Содержание к диссертации
Введение
1. Гидрохимическая изученность региона и вопросы исследования химического состава подземных вод 16
2. Природные условия их роль в формировании гидрохимического фона химического состава осадков, поверхностных вод и подземных вод зоны активного водообмена 22
2.1. Структурно-геологические условия региона 22
2.2. Гидрогеологические циклы и этапы эволюции как условия формирования подземных вод 29
2.3. Рельеф региона как фактор формирования поверхностного стока 33
2.4. Климат региона как условие формирования естественноисторических предпосылок химического состава вод гидросферы 37
2.5. Гидрологические условия 40
2.6. Почвенный и растительный покров региона как условие формирования химического состава подземных вод 43
3. Исходные материалы и методы исследования 47
4. Антропогенное загрязнение и современная гидрогеоэкологическая ситуация в регионе 59
4.1. Источники загрязнения, их типизация 59
4.2. Загрязнение и химический состав осадков, его объем, условный фон ...62
4.3. Сельскохозяйственное загрязнение территории 73
4.4. Бассейновая дифференциация загрязнения рек 89
5. Подземные воды зоны активного водообмена, качественные характеристики их изменчивости 93
5.1. Гидрогеологические условия региона 93
5.2. Микрокомпонентный состав подземных вод зоны активного водообмена 96
5.3. Оценка существующего водоснабжения территории и степень обеспеченности питьевыми водами 98
5.4. Изменчивость качественных характеристик подземных вод 105
5.5. Меры по предохранению источников водопотребления от истощения и загрязнения 142
Заключение 147
Список использованных источников и литературы 151
Приложения 163
- Гидрохимическая изученность региона и вопросы исследования химического состава подземных вод
- Гидрогеологические циклы и этапы эволюции как условия формирования подземных вод
- Почвенный и растительный покров региона как условие формирования химического состава подземных вод
- Загрязнение и химический состав осадков, его объем, условный фон
Введение к работе
Актуальность темы. В.И. Вернадский подчеркивал, что человек в пределах ноосферы - нового геологического явления планеты - является крупной геологической силой, способной перестраивать и преобразовывать природу. Он отмечал возможность неожиданных и непредвиденных последствий воздействия человека на компоненты окружающей среды (ОС) и называл наименее устойчивые из них: атмосферу и гидросферу. «Лик планеты - биосфера - химически резко меняется человеком сознательно, и, главным образом, бессознательно. Меняется человеком физически и химически воздушная оболочка суши, все ее природные воды» [13]. В таких условиях, естественно, особенно остро стоит вопрос о разумной увязке антиподальных направлений человеческой деятельности - полезной и вызывающей неблагоприятные изменения ОС. Охрану же последней следует рассматривать как активное мероприятие, которое не ограничивается пассивной деятельностью человека по сохранению естественноисторических объектов и явлений, а способствует рациональному использованию природных ресурсов и экономики страны в целом. При этом общество, разумно преобразует ОС в направлениях, при которых не теряются ее жизненно полезные аспекты [13].
Природные воды Земли, как известно, формируют ее гидросферу. Устоявшихся определений этого понятия и ее границ пока нет. Вместе с тем в настоящее время чаще под понятием "гидросфера" Земли понимают все воды участвующие в глобальном круговороте веществ, в т.ч. подземные воды в верхней части земной коры, атмосферную влагу и воду живых организмов. Такое широкое понимание термина представляется наиболее правильным. В этом случае гидросфера это уже не прерывистая оболочка, а действительно геосфера, включающая не только скопления самой воды (а также снега и льда) на земной поверхности, но и взаимосвязанные с ними воды в верхней части литосферы и нижней части атмосферы. При такой трактовке возникает новая, малоизученная проблема "взаимопроникновения" различных геосфер (гидросфера, литосфера, атмосфера) [53].
Впервые понятие об охране подземных вод (ПВ) от антропогенного влияния было сформулировано Европейской хозяйственной комиссией совместно с Всемирной организацией здравоохранения (WHO) еще в 1956 г.: "Под охраной их качества понимаются все мероприятия научного, технического, организационного и административного плана, цель которых - охрана поверхностных и подземных вод от загрязнения и уничтожения" [97].
Общий объем пресных вод планеты составляет 28,3 млн км . Казалось бы, человечеству не следует беспокоиться об обеспеченности водными ресурсами. Но сложность состоит в том, что основная их часть (почти 80%) труднодоступна, поскольку приходится на воды ледников, снежных покровов, подземных льдов многолетнемерзлых пород, глубинных слоев земной коры. Единовременный же объем речных вод суши, подчеркнем, невелик, и составляет всего 1200 км . Это значительно меньше современного общемирового потребления, которое в конце XX ст. достигало 4-4,5 тыс. км в год. Правда, благодаря стоку, реки в течение года сбрасывают в Мировой океан порядка 50 тыс. км3 воды.
Положение осложняется еще и тем, что поверхностный сток подвержен резким сезонным колебаниям. Кроме того, запасы пресных вод планеты рассредоточены по территории материков весьма и весьма неравномерно. В результате водообеспечение нередко оказывается затруднительным.
Следует отметить и резкий рост водопотребления. За последние 80 лет сельскохозяйственное потребление воды возросло в 6 раз, коммунальное - в 7, промышленное - в 3. В результате около 2 млрд. человек на планете уже оказались не обеспеченными водой безопасной для здоровья. Ситуация с водой в дальнейшем будет ухудшаться, становясь еще более напряженной. Ежегодное глобальное потребление пресной воды только за период 1995-2000 гг. возросло с 3 790 км до 4 430 км (при этом используется лишь 2 304 км воды или 52%), сброс сточных вод по объему составляет 1300 км , загрязняя 8,5 тыс. км чистой воды, что составляет 61% устойчивого стока [57].
К глобальным гидрогеохимическим явлениям современности относится
и сельскохозяйственное загрязнение вод агрохимикатами, точечное загрязнение отходами животноводства, наконец, бытовыми сточными водами. Здесь отмечается как химическое, так и бактериальное загрязнение. По данным ООН [273-275], резкий скачок интенсификации сельского хозяйства пришелся на 60-е г. XX ст., когда значительно возросли дозы применяемых удобрений и пестицидов. В 1960-70 гг. использование минеральных удобрений возросло в 5,5 раза. В 60-х г. XX ст. высокие дозы внесения пестицидов (> 1 кг/га) были свойственны лишь отдельным агропромышленным комплексам (АПК). К 1970 г. использование пестицидов возросло до 8 раз по сравнению с 1960 г. В последующее десятилетие темпы роста использования пестицидов также резко снизились [57].
