Автореферат РУДЧЕНКО Екатерины Влияние антропогенного фактора на региональную гидрогеохимическую зональность природных вод Донецкой области
Официальный сайт ДонНТУ Портал магистров ДонНТУ українська русский english
Мое фото

РУДЧЕНКО Екатерина Александровна

АВТОРЕФЕРАТ МАГИСТЕРСКОЙ ДИССЕРТАЦИИ

"Влияние антропогенного фактора на региональную гидрогеохимическую зональность природных вод Донецкой области"

Руководитель: ВЫБОРОВ Сергей Герасимович, кандидат геолого-минералогических наук, доцент

Актуальность
Состояние изученности проблемы
Цель и задачи исследования
Фактический материал
Научная новизна
Практическое значение полученных результатов
Публикации результатов исследований
Cодержание
Использованные материалы



Актуальность

Среди важных заданий исследований в современной гидрологии и гидрохимии стоит задача расширить представления о влиянии различных видов хозяйственной деятельности человека на состояние природных вод с целью разработки методов управления их качеством. Хотя гидрохимия относится к наукам, стремительно развивающимся, на данном этапе остро ощущается недостаток методических разработок и справочно-информационных материалов для природоохранных и водохозяйственных организаций, подразделений Гидрометслужбы, иных ведомств нашей страны, особенно по вопросам охраны и рационального использования водных ресурсов.

В этом состоит значимость настоящей работы для Донецкого региона - одного из наиболее экологически напряженных в Украине. Множество водоемких, экологически опасных предприятий, значительная урбанизированность территории и высокая плотность населения наряду с крайне ограниченными водными ресурсами и устаревшей природоохранной инфраструктурой придают особенную остроту водоохранной проблеме в Донецкой области.


Состояние изученности проблемы

В последние годы значительное развитие в нашей стране и зарубежом получили исследования гидрохимического режима водных ресурсов, поскольку химический состав природных вод необходимо учитывать и в водоснабжении (питьевом, техническом, сельскохозяйственном), и в строительстве, особенно гидротехнических сооружений, и поиске, разведке, добыче полезных ископаемых, и в производстве различных видов промышленной продукции и многих других случаях.

В США над проблемой антропогенного изменения вод трудится ряд крупных организаций и известных ученых. Например, U.S. Geological Survey (Геологическая служба США) - Thomas C. Winter, Judson W. Harvey, O. Lehn Franke, William M. Alley [1]; Environmental Protection Agency (Агентство по охране окружающей среды), Department of Geography (Департамент георграфии) - Lauren Gordon, Morgan Edwards, Kyle Chandler;, Watershed Science Institute, University of Vermont (Институт по исследованию речных бассейнов Вермонтского университета) - Jane C. Thapa; New York State Department of Health, Bureau of Water Supply Protection (Нью-Йоркский Государственный департамент по охране здоровья, Бюро по охране водных ресурсов) - Marc Deslauriers; Great Lakes Environmental Research Laboratory, University of Michigan (Исследовательская лаборатория Великих озер при университете Мичигана) - Doug Alley, Kay Austin, Doug Bondy, Lisa Bourget [2], и даже NASA - National Aeronautics and Space Administration.

В странах Западной Европы также весьма обеспокоены состоянием природных вод. Здесь, по моему мнению, стоит особо выделить следующих ученых Matthias Eiswirth (кафедра прикладной геологии, университета Карлсруе, Германия) [3], G. Strauch, C. Schmidt, M. Bayer-Raich (UFZ-центр исследований окружающей среды в Лейпциге) [4], T. Schiedek, M. Beier, G. Ebhardt ("Applied Geosciences", Дармштадт, Германия) [5], Vassilis Z. Antonopoulos, Dimitris M. Papamichail (университет Аристотеля в Салониках, Греция) [6], P. LA BARBERA, L. LANZA, F. SICCARDI (Женевский университет, Италия), G. Iaffaldano1, S. Martino (университет "La Sapienza", Италия) [7], U. MANDER (университет Тарту, Эстония) [8].

