УДК 551.24

ГИДРОГЕОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КУДЫМКАРСКОГО РАЙОНА

Даль Лариса Игоревна1, Копылов Игорь Сергеевич2, Алексеева Людмила Владимировна3
1Центр социальных инициатив «Энергия Жизни», эколог
2Пермский государственный национальный исследовательский университет, доктор геолого-минералогических наук, профессор
3ОАО «Верхнекамский трест инженерно-строительных изысканий», гидрогеолог

Аннотация
Выполнен гидрогеоэкологический анализ Кудымкарского района Пермского края. Приведена гидрогеохимическая характеристика водоносных комплексов. Составлена гидрогеоэкологическая карта. Выделены гидрогеологические и гидрогеохимические аномалии с превышением допустимых содержаний по микроэлементам. Дана экологическая оценка района.

Ключевые слова: водообильные зоны, гидрогеоэкология, Кудымкарский район, Пермский край, подземные воды, химический состав, экологическая оценка


HYDROGEOECOLOGICAL ASSESSMENT OF THE KUDYMKARSKY DISTRICT

Dal Larisa Igorevna1, Kopylov Igor Sergeevich2, Alekseeva Lyudmila Vladimirovna3
1Center of social initiatives «Life Energy», Perm, ecologist
2Perm State National Research University, doctor of geological and mineralogical sciences, professor
3JSC Verkhnekamsky Trust of Construction Researches, hydrogeologist

Abstract
The hydrogeoecological analysis of Kudymkarsky district of Perm Krai is made. The hydrogeo-chemical characteristic of water-bearing complexes is provided. The hydrogeoecological map is made. Hydrogeological and hydrogeochemical anomalies with excess of admissible contents on elements are marked out. An ecological assessment is given.

Keywords: chemical structure, ecological assessment, hydrogeoecology, Kudymkarsky district, Perm Krai, underground waters, water plentiful zones


Рубрика: 11.00.00 ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Даль Л.И., Копылов И.С., Алексеева Л.В. Гидрогеоэкологическая оценка Кудымкарского района // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 9 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/09/71869 (дата обращения: 22.11.2016).

Подземные воды являются наиболее мобильным компонентом природной среды, их гидрогеохимическая  характеристика является необходимым условием для геоэкологической оценки территорий.

Кудымкарский муниципальный район Пермского края (центральный район бывшего субъекта РФ – Коми-Пермяцкого национального округа) расположен на северо-западе края, занимает площадь 4733 км2, с протяженностью с севера на юг – 105 км, с запада на восток – 110 км. Основные экологические проблемы района связаны с нарастающим развитием промышленного (в основном лесопромышленного) техногенеза и неблагоприятными эколого-геологическими условиями в отдельных частях района, обусловленными как техногенными факторами, так и природными – физико-географическими [1], почвенными, ландшафтными условиями [2, 3] и геологическими факторами (геодинамическая активность, неотектонические движения, геологические процессы и др.) [4], которые представляют собой медико-экологические опасности для жизнедеятельности населения [5, 6].

Изучение подземных вод и их условий на территории наиболее полно было выполнено при проведении государственной гидрогеологической съемки масштаба 1:200 000 (Е.А. Иконников, А.В. Ревин, И.С. Копылов и др.) [7], а также при проведении региональных геоэкологических и геохимических работ (И.С. Копылов, Л.В. Алексеева, Е.В. Баранов, А.В. Лычникова, Л.И. Даль и др) [8-12]. В последние годы изучение подземных вод происходило эпизодически.

Гидрогеологическая и гидрогеоэкологическая характеристика

В гидрогеологическом отношении район расположен на восточной окраине Восточно-Европейской системы бассейнов, в пределах Камско-Вятского (Восточно-Русского) бассейна; в пределах Верхнекамской системы бассейнов, включающих Косинский и Обвинско-Иньвинский бассейны (Гидрогеологическая карта…) [13]. Значительная часть рассматриваемого района располагается в пределах Иньвинской гидрогеохимической и геохимической аномальной зоны, выделенной по повышенному содержанию некоторых микроэлементов, имеющих площадное распространение в подземных водах и почвах [14-18].

