Оценка опасности загрязнения подземных вод (на примере Брянской области)
Цель работы – разработать методологию комплексной оценки опасности загрязнения подземных вод (ПВ) на примере Брянской области Задачи исследования : n n Анализ геоэкологического состояния природной среды на территории Брянской области и выявление ареалов с максимальной техногенной нагрузкой; Разработка методологии районирования территории по степени опасности загрязнения ПВ; Картирование Брянской области по степени опасности и рисков загрязнения ПВ с использованием ГИС-технологий; Разработка рекомендаций по безопасному использованию ресурсов грунтовых и подземных вод исследуемого региона
Гидрографическая карта Брянской области Легенда Озера Реки Граница области Леса 17500 35000 70000 105000 140000
Типы загрязнения ПВ n Химическое загрязнение - n макрокомпонентами; нефтью и нефтепродуктами; тяжелыми металлами; нитратами; пестицидами Радиоактивное загрязнение (в результате аварии на Чернобыльской АЭС) n n Бактериальное загрязнение Тепловое загрязнение
Карта техногенной нагрузки Брянской области Легенда Населенные пункты Черная металлургия Машиностроение Химическая Электротехническая Целлюлозобумажная и лесообрабатывающая Пищевая Легкая Строительных материалов Автотранспортная Реки Автомагистрали Нефтепровод «Дружба» Предприятия сельского хозяйства: Птицефабрики Крупные птицефабрики Крупные животноводческие хозяйства Животноводческие предприятия 17500 35000 70000 105000 140000
Задачи районирования территории по степени опасности загрязнения ПВ n n n n установление и классификация основных источников опасности загрязнения подземных вод; классификация продуктов загрязнения; установление масштабов воздействия ЗВ на подземные воды; химическая классификация ЗВ; оценка и картирование защищенности и уязвимости подземных вод приоритетными ЗВ с учетом природных гидрогеологических условий изучаемых районов и особенностей поведения ЗВ в защитной зоне и ПВ; картирование степени опасности загрязнения подземных вод; картирование рисков загрязнения подземных вод.
Классификации источников загрязнения ПВ По конфигурации n n n Точечные Диффузные Линейные (загрязненные реки, автомагистрали, нефтепроводы, ) По происхождению n n По виду хозяйственной деятельности По приближенности к объекту исследования (ПВ) n n n В подземных водах (скважины, шурфы, колодцы) Поверхностные воды Почвы, грунты Атмосфера Природные Антропогенные n n n Промышленность Добыча полезных ископаемых Сельское хозяйство Транспорт и коммуникации Энергетический комплекс Жилищно-коммунальное хозяйство
Классификации продуктов загрязнения ПВ По агрегатному состоянию n n n Жидкие Твердые Газообразные По степени сорбируемости n n n По токсичности n n I класс – чрезвычайно опасные; II класс– высоко опасные; III класс – умеренно опасные; IV класс – мало опасные n n Чрезвычайно слабо сорбируемые Очень слабо сорбируемые Средне сорбируемые Сильно сорбируемые Очень сильно сорбируемые Чрезвычайно сильно сорбируемые (практически задерживаемые)
Характеристика загрязнения ПВ Концентрация загрязняющего вещества, ПДК n n n 100 50 – 100 10 – 50 5 – 10 1– 5 Площадь поражения, кв. м n n 1000 500 – 1000 100 – 500 100
Основные принципы оценки защищённости подземных вод от загрязнения 1. Основные понятия: Защитная зона – это зона, отделяющая подземные воды от поверхностного загрязнения и имеющая двухуровенное строение: почвы и породы зоны аэрации Под защищённостью следует понимать способность защитной зоны препятствовать проникновению загрязнения в подземные воды Под уязвимостью понимается отношение реальной техногенной нагрузки изучаемой территории к естественной защищенности подземных вод
2. Преимущественно вертикальное движение влаги и загрязняющих веществ в защитной зоне позволяет использовать при оценке защищённости простой модельнокартографический метод 3. Карты защищённости и уязвимости подземных вод к загрязнению целесообразно строить для грунтовых вод 4. Важно установить масштаб оценки защищённости и соответствующие требования к оценке выбранного масштаба 5. При построении карт защищённости и уязвимости необходимы сведения о защитной зоне, грунтовых водах, источниках загрязнения и загрязняющих веществах
n n n Для чрезвычайно опасных ЗВ применяется беспороговая концепция. Наиболее подходящий параметр защищённости в этом случае – время проникновения загрязняющих веществ через защитную зону в подземные воды, зависящее от интенсивности задержки (сорбции) загрязняющих веществ почвами Для высоко- и умеренно опасных ЗВ можно использовать менее жёсткую оценку: если поверхностное загрязнение сильное (> ПДК), следует оценивать защищённость как для чрезвычайно опасных загрязняющих веществ, а если слабое (> фона, но < ПДК) – следует оценивать защищённость как для малоопасных загрязняющих веществ Для малоопасных ЗВ используется самая мягкая оценка – время достижения ЗВ в инфильтрующемся потоке на границе с подземными водами ПДК
Время (tз) прохождения растворенным в воде радионуклидом или другим сорбируемым веществом толщи почв и пород зоны аэрации мощностью М с заполнением их сорбционной ёмкости и последующим достижением уровня грунтовых вод можно определить так: , (1) , (2) где υ, м/сут – скорость просачивания инфильтрационного потока; W, м/год инфильтрационное питание ГВ; θ, (в долях единицы) естественная влажность пород; М, м мощность зоны аэрации – глубина залегания ГВ; kф, м/сут коэффициент фильтрации; , кг/дм 3 объемная масса скелета грунта; kр, л/кг коэффициент распределения. Первое слагаемое в (1) характеризует движение нейтрального ЗВ, второе физико-химическое взаимодействие (сорбцию) в системе порода-вода
Модельно-картографический метод изучения защищенности и уязвимости грунтовых вод от загрязнения - Карта защитной зоны - наложение почвенной карты (строение первого уровня защитной зоны) и карт, характеризующих строение второго уровня защитной зоны (глубин залегания грунтовых вод и инженерно-геологического строения зоны аэрации); - выделение типовых участков, характеризующихся определенным строением первого и второго уровней защитной зоны и глубиной залегания грунтовых вод; - выделение категорий защитного потенциала: • чрезвычайно слабый защитный потенциал; • средний защитный потенциал; • высокий защитный потенциал.
Схематическая карта защитной зоны Брянской области
- Карта защищенности грунтовых вод от загрязнения нейтральными загрязняющими веществами n чрезвычайно слабо защищенные грунтовые воды (tз = 0 5 лет); слабо защищенные грунтовые воды (tз = 5 10 лет); средне защищенные грунтовые воды (tз = 10 25 лет); условно защищенные грунтовые воды (tз = 25 50 лет); защищенные грунтовые воды (tз 50 лет). n n - Карта защищенности грунтовых вод от загрязнения радионуклидами n незащищенные грунтовые воды: tз < Т; tз < 30 лет; слабозащищенные грунтовые воды: Т < tз < 2 Т; 30 лет < t < 60 лет; средне защищенные грунтовые воды: 2 Т < tз < 3 Т; 60 лет < t < 100 лет; условно защищенные грунтовые воды: tз > 3 Т; tз >100 лет. n n n
Схематическая карта защищенности грунтовых вод от нерадиоактивных загрязнений Брянской области
Схематическая карта защищенности грунтовых вод от загрязнения 90 Sr Брянской области.
Схематическая карта защищенности грунтовых вод от загрязнения 137 Cs Брянской области.
- Карта уязвимости грунтовых вод к загрязнению радионуклидами Степени защищённост и грунт. вод от загрязнения Незащищённые Плотности загрязнения поверхности земли цезием-137 (Ku/км 2) > 40 15 - 5 1 -5 <1 Катастрофи чески уязвимые Очень сильно уязвимые Сильно уязвимые Уязвимые Слабо уязвимые Слабо защищённые Очень сильно уязвимые Сильно уязвимые Условно неуязвимые Средне защищённые Очень сильно уязвимые Уязвимые Слабо уязвимые Условно неуязвимые Условно защищённые Уязвимые Сильно уязвимые Слабо уязвимые Неуязвимые
Схематическая карта уязвимости грунтовых вод к загрязнению 137 Cs Брянской области
Скачать презентацию Оценка опасности загрязнения подземных вод на примере Брянской
Оценка опасности загрязнения подземных вод.ppt