В Московском государственном университете имени М. В. Ломоносова существует школа выдающегося специалиста в области гидрогеохимии - профессора К.Е. Питьевой [9], исследующая в том числе и гидрогеохимические процессы техногенеза. В Томском политехническом университете действует школа профессоров С.Л. Шварцева и Н.М. Рассказова. Также значительный научный интерес представляют публикации М.В. Персиянов (Южно-Российский государственный технический университет, г. Новочеркасск, РФ) [10], М.П. Андреевой (Томский филиал Института нефтегазовой геологии и геофизики СО РАН, г. Томск, РФ) [11].

Современные представления о геохимии природных вод Донбасса связаны с именами А. Е. Бабинца, А. В. Щербакова, А. В. Суярко, В. Г. Суярко, И. П. Солякова, О.А. Шевченко и других исследователей. Несмотря на то, что гидрохимия Донбасса изучена достаточно хорошо, некоторые вопросы, в частности - связанные с антропогенным влиянием на формирование состава природных вод, остаются практически неизученными.


Цель и задачи исследования

Цель работы состоит, прежде всего, в оценке и разграничении природного и техногенного воздействия на формирование гидрохимического режима бассейна реки Кальмиус и оценке возможностей прогнозирования изменений в пространственно-временных координатах, оптимизации водохозяйственной ситуации, а также в разработке методических рекомендаций, направленных на повышение эффективности эколого-гидрохимических исследований в Донецком регионе.

В связи с этим для реализации цели автором намечены к решению следующие задачи:

  1. Обоснование теоретических начал исследований гидрохимического режима природных вод территории бассейна реки Кальмиус, районе Углегорского водохранилища;
  2. Обощение существующих принципов и подходов в современной гидрологии и гидрохимии, выбор наиболее эффективных методик для Донецкого региона;
  3. Поик закономерностей пространственного распределения природных вод определенного химического состава в бассейне Кальмиуса, районе Углегорского водохранилища
  4. Установление региональной и локальной гидрохимической зональности природных вод;
  5. Определение приоритетных факторов поступления и направлений миграции природных и техногенных загрязняющих веществ;
  6. Разработка рекомендаций по оптимизации водохозяйственной ситуации, сложившейся в Донецкой области.

Фактический материал

В основу работы положены результаты многолетних исследований химического состава поверхностных и подземных вод Донецкой области, которые проводились с 2002 года. Использовано более 510 химических анализа проб воды.


Научная новизна

В региональном аспекте впервые систематизированы и обобщены данные о гидрохимическом режиме подземных и поверхностных вод Донецкого региона с учетом воздействия антропогенного фактора. Расширены теоретические начала изучания гидрохимии природных вод и моделирования их состояния в условиях интенсивного техногенеза.

На примере района бассейна реки Кальмиус и района Углегорского водохранилища проиллюстрирована региональная гидрохимическая зональность природных вод (поверхностных и подземных):

  • региональная, обусловленная в основном природными факторами;
  • и локальная, сформированная под воздействием антропогенного фактора.

Исследовано содержание главных ионов та основных загрязняющих веществ в пределах установленых зон.

В методическом аспекте - предложена усовершенствованная методика комплексного анализа природных и антропогенных факторов, влияющих на формирование гидрохимического режима природных вод Донецкой области.


Практическое значение полученных результатов

Возможно использование полученных результатов в научно-исследовательских и проектынх учреждениях:

  • при планировании и разработке водоохранных мероприятий в бассейне реки Кальмиус и других районах Донецкой области;
  • для оценки влияния различных факторов на формирование гидрохимического режима водотоков и подземных вод;
  • при проектировании водоохранных мероприятий и создании сети гидроэклогического мониторинга.

Публикации результатов исследований

По материалам исследований опубликованы 2 статьи в сборниках научных трудов, а также тезисы доклада на научной конференции.


Содержание

В первом разделе приведена общая характеристика факторов влияния на состав поверхностных и подземных вод, как природных, так и антропогенных. Особое внимание уделено системам антропогенного влияния, региональным и локальным источникам загрязнения водной среды.