В настоящее время повсеместно отмечается нитратное загрязнение как поверхностных, так и подземных вод. Например, в загрязненных грунтовых водах сельскохозяйственных регионов содержание нитратов в 80-е гг. колеба-лось в пределах 1-3800 мг/дм , в пластовых - порядка 0,2-1000 [74].
В последнее десятилетие в ряде муниципальных районов Закамья РТ осуществляется среднемасштабный мониторинг качества ПВ. Отправной точкой для установления уровня их современного состояния явились материалы работ, проводившихся до начала 60-х гг. Подобная информация дает представление об условном природном (естественноисторическом) гидрогеохимическом фоне ПВ данного региона. На этой "отправной базе" строится концепция тех изменений, которые произошли в подземной гидросфере на протяжении второй половины XX в. То же преследуем и мы в данной работе.
Объектом исследования является подземная гидросфера в пределах зоны активного водообмена на юго-западе Республики Татарстан. Предмет исследования-процессы, протекающие в качественном-количественном составе вод гидросферы, попытка подойти к анализу их единства, взаимопроникновения включая, естественно, ПВ зоны активного водообмена.
Изучаемый регион, именуемый - Предволжье, как показывает само назва-
ниє, расположен на западе, юго-западе данного субъекта Российской Федерации, представляя собой территорию, ограниченную на западе Чувашской Республикой, а на севере и востоке — побережьем Куйбышевского водохранилища. Площадь региона составляет 9.7 тыс. квадратных километров.
Предволжье в административном отношении включают в себя Апастов-ский, Буинский, Верхне-Услонский, Дрожжановский, Кайбицкий, Камско-Устьинский, Тетюшский, часть Зеленодольского муниципальные районы (Рис.1). Абсолютные высоты региона не превышает 235 м абс, тогда как нормальный подпорный горизонт (Hiii) Куйбышевского водохранилища 53 м абс, а в результате вертикальная расчлененность территории Предволжья РТ немногим превышает 180 м. Река Свияга, протекающая с юга на север, почти посередине Предволжья, делит его на две части.
АПК региона является приоритетным сектором в экономике указанных выше муниципальных районов: производство пшеницы, сахарной свеклы, мяса и молока, по показателям которых наряду с другими районами республики, регион занимает одно из лидирующих положений в РФ. Ключевыми сферами для дальнейшего развития экономики Предволжья являются инновации, высокие технологии, агропромышленное производство, малый и средний бизнес, кроме того поставлена задача создания отдельных видов производств в небольших населенных пунктах.
Удобное межрегиональное и транспортное местоположение, природные квалифицированные трудовые ресурсы территории Юго-Запада РТ оказывают дополнительное благоприятное воздействие на социально-экономическое развитие региона.
Цель работы: Выявление причин и анализ тенденций изменчивости химического состава атмосферных, отчасти поверхностных, но в основном подземных вод юго-западной части Татарстана (на основании данных многолетних наблюдений) на фоне и под интенсивным воздействием хозяйственной деятельности общества.
Для достижения данной цели решались следующие задачи:
Сбор информации, касающейся результатов химических анализов подземных вод зоны активного водообмена (воды хозяйственно-питьевого назначения), выполненных до начала 60-х гг. XX ст., как критерия оценки практического отсутствия антропогенного загрязнения, которые, не будучи систематизированы, "разбросаны" в многочисленных публикациях и материалах фондов производственных и научных организаций.
Создание геоинформационного банка данных, позволившего на основе электронной гидрохимической базы обработать результаты анализов ПВ временного интервала тридцатых-шестидесятых годов XX века.
Сбор исходной современной информации в процессе проведения полевых исследований в наименее обследованных частях Предволжья РТ (родники, колодцы, скважины) с последующим химическим анализом отобранных проб воды.
Анализ изменчивости качественного состава ПВ 1970-90-х гг. - начала XXI ст., выполненых различными организациями России и Республики Татарстан, их сопоставление с условным природным (естественноисторическим) геохимическим фоном.
Анализ литолого-фациальных особенностей региона, как одного из факторов дифференциации химического состава ПВ.
Анализ изменчивости химического состава атмосферных осадков (ХСО) региона (1958-2007 гг.) как фактора регулирования гидрохимического режима поверхностных вод и поиск связи проникновения ХСО в химический состав ПВ.
Выявление степени влияния используемых в сельскохозяйственном производстве удобрений на качественно-количественный состав ПВ.
Поиск и выявление в пределах Предволжья РТ участков проявления вод соответствующих категории "воды высшего качества", для дальнейшего их использования в питьевых целях.
Фактический материал. Для выявления особенностей формирования состава подземных вод опробовались водопроявления ряда муниципальных районов региона исследования (120 проб), использовались материалы практически всех площадных гидрогеологических, гидрогеоэкологических съемок территории различных лет. В обработке участвовало более 2000 результатов анализов подземных вод (в основном это временной интервал 1980-2003 гг.), 300 (временного интервала 1932-1980 гг.), для характеристики степени влияния техногенного фактора использованы данные по химическому составу снега, вод из поверхностных водоемов, почвенных проб, проб донных отложений, а также, повторяем, информацию по составу атмосферных осадков временного интервала 1958-2007 гг. (более 500 проб).
Методы исследования. Поставленные задачи решались комплексом методов: полевое опробование водопроявлений и их анализ в химической лаборатории кафедры общей геологии и гидрогеологии Казанского государственного университета, статистическая обработка экспериментальных данных и построение на основе полученных результатов карт различного назначения. Все эти исследования проведены автором самостоятельно.
Научная новизна. Впервые дан анализ временной изменчивости состава подземных вод юго-западной части Татарстана, в основу которого положен максимально возможный временной срез (1932-2003 гг.). Вьывлены тенденции межгодовой динамики изменения показателей качества атмосферных осадков, подземных вод зоны активного водообмена в условиях преимущественных воздействий населенных пунктов и сельскохозяйственного производства. Получены неопровержимые доказательства изменения состава подземных вод под влиянием в основном природных факторов.
Практическое значение. Оно заключается в том, что работа позволяет выработать, базирующийся на экосистемных принципах, подход к оценке воздействия и сложившиеся изменения качественного состава ПВ.
Выделенные автором в процессе исследования подземные водосборные
бассейны, представляющие собой в различной степени гидродинамически изолированные элементы гидросферы, определяющие их гидрогеохимическую индивидуальность, позволяют более корректно охарактеризовать регион с учетом его локальных особенностей. Все это определяет удобство оперирования именно этими структурами при гидрогеологических исследованиях.
