имеют минерализацию от одного до десяти грамм на литр. Могут быть использованы в качестве столовых вод. Минеральные воды - подземные воды, которые имеют в своем составе большое количество биологически активных минеральных компонентов и имеющие специфическими физико-химическими свойствами. Главными показателями, в каковых основывается классификация минеральных вод, считаются минерализация, ионный состав, газовый состав, кислотность, радиоактивность.

По степени минерализации выделяют типы подземных вод:

1) слабоминерализованные (один - пять грамм на литр);

2) маломинерализованные (свыше пяти - десяти грамм на литр);

3) среднеминерализованные (свыше десяти - пятнадцати грамм на литр);

4) высокоминерализованные (свыше 15 - 35 грамм на литр);

5) рассольные (свыше 35 - 150 грамм на литр);

6) крепкие рассольные (свыше ста пятидесяти грамм на литр).

По ионному составу минеральные воды можно разделить на хлоридные, сульфатные, гидрокарбонатные (с преобладанием анионов Cl, SO4, НСО3), натриевые, магниевые (с преобладанием катионов Na+, Са2+, Mg2+), а также гидрокарбонатнохлоридные, магниево-кальциевые и другие.

По температуре различают:

1) очень холодные (ниже четырех градусов Цельсия);

2) холодные (до двадцати градусов Цельсия);

3) прохладные (до тридцати четырех градусов Цельсия);

4) индифферентные (до тридцати семи градусов Цельсия);

5) тёплые (до тридцати девяти градусов Цельсия);

6) горячие (до сорока двух градусов Цельсия);

7) перегретые (свыше сорока двух градусов Цельсия).

На территории Верховажского района 19 скважин с минерализацией свыше одного миллиграмма на литр. Данные скважины расположены в следующих населенных пунктах: скважина № 771, скважина № 1833, скважина № 530 села Верховажье с минерализацией свыше двух миллиграмм на литр; скважина в селе Чушевицы с минерализацией 2,3 г/см3; скважины села Шелота с минерализацией 2,2 г/см3; скважина в деревне Леушинская с минерализацией 2,0 г/см3; скважина в деревне Куколовская с минерализацией 1,8 г/см3; скважина в деревне Ночинская с минерализацией 2,5 г/см3; деревня Берег со скважинами и минерализацией 2,3 г/см3 ; скважина в деревне Удальцовская с минерализацией 1,3 г/см3; скважина в деревне Сметанино с минерализацией 1,5 г/см3 ; скважина в деревне Щекотовская с минерализацией 2,9 г/см3; скважина в деревне Кудринская с минерализацией 3,4 г/см3 согласно рисунку 4.4.

Для определения типа минеральных вод, применяют формулу, предложенную Курловым в 1921 году, она наглядно показывает ионный состав воды. В числителе дроби пишут анионы, в порядке убывания, в знаменателе - катионы, в том же порядке.

Рисунок 4.4 - Схема расположений населенных пунктов в которых минерализация подземных вод свыше 1 мг/л

При анализе минеральных вод в соответствии с ГОСТ Р 54316 - 2011 на территории района выявлены следующие типы вод: в селе Верховажье, в деревне Ночинская, в деревне Щекотовская, а так же в деревне Кудринская - воды относятся к Кашинскому типу минеральных вод; деревни Сметанино, Удальцовская, Куколовская к ханкульскому типу минеральных вод. Вскрывшиеся воды с минерализацией свыше 1 г/см3 могут быть использованы для розлива столовых вод.

Таким образом, по сказанному в главе нужно сделать следующие выводы: на территории Верховажского района присутствуют подземные воды как соответствующие для хозяйственно-питьевого водоснабжения по нормам предельно-допустимых концентраций, так и не соответствующие. В данном районе в подземных водах присутствует превышение по содержанию железа (11 скважин), мутности, цветности. Встречаются жесткие воды (14 скважин), а также подземные воды с повышенной минерализацией (19 скважин).

Длительное использование подземных вод с повышенным содержанием железа, может привести к развитию различных заболеваний и патологий в организме человека. Жесткие воды также оказывают влияние на организм и на различное оборудование в быту или промышленности.

Также был рассчитан потенциальный риск здоровью населения по определенным скважинам, который показал, что вода при немедленном действии оказывает удовлетворительный риск, в одной скважине вызывает опасения. Это показывает, что для здоровья населения подземные воды риск развития заболеваний минимален и не носит достоверного характера. При длительном действии данных подземных вод вызывает опасения и в данном случае есть тенденция к развитию патологии. В других же скважинах у воды неблагоприятные тенденции отсутствуют.

