АВТОРЕФЕРАТ МАГІСТЕРСЬКОЇ ДИСЕРТАЦІЇ

"Вплив антропогенного фактору на регіональну гідрогеохімічну зональність природних вод Донецької області"

Актуальність
Стан дослідженості проблеми
Ціль та завдання дослідження
Фактичний матеріал
Наукова новизна
Практичне значення отриманих результатів
Публікації результатів досліджень
Зміст
Використані матеріали

Серед важливих завдань досліджень у сучасній гідрології та гідрохімії стоїть завдання розширити уявлення про вплив різних видів господарської діяльності людини на стан природних вод з метою розробки методів управління їх якістю. Хоча гідрохімія належить до наук, що стрімко розвиваються, наданому етапі гостро відчувається брак методичних розробок та довідково-інформаційних матеріалів для природоохоронних та водогосподарських організацій, підрозділів Гідрометслужби, інших відомств нашої країни, особливо з питань охорони та раціонального використання водних ресурсів.

У цьому полягає неабияка значимість цієї роботи для Донецького регіону - одного з найбільш екологічно напружених в Україні. Багато водоємких, екологічно небезпечних підприємств, значна урбанізованість території та висока щільність населення поряд з украй обмеженими водними ресурсами та застарілою природоохоронною інфраструктурою надають особливої гостроти водоохоронній проблемі в Донецькій області.

У останні роки значного розвитку у нашій країні та закордоном набули дослідження гідрохімічного режиму водних ресурсів, оскільки хімічний склад природних вод необхідно враховувати і у водопостачанні (питному, технічному, сільськогосподарському), і у будівництві, особливо гідротехнічних споруд, і у розвідці, добичі корисних копалин, і у виробництві безлічі видів промислової продукції та багатьох інших випадках.

У Сполучених Штатах Америки над проблемою антропогенного заміщення природних вод працює низка організацій та відомих учених. Наприклад, Геологічна служба США - homas C. Winter, Judson W. Harvey, O. Lehn Franke, William M. Alley ^[1], Environmental Protection Agency (Агенція з охорони навколишнього середовища), Department of Geography (Департамент георграфії) - Lauren Gordon, Morgan Edwards, Kyle Chandler;, Watershed Science Institute, University of Vermont (Інститут досліджень річкових басейнів Вермонтського університету) - Jane C. Thapa; New York State Department of Health, Bureau of Water Supply Protection (Нью-Йоркський Державний департамент з охорони здоров'я, Бюро з охорони водних ресурсів) - Marc Deslauriers; Great Lakes Environmental Research Laboratory, University of Michigan (Дослідна лабораторія Великих озер при університеті Мічигана) - Doug Alley, Kay Austin, Doug Bondy, Lisa Bourget ^[2], та навіть NASA - National Aeronautics and Space Administration.

У країнах Західної Європи також вкрай збентежені станом природних вод. На мою думку, доречно особливо виділити наступних учених Matthias Eiswirth (кафедра прикладной геологии, университета Карлсруе, Германия) ^[3], G. Strauch, C. Schmidt, M. Bayer-Raich (UFZ-центр исследований окружающей среды в Лейпциге) ^[4], T. Schiedek, M. Beier, G. Ebhardt ("Applied Geosciences", Дармштадт, Германия) ^[5], Vassilis Z. Antonopoulos, Dimitris M. Papamichail (университет Аристотеля в Салониках, Греция) ^[6], P. LA BARBERA, L. LANZA, F. SICCARDI (Женевский университет, Италия), G. Iaffaldano1, S. Martino (университет "La Sapienza", Италия) ^[7], U. MANDER (университет Тарту, Эстония) ^[8]. В странах Западной Европы также весьма обеспокоены состоянием природных вод. Здесь, по моему мнению, стоит особо выделить следующих ученых Matthias Eiswirth (кафедра прикладної геології, университету Карлсруе, Германія) ^[3], G. Strauch, C. Schmidt, M. Bayer-Raich (UFZ-центр досліджень оточуючого середовища, Лейпциг) ^[4], T. Schiedek, M. Beier, G. Ebhardt ("Applied Geosciences", Дармштадт, Германія) ^[5], Vassilis Z. Antonopoulos, Dimitris M. Papamichail (університет Арістотеля в Салоніках, Греція) ^[6], P. LA BARBERA, L. LANZA, F. SICCARDI (Женевський університет, Італія), G. Iaffaldano1, S. Martino (університет "La Sapienza", Італія) ^[7], U. MANDER (університет Тарту, Естонія) ^[8].