Выявленные на основе изучения литолого-фациальных особенностей концентрационные градиенты позволяют прогнозировать гидрогеохимические условия в разрезе зоны активного водообмена и, следовательно, рационально располагать эксплуатационные на воду скважины.
В процессе исследования автором оконтурены участки, характеризующиеся экологически чистыми питьевыми водами (ЭЧПВ), которые в перспективе могут быть использованы для более детальной разведки, поисков и получения ПВ для целей водоснабжения населенных пунктов региона, а также их промышленного розлива.
Достоверность и обоснованность результатов исследования подтверждается большим количеством обработанных анализов подземных вод, атмосферных осадков, материалов по использованию удобрений, проведенных общепринятыми современными методами, а также математической обработкой основных показателей состава исследуемых вод.
Основные защищаемые положения:
1. Состав подземных вод региона, формирующийся под воздействием
природных факторов (литолого-фациальных характеристик водовмещающих
пород, рельефа, осадков, поверхностных вод, растительных сообществ) и ан
тропогенеза.
2. Методика определения фонового состава подземных вод, основанная на
принципе возрастания концентраций, показала незначительную изменчивость
их химического состава в пространстве и времени.
3. Методика поисков и оконтуривания территорий, перспективных на экологически чистые питьевые воды, позволяющая разработать рекомендации, касающиеся водопользования в т.ч. водоснабжения населенных пунктов.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 18 печатных работ, в том числе 2 работы в изданиях из списка ВАК.
Апробация работы. Основные защищаемые положения и отдельные результаты работ докладывались: Республиканский конкурс научных работ среди студентов и аспирантов на соискание премии им. Н.И. Лобачевского (Казань, 2000), Межрегиональной научно-практической конференции "Актуальные географические проблемы регионов" (Чебоксары, 2000), V Международная конференция "Новые идеи в науках о Земле" (Москва, 2001), конференция "Проблемы гидрогеологии XXI века: наука и образование" (Москва, 2003), Всероссийская научная конференция "Современные глобальные и региональные изменения геосистем" (Казань, 2004), Международная конференция "Изменяющаяся геологическая среда: пространственно-временные взаимодействия эндогенных и экзогенных процессов" (Казань, 2007), Международная конференция "Экологические аспекты применения органических и минеральных удобрений в компонентах биосферы лесостепной зоны Республики Татарстан" (Н.Новгород, 2008), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Водохозяйственные проблемы и рациональное природопользование" (Оренбург - Пермь, 2008), IX Международной конференции "Новые идеи в науках о Земле" (Москва, 2009), Всероссийской научная конференция "Окружающая среда и устойчивое развитие регионов: новые методы и технологии исследований" (Казань, 2009), а также на ежегодных итоговых научных конференциях аспирантов и преподавателей Казанского государственного университета (2000-2009).
Материалы диссертации используются в учебном процессе Казанского государственного университета для студентов нефтяной, гидрогеологической, поисковой и геофизической специальностей в курсах "Гидрогеология", "Мине-
ральные воды".
Структура и объем работы: диссертация объемом 162 страницы состоит из введения, 5 глав, заключения, содержит 22 рисунка, 30 таблиц, 15 текстовых приложений и список использованных источников 110 наименований.
Работа выполнена на кафедре общей геологии и гидрогеологии геологического факультета КГУ. Автор благодарен научному руководителю профессору Н.П.Торсуеву за руководство, доценту М.Е.Королеву, ныне покойному, за постановку задач, ценные замечания и плодотворное сотрудничество. Благодарности автора адресованы также доценту Р.Х.Мусину за консультации и помощь в математической обработке, Ф.А. Муравьеву за замечания и дополнения, а также всему коллективу кафедры общей геологии и гидрогеологии за консультации в работе и всестороннюю поддержку.
Кировская облает»
Удмуртская республик*
Р еспублика Марий Эл
П ермская о блает»
Чув шейк р е спублик»
Р е спублик* Б ашкортостая
I-Зеленодольский район П-Верхне-Услонский район Ш-Кайбицкий район (Бол Кайбицы) VI-Буинский район
УП-Тетюшский район VTJI- Дрожжановский район (Стар Дрожжаное)
rV-Апастовский район V-Камско-Устьинский район
Оренбургская область
Условные обозначения
Регион исследования (Предволжье РТ)
Границы административных районов РТ Название районов
их центры (одноимен-ные не указаны) и номер
Рис. 1. Юго-западная часть Республики Татарстан (Предволжье) с выделенными муниципальными районами
1. Гидрохимическая изученность региона и вопросы исследования химического состава подземных вод
Экологические проблемы во всей своей широте встали перед обществом во второй половине XX в. До середины 50-х гг. в гидрогеологии изучались общие ее проблемы, в первую очередь ГТУ регионов, тогда как вопросам антропогенного пресса внимания практически не уделялось.
Сведения о ПВ Предволжья РТ содержатся в работах Т.П.Афанасьева, М.С.Кавеева, С.Г.Каштанова, В.А.Кротовой, А.В.Миртовой, И.И.Пейсика, Е.Ф.Станкевича, П.П.Шатилова и ряда других [44]. Характер и интенсивность исследований, накопление фактического материала о ПВ, естественно, тесней-ше увязываются с уровнем развития производительных сил страны. История гидрогеологических исследований, как и других областей знания, четко отражает историю экономического развития любого региона, включая нашу страну [78].
До момента основания университета в Казани (1804) каких-либо специальных гидрогеологических работ на территории Предволжья РТ не производилось. Об отдельных родниках информация появлялась лишь в разрозненных сообщениях и отчетах академических экспедиций (И.И.Лепехин, Н.В.Рычков). Но уже начиная с 1805 г. вплоть до 70-х гг. XIX в., шло накопление сведений о природных (в т.ч. и подземных) водах Казанской губернии.
Позднее, в 1912 г., в газете "Северная почта" было напечатано сообщение об исследованиях сероводородных ключей выявленных в 18 км от г. Тетюши (с. Сюкеево), сходных с Сергиевскими серными водами. Дело в том, что, начиная с 30-х гг. ХГХ в., серно-нефтяные воды с. Сюкеево использовались в качестве лечебных. Аналогичная вода была выявлена и близ д. Долгая Поляна. И те и другие места выхода этих вод описаны в брошюре П.Л.Драверта "Изучение лечебных вод и грязей Казанской губернии" [34].