Заключение

В результате проделанного исследования, было установлено, что район богат подземными водами, на качество которых оказывают ряд следующих факторов, изученных в данной работе.

Факторами, оказывающими наибольшее воздействие на формирование состава подземных вод считаются: климат, рельеф, геологическое строение, почвы, гидрологическое строение района. Рассматривая климат, как фактор, были установлены, средние значения температуры воздуха в Верховажском районе. Самым теплым месяцем является июль (среднемесячная температура - 18,0 градуса), самым холодным - январь (-11,9 градуса). Средняя годовая температура равна +1 градус, но в любой месяц года температура воздуха может отклоняться от средних значений. Выяснили, что преобладающее направление ветров в январе - юго-западное и южное, в июле - западное и юго-западное.

Рассматривая рельеф как фактор установлено, что район сформировался в основном под влиянием аккумулятивной и абразионной деятельности озерно-ледниковых водоемов, значительную роль играли процессы биогенной аккумуляции. Преобладающим типом рельефа является плоская и волнистая аккумулятивная озерно-ледниковая равнина. Местами равнина заболочена, расчленена эрозией. Равнина сложена песками, реже супесями. Относительные колебания высот достигают здесь 25 - 30 метров, уклоны 10 - 15 метров.

При изучении всех факторов, было уделено внимание и почвенному покрову, которые непосредственно влияет на качество подземных вод, было выяснено, что в районе существуют следующие типы почв: под сосновыми лесами преобладают средне и сильноподзолистые, суглинистые, в пониженных частях - болотные почвы.

На территории Верховажского района в скважинах обнаруживается повышенное содержание железа. Железосодержащие воды встречаются в различных по литологии и возрасту водовмещающих породах, но чаще приурочены к четвертичным межморенным образованиям или аллювиальным отложениям, содержащим полуразложившуюся органику, которая способствует образованию восстановительной гидрогеохимической обстановки, благоприятной для перехода железа в раствор. По анионам железосодержащие воды относятся к гидрокарбонатному типу. По катионному составу это воды кальциевые, натриевые и смешанного состава.

В 14 населенных пунктах ситуацию можно оценить как удовлетворительную. При этом хотя и возможны случаи жалоб населения на различные комфортные состояния, связанные с воздействием оцениваемого фактора (неприятные запахи, рефлекторные реакции), тенденция к росту общей заболеваемости, обычно отслеживаемая по данным медицинской статистики как правило не носит достоверного характера. Минеральные воды в Верховажском районе имеют преимущественно солоноватый тип от одного до десяти грамм на литр и могут быть использованы в качестве розлива столовых вод.

В качестве рекомендации предлагается следующее: построить резервуары чистой воды у скважин 3Р и 2П, закольцевать скважины № 2184, 175 на каптаж родника, построить водовод, соединяющий скважины с водозабором из родника, подобрать для каждого водозабора свою систему очистки воды в зависимости от анализов проб воды с каждого водозабора.

Литература

1. Гледко, Ю.А. Гидрогеология / Ю.А. Гледко. - Минск: Вышейшая школа, 2012. - 446 с.

2. Методические рекомендации по оформлению выпускных квалификационных работ, курсовых проектов/работ для студентов очной, очно-заочной (вечерней) и заочной форм обучения. - Вологда: ВоГУ, 2016. - 120 с.

3. Малин, К.М. Жизненные ресурсы человека / К.М. Малин. - Москва: Издательство Академии Наук СССР, 1961. - 136 с.

4. Всеволожский, В.А. Основы гидрогеологии / В.А Всеволожский. - Москва: Московский университет, 2007. - 448 с.

5. Минеральная вода природное лекарство [Электронный ресурс]: хайллитулайв. - Режим доступа: http://healthilytolive.ru/prirodnaya-apteka/mineralnaya-voda.html

6. Сидорова, Л.П. Подземные воды - важнейший регулятор пресной воды / Л.П Сидорова, А.Ф Низамова. - Екатеринбург: Уральский университет, 2016. - 144 с.

7. Любушкина, С.Г. Общее землеведение: Учебное пособие для студентов вузов, обучающихся по специальности "География" / С.Г. Любушкина, К.В. Пашканг, А.В. Чернов. - Москва: Просвещение, 2004. - 288 с.

8. Михайлов, Л.Е. Грунтовые воды / Л.Е. Михайлов. - Ленинград: Ленинградский Политехнический институт, 1982. - 40 с.