На рассматриваемой территории распространены следующие водоносные подразделения [19, 20] (рис. 1):

1). Водоносный комплекс кайнозойских образований, включающий водоносный горизонт четвертичных аллювиальных образований распространенный по долинам крупных рек, в основном – р. Иньвы (пески, гравий, галечник с прослоями суглинков, глин, супесей, мощностью 3-7 м) и водоносный горизонт днепровских флювиогляциальных образований распространённый в северо-восточной части района (кварцевые мелкозернистые пески с редкой галькой, мощность от 0,5 до 40 м).

2). Водоносный комплекс мезозойских образований развит в северо-западной части территории, включает водоносный горизонт средней юры (сложен песками с линзами гравия и гальки, песчаниками и глинами с прослоями алевролитов мощностью до 25 м и более) и относительно водоупорный горизонт нижнего триаса (сложен глинистыми породами с прослоями песчаников и алевролитов мощностью до 20 м).

Рис. 1. Гидрогеоэкологическая карта Кудымкарского района

3). Водоносный комплекс средней-верхней перми включает водоносные горизонты северодвинских, уржумских и казанских отложений. Водоносный горизонт северодвинских отложений верхней перми распространен в западной части территории, полосой с шириной до 30 км пестроцветных песчано-глинистых отложений, спорадически обводненных. Водоносный горизонт уржумских отложений средней перми имеет широкое распространение, занимает центральную часть района. Представлен красноцветной песчано-глинистой толщей с преимущественно песчаниковым (>50%) типом разреза с подчинёнными известняками, конгломератами, аргиллитами. Мощность водонасыщенных слоев составляет 1-5 м, редко достигает 10-15 м и более. Водоносный горизонт казанских отложений приурочен к белебеевской свите казанского яруса средней перми. Распространён восточнее уржумского горизонта, полосой шириной до 30 км. Отложения представлены песчаниками, конгломератами, алевролитами, аргиллитами, с линзами мергелей.

Водообильность подземных вод различная, обусловлена различными факторами, среди которых наиболее важным является структурно-тектонический и геодинамический (неотектонический) факторы [21-23]. В северной центральной части района выделена крупная водообильная зона, где в зонах тектонической трещиноватости наблюдаются многочисленные родники с дебитами 5-10 (до 20 и более) л/с. В районе разведано два месторождения пресных подземных вод: Кувинское и Егвинское, запасы которых утверждены, но не состоят на государственном балансе. Егвинское месторождение имеет утвержденные запасы – 5,2 тыс. м3/сут. Воды гидрокарбонатные магниево-кальциевые, умеренно жесткие, слабощелочные, пресные – минерализация 0,4-0,6 г/дм3.

Подземные воды, распространенные выше местного эрозионного вреза (на глубинах примерно до 100 м), преимущественно гидрокарбонатные со смешанным катионным составом, минерализация которых находится в пределах 0,1-0,5 г/дм3. Ниже местного эрозионного вреза наряду с гидрокарбонатными возрастает вероятность распространения хлоридных, сульфатно-хлоридных натриевых вод с повышенной минерализацией. Содержания макро – и микрокомпонентов в подземных водах района приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1. Характеристика химического состава подземных вод (мг/дм3)

Показатели

min-max

среднее

min-max

среднее

ПДК

для питьевых вод

Родники

Скважины

aQ

Mz

P2-3

aQ

Mz

P2-3

Кол-во

опред.

