Введение к работе
Актуальность работы. Увеличение антропогенной нагрузки на окружающую среду требует развития методов региональных эколого-гидрогеологических исследований, прогноза и предупреждения загрязнения. От правильной научно обоснованной оценки качества питьевой воды непосредственно зависит здоровье населения. Поэтому определение качества подземных вод превратилось в одну из самых актуальных и в то же время сложных проблем. Полная оценка качества воды должна включать детальный анализ естественного состава воды с учетом возможного его влияния на здоровье человека и проверку на наличие веществ антропогенного происхождения. Далеко не всякая пресная подземная вода может использоваться для питья, так как содержание в ней микрокомпонентов естественного происхождения может превышать установленные ПДК (предельно допустимые концентрации). С другой стороны, благодаря наличию микроэлементов, питьевая вода может быть не просто пригодной для питья, но и положительно влиять на элементный баланс человека. Таким образом, нужен новый подход к решению данной проблемы, который позволил бы в достаточно короткие сроки и с приемлемыми экономическими затратами определять экологическое качество подземных вод, то есть прогнозировать и оценивать суммарные эффекты воздействия всей совокупности имеющихся в исследуемой воде компонентов на живые организмы и, в частности, на человека.
Проблему региональной эколого-гидрогеологический оценки состояния пресных подземных вод можно разделить на две части. Первая -это собственно оценка качества воды и гидрогеологических условий водоносного горизонта, а вторая - это способы сбора, обработки и представления полученной информации.
Для принятия своевременных управленческих решений по обеспечению охраны и рационального использования подземных вод актуальны разработка и внедрение современных технологий сбора, обработки и представления эколого-гидрогеологической информации. В условиях постоянного взаимодействия человека и подземной гидросферы качество и ряд других характеристик подземных вод меняются очень быстро, и только оперативная обработка и представление всей информации дают возможность своевременно принимать необходимые управленческие решения.
Цели и задачи исследований.
чЛйы
О»
-і "
разработка концепции оценки экологического состояния подземных вод, используемых для питья, и развитие методологии прикладных геоинформационных систем в области экологической гидрогеологии. Основными задачами работы в этой связи стали:
- сбор и обобщение фактического материала по маломинерализованным
подземным водам Санкт-Петербургского региона;
исследование макро- и микроэлементного состава маломинерализованных подземных вод с точки зрения их возможного влияния на здоровье человека;
разработка классификации качества подземных вод, используемых для питья;
разработка методики оценки защищенности эксплуатируемых водоносных горизонтов, адаптированной к возможностям геоинформационных систем;
- обоснование принципов построения и структуры геоинформационных
систем по экологической гидрогеологии;
- верификация разработанных классификаций и методик на примере Санкт-
Петербургского региона.
Научная новизна исследований. Предложена классификация качества подземных вод, используемых для питья, опирающаяся на государственные нормативы для питьевой воды и учитывающая свойства воды, влияющие на физиологические процессы в человеческом организме, и специфику подземных вод
Разработана технология сбора, хранения, обработки и представления гидрогеоэкологической информации в рамках геоинформационных систем.
Проведен эколого-гидрогеологический анализ состояния пресных подземных вод Санкт-Петербургского региона. Впервые макро- и микрокомпонентный состав подземных вод рассмотрен с точки зрения его возможного влияния на микроэлементный баланс человека.
Исходные материалы и методики исследований. Исходными материалами работы послужили результаты исследований автора, проводившихся с 1991 года на территории Санкт-Петербурга и Ленинградской области. Всего собраны и обработаны данные более чем по тысяче гидрогеологических скважин. Проведен полный гидрохимический анализ воды из 127 эксплуатационных скважин. Кроме того, использованы многочисленные опубликованные и фондовые материалы.
Методика исследований определялась с одной стороны особенностями Главного изучаемого объекта - пресных подземных вод,
приуроченных к различным гидрогеологическим структурам, а с другой -использованием современных компьютерных методов обработки и анализа информации.
Исследование опорных водопунктов включало гидрогеологическое опробование скважин, изучение их разреза и лабораторный анализ качества воды традиционными и новыми методами. Для хранения, статистической и картографической обработки информации и проведения расчетов использовались методы и средства пакетов программ Microsoft Excel, Access и Maplnfo.
Практическая значимость. Разработанные в диссертации положения и полученные результаты позволят административным органам решить задачи перспективного планирования и рационального использования ресурсов пресных подземных вод. Результаты исследований использованы при разработке курса лекций по экологической гидрогеологии и написании учебного пособия. Разработанная технология сбора, хранения, обработки и представления гидрогеоэкологической информации использовалась при проведении совместных работ с Дистанцией водоснабжения Октябрьской железной дороги, ГГП «Севзапгеология» и ГФУП «Петербургская комплексная геологическая экспедиция».
Апробация результатов: Основные положения работы
докладывались на международных конгрессах «Вода: экология и
технология» (Москва, 1994, 1996, 1998, 2000, 2002); Пятых Толстихинских
чтениях "Современные проблемы гидрогеологии" (Санкт-Петербург, 1996);
международной конференции «Закономерности эволюции земной коры»
(Санкт-Петербург, 1996); Ирландско-российском семинаре "Аспекты
текущей гидрогеологической работы на Северо-Западе России и в
Ирландии» (Дублин, Ирландия, 1997); XXVII кошрессе Международной
ассоциации гидрогеологов «Groundwater in the Urban Environment»
(Ноттингем, Англия, 1997); Всероссийской конференции
«Геоэкологическое картографирование» (Москва, 1998); заседании Отделения медицинской географии Русского Географического общества (Санкт-Петербург, 1998); второй всероссийской семинар-конференции «Информационные технологии в профессиональной деятельности специалистов и оснащении лабораторий центров Госсанэпиднадзора» (Санкт-Петербург, 1998); X Всероссийской конференции по медицинской географии (Санкт-Петербург, 1999); Польско-Российском семинаре по геологии и гидрогеологии (Вроцлав, Польша, 1999); Международной
конференции «Экологическая геология и рациональное недропользование» (Санкт-Петербург, 2000); Второй Всероссийской научно-практической конференции «Научно-методические основы и практика регионального гидрогеологического изучения и картографирования» (Москва, 2001); Международной конференции «Науки о Земле и образование» (Санкт-Петербург, 2002); Международной конференции «Экологическая геология и рациональное недропользование» (Санкт-Петербург, 2003).
Работа обсуждалась на заседании кафедры гидрогеологии Московского государственного геолого-разведочного университета (Москва 2003).
Автор выражает глубокую благодарность за поддержку при выполнении работы заведующему кафедрой гидрогеологии СПбГУ профессору А.Н.Воронову, а также всему коллективу кафедры.