9. Михеев, В.А. Гидрология / В.А. Михеев.-Ульяновск:УлГТУ,2010.-200 с.

10. Фомичев, В.Т. Задачи и упражнения по общей химии / В.Т. Фомичев, А.В. Савченко, В.А. Андронова, И.Н. Вавилина, З.К. Иванова, В.В. Садовникова, А.Д. Шамаева, Г.П. Губаревич, С.А. Круглова, О.А. Кузнечиков, И.А. Куликова. - Волгоград: ВолгГАСУ, 2006. - 102 с.

11. Акваторис [Электронный ресурс]: официальный сайт. - Режим доступа: http://www.aquatoris.ru

12. Михеев, В.А. Гидрология / В.А. Михеев.-Ульяновск:УлГТУ,2010.-200 с.

13. Описательный метод [Электронный ресурс]: википедия. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Описательный_метод.

14. Администрация Верховажского района [Электронный ресурс]: гогов. - Режим доступа: http://gogov.ru/adm/vlgd/a99887.

15. Верховажье [Электронный ресурс]: википедия. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Верховажье.

16. Черкасова, М.С. Документы XVII--XVIII вв. из архивов соборных храмов в Вельске и Верховажье / М.С. Черкасова. - Тверь: Вестник церковной истории, 2008. - 130 с.

17. Грошева, Л.П. Курс лекций по дисциплине «Химия поверхностных вод суши» / Л.П. Грошева. - Магнитогорск: 2009. - 51 с.

18. Инспайдер [Электронный ресурс]: инспайдер. - Режим доступа: http://www.inspider.ru/u/3026/s/photo/id/136295/iframe/true

19. Максутова, Н.К. Ландшафты Вологодской области / Н.К. Максутова. - Вологда: Учебная литература, 2006. - 56 с.

20. Посохов, Е.В. Формирование химического состава подземных вод / Е.В. Посохов.- Ленинград: Гидрометеорологическое издательство,1969.-333 с.

21. Прогноз погоды [Электронный ресурс]: ворлд-везер. - Режим доступа: https://world-weather.ru/archive/russia/verkhovazhе

22. Посохов, Е.В. Общая гидрогеохимия / Е.В. Посохов. - Ленинград: Недра, 1975. - 208 с.

23. Достопримечательности России [Электронный ресурс]: днт-чукотка. - Режим доступа: http://dnt-chukotka.ru/rossiya/vologodskaya-oblast/verhovazhskiy-rayon/2002029-verxovazhe

24. Бревноград [Электронный ресурс]: бревноград. - Режим доступа: https://brevnograd.ru/nastoyashchiy-severnyy-les

25. Смагин, В.Н. Обработка воды методом электродиализа / В.Н. Смагин. - Москва: Стройиздательство, 1986. - 172 с.

26. Кауричев, И.С. Почвоведение / И.С. Кауричев, Н.П. Панов. - Москва: Агропромиздательство, 1989. - 719 с.

27. Гедроиц, К.К. Химический анализ воды / К.К. Гедроиц. - Москва: Сельколхозгиз, 1932. - 539 с.

28. Снакин, В.В. Экология и охрана природы / В.В. Снакин. - Москва: Academia, 2000. - 384 с.

29. Авдошенко, Н.Д. Геологическая история и геологическая строение Вологодской области: учебное пособие / Н.Д. Авдошенко, А.И. Труфанов. - Вологда: ВГПИ, 1989. - 72 с.

30. Государственная геологическая карта СССР Масштаба 1:200000/Лист P-37-XXXVI /А.Л. Буслович, М.Ф. Карачевский. - Москва 1989.

31. Верховажский муниципальный район [Электронный ресурс]: официальный сайт. - Режим доступа: http://adm-verhov.ru

32. Государственная геологическая и гидрогеологическая карты СССР Масштаба 1:200000/ Лист P-38-XXXI/ Н.Г.Курбатова, В.П.Гей. - Москва 1989.

33. Скала [Электронный ресурс]: официальный сайт. - Режим доступа: http://skala-velsk.ru

34. Аксенов, В.И. Химия воды / В.И. Аксенов, Л.И. Ушакова. - Екатеринбург: Издательство Уральского университета, 2014. - 142 с.

35. Шитова, Е.В. Методы оценки экологического риска / Е.В. Шитова. - Ярославль: ЯрГУ, 2016. - 60 с.

Размещено на Allbest.ru

...