Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

В связи с этим анализ современного состояния, ресурсов и качества подземных вод, а также их изменения в результате антропогенного воздействия и быстрых климатических изменений представляется особенно актуальным [1]. С освоением Севера началось и загрязнение природных вод. Среди населения городов Кировска и Апатиты особой популярностью пользуются родники, расположенные на 9-м км дороги Апатиты - Кировск («9-й км») и 23-м км («Столовая» и «Женский монастырь»). В данной работе представлены результаты мониторинга, моделирования ионного состава подземных вод и исследования особенностей питания этих подземных источников. Это стало возможным в результате решения следующих задач: выяснения природы взаимодействия поверхностных и подземных вод Хибинского массива в рамках единой системы «вода - порода - атмосфера» (ПК «Селектор») и определения изотопного состава воды (S 2 H, 5 1 8 O). Изучение условий формирования природных вод в пределах Хибинского массива в рамках системы «вода - порода» с помощью физико-химического моделирования (ПК «Селектор») [2] установило причину некондиционности подземных вод Хибинского массива. Было показано, что время и температура оказывают основной вклад в изменение окислительно-восстановительных условий, которые способствуют содообразованию и связанным с этим резким всплеском концентраций НСО3-, фтора и алюминия. [3]. В таблице представлены химические анализы подземных источников (2015 г.) и результаты моделирования (ПК «Селектор») [2]. Отбор «9-й км Апатиты - Кировск» проведен в начале сентября 2010 г., апреле 2012, 2014 и 2015 гг. Воды из скважин на «23-м км» исследовались в 2014 и 2015 гг. Анализ представленных данных с результатами мониторинга и моделирования формирования природных вод в пределах Хибинского массива [3, 4] указывает: 1. Подземные источники отличаются высокими концентрациями натрия, кальция, калия и HCO3-, что может указывать или на очень большие глубины или на влияние антропогенных вод. Но воды с больших глубин не содержат кислорода, а расчеты показывают его присутствие в скважинах. Сравнение результатов мониторинга по годам показало большую вариабельность значений концентраций SO42-, NO3-, K и Ca в водах «23-й км», особенно, возле «Столовой». Близость концентраций основных катионов и анионов (Na+, K+, SO42-, HCO3-) с водами озера Большой Вудъявр и реки Юкспорйок [5] и высокие концентрации NO3- свидетельствуют о влиянии антропогенно-измененных поверхностных вод на химический состав вод указанных скважин (рис.). В Геологическом институте в 2012-2015 гг. проводились исследования по содержанию изотопов водорода (5 2 H, % о ) и кислорода (5 18 O, %о) в скважинах в районе «23-го км» возле «Столовой», «Женского монастыря» и источника «9-й км Апатиты - Кировск». Также исследовались метеорные воды (снег, дождь) в разные сезоны (весенний, осенний, летний и зимний) и воды открытых водоемов и тающих снежников, находящихся в районах скважин. Установлено, что сезонные изменения изотопов кислорода и водорода в скважинах и открытых водоемах меняются аналогичным образом. Их сезонная корреляция не отличается от сезонной корреляции поверхностных вод. 2. Химический состав родника «9-й км» более устойчив (менее вариабельный). Это указывает на комплексность питания - за счет инфильтрации атмосферных осадков и подтока из трещинно-жильных зон разломов, что соответствует результатам В.Н Ананьева [ 6 ] и исследованию изотопов [7]. Результаты моделирования ионного состава вод из скважин (концентрация, мг/л), 2015 г. Параметр 23-й км, «Столовая» «Женский монастырь», скв. 1 «Женский монастырь» скв. 2 «9-й км Апатиты - Кировск» 1 2 3 4 5 Г С 16.1 14.4 14.4 15.5 P, бар 1 1 1 1 Eh, В 0.79242 0.713781 0.73662 0.805 pH 7.20557 8.72729 8.31149 7.08841 Al 7 .0 0 1 0 -3 0.148 1.90 10 -2 < 0 . 0 0 1 AIO 2 - 6.45 10 -3 0.167 2 . 1 2 1 0 -2 - HAlO 2 1.7910-3 1.5110-3 5.03 10 -4 - Al(OH) 2 + 5.43 10 -6 5 .3110 -9 1.1810-8 - Al(OH) 2 + 1.43 10 -4 4 .0 8 1 0 -6 3 .5210 -6 - Al(OH ) 3 1.4810-3 1.23 10 -3 4 .0 9 1 0 -4 - Al(OH) 4 - 9 .3810 -3 0.248 3 .1510 -2 - Ca2+ 1 1 . 1 5.46 8 . 0 1 10.7 CaOH+ 1.3210-5 1.7610-4 1 . 0 1 1 0 -4 9 .4410 -6 CaCO3 2 .8 7 1 0 -2 0.404 0.246 1.6910-2 Ca(HCO3)+ 0.306 0.140 0 . 2 2 1 0.239 CaHSiO3+ 9 .6110 -5 8 .8610 -4 7.77^10 -4 5 .1610 -5 CaCl+ 6 .9 6 1 0 -4 2 .1 4 1 0 -4 3.02 10 -4 6.23 10 -4 CaSO4 1.35 0.360 0.454 0.618 Fe(OH ) 3 4.25 10 -3 9 .2910 -3 9 .8810 -3 1.0910-4 559