Начиная с середины 60-х гг. ХГХ в. изучение ПВ на территории губернии, включая Предволжье, велось в основном под руководством профессоров Ка-
занского университета - Н.А.Головкинского, А.Я.Щербакова, А.А. Штукенбер-га, В.Д.Орлова, А.В.Нечаева, П.И.Кротова, М.Э.Ноинского и др. Правда, работы, касающиеся ПВ, опубликованные в XIX в., затрагивают лишь окрестности Казани. Для остальных же регионов губернии сведения об этих водах появились только в начале XX в. В 1906 - 1911 гг. технический Отдел Казанской Земской Управы с целью получения воды питьевого качества производил в различных пунктах губернии буровые работы. Материалы скважин обработаны М.Э.Ноинским и изданы в 1917 г. в трудах Казанского земства.
В первые годы после революции в Предволжье начали проводить гидрогеологические работы, связанные с водоснабжением и мелиорацией. К ним в первую очередь следует отнести детальные исследования М.Э.Ноинского при участии геологов Е.Е.Попова, А.В.Миртовой и М.А.Леонтьевой (1920) на правобережье Волги в бассейне р. Морквашка на площади около 80 км". Было зарегистрировано около 150 родников, связанных с породами татарского и верхней части казанского яруса. Общее количество ПВ, выходящих здесь на по-верхность, составляет 80,25 л/с т.е. около 1 л/с с 1 км".
В 30-е гг. XX в. исследованиями Л.Е.Романова, М.С.Кавеева, Б.М. Юсупова, М.Ф.Максютовой, Г.М.Аванесяна выяснено, что в районе п.г.т. Камское Устье имеет место большая химическая неоднородность состава ПВ, обусловленная различием геологических условий, связанных в частности, со степенью карстовой разрушенности нижнепермской толщи. В результате минерализованные сульфатные воды обнаруживаются в низах аллювиальных отложений долины Волги и в казанских отложениях на глубинах до 80-90 м, а хлоркаль-циевые рассолы с минерализацией-100 г/дм и более встречаются в нижнепермской толще на глубинах 115-150м.
В 1932-33 гг. Бюро водного кадастра при Татуправлении гидрометеослужбы провело гидрогеологическую съемку Предволжья РТ в масштабе 1: 200000. Позднее, в 1938 г. в связи с поисками нефти Ленинградским нефтяным институтом произведена структурная съемка масштаба 1:1000000 в регионе Верхне-
Услонской структуры (от д.Наб. Моркваши до д.Матюшино), в результате которой Н.Н.Форшем была составлена соответствующая карта.
В 1940-41 гг. Верхне-Услонская нефтепоисковая партия произвела бурение той же структуры. Было выявлено, что минерализованные сульфатные воды залегают, повторяем, в низах аллювиальных отложений и в подстилающих их казанских отложениях на тех же глубинах - 80-90 м. В нижнепермских и верхнекаменноугольных на глубинах 150-200 м распространены хлор-кальциевые рассолы с сухим остатком 150-175 г/дм3.
В работе П.П. Шатилова "Подземные воды Татарской республики" естественно рассмотрена и территория Предволжья. Схема обводненности отложений, выходящих на поверхность на юго-западе региона, дана в работе Г.И.Блома, который приводит информацию о химическом составе ПВ [92].
В послевоенные годы интенсивность гидрогеологических работ РТ нарастает: гидрогеологические исследования проводятся в 1946-47 и 1953-54 гг. O.K. Надольским, которым изучаются воды каменноугольных, юрских и четвертичных отложений, была осуществлена гидрогеологическая съемка юга Предволжья РТ в масштабе 1: 100 000.
В 1953 г. составлен каталог буровых на воду скважин ТАССР (Н.Н.Нелидов и др.), где систематизированы материалы и по районам Предволжья.
В 1958 г. М.А. Вевиоровская выполняла работы по анализу результатов мониторинга грунтовых вод в прибрежной зоне Куйбышевского водохранилища. Установлено, что влияние подъема уровня последнего прослеживается по водоносному горизонту вглубь водосборного массива на 10-12 км. Аналогичному вопросу посвящены публикации и отчеты М.С.Кавеева, С.Г.Каштанова, В.В.Рябущенко и др.
Сведения о водоносности пермских и, в малой степени каменноугольных и девонских отложений, были получены в процессе проведения геологических съемок, структурного и глубокого разведочного бурения. Частично они содер-
жатся в пояснительных записках к гидрогеологическим картам РТ (М.С.Кавеев, Е.А.Краев, 1969; Н.Н. Нелидов, Т.П.Лисовенко, Н.Г.Орлова, 1969; Р.М.Гисматуллин, Н.Х.Шафиков, В.А.Лукин, 1970) и каталогах буровых на воду скважин (Н.И.Гурьева, Ф.Х.Бабурова и др., 1965, Р.Ш.Абдрашитова и др., 1978, 1984; Ф.Ф.Булатов и др., 1976).
В результате структурного бурения Свияжской площади, воды, обладающие высокой минерализацией, выявлены в отложениях верхнего карбона (ми-нерализация вод 19,29 г/дм ), ассельского (40,64 г/дм) и сакмарского (55,64 г/дм ) ярусов нижней перми (Р.М.Гисматуллин, Н.Х.Шафиков, В.А.Лукин, 1970).
В 1968-74 гг. Е.К.Ляликова и В.И.Демьянов проводят гидрогеологическую съемку масштаба 1: 200000 юга Предволжья РТ в пределах Тетюшского района. Была составлена соответствующая карта и приводится характеристика водоносных горизонтов, начиная от четвертичных вплоть до пермских отложений. Практически параллельно во времени Н.Г.Гурьевой и Ф.Х. Бабуровой составлены кадастры буровых скважин на воду. Ими проведено гидрогеологическое районирование территории РТ и даны рекомендации по использованию ПВ.
Позднее, в 1978-83 гг., на юге Предволжья РТ проводились гидрогеологические и инженерно-геологические съемки масштаба 1:50000 для целей мелиорации. Авторами отчета (С.И.Кравцов, В.И.Стурман и др.) составлен комплект карт, приведены детальные описания строения пермских и мезо-кайнозойских отложений. Закартированы и детально охарактеризованы водоносные горизонты и водоносные комплексы [107].
В 1987 г. опубликована книга коллектива авторов под ред. М.Е.Королева "Подземные воды Татарии", явившаяся законченной гидрогеологической сводкой, построенной с учетом новейшего фактического материала. Проанализирована в частности информация о нитратно-гидрокарбонатных водах в т.ч. Предволжья РТ [78].
