Ионный состав частных источников в восточной части Минусинска

Вода является главной составной частью всех живых существ. Она необходима для жизнедеятельности человека. Воду активно используют в бытовых и технических целях и при производстве продуктов питания. Сейчас практически не найти той сферы жизни человека, где не используется вода. Тем более важно для нас состояние водных источников активно используемых повсеместно. Качественный (ионный) состав воды один из важнейших показателей природных вод. Он указывает на наличие в составе растворенных микроэлементов и позволяет определить происхождение данных природных вод. Кроме того, повышенное значение некоторых растворенных элементов может привести к пагубным последствиям для человека. По этим причинам первичная качественная оценка, позволяющая определить ионный состав артезианских источников, очень важна.

Рассмотрим качественный состав грунтовых вод на примере источников города Минусинска. Минусинск – административный центр Минусинского района и городского округа. По данным Росстата на 1 января 2016 в городе проживает 68 309 человек [1]. В соответствии со строительными нормами по численности населения он относится к средним городам [2].

Пробоотбор был произведен по адресам ул. Колеватова 26 (глубина 21 метр), ул. Колеватова 28 (глубина 21 метр), ул. Красных Партизан 223 (глубина 4 метра). Пробы взяты с помощью насосных станций «Aqua technica LEADER 80-24». Вода из источников используется для хозяйственно - бытовых нужд. Отбор был произведен 15.11.2016 в 7:00. Пробы воды были отобраны в соответствии с ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб» [3]. Для более точных и достоверных результатов было выбрано два уровня глубины, это позволит сравнить ионный состав на малых и более глубоких уровнях залегания грунтовых вод.

При качественной оценке территорий в близи забора проб, были выделены несколько основных объектов (рис. 1). Красным отмечены зоны заболачивания, голубым - точки отбора проб, желтым - размещение автозаправочных станций. При рассмотрении карты можно увидеть некоторые особенности. Источники находятся в зоне частной застройки, на расстоянии 600 и 40 метров от заболоченной территории и сезонно подтопляемых весной и летом, в период повышения уровня грунтовых вод, имеется объездная трасса 300 метров и в 300 метрах располагается автозаправочная станция. При этом заболачиваемые и подтопляемые области занимают относительно большие площади.

Рисунок 1 - Карта-схема территории вблизи забора проб.

Анализа образцов был проведен в аналитической лаборатории ХГУ им. Н.Ф. Катанова. Для определения качественного состава образцов на различные ионы, наиболее распространенные в природных водах, были использованы качественные реакции [4]. Определялось наличие ионов калия (K+), магния (Mg2+), кальция (Ca2+), железа(Ш) (Fe3+), железа (II) (Fe2+), свинца (Pb2+), меди (Cu2+), хлора (Cl-), сульфаты (SO2-), карбонаты (CO2-), нитраты (NO-), фосфаты (PO3-). Из образцов глубины 21 метр была сделана усредненная проба для облегчения проведения анализа. Для более точной оценки содержания ионов меди (Cu2+), карбонаты (CO32-) использовалось два реагента с большей и меньшей чувствительностью.

В ходе исследования было обнаружено наличие ряда ионов. Была составлена таблица показывающая состав исследуемых образцов (рис.2)

Таблица 1 - Оценка наличия ионов в образцах.

(+) - наличие иона; (-) - отсутствие иона.

В результате качественного анализа в составе вод частных источников было выявлено наличие ионов Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^-, SO 2 ^-, HCO - , PO 3 ^-, кроме того, в пробе с глубины 4 метров обнаружен ион NO - . Наличие других ионов не было обнаружено. В основном загрязнение нитросоединениями возникает при разложении отходов сельского хозяйства и в результате естественных биологических процессов, например, на заболачиваемых и подтопляемых территориях. Так, наличие нитрат-ионов в наших образцах, предположительно, объясняется тем, что в более высокие водоносные горизонты попадают вещества разложения органических отходов, удобрений и биологических веществ с близлежащих водоемов. Однако, полученные результаты, не могут быть абсолютно достоверными , так как используемые реагенты имеют ограниченную чувствительность и концентрации ионов не входящие в пределы чувствительности реакции могут быть не определенны

• [4] . В зависимости от глубины изменялся ионный состав. При проведении опытов было замечено, что в образцах малой глубины аналитический сигнал был более явно выражен. Это свидетельствует о том, что в этих образцах количественно больше ионов чем в образцах с большей глубины. В основном загрязнение нитросоединениями возникает при разложении органических веществ. Так наличие нитрат ионов объясняется тем, что в более высокие слои земли попадают вещества разложения органических отходов и веществ, используемых в сельском хозяйстве. Можно предположить, что сельскохозяйственная деятельность на данной территории влияет только на верхние слои грунтовых вод, так как в образцах 21 метра не было обнаружено наличия нитрат ионов.

Основной химический состав грунтовых вод определяется содержанием наиболее распространенных трех анионов CO 2 ^—, SO 2- , Cl - и трех катионов Ca²⁺ , Mg²⁺, Net ⁺. Соотношение указанных шести элементов определяет основные свойства подземных вод - щелочность, соленость и жесткость [5]. Эти же ионы за исключением ионов натрия были обнаружены в составе исследуемых источников. Большинство из них просачиваются в грунт в следствии вымывания подземным стоком и инфильтрации атмосферных осадков.

Таким образом, в ходе исследования было выявлено наличие в составе вод частных источников ионов Ca²⁺, Mg²⁺, Cl^-, SO 2 ^-, HCO - , PO 3 ^- и NO - . Такой ионный состав типичен по составу для грунтовых вод. Также при увеличении глубины уменьшается концентрация обнаруженных ионов.