Второй раздел работы посвящен природным факторам влияния на состав вод Донецкой области, а именно:

  • климату;
  • геологическому строению;
  • рельефу местности;
  • почвам: органическому веществу и микробиологическим свойствам;
  • растительному и животному миру.
Приведена характеристика основных ландшафтов (биогеоценозов) Донецкой области.

В третьем разделе как ведущие в Донецком регионе антропогенные факторы, формирующие состав природных вод, рассмотрены выбросы промышленных предприятий, селитебные территории, разработка месторождений полезных ископаемых, накопители отходов.

источники загрязнения природных вод

В разделе четвертом изложена методика изучения гидрохимической зональности вод Донецкой области: описана сеть опробования и методика отбора проб, приведена методика химико-аналитических исследований, а также методика математической обработки данных.

Положение о сформированной гидрохимической зональности природных вод Донецкой области природными факторами совместно с антропогенными защищается в разделе пятом. Прежде устанавливается фоновый состав поверхностных вод и наложенное на него антропогенное влияние. Затем проводится аналогичная оценка качества подземных вод региона. Сопоставление полученных результатов позволяет утверждать наличие не только связи и взаимодействия подземных и поверхностных вод, но и существование региональной и локальной гидрогеохимической зональности вод.

Региональная гидрохимическая зональность проиллюстрирована на примере бассейна реки Кальмиус, а также районом Углегорского водохранилища. Локальная же гидрохимическая зональность установлена в зоне влияния локальных источников загрязнения водной среды: полигонов ТБО, золоотвалов, промплощадок предприятий. Помимо этого определена позиция локальных источников загрязнения в региональной антропогенной зональности, установлены очаги антропогенного замещения и окна природных вод.

В шестом разделе дана оценка степени замещения природных вод антропогенными в Донецком регионе, поднята проблема необратимости процессов замещения гидросферы, снижения антропогенного влияния и восстановления первичных вод.

В настоящее время исследования не завершены. Окончательно магистерская работа будет оформлена в декабре 2008 года.


Использованные материалы

1. U.S. Geological Survey Circular 1139. "Ground Water and Surface Water A Single Resource" by Thomas C. Winter, Judson W. Harvey, O. Lehn Franke, William M. Alley. Denver, Colorado - 1998. - 237 p.

2. Doug Alley, Kay Austin, Doug Bondy, Lisa Bourget. Twelfth Biennial Report on Great Lakes Water Quality. Michigan - 2005. - 84 p.

3. Matthias Eiswirth. "The Role of Urban Infrastructure on Ground Water Contamination – the EU AISUWRS Project". - 10 p.

4. G. Strauch, C. Schmidt, M. Bayer-Raich. "INDICATING ANTHROPOGENIC EFFECTS ON URBAN WATER SYSTEM - INDICATORS AND EXTENSION". - 3 p. Читать перевод.

5. T. Schiedek, M. Beier, G. Ebhardt. "Monitoring urban impact on groundwater quality - statistical analyses in Darmstadt, Germany". - 2 p.

6. Vassilis Z. Antonopoulos, Dimitris M. Papamichail. "Statistical and trend analysis of water quality and quantity data for the Strymon River in Greece". - 14 p.

7. P. LA BARBERA, L. LANZA, F. SICCARDI. "Experimental and theoretical memory diffusion of water in sand". - 8 p.

8. U. MANDER. Variation in groundwater quality in South Estonian rural areas. - 14 p.

9. Питьева К.Е. «Гидрогеохимические аспекты охраны геологической среды». М.: - 1998. - 264 с.

10. М.В. Персиянов. Классификационный анализ в изучении химического состава шахтных вод. - 3 с.

11. М.П. Андреевой. Современное состояние подземных вод зоны активного водообмена Кузбасса. - 3 с.

Copyright © 2008 Рудченко Е.А.

Дата последнего обновления:

Щелкните, чтобы увидеть большое фото (JAVA-script)
Биография
Реферат
Библиотека
Ссылки
Отчет о поиске
Индивид.задание
 
Copyright © 2008 ДонНТУ, Рудченко Е.А. Designed for Портал магистров ДонНТУ