В 1985-90 гг. на территории листа N-39-VIII В.К.Дятловой проведена групповая гидрогеологическая и инженерно-геологическая съемка масштаба 1: 200000 [100]. Несколько позднее, в 1992 г. М.Е.Королевым защищен отчет по теме "Возможности получения минеральных вод типа "Нафтуся" на юго-западе РТ", в котором автор анализирует воды, полученные с помощью буровых скважин близ с. Бол. Тарханы и соседних участках. В этом же ключе в 1993 г. ТатНИПИнефть (Б.В.Анисимов, К.Н.Доронкин и др.) осуществил анализ и обобщение материалов по распространению лечебных минеральных вод на западе Татарстана. По их данным, в нижнепермских, верхнепермских и средне-каменноугольных отложениях, приуроченных к зоне замедленного водообмена, могут быть встречены лечебные и лечебно-столовые воды различного состава, имеющие аналоги с водами известных курортов, санаториев и бальнео-лечебниц [101].
В 1995 г. при обобщении и анализе материалов по гидрогеологии РТ с целью использования ПВ для питьевого водоснабжения и решения других задач, В.В.Кузнецовым и др.(1995) составлена гидрогеологическая карта Татарстана масштаба 1: 500000. В ней, впервые выделены и проанализированы гидрогеологические подразделения согласно легенде Средне-Волжской серии листов гидрогеологических карт масштаба 1:200000. Мы при описании гидрогеологического разреза придерживаемся именно этой легенды.
В последнем десятилетии (1995-2004 гг.) в связи с ростом потребностей в ЭЧПВ проводятся съемки южных и центральных районов Предволжья РТ. Так в 1996 г. Средне-Волжской ГРЭ начата геологическая, гидрогеологическая, инженерно-геологическая съемка с эколого-геологическими исследованиями в пределах листов N-39-1,11, включающих Зеленодольский и Верхне-Услонский муниципальные районы РТ [103]. В 1996-1999 гг. С.О.Зориной закончены геологосъемочные работы масштаба 1:50000 с геоэкологическими исследованиями Дрожжановского района и сопредельных территорий. Отбирались снеговые, почвенные пробы, а также пробы ПВ ряда водопунктов. Проведено сравнение
состояния геоэкологической обстановки региона с экоситуацией Приказанско-го района и г. Казани [102]. Одновременно в Верхне-Услонском районе проводятся поиски минеральных лечебных вод для водоснабжения дома отдыха "Набережные Моркваши", по результатам которых в 1999 г.В.А.Покровским защищен отчет [108]. Несколько позднее в 2002 г., закончен отчет (А.В.Солнцев и др.) по проведению эколого-гидрогеологической съемки масштаба 1:200000 на территории Предволжья РТ, который по данной тематике явился первым для рассматриваемого региона[110].
В 2002-2003 гг в регионе проведены Поиски подземных вод ТГРУ ОАО «Татнефть» по поручению ГУП «Татарстангеология» в рамках общей оценки ресурсного потенциала пресных подземных вод на территории Республики Татарстан [109].
В период обучения в аспирантуре (1999-2003 гг.) автором настоящей работы, проводились полевые наблюдения в пределах тех районов Предволжья, которые наименее изучены в отношении химического состава ПВ. Отбирались пробы ПВ, которые затем анализировались в химической лаборатории. На основе полученных результатов создавался электронный банк данных. Материал обобщался в виде таблиц и картографической документации.
В целом гидрогеоэкологическая изученность недр Предволжья РТ, и это следует подчеркнуть, весьма неравномерна. Исследования проводились различными организациями, преследуя различные цели. Синтезирующие, обобщающие работы, выполненные в крупном масштабе и охватывающие все Предволжье РТ, отсутствуют. Однако в большинстве муниципальных районов региона выделены водоносные горизонты и водоносные комплексы, проведена их характеристика. Роль антропогенного фактора в формировании и изменчивости химического состава ПВ начали изучаться лишь на протяжении последних 5-7 лет, причем фрагментарно, в основном в южной и центральной частях интересующего нас региона.
2. Природные условия, их роль в формировании гидрохимического фона химического состава осадков, поверхностных вод и подземных вод зоны активного водообмена
Для Предволжья РТ, как и других регионов, свойственней ряд условий и факторов, определяющих формирование ПВ и их химических особенностей. 2.1. Структурно-геологические условия региона
Гидрохимическая изученность региона и вопросы исследования химического состава подземных вод
Экологические проблемы во всей своей широте встали перед обществом во второй половине XX в. До середины 50-х гг. в гидрогеологии изучались общие ее проблемы, в первую очередь ГТУ регионов, тогда как вопросам антропогенного пресса внимания практически не уделялось. Сведения о ПВ Предволжья РТ содержатся в работах Т.П.Афанасьева, М.С.Кавеева, С.Г.Каштанова, В.А.Кротовой, А.В.Миртовой, И.И.Пейсика, Е.Ф.Станкевича, П.П.Шатилова и ряда других [44]. Характер и интенсивность исследований, накопление фактического материала о ПВ, естественно, тесней-ше увязываются с уровнем развития производительных сил страны. История гидрогеологических исследований, как и других областей знания, четко отражает историю экономического развития любого региона, включая нашу страну [78].
До момента основания университета в Казани (1804) каких-либо специальных гидрогеологических работ на территории Предволжья РТ не производилось. Об отдельных родниках информация появлялась лишь в разрозненных сообщениях и отчетах академических экспедиций (И.И.Лепехин, Н.В.Рычков). Но уже начиная с 1805 г. вплоть до 70-х гг. XIX в., шло накопление сведений о природных (в т.ч. и подземных) водах Казанской губернии.
Позднее, в 1912 г., в газете "Северная почта" было напечатано сообщение об исследованиях сероводородных ключей выявленных в 18 км от г. Тетюши (с. Сюкеево), сходных с Сергиевскими серными водами. Дело в том, что, начиная с 30-х гг. ХГХ в., серно-нефтяные воды с. Сюкеево использовались в качестве лечебных. Аналогичная вода была выявлена и близ д. Долгая Поляна. И те и другие места выхода этих вод описаны в брошюре П.Л.Драверта "Изучение лечебных вод и грязей Казанской губернии" [34].
