Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

Abstract The paper presents results of the researches of chemical composition of ground waters, which are popular among Apatity- Kirovsk region population. This study is associated with a high morbidity of children and adults in the Apatity-Kirovsk area. The idea of the research is to draw attention not only to the significance of each element included in the drinking water, but also to the forms of the element migration and combination of the elements. The study has has fundamental practical implications. Keywords: groundwater, physico-chemical model, Khibiny mountains, water intake, hydroxylapatite. Введение Работа является продолжением фундаментальных исследований формирования химического состава вод в результате природного и/или антропогенного воздействия. Хибинский щелочной массив является местом конденсации влаги как источника формирования поверхностных и подземных вод. Кроме того, загрязнение этих вод началось с освоения Хибин, т. е. с 1920-х гг. Геологическими исследованиями были обнаружены региональные особенности вод, формирующихся в пределах Хибинского массива — их некондиционность по величине рН и содержанию алюминия. Анализ современной ситуации указывает на необходимость детального исследования процессов формирования и взаимодействия поверхностных и подземных вод с применением современных методов исследования и прогноза химических составов используемых или вновь разрабатываемых месторождений подземных вод. Изучения взаимодействия «вода — порода» с помощью физико-химического моделирования ПК «Селектор» с целью прогноза химического состава природных вод позволяют учитывать намного больше компонентов, а также их формы миграции (для сравнения: обычный мониторинг исследует 15­ 20 компонентов). Кроме того, данное исследование связано с крайне неблагоприятной экологической обстановкой, сложившейся в Мурманской области (МО). По сумме всех заболеваний (с впервые установленным диагнозом) в разрезе территорий МО на первом месте по заболеваемости взрослого населения находится г. Апатиты, на втором — г. Кировск, на третьем — Терский район, далее — г. Мурманск. Наибольшее превышение среднероссийского уровня по заболеваемости взрослого населения отмечается в городах Апатиты и Кировск [1]. Показатели заболеваемости детского населения по сумме заболеваний выше среднероссийского уровня в среднем на 30-40 %на протяжении многих лет. Петербургским геохимиком В. И. Лебедевым сформулирован принцип: человек по отношению к внешней среде есть открытая система, к которой применимы физико-химические законы [2]. В работе Л. И. Эльпинера и И. С. Зекцера [3] подчеркнуто, что исследователи России и зарубежных стран, занимающиеся медико­ экологическим загрязнением питьевой воды, прослеживают связь здоровья населения с химическим составом подземных вод и антропогенных включений. С. М. Кравченко [2] считает, что объяснение и лечение костей и зубов недостаточно ограничивать изучением человеческого организма и избытком или недостатком Sr, Se, U, Th и других микроэлементов во внешней среде, большинство из которых могут изоморфно замещать кальций в структуре апатита (в костях человека и животных присутствует около 70 % гидроксилапатита). Также упомянуто, что в щелочных массивах Кольского полуострова обнаружен апатит с содержанием SrO до 39,31 %. Все это указывает на то, что в исследовании вод и оценке их для питьевых целей необходимы объединения усилий различных специалистов и новый комплексный подход. В настоящее время единственным источником воды для хозяйственного и питьевого водоснабжения г. Апатиты является оз. Имандра, несмотря на т, что в озеро поступают сточные воды городов и предприятий, расположенных на его берегах. Следует также отметить, что в оз. Имандра впадают реки Белая и Жемчужная, в которые также осуществляется сброс хозяйственно-бытовых и сточных вод. Для исправления сложившейся ситуации со снабжением питьевой водой населения было принято решение по оценке возможности использования подземных источников, расположенных в окрестностях города. В результате разведочных работ в долине р. Малая Белая был выявлен напорный водоносный горизонт, характеризующийся высокими фильтрационными свойствами. Месторождение расположено на юго-западном склоне Хибинских гор, в 16 км северо-западнее г. Апатиты [4]. Цель данной работы— изучить ионный состав родников (подземных вод), пользующихся популярностью у жителей городов Апатиты и Кировск, а также состав воды проектируемого месторождения в долине р. Малая Белая с помощью физико-химического моделирования [5] (ПК «Селектор»). Материалы и методы Основным методом исследования является метод физико-химического (термодинамического) моделирования, реализованный в программном комплексе (ПК) «Селектор» (разработан под руководством профессора И. К. Карпова, Институт геохимии им. Виноградова СО РАН, г. Иркутск). ПК «Селектор» снабжён системой встроенных баз термодинамических данных, модулем формирования моделей различной сложности. Используемый алгоритм [5] позволяет производить расчёты сложных химических равновесий в изобарно­ изотермических, изохимических и адиабатических условиях в мультисистемах, где одновременно могут присутствовать водный раствор электролита, газовая смесь, жидкие и твёрдые углеводороды, минералы в виде твёрдых растворов и однокомпонентных фаз, расплавы и плазма. С помощью ПК можно исследовать как 868