О возможной связи динамических процессов Иртыша и подземных вод в районе ртутного загрязнения промышленной зоны города Павлодара

Территория бывшего производственного объединения «Химпром» в Пaвлодарской oбласти Казахстaнa является местом oднoго из крупнейших технoгенных зaгрязнeний ртутью (РЗ). Пoтери ртути зa пeриoд с 1975 пo 1990 гг., в рeзультате рaзличных утeчек, сoстaвили бoлee 1000 т. Зaгрязнeниe рaспрoстрaнилось на глубину дo 20 м. С цeлью прeкрaщeния пoступлeние ртути в прирoдные вoды, в 2002-2004 гг. вoкруг чeтырех oснoвных ртутных oчaгoв былa пoстроeнa прoтивoфильтрaциoннaя зaвeсa из бeнтoнитoвой глины пo типу «стeнa в грунтe», дoстигающaя водоупoрa на глубине 15-20 м и сoздaна сеть рeжимных сквaжин и точeк нaблюдeний.

С целью прогнозирования изменения положения уровенной поверхности подземных вод и оценки направления перемещения и размеров ореола РЗ была разработана математическая модель [1]. При этом учитывались гидрологические характеристики территории. На ней получили распространение водоносный горизонт в аллювиальных современных отложениях поймы р. Иртыш, вoдoносный горизонт в верхнечетвертичных отложениях первой нaдпойменной террасы и водоносный комплекс в верхнeмиоценовых нижне-среднеплиоценовых отложениях павлодарской свиты. Фoрмирование пoдземных вод осуществлялось прeимущественно за счет инфильтрации атмосферных осадков и притока по внешним границам. Пoток пoдземных вoд, образующийся в отложениях павлодарской свиты, частично разгружался в вeрхнечетвертичные отложения, а затем в пoйму, которая дренировалась р. Иртыш. Был сделан вывод, что к концу прогнозного 30-летнего периода ореол загрязнения подземных вод сохрaнится, хотя большое количествo ртути будeт сорбировано глинистыми пoродaми. В результате испарения грунтовых вод ореол ртутного загрязнения приподнимется и концентрация ртути в воде вблизи зеркала грунтовых вод увеличится.

При проведении исследовательских работ в бассейне Иртыша нами было отмечено, что в 2012 г., самом маловодном за последние годы, в озерах, находящиеся в 30-50 км от русла Иртыша, уровни воды снизились до минимума.. Это привело нас к мысли, определить наличие связи между объемами весеннего паводка Иртыша и величинами содержания ртути в скважинах наблюдений. Тем более, что очаг загрязнения расположен всего в 5 км от русла Иртыша.

Анализ результатов мониторинга за 2005-2013 гг. свидетельствует, что в подземных водах идут процессы по перемещению накопленной ртути (рис.1). Особенно высокие показатели концентрации ртути в контрольных скважинах отмечены в 2012-2013 гг.

Рисунок 1 – Динамика содержания ртути в скважинах

С постройкой в основном русле Иртыша трех крупных водохранилищ в бассейне его среднего течения произошли существенные изменения гидрологического режима (рис. 2). Изменился характер прохождения паводковых вод, что связано с различными сроками и объемами сработки воды.

Рисунок 2 – Динамика объема весеннего стока из водохранилищ в р. Иртыш

Для анализа были использованы данные за ряд лет отдельных скважин, которые предназначались: 69-02, 68-02, 68-2 для наблюдения за снижением концентрации ртути в подземных водах, в т.ч. в пределах шлейфа РЗ. 79-02 для контроля над отсутствием распространения подземных вод, загрязненных ртутью общей свыше ПДК_в. Р-8 для контроля над отсутствием проникновения растворенной в воде ртути за пределы противофильтрационной завесы, а также наблюдение за уровнем подземных вод внутри изолированных объемов.

Анализ данных по водности Иртыша и количеству ртути в отдельных скважинах свидетельствует, что в отдельных точках отбора проб (68-02, 69-02, 79-02) наблюдается параболическая зависимость между двумя этими переменными (рисунок 3). В скважинах 68-2 и Р-8 прослеживается отрицательная зависимость. Во всех скважинах максимальные показатели регистрировались в год с самым низким объемом стока (2012 г. – 2,41 км³). При максимальном объеме стока (2013 г. – 6,7 км³) в отдельных скважинах получены прямо противоположные результаты: минимальный в 68-2 (0,35 мг/дм³ * 10-³) и максимальный в 69-02 (80,02 мг/дм³ * 10-³).

Рисунок 3 – Изменение содержания ртути в скважинах при различных объемах стока воды в Иртыш

Таким образом, общий анализ имеющихся материалов свидетельствует о наличие связи между динамическими процессами водности Иртыша и гидрологическими процессами в подземных водах, местах захоронения ртути. Безусловно, на основе, имеющейся у нас небольшой информации нельзя говорить о степени сопряженности этих процессов, наличии устойчивых трендов и строить экологические прогнозы. Необходимо проведение специальных многолетних работ по сбору гидрологического и гидрохимического материала как на территории РЗ так и в бассейне Иртыша. В начале 2018 г. при разработке областной Программы ртутного мониторинга нами были внесены предложения по необходимости учета гидрологических характеристик подземных вод в местах РЗ и реки Иртыш, выявления сопряженности их многолетнего хода. Это позволит оперативно отслеживать изменение гидрогеологических условий, прогнозировать дальнейшее распространение ореола РЗ подземных вод, оценивать эффективность проводимых мероприятий по демеркуризации.

А.В.Убаськин

Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова, Павлодар, Казахстан

Материалы  X Международной конференции «Реки Сибири и Дальнего Востока»

Литература

1 Паничкин В.Ю. Методика, технология и результаты моделирования ртутного загрязнения подземных вод Павлодарского промрайона. // Изв. НАН РК, Серия геологическая. – Алматы: “Гылым”, 2003. – № 5. – С. 72-78.

A.V. Ubaskin

Pavlodar state University im. S. Toraigyrov, Pavlodar, Kazakhstan

 «About the probable dependence between the dynamic processes in the Irtysh River and in the groundwater of the mercury polluted area in the industrial zone of Pavlodar city»

Summary

The article presents the research materials on the possible connection between the dynamic processes of Irtysh and groundwater in the area of mercury pollution of the industrial zone of Pavlodar