Начиная с середины 60-х гг. ХГХ в. изучение ПВ на территории губернии, включая Предволжье, велось в основном под руководством профессоров Ка занского университета - Н.А.Головкинского, А.Я.Щербакова, А.А. Штукенбер-га, В.Д.Орлова, А.В.Нечаева, П.И.Кротова, М.Э.Ноинского и др. Правда, работы, касающиеся ПВ, опубликованные в XIX в., затрагивают лишь окрестности Казани. Для остальных же регионов губернии сведения об этих водах появились только в начале XX в. В 1906 - 1911 гг. технический Отдел Казанской Земской Управы с целью получения воды питьевого качества производил в различных пунктах губернии буровые работы. Материалы скважин обработаны М.Э.Ноинским и изданы в 1917 г. в трудах Казанского земства. В первые годы после революции в Предволжье начали проводить гидрогеологические работы, связанные с водоснабжением и мелиорацией. К ним в первую очередь следует отнести детальные исследования М.Э.Ноинского при участии геологов Е.Е.Попова, А.В.Миртовой и М.А.Леонтьевой (1920) на правобережье Волги в бассейне р. Морквашка на площади около 80 км". Было зарегистрировано около 150 родников, связанных с породами татарского и верхней части казанского яруса. Общее количество ПВ, выходящих здесь на по-верхность, составляет 80,25 л/с т.е. около 1 л/с с 1 км".
В 30-е гг. XX в. исследованиями Л.Е.Романова, М.С.Кавеева, Б.М. Юсупова, М.Ф.Максютовой, Г.М.Аванесяна выяснено, что в районе п.г.т. Камское Устье имеет место большая химическая неоднородность состава ПВ, обусловленная различием геологических условий, связанных в частности, со степенью карстовой разрушенности нижнепермской толщи. В результате минерализованные сульфатные воды обнаруживаются в низах аллювиальных отложений долины Волги и в казанских отложениях на глубинах до 80-90 м, а хлоркаль-циевые рассолы с минерализацией-100 г/дм и более встречаются в нижнепермской толще на глубинах 115-150м.
В 1932-33 гг. Бюро водного кадастра при Татуправлении гидрометеослужбы провело гидрогеологическую съемку Предволжья РТ в масштабе 1: 200000. Позднее, в 1938 г. в связи с поисками нефти Ленинградским нефтяным институтом произведена структурная съемка масштаба 1:1000000 в регионе Верхне Услонской структуры (от д.Наб. Моркваши до д.Матюшино), в результате которой Н.Н.Форшем была составлена соответствующая карта.
В 1940-41 гг. Верхне-Услонская нефтепоисковая партия произвела бурение той же структуры. Было выявлено, что минерализованные сульфатные воды залегают, повторяем, в низах аллювиальных отложений и в подстилающих их казанских отложениях на тех же глубинах - 80-90 м. В нижнепермских и верхнекаменноугольных на глубинах 150-200 м распространены хлор-кальциевые рассолы с сухим остатком 150-175 г/дм3.
В работе П.П. Шатилова "Подземные воды Татарской республики" естественно рассмотрена и территория Предволжья. Схема обводненности отложений, выходящих на поверхность на юго-западе региона, дана в работе Г.И.Блома, который приводит информацию о химическом составе ПВ [92].
В послевоенные годы интенсивность гидрогеологических работ РТ нарастает: гидрогеологические исследования проводятся в 1946-47 и 1953-54 гг. O.K. Надольским, которым изучаются воды каменноугольных, юрских и четвертичных отложений, была осуществлена гидрогеологическая съемка юга Предволжья РТ в масштабе 1: 100 000.
В 1953 г. составлен каталог буровых на воду скважин ТАССР (Н.Н.Нелидов и др.), где систематизированы материалы и по районам Предволжья. В 1958 г. М.А. Вевиоровская выполняла работы по анализу результатов мониторинга грунтовых вод в прибрежной зоне Куйбышевского водохранилища. Установлено, что влияние подъема уровня последнего прослеживается по водоносному горизонту вглубь водосборного массива на 10-12 км. Аналогичному вопросу посвящены публикации и отчеты М.С.Кавеева, С.Г.Каштанова, В.В.Рябущенко и др.
Сведения о водоносности пермских и, в малой степени каменноугольных и девонских отложений, были получены в процессе проведения геологических съемок, структурного и глубокого разведочного бурения. Частично они содер жатся в пояснительных записках к гидрогеологическим картам РТ (М.С.Кавеев, Е.А.Краев, 1969; Н.Н. Нелидов, Т.П.Лисовенко, Н.Г.Орлова, 1969; Р.М.Гисматуллин, Н.Х.Шафиков, В.А.Лукин, 1970) и каталогах буровых на воду скважин (Н.И.Гурьева, Ф.Х.Бабурова и др., 1965, Р.Ш.Абдрашитова и др., 1978, 1984; Ф.Ф.Булатов и др., 1976).
В результате структурного бурения Свияжской площади, воды, обладающие высокой минерализацией, выявлены в отложениях верхнего карбона (ми-нерализация вод 19,29 г/дм ), ассельского (40,64 г/дм) и сакмарского (55,64 г/дм ) ярусов нижней перми (Р.М.Гисматуллин, Н.Х.Шафиков, В.А.Лукин, 1970). В 1968-74 гг. Е.К.Ляликова и В.И.Демьянов проводят гидрогеологическую съемку масштаба 1: 200000 юга Предволжья РТ в пределах Тетюшского района. Была составлена соответствующая карта и приводится характеристика водоносных горизонтов, начиная от четвертичных вплоть до пермских отложений. Практически параллельно во времени Н.Г.Гурьевой и Ф.Х. Бабуровой составлены кадастры буровых скважин на воду. Ими проведено гидрогеологическое районирование территории РТ и даны рекомендации по использованию ПВ. Позднее, в 1978-83 гг., на юге Предволжья РТ проводились гидрогеологические и инженерно-геологические съемки масштаба 1:50000 для целей мелиорации. Авторами отчета (С.И.Кравцов, В.И.Стурман и др.) составлен комплект карт, приведены детальные описания строения пермских и мезо-кайнозойских отложений. Закартированы и детально охарактеризованы водоносные горизонты и водоносные комплексы [107].
Гидрогеологические циклы и этапы эволюции как условия формирования подземных вод
В основу расшифровки основных особенностей истории формирования ПВ положены представления А.Н.Семихатова о ГГЦ, позднее развитые А.А.Карцевым (1963) [51]. Под гидрогеологическим циклом А.Н.Семихатов предложил понимать отрезок гидрогеологической истории, тогда как А.А.Карцев (1963) уточнил, что каждый цикл можно разделить на два этапа-элизионный и инфильтрационный [44].