15

2

232

3

2

54

Минерализация

120-510

310

120-380

250

170-860

440

480-590

520

410-480

440

260-4050

680

1000

HCO3-

73-323

195,2

64-250

158,6

158-469

292,8

286-427

341,6

277-353

317,2

231-610

335,5

-

SO42-

1,6-14,4

9,4

3,3-16,4

9,4

1,2-98,2

9,6

5,3-11,9

8,6

6,6-8,6

7,6

3,3-800,6

36,4

500

Cl-

3,5-24,8

10,6

7,1-10,6

8,8

0-140,4

10,5

3,5-59,7

28,4

10,6

2,0-2907,7

117,2

350

NO2-

0

0

0-0.3

0.009

0

0

0-1,5

0

3,3

3-

0-40,0

9,2

0,4-1,4

0,9

0-240,0

9,8

0

0

0-16,0

1,8

45

Ca2+

20,8-67,5

42,0

17,6-39,3

28,0

12,0-108,0

52,0

23,8-72,4

46,0

47,0-91,3

69,4

2,0-70,1

20,0

-

Mg2+

2,4-29,5

12,2

1,2-15,5

8,5

4,8-42,1

24,3

13,2-21,1

18,3

19,3-21,1

20,1

0,6-34,1

12,2

-

(Na+K)+

0,7-39,3

25,3

13,3-44,8

29,9

0,2-138,0

71,3

41,2-86,2

71,3

0-32,4

16,1

11,5-2183,4

200

200

NH4+

0-2,0

0,1

0,2-0,7

0,5

0,1-2,0

0,1

0

0-0,4

0,2

0-0,7

0,3

2,5

Feобщ

0-0,2

0,01

0-0,1

0,05

0-16,0

0,1

0

0

0-0,6

0,08

0,3

pH

7,4-8,4

8,1

8,0-8,5

8,3

3,9-9,0

7,8

7,3-8,3

7,8

7,6-8,2

7,9

7,2-9,0

7,8

Таблица 2. Содержание микрокомпонентов в подземных водах ( мг/дм3 )

Элемент

min-max

среднее

min-max

среднее

ПДК

для питьевых вод

Родники

Скважины

Mz

P2-3

aQ

P2-3

Количество

определений

1

42

3

27

Ba

0.21

0-0,5

0,2

0.1-0.2

0.15

0-1,3

0,2

0,1

Mn

0,015

0-1,0

0,05

0,4-1,9

1,2

0-0,4

0,2

0,1

V

0,006

0,002-0,06

0,02

0

0-0,14

0,02

0,1

Cu

0

0-0,004

0,0009

0,1-0,3

0,2

0-0,01

0,002

1,0

Sr

0,33

0,03-1,2

0,4

0

0,01-2,7

0,6

7,0

Ag

0

0

0

0-0,0014

0

0,05

Pb

0

0-0,007

0,0002

0

0-0,001

0,00004

0,03

Co

0

0-0,0024

0,0001

0

0

0,1

Ni

0

0-0,01

0,0002

0

0-0,005

0

0,1

Zn

0

0-0,006

0,00014

0

0-0,02

0,0007

1,0

Mo

0

0-0,00024

0,000009

0

0-0,04

0,004

0,25

Sb

0

0

0

0

0,05

Zr

0

0-0,035

0,007

0

0-0,06

0,008

-

Be

0

0-0,0002

0

0

0

0,0002

Cd

0

0-0,002

0,00005

0

0

0,001

Br

0

00-1,6

0,2

0

0-17,3

3,8

0,2

B

0

0

0

0-14,0

1,0

0,5

J

0

0-0,8

0,01

0

0-0,8

0

-

F

0

0,01-0,8

0,022

0

0-2,7

0,6

1,5

Подземные воды подвержены как природному, так и антропогенному загрязнению. Последнее зависит от степени их защищенности. В пределах Кудымкарского района большая часть площади относится к III категории защищенности – условно защищенные. В долинах рек, где развит преимущественно четвертичный аллювиальный горизонт – незащищенные – I категория [10].

К антропогенному загрязнению обычно относят бытовое, сельскохозяйственное, промышленное. Бытовое загрязнение выявлено в пределах населенных пунктов – всего 35 точек. Наиболее встречаемым компонентом является нитрат-ион. Он обнаружен в 6 родниках и в 16 колодцах. Максимальное значение его достигает 5 ПДК. Единичные превышения ПДК отмечены по аммонию (до 1,6 ПДК), железу (до 53 ПДК), хлор-иону (до 8 ПДК). О сельскохозяйственном загрязнении можно судить по тем же компонентам. Для оценки более широкого загрязнения необходим отбор комплекса проб на пестициды и другие специфические компоненты, которые были обнаружены ранее в речных пробах воды, превышающие ПДК северо-восточнее г. Кудымкара.

К промышленному загрязнению можно отнести наиболее часто встречающееся и имеющее почти повсеместное распространение бромное загрязнение, вероятно обусловленное  производством буровых работ на территории Кудымкарского района, а также разведкой и разработкой нефтяных месторождений в соседних районах, в виду большой миграционной способностью брома. На галоиды было опробовано 45 родников и 29 скважин. Бром обнаружен в 23 родниках и 22 скважинах, повсеместно выше  ПДК. Максимальные значения  по брому – 1.6 мг/дм3 (8 ПДК) по родникам и 17,3 мг/дм3 (86 ПДК) по скважинам. Наиболее часто встречающиеся значения по родникам 0,1- 0,5 мг/дм3, по скважинам 0,1-1,0 мг/дм3. По скважинам взят интервал опробования до 100 м, причем с глубиной отмечается повышение содержания брома. По площади повышенные значения брома отмечены в долине р. Иньвы в районе сс. Верх Иньва, Пронино, на р. Куве северо-западнее г. Кудымкара, на западе района. Cреди галоидов превышение ПДК установлено также по бору и фтору, соответственно 8 и 6 проб по родникам и 7 и 5 проб по скважинам. Превышение ПДК достигает соответственно 28 и 1,8 ПДК.

Вторым наиболее часто встречаемым компонентом с ПДК выше нормы и имеющим почти повсеместное распространение в пределах Кудымкарского района является барий. Из 43 проб по родникам и 33 по скважинам он обнаружен в 35 родниковых пробах и 20 пробах по скважинам. Концентрации выше ПДК отмечены в 32 родниковых пробах и в 19 пробах из скважин. Максимальные значения  бария соответственно составляют 0,546 мг/дм3 (5,5 ПДК) по родникам и 0,58 мг/дм3 (5,8 ПДК) по скважинам. Площади развития повышенных значений бария отмечены в долинах р. Юсьвы – район сс. Верх Юсьва, Гайшор; р.Нердвы – район д. Санюкова; р.Иньвы – район сс.Трошева и Кузолова. Наиболее часто встречающиеся значения на аномальных участках находятся в интервалах 0,1-0,3 мг/дм3 по родникам и 0,1 – 0,2 мг/дм3 по скважинам при ПДК 0,1 мг/дм3.

Небольшие точечные аномалии с превышением ПДК отмечены по марганцу – 3 пробы по родникам и 6 скважинам. Максимальное его значение составляет 1,9 мг/дм3 (19 ПДК). Единичные превышения ПДК отмечены по ванадию, стронцию, кадмию. Возможно, аномалии по этим элементам относятся к природным и связаны с подтоком вод в зонах тектонических нарушений.

Используя критерии оценки эколого–геохимического состояния компонентов природной среды и экологической обстановки территории [24-26], экологическую обстановку Кудымкарского района по подземным водам можно отнести к напряженной, локально – к кризисной. Уровень загрязнения природной среды – умеренно опасный.

В заключение необходимо отметить, что современное гидрогеохимическое состояние значительно отличается от приведенных данных, о чем свидетельствуют периодические рекогносцировочные наблюдения, поэтому необходимо проведение гидрогеологического доизучения этого района с постановкой эколого-гидрогеохимической съемки. Кроме того необходимо разработать и внедрить систему регионального и локального мониторинга для контроля состояния подземных вод по химическому составу, прогноза и управления экологической ситуацией.

 Статья оставлена в рамках мероприятий ФЦП «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 гг.».