У Московському державному університеті імені М.В. Ломоносова діє школа відомого спеціаліста в області гідрогеохімії - професора К.Є. Пітьєвої ^[9], що займається дослідженнями у тому числі й гідрогеохімічні процеси техногенезу. У Томському політехнічному університеті існує школа професорів С.Л. Шварцева та М.М. Рассказова. Також значний науковий інтерес викликають публікації М.В. Персиянова (Південно-Російський державний технічний університет, м. Новочеркаськ, РФ)^[10], М.П. Андрєєвої (Томська філія Інституту нафтогазової геолгії та геофізики РАН, м. Томськ, РФ)^[11].

Сучасні уявлення про геохімію природних вод Донбаса пов'язані з іменами А.Є. Бабинця, А.В. Щербакова, А.В. Суярко, В.Г. Суярка, І.П. Солякова, О.А. Шевченко та інших дослідників. Недивлячись на те, що гідрохімія Донбасуа вивчена достатньо добре, деякі питання, зокрема - пов'язані з антропогеннім впливом на формування вкладу природних вод, залишаються практично невивченими.

Ціль роботи полягає, насамперед, в оцінці та розмежуванні природного та техногенного впливу на формування гідрохімічного режиму басейну річки Кальміус та району Вуглегурського водосховища та оцінці можливостей прогнозування змін у просторово-часових координатах, оптимізації водогосподарскьої ситуації, а також у розробці методичних рекомендацій по підвищенню ефективності еколого-гідрохімічних досліджень у Донецькому регіоні.

У зв'язку з цим до реалізації автором поставлені наступні задачі:

1. Обгрунтування теоретичних засад досліджень гідрохімічного режиму природних вод території басейну річки Кальміус, району Вуглегірського водосховища;
2. Узагальнення існуючих принципів та підходів у сучасній гідрології та гідрохімії, вибір найбільш ефективних методик для Донецкього регіону;
3. Пошук закономірностей просторового розводілу природних вод певного хімічного складу басейну річки Кальміус, району Вуглегірського водосховища;
4. Встановлення регіональної та локальної гідрохімічної зональності природних вод;
5. Визначення пріоритетних факторів надходження та напрямків міграції природних та техногенних забруднюючих речовин;
6. Розробка рекомендацій по оптимізації водогосподарської ситуації у Донецькій області.

В основу роботи покладено результати багаторічних досліджень хімічного складу поверхневих та підземних вод Донецької області, що проводились з 2002 року. Використано більш ніж 510 хімічних аналіза проб води.

У регіональному аспекті вперше систематизовані та узагальнені дані про гідрохімічний режим підземних та поверхневих вод Донецького регіону з урахуванням впливу антропогенного фактору. Розширені теоретичні засади вивчення гідрохімії природних вод та моделювання їх стану в умовах інтенсивного технегенезу.

На прикладі району басейна річки Кальміус та району Вуглегірського водосховища проілюстрована регіональна гідрохімічна зональність природних вод (поверхневих та підземних):

• регіональна, обумовлена в основному природними факторами;
• та локальна, сформована під впливом антропогенного фактору.

Досліджено вміст головних іонів та основних забруднюючих речовин у межах встановлених зон.

У методичному аспекті - запропоновано удосконалену методику комплексного аналізу природних та антропогенних факторів, що впливають на формування гідрохімічного режиму вод Донецької області.

Можливе використання отриманих результатів науково-дослідними та проектними установами:

• при плануванні та розробці водоохоронних заходів як у басейні річки Кальміус, так інших районах Донецької області;
• для оцінки впливу різних факторів на формування гидрохімічного режиму поверхневих та підземних вод;
• при проектуванні водоохоронних заходів та створенні мережі гідроекологічного монуторингу.