В течение элизионного этапа происходит уплотнение глинистых отложений, и выжимаемые при этом воды попадают в песчаные пласты (коллекторы), вытесняя оттуда сингенетичные им седиментационные воды. Происходит замена сингенетичных вод песчаных пород такими же водами, выжимаемыми из глин. Это элизионный водообмен [44].
С началом инфильтрационного этапа водообмен приобретает уже иной характер - начинается замещение седиментационных вод инфильтрационными. Масштабы этого водообмена обусловлены: гипсометрическими отметками водоносных горизонтов, коллекторскими свойствами (пористостью и проницаемостью) пластов, климатическими условиями территории и т.д.
Колебательные движения (Рис.4), территории Предволжья РТ, проявлялись следующим образом. Инфильтрационный этап последнего из них, начавшийся на уровне позднего протерозоя, отличался большой длительностью, охватывая отрезок времени вплоть до среднего девона. За это время в сформировавшихся древние инфильтрационные воды, водами инфильтрационными, имеющими относительно невысокую минерализацию. Этот этап завершил условно выделенный "первый" ГГЦ.
Начиная со среднего девона, на территорию РТ наступает море. Вначале оно было неглубоким (терригенный состав нижней части разреза девона). Постепенно море углублялось и заняло практически весь восток ЕТР. Морские условия (элизионный этап) с редкими различной, но в целом небольшой продолжительности перерывами, существовали на территории РТ практически до поздней перми. Отмечались лишь небольшие по площади и во времени поднятия. В сформировавшихся толщах (терригенный девон, карбонатный девон и терригенно-карбонатный карбон, сульфатно-карбонатная пермь приуральского отдела) происходил элизионный (седиментационный) водообмен [44].
Начиная с биармийского века, территория РТ полностью освободилась от моря. Начался инфильтрационный этап последнего (в обозримой истории) ГГЦ (кроме юго-западных районов РТ). В это время последние начали испытывать новое погружение. Максимальное опускание происходит южнее РТ, где начал формироваться Ульяновско-Саратовский прогиб, в пределах которого отлагались песчано-глинистые осадки, в т.ч. глауконитовые и фосфоритоносные. Несомненно, что вместе с ними накапливались и седиментационные воды. В итоге, здесь проявлялся элизионный этап нового ГГЦ, который был кратковременным и не реализовал своих возможностей, т.е. насыщенные органикой черные сланцы не дали начало, образованию нефтяных углеводородов, сохранив свои потенциальные возможности [43].
Начиная с позднего мела, территория Предволжья РТ окончательно освободилась от моря и перешла в инфильтрационный этап развития, который про должается вплоть до настоящего времени. Схематическое рассмотрение истории гидрогеологического развития территории, тем не менее, позволяет сделать следующие выводы: 1. В процессе элизионного этапа происходил водообмен. Это означает, что массы седиментационных вод, отжимавшихся из глин в пласты-коллекторы, выносили туда же мобилизованные в глинистых компонентах разреза металлы, углеводороды, переносили их в очаги и зоны разгрузки, где и происходило их выделение (высаливание) из водного раствора и накопление в соответствую щих участках гидрогеологических структур. Такими участками могли быть своды конседиментационных поднятий развивавшихся по соседству с проги бами [43]. Унаследованная разгрузка ПВ глубоких горизонтов в сводах подня тий, по-видимому, имела место и в течение дальнейшего развития территории. На это указывают факты выходов сульфатных вод, на участках, примыкающих к сводам Верхне-Услонской, Камско-Устьинской и др. структур. 2. Этап элизионного водообмена постепенно сменился инфильтрацион ным, в процессе которого формировалась зона гидрокарбонатных пресных вод. Однако этот процесс примерно с 50-60 гг. XX в. начал испытывать "противо действие" со стороны хозяйственной деятельности человека: по мере развития производительных сил увеличивается отбор ПВ (водозаборы, добыча полезных ископаемых, закачка в недра вод для заводнения продуктивных пластов и др.). Естественно, последнее ведет к сокращению мощности зоны пресных вод, к замещению их минерализованными. Все это, поставило человека перед про блемой охраны пресных ПВ от его же растущего воздействия. История геолого-гидрогеологического развития показывает, что современные ГТУ региона работ являются "продуктом" последнего инфильтрацион-ного этапа продолжавшегося фактически с биармийского времени. Значительное промывание структур инфильтрационными водами, по-видимому, имело место в плиоцене, к началу которого территория Предволжья РТ представляла собой гористую местность. В это время зона инфильтрационных пресных вод, вероятно, достигала максимальной мощности. В настоящее время существует три гидродинамические и гидрогеохимические зоны. При этом, зона активного водообмена (зона гидрокарбонатных пресных вод), естественно, имеет сравнительно небольшую мощность (до 150-170 м), резко сокращающуюся на участках загипсованных пород, и лимитирующуюся местным эрозионным врезом (ложе русла Волги). В Предволжье РТ, где характерно погружение биармий-ских и татарских образований под глинистые толщи мезозоя, коренные породы часто ограничиваются лишь толщей мезозойских отложений, ниже которых воды, залегающие даже в отложениях татарского отдела перми, большей частью, являются солоноватыми.
Почвенный и растительный покров региона как условие формирования химического состава подземных вод
В природном отношении юго-западная часть РТ представляет собой регион Среднерусско-Волжских и Среднерусско-Приволжских широколиственных (лугово-дубовых) неморально-травянистых сосново-широколиственных, немо-рально-остепненных лесов в сочетании с Приволжско-Заволжскими широколиственными (липово-дубовыми с ясенем) остепненно-травянистыми лесами, сформировавшимися на светло-серых, серых и темно-серых лесных почвах, наконец, это регион Среднерусско-Приволжских луговых степей на выщелоченных и типичных черноземах [47].
Земля в широком смысле слова, как известно, является основным и незаменимым средством производства в сельском хозяйстве. Распределение земельного фонда муниципальных районов Предволжья РТ дается в таблице 5. Из нее следует, что земли в доминирующей своей части используются в сельском хозяйстве. В структуре земель сельскохозяйственного назначения пашня занимает 77%, чему способствуют и типы почв.
Хорошо известно, что почва находится в наиболее беззащитном состоянии по сравнению с другими компонентами ОС. Являясь буферным слоем подземной гидросферы с атмосферой, пахотный слой почвенного покрова в наибольшей степени принимает на себя негативную нагрузку антропогенного воздействия (прежде всего выбросы). Почва является аккумулирующей средой для радионуклидов (стронций-90, цезий-137) и, в определенной степени, сдерживающей системой на пути их дальнейшей миграции по трофическим цепям [15]. Местоположение Предволжья РТ, как отмечалось выше, на стыке двух ландшафтных зон - лесной и лесостепной, обуславливает разнообразие и пестроту почвенного покрова. По составу почвообразующих пород Предволжье РТ подразделяется на два региона: 1) пермское возвышенное плато с широким распространением современной эрозии и 2) юрско-меловое возвышенное плато с доминантом в виде плакорных поверхностей.
Первое из них занимает основную, большую часть Приволжской возвы шенности в пределах РТ, примерно до широты г. Тетюши с отметками 100-200 м абс. и более. Преобладающими породами, участвующими в образовании почв, являются продукты распада казанских, уржумских, северодвинских отложений в форме элювиальных и элювиально-делювиальных образований [79].
Второй регион расположен в самой юго-западной части РТ. Подстилающими, как отмечалось, здесь являются юрско-меловые отложения с характерными серыми и темно-серыми глинами и прослойками мергелей и песков. В формировании почв данного района участвуют главным образом элювиальные, элювиально-делювиальные образования мезозойских пород. Доминантом же формирования минеральной части почв региона, являются отложения северодвинского яруса и породы мезозоя [42]. Почвенный покров представлен в основном серыми лесными почвами и черноземами, доля первых из которых составляет 42,0%, черноземов - 36,8%.
По условиям почвообразования и сочетанию почвенных типов, подтипов и разновидностей почв Предволжье РТ, вслед за геологическим строением и составом почвообразующих пород отчетливо делится на два агропочвенных района: 1) высокое Предволжье; 2) юго-западное Предволжье [79]. Состав почвенного покрова сельскохозяйственных угодий Предволжья РТ приведен в таблице 6. В высоком Предволжье преобладают в основном серые и темно-серые лесные почвы - 56,9%. Черноземы занимают 17,5% площади. Наиболее ценными в производственном отношении являются выщелоченные, оподзоленные черноземы. По агрохимическим показателям к этим почвам близки темно-серые лесные. Далее по производственной ценности следуют серые, светло-серые лесные и дерново-подзолистые почвы.
Загрязнение и химический состав осадков, его объем, условный фон
Формирование химического состава ПВ, как известно, начинается еще в атмосфере. Для многих регионов количество привносимых с атмосферными осадками SO4 ", СГ оказывается достаточным для образования некоторой концентрации в поверхностных и подземных водах. Нередко атмосферные осадки являются важным фактором загрязнения этих вод, что характерно для промышленных и соседних с ними районов, расположенных по направлению преобладающих ветров.
Пространственная неоднородность и временная изменчивость ХСО обусловливаются соотношением факторов естественного и антропогенного происхождения. Естественные источники микропримесей, типичные для конкретных природных зон являются определяющими в создании фона загрязнения атмосферы. Помимо влияния природных факторов, ХСО в значительной степени зависит и от содержания в приземном слое воздуха газовых компонентов, аэрозолей и твердых частиц, поступающих от антропогенных ИЗ. Известно, что осадки являются эффективным средством очищения атмосферного воздуха, в частности от таких антропогенных примесей, как соединения серы и азота. Основными ИЗ воздуха окислами серы и азота являются продукты сгорания ископаемого топлива, образующиеся при работе ТЭС и ТЭЦ, а также выбросы промышленности и автотранспорта. В результате физико-химических процессов, протекающих в атмосфере, оксиды серы и азота в атмосферных осадках преобразуются в сульфат- и нитрат-ионы (SO4 \ NO3") [40].
Для выявления естественно - исторической и антропогенной изменчивости состава осадков в юго-западной части Татарстана, как говорилось выше, использовались данные, разбитые на три временных интервала.
Для первого периода 1958-1980 гг. характерны следующие особенности: по химическому составу осадки сульфатные аммонийно-кальциевые, натриево-кальциевые (50% проб), либо гидрокарбонатно-сульфатные аммонийно-кальциевые натриево-кальциевые (32%), также присутствуют осадки хлоридно-сульфатные, сульфатно-гидрокарбонатные. Минерализа-ция осадков изменяется от 3,0 до 71,6 мг/дм , в основном 10-40 мг/дм% ОЖ от 0,01 до 0,64 ммоль/дм , в основном 0,02-0,4 ммоль/дм .
Атмосферные осадки временного интервала 1980-1998 гг. обладают сульфатным аммонийно-кальциевым, кальциевым (38%), гидрокарбонатно-сульфатным аммонийно-кальциевым, магниево-кальциевым, кальциевым составом (20%), также присутствуют осадки хлоридно-сульфатные, сульфатно-гидрокарбонатные гидрокарбонатные. Здесь отмечается появление осадков обладающих нитратно-сульфатным, сульфатно-нитратным, нитратно-гидрокарбонатным и нитратным составом. Катионный состав при этом варьирует. Минерализация изменяется от 3,5 до 148 мг/дм , в основ-ном 10-30 мг/дм , ОЖ от 0,02 до 0,92 ммоль/дм , в основном 0,02-0,3 ммоль/дм3.
Период 1998-2007 гг. характеризуется уменьшением относительно двух других интервалов концентрации основных компонентов химического состава атмосферных осадков. По химическому составу осадки сульфатно-гидрокарбонатные кальциевые и магниево-кальциевые (45%), гидро-карбонатно-сульфатные кальциевые и магниево-кальциевые (30%), гидрокарбонатные кальциевые (15%) также присутствуют нитратно-сульфатные, сульфатно-нитратные, нитратно-гидрокарбонатные и нитратные, хлоридно-сульфатные осадки по химическому составу. Катионный состав при этом варьирует. Минерализация изменяется от 5,7 до 1261 мг/дм в основ-ном от 10 до 40 мг/дм , ОЖ изменяется от 0,1 до 31,7 ммоль/дм в основ-ном 0,1-0,2 ммоль/дм .
В рассматриваемые периоды концентрация сульфат-ионов в осадках снижается, причем на станциях, находящейся в непосредственной близости от города (МС Вязовые), как в нашем случае это падение происходит более заметно (Рис.7). В 80-е гг. XX столетия начинался постепенный перевод предприятий энергетики на газовое топливо, что явилось основной причиной уменьшения выбросов диоксида серы. В последнее время вновь наметилась тенденция к уменьшению содержания SCV" в осадках.