Библиографический список
  1. География Коми-Пермяцкого автономного округа / Под ред. М.Д. Шарыгина. Пермь, 1992. 143 с.
  2. Копылов И.С. Закономерности формирования почвенных ландшафтов Приуралья, их геохимические особенности и аномалии // Современные проблемы науки и образования. 2013. № 4.
  3. Копылов И.С., Даль Л.И. Типизация и районирование ландшафтно-геохимических систем // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 2.
  4. Копылов И.С. Геологические факторы формирования геоэкологических условий // Исследования в области естественных наук. 2015. № 6 (42). С. 35-43.
  5. Копылов И.С., Даль Л.И. Геоэкологические оценка состояния природной среды Коми-Пермяцкого округа // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 2-2.
  6. Даль Л.И. Методология анализа и оценки медико-экологических опасностей и рисков // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 4 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/04/66957 (дата обращения: 01.05.2016).
  7. Иконников Е.А., Ревин А.В., Копылов И.С. и др. Отчет по результатам групповой гидрогеологической съемки масштаба 1:200 000 листов О-40-VII, O-40-VIII, O-40-IX за период 1976-1981 гг. Сылвинская гидрогеологическая партия, Пермь, 1981. 983 с.
  8. Копылов И.С., Баранов Е.В., Алексеева Л.В. и др. Региональные геоэкологические и геохимические исследования территории Коми-пермяцкого автономного округа. Отчет Геоэкологической партии ПГГСП «Геокарта». Пермь, 1999. 47 с.
  9. Копылов И.С., Баранов Е.В., Батов А.А. Региональные геоэкологические и геохимические исследования территории КПАО // Эколого-экономические проблемы и пути их решения. Кудымкар, 2000. С. 11-24.
  10. Копылов И.С., Алексеева Л.В., Лычникова А.В. Эколого-гидрогеохимическая оценка Кудымкарского района // Эколого-экономические проблемы и пути их решения. Кудымкар, 2000. С. 25-29.
  11. Копылов И.С. Геолого-экологические исследования на территории КПАО // Геологическое строение и полезные ископаемые КПАО. Кудымкар, 2003. С. 47-58.
  12. Копылов И.С., Алексеева Л.В., Даль Л.И. Составление ландшафтно-геохимической карты Пермской области масштаба 1:500 000. Отчет Геоэкологической партии ФГУП «Геокарта-Пермь». Пермь, 2004. 132 с.
  13. Копылов И.С., Коноплев А.В. Геологическое строение и ресурсы недр в атласе Пермского края // Вестник Пермского университета. Геология. 2013. № 3 (20). С. 5-30.
  14. Копылов И.С. Гидрогеохимические аномальные зоны Западного Урала и Приуралья // Геология и полезные ископаемые Западного Урала. 2012. № 12. С. 145-149.
  15. Копылов И.С. Формирование микроэлементного состава и гидрогеохимических аномальных зон в подземных водах Камского Приуралья // Вестник Пермского университета. Геология. 2014. № 3 (24). С. 30-47.
  16. Копылов И.С. Литогеохимические закономерности пространственного распределения микроэлементов на Западном Урале и Приуралье // Вестник Пермского университета. Геология. 2012. № 2. С. 16-34.
  17. Копылов И.С. Особенности геохимических полей и литогеохимические аномальные зоны Западного Урала и Приуралья // Вестник Пермского университета. Геология. 2011. № 1. С. 26-37.
  18. Копылов И.С. Эколого-геохимические закономерности и аномалии содержания микроэлементов в почвах и снежном покрове Приуралья и города Перми // Вестник Пермского университета. Геология. 2012. № 4 (17). С. 39-46.
  19. Копылов И.С. Основные водоносные комплексы Пермского Прикамья и перспективы их использования для водоснабжения // Успехи современного естествознания. 2014. № 9-2. С. 105-110.
  20. Копылов И.С. Подземные воды западного склона Среднего Урала и их перспективы для водоснабжения // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2015. № 6-3. С. 460-464.
  21. Копылов И.С. Поиски и картирование водообильных зон при проведении гидрогеологических работ с применением линеаментно-геодинамического анализа //Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2013. № 93. С. 468-484.
  22. Копылов И.С. Геодинамические активные зоны Приуралья, их проявление в геофизических, геохимических, гидрогеологических полях // Успехи современного естествознания. 2014. № 4. С. 69-74.
  23. Копылов И.С. Гидрогеологическая роль геодинамических активных зон // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. № 9-3. С. 86-90.
  24. Копылов И.С. Принципы и критерии интегральной оценки геоэкологического состояния природных и урбанизированных территорий // Современные проблемы науки и образования. 2011. № 6.
  25. Копылов И.С. Концепция и методология геоэкологических исследований и картографирования платформенных регионов // Перспективы науки. 2011. № 8 (23). С. 126-129.
  26. Даль Л.И. Картографирование и оценка экологических рисков южной части Пермского края // Современные научные исследования и инновации. 2016. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2016/03/64887 (дата обращения: 05.03.2016).


Все статьи автора «Даль Лариса Игоревна»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться:
  • Регистрация