I. Підземні води – складова частина геологічного середовища

Останнім часом верхню частину земної кори все частіше розглядають як елемент довкілля людини. У зв'язку з цим у літературі міцно вкоренилося поняття "геологічне середовище". Академік Є.М.Сергєєв зазначав, що підгеологічним середовищем слід розуміти верхню частину літосфери, яка розглядається як

багатокомпонентна динамічна система, що знаходиться під впливом інженерно-господарської діяльності людини і, у свою чергу, певною мірою визначальна цю діяльність.Н.І.Плотніков, уточнюючи поняття "геологічне середовище", характеризує її як невід'ємну частину навколишнього середовища та біосфери, що охоплює верхні розрізи гідрогеосфери, до якої входять чотири найважливіші компоненти: гірські породи (разом із грунтом), підземні води (разом з рідкими вуглеводнями), природні гази та мікроорганізми, що постійно перебувають у рівновазі та формують у природних та порушених умовах рівновагу [42]. Враховуючи, що саме стан цієї рівноваги і визначає склад підземних вод, їх можна розглядати не тільки як найбільш вразливу та динамічну складову геологічного середовища, але й як основний індикатор її стану. При організації центрів моніторингу стану геологічного середовища основна увага приділяється підземним водам, в першу чергу прісним, які також є цінними корисними копалинами.

1.1. Основні компоненти складу прісних підземних вод

Незважаючи на малу мінералізацію, до 1,5 г/л, прісні підземні води є складною багатокомпонентною системою, що включає цілий комплекс неорганічних і органічних сполук, газів і живої речовини.

геологічного

Неорганічні речовини - макро- та мікрокомпоненти.

Залежно відконцентрації неорганічних речовин у підземних водах виділяють макрокомпоненти (десятки та сотні мг/л) та мікрокомпоненти (менше 1 мг/л). Макрокомпоненти визначають хімічний тип води та, як наслідок, її основні споживчі властивості. Насамперед до них слідує

віднести Са, Мд,На, К, С1, 504 і НСОе. Концентрації та можливість накопичення у підземних водах макрокомпонентів визначаються геолого-гідрогеологічними умовами даного району та багато в чому залежать від мінерального складу водовміщуючих порід. До мікрокомпонентів можна зарахувати всі інші елементи. В даний час у воді їх виявлено понад 80. Більшість їх міститься у воді в концентраціях менше 1 мкг/л. У табл. 1 наведено порядок максимальних концентрацій хімічних елементів, що виявляються у прісних підземних водах [22].

Окремою групою серед неорганічних речовин слід виділити радіоактивні елементи. Концентрації радіоактивних елементів вимірюються не у вагових одиницях на об'єм, а в кількості розпадів ізотопу за секунду в одиниці об'єму. Один розпад за секунду в радіології отримав назву беккерель (Бк). Таким чином, концентрації радіоактивних елементів у воді вимірюються у беккерелях на літр. Найбільш поширеними природними радіоактивними ізотопами в природних водах є ізотопи калію з атомною вагою 40 (40 К), радію (226 Ка), радону (222 Рп), урану (238 1)). Як правило, їхня сумарна концентрація не перевищує 10 Бк/л, проте в місцях, де в геологічному розрізі зустрічаються радіоактивні мінерали, концентрація природних радіоелементів у воді може досягати тисячі і більше Бк/л.

Оскільки визначення окремих органічних сполук у підземних водах утруднено, зазвичай оцінюється їх сумарне число. Найбільшпоширена сумарна оцінка органічних речовин за допомогою величини окислюваності (мгО/л), кількості органічних вуглецю (Сорг) та азоту (Иорг). Найбільш точною характеристикою загального вмісту органічних речовин у підземних водах є кількістьСорг.

Мікроорганізми.З мікроорганізмів найбільше значення у прісних підземних водах мають бактерії, також зустрічаються мікроскопічні водорості, найпростіші та віруси. Розрізняють аеробні та анаеробні бактерії. Першим для розвитку потрібен кисень, другі існують за його відсутності, відновлюючи сульфати, нітрати та інші кисневмісні речовини. У прісних підземних водах зони активного водообміну розвиваються гнильні, сапрофітні, денітрифікуючі та клітковинні бактерії. Загальна кількість бактерій може досягати мільйона на 1 мл води, мікроскопічних водоростей – тисяч на один літр, найпростіших – сотень та тисяч на один літр. Число бактерій у воді залежить головним чином від наявності в ній поживних речовин. Боліснотворні бактерії, для розвитку яких потрібен живий білок, зберігаються в підземних водах, як правило, не більше 400 діб.

Гази.Основними газами, розчиненими в прісних підземних водах, є кисень, азот, вуглекислий газ і сірководень. У незначних кількостях зустрічаються й інші гази. За генетичними ознаками виділяють гази повітряного походження(02, N2, С02), біохімічні (С02, Н25,Н2)та гази ядерних перетворень (Не, На). Найбільш негативний вплив на споживчі властивості води має наявність у ній сірководню. Це не тільки з органолептичними показниками. Сірководень викликає інтенсивну корозію металевих обсадних труб та іншого обладнання в результаті утворення гідротроїліту (Ре5.пН20).

Формизнаходження речовин у прісних підземних водах.У прісних підземних водах переважають розчинені форми хімічних елементів. Колоїдні форми присутні в основному лише у ґрунтових водах. Головним чином, це сполуки елементів з органічними речовинами гумусового ряду, особливо з фульвокислотами, а також полімерні сполуки кремнезему. В істинному розчині речовина може бути у вигляді простих і комплексних іонів, а також нейтральних іонних пар і молекул.