За матеріалами досліджень опубліковано 2 статті у сбірках наукових праць, а також тези доповіді на науковій конференції.

У першому розділі наведена загальна характеристика факторів впливу на склад поверхневих та підземних вод, як природних, так і антропогенних. Особлива увага приділена системам антропогенного впливу, регіональним та локальним джерелам забруднення водного середовища.

Другий розділ роботи присвячено природним факторам впливу на склад вод Донецької області, а саме:

• клімату;
• геологічній будові;
• рель'єфу місцевсті;
• грунту: органічній речовині та мікробіологічним властивосятм;
• рослинному та тваринному світам.

У трерьому розділі як провідні у Донецкьому регіоні антропогенні фактори, що формують склад природних вод, розглянуто викиди промислових підприємств, селітебні території, розробка родовищ корисних копалин, накопичувачі відходів.

У розділі четвертому викладено методику вивчення гідрохімічної зональності вод Донецької області: описано мережу спостережень та методику відбору проб, наведено методику хіміко-аналітичних дослджень, а також методику математичної обробки даних.

Положення про сформовану гідрохімічну зональність природних вод Донецької області природними факторами разом з антропогенними захищається в розділі п'ятому. Насамперед встановлюється фоновий склад поверхневих вод та накладений на нього антропогенний вплив. Потім проводиться аналогічна оцінка якості підземних вод регіону. Зіставлення отриманих результатів дозволяє стверджувати наявність не тільки зв'язку та взаємодії підземних та поверхневих вод, але й існування регіональної та локальної гідрохімічної зональності вод.

Регіональна гідрохімічна зональність проілюстрована на прикладі басейну річки Кальміус, а також району Вуглегірського водосховища. Локальна ж гідрохімічна зональність встановлена у зоні впливу локальних джерел забруднення водного середовища: полігонів ТПВ, золовідвалів, проммаданчиків підприємств. Окрім цього визначена позиція локальних джерел забруднення у регіональній антропогенній зональності, встановлені епіцентри антропогенного заміщення и "вікна" природних незмінених вод.

У шостому разділі дано оцінку ступеню заміщення природных вод антропогенными у Донецькому регіоні, піднято проблему незворотності процесів заміщення гідросфери, зниження антропогенного впливу та відновлення первинних вод.

На даний момент дослідження ще триває. Остаточно магістерська робота буде сформована у грудні 2008 року.

1. U.S. Geological Survey Circular 1139. "Ground Water and Surface Water A Single Resource" by Thomas C. Winter, Judson W. Harvey, O. Lehn Franke, William M. Alley. Denver, Colorado - 1998. - 237 p.

2. Doug Alley, Kay Austin, Doug Bondy, Lisa Bourget. Twelfth Biennial Report on Great Lakes Water Quality. Michigan - 2005. - 84 p.

3. Matthias Eiswirth. "The Role of Urban Infrastructure on Ground Water Contamination – the EU AISUWRS Project". - 10 p.

4. G. Strauch, C. Schmidt, M. Bayer-Raich. "INDICATING ANTHROPOGENIC EFFECTS ON URBAN WATER SYSTEM - INDICATORS AND EXTENSION". - 3 p. Читати переклад.

5. T. Schiedek, M. Beier, G. Ebhardt. "Monitoring urban impact on groundwater quality - statistical analyses in Darmstadt, Germany". - 2 p.

6. Vassilis Z. Antonopoulos, Dimitris M. Papamichail. "Statistical and trend analysis of water quality and quantity data for the Strymon River in Greece". - 14 p.

7. P. LA BARBERA, L. LANZA, F. SICCARDI. "Experimental and theoretical memory diffusion of water in sand". - 8 p.

8. U. MANDER. Variation in groundwater quality in South Estonian rural areas. - 14 p.

9. Питьева К.Е. «Гидрогеохимические аспекты охраны геологической среды». М.: - 1998. - 264 с.

10. М.В. Персиянов. Классификационный анализ в изучении химического состава шахтных вод. - 3 с.

11. М.П. Андреевой. Современное состояние подземных вод зоны активного водообмена Кузбасса. - 3 с.

Copyright © 2008 Рудченко К.О.

Дата останнього оновлення: