7.2. Формы миграции металлов в водной среде

Распределение Al, Fe, Mn, Sr, Zn, Cu по формам миграции для вод напорного и трещинно-жильного горизонта в осенний период представлены на рис. 7.7. Приведенные данные характеризуют миграционные формы металлов в фоновых водах территории исследования. Как для вод напорного горизонта, так и для трещинно-жильных вод наблюдаются аналогичные зависимости по распределению металлов по формам миграции. Такие металлы, как Al, Mn, Sr и Cu мигрируют в этих водах преимущественно в растворенной форме. При этом доля ионной формы миграции составляет свыше 95 % от валовой концентрации элемента для Sr, 60-70 % для Al и Cu, и 70-100 % для Mn.

	- взвешенная;	- лабильная;		- нелабильная

Рис. 7.3. Распределение металлов по формам миграции для вод напорного водоносного горизонта: 1 - скважина в долине р. Гакмана (трещинно-жильные воды); 2 - скважина в долине р. Вудъяврйок (напорный горизонт)

Для Fe и Zn доминирующей формой миграции является взвешенная и нелабильная. При этом для Fe наблюдается равномерное распределение между взвешенной и нелабильной формами, которые в процентном отношении суммарно составляют 60 % от валовой концентрации элемента. Доля нелабильной фракции для Zn составляет более 95 %.

Сравнение закономерностей распределения Al, Fe, Mn, Sr, Zn, Cu по формам миграции для условно фоновых поверхностных и подземных вод территории показывает, что характерной особенностью миграционных форм исследуемых металлов в подземных водах является незначительное содержание взвешенной формы по сравнению с валовыми концентрациями элементов. Подобная закономерность обусловлена, по-видимому, тем, что скорости движения потока подземных вод, особенно в более глубоких горизонтах, малы по сравнению с поверхностными водами. Для подземных вод также не характерны резкие изменения гидродинамических условий, способствующих взмучиванию частиц. В результате указанных процессов в подземных водах, не испытывающих значительное техногенное воздействие, происходит осаждение основной части взвешенного вещества. Соответственно, в рассматриваемых подземных водах доминирующими формами миграции Al, Fe, Mn, Sr, Zn, Cu являются ионная и нелабильная.

7.3. Распределение металлов в составе взвешенных частиц

Содержание, гранулометрический и химический состав взвешенных частиц в водах напорного и трещинно-жильного горизонтов представлен в таблице 7.5. Пробы воды для анализа взвесей были отобраны из самоизливающихся скважин № 46 и 119. Для гранулометрического состава взвесей как в напорном, так и в трещинно-жильном горизонтах характерно преобладание тонкодисперсной фракции частиц размером 0,45-1,0 мкм. Они составляют более 90 % от общего количества взвесей. Подобная закономерность и отличие от поверхностных вод, где преобладают крупнозернистые фракции взвешенного вещества,

Таблица 7.5. Гранулометрический и химический состав взвешенных частиц в подземных водах (октябрь 1998). Числитель - содержание элемента во фракции > 1 мкм; знаменатель - содержание элемента во фракции 0.45-1.0 мкм.

				Содержание металлов (мг/г)
место отбора	Валовое содержание	Фракция > 1 мкм	Фракция 0.45-1.0 мкм	Sr	Ni	Cr	Co	Cd	Pb	Cu	Zn	Fe	Mn	Al
скважина 46	0.35	0.02	0.33	5171	0	0	0	12	73	1883	100	221	216	93557
(напорный г-т)				52	163	11	6	0	0	55	280	3298	0	4068
скважина 119	0.27	0.02	0.25	2919	84	0	110	4	84	263	400	547	100	81354
(трещинно-жильный г-т)				275	21	99	13	0	0	31	300	930	235	3559

объясняется вышеупомянутыми факторами: 1) малыми скоростями движения потока подземных вод; 2) отсутствием резких изменений гидродинамических условий, способствующих взмучиванию частиц. Основная масса крупнозернистых частиц в этих условиях осаждается на водовмещающих породах. Во взвешенном состоянии остаются главным образом частицы коллоидного размера, в большей степени подверженные межмолекулярному взаимодействию.

Химический состав взвешенных частиц в подземных водах близок к составу взвесей поверхностных вод на незагрязненных территориях. Для удобства сравнения распределения металлов между взвешенной и растворенной формой в таблице 7.6 представлена процентная доля взвешенной формы металлов, определенная исходя из результатов химического анализа взвешенных частиц. Процентная доля Al, Fe, Mn, Sr, Zn и Cu, определенная по результатам химического анализа взвешенных частиц, хорошо согласуется с распределением этих металлов на ионообменной колонке. Для Ni, Co, Cd, Pb, Cr характерно очень незначительное содержание во взвешенной фракции, составляющее для Ni, Cd, Pb менее 3,5 %, для Со 11 % и 25 % для Сr.

Таблица 7.6. Процентное содержание взвешенной формы металлов от валовой концентрации в подземных водах фоновых участков территории.

Место отбора	Процентное содержание взвешенной формы металлов
	Sr	Ni	Cr	Co	Cd	Pb	Cu	Zn	Fe	Mn	Al
cкважина 46 (напорный горизонт)	0.6	13.5	3.5	3.8	0.5	2.9	56	94.4	15.6	2.2	2.8
скважина 119 (трещинно-жильный горизонт)	0.5	1.2	24.7	10.7	0.2	3.4	13	10.4	9	30.4	11.9

Таким образом, результаты гидрохимического опробования подземных вод на территории исследования показывают, что для них характерны локальные участки с повышенными концентрациями загрязняющих веществ.

Для вод грунтового водоносного горизонта, в максимальной степени подверженного загрязнению, поступающему от поверхностных источников, повышенные концентрации макро-компонентов химического состава вод, а также NO₃^-, F, Al, Fe, Mn, Sr, Zn и других приоритетных загрязняющих веществ наблюдаются в непосредственной близости от площадок горно-технических работ. В нескольких скважинах вблизи пос. Кукисвумчорр значения рН вод и концентрация Al превышают ПДК ГОСТа 2874-82 "Вода Питьевая". Зоны с повышенными концентрациями этих элементов не имеют большого распространения по площади.

Для залегающего ниже напорного водоносного горизонта высокие концентрации Al и рН (превышающие ПДК) и повышенные концентрации других загрязняющих веществ наблюдаются на участках водозаборов "Центральный" и "Ключевой". Участки загрязненных вод этого горизонта занимают значительно большие площади по сравнению с загрязненными водами грунтового горизонта. Последнее позволяет предполагать, что повышенные концентрации загрязняющих веществ в водах напорного горизонта обусловлены поступлением глубинных минерализованных вод вследствие техногенного нарушения естественных гидродинамических условий.

Трещинные и трещинно-жильные воды кристаллических пород территории характеризуются значительными колебаниями концентраций элементов на фоновых участках. Зоны с высокими концентрациями макро- и микрокомпонентов химического состава вод (превышающие ПДК по ряду элементов) приурочены к естественным тектоническим разломам коренных пород, по которым происходит подтягивание глубинных вод с высокой минерализацией.

Результаты исследования распределения Al, Fe, Mn, Sr, Zn и Cu по формам миграции на условно фоновых участках напорного и трещинно-жильного горизонта показывает, что доминирующими миграционными формами являются ионная и нелабильная. Процентная доля взвешенной формы миграции металлов для исследованных вод составляет менее 15 %, за исключением Fe, где содержание металлов во взвесях достигает 40 %.