Водные техногенные объекты, используемые в бальнеологических целях (на примере Волго-Уральской антеклизы и Прикаспийской впадины)

В 60-80-х гг. XX столетия при нефтеразведочных работах было пробурено большое количество скважин, часть которых не была ликвидирована. Некоторые из них изливают воду до настоящего времени, которая используется населением в целях оздоровления. При разработке горных объектов открытым и подземным способом в двадцатом столетии образовано множество техногенных озер, например, рапные озера на Соль-Илецком куполе (Мязина, 2008; 2013а; 2014). Благоприятные условия для формирования сульфидов в подземных водах обеспечило наличие пермских гипсово-ангидритовых толщ в сочетании с нефтегазоносностью. Такие условия сформировались на территории Прикаспийской мегавпадины и в прибор-

товой зоне сочленения с Волго-Уральской антеклизой, вдоль юго-восточного склона Воронежской антеклизы в пределах Приволжской моноклинали, Доно-Медведиц-ких дислокаций, в зоне распространения пластового и купольного залегания солей. Здесь сосредоточено основное количество скважин с сероводородной водой (Мязи-на, 2006; 2013б; 2015).

О целебных свойствах сероводородного родника (озера) Голубой источник, который расположен в десяти километрах от села Пономаревка Оренбургской области (рис.1), упоминается с середины 80-х гг. Природа родника техногенная.

Рис. 1. Обзорная карта техногенного родника Голубой источник

Родник выработал конусообразную впадину глубиной 7 м, площадь зеркала озера 100 м2 (рис. 2, 3). Выход скважины находится на дне озера. Дебит составлял 0,45 л/с.

Материалы и методы

Для изучения минерализованных подземных вод были использованы следующие методы.

• 1.    Анализ фондовых и литературных источников, химические анализы.

• 2.    Для определения химического состава подземных вод был проведен полный химический анализ проб воды ФБУН «Екатеринбургский медицинский – научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» Роспотребнадзора.

• 3.    Систематизация и типизация подземных вод по химическому составу про-

  ведены на базе классификации Иванова-Невраева. Поиск аналогов минеральных вод сводился к последовательному определению подгруппы (по газовому составу), класса (по анионному составу), подкласса (по катионному составу) и гидро-геохимического типа (по совокупности гидрогеохимических показателей). При определении последнего учитывались минерализация воды, ее температура, рН и концентрация специфических компонентов. Для выявления гидрогеохимических типов минеральных вод были использованы ГОСТ Р 54316-2011 Воды минеральные природные питьевые (2011).

• 4.    Для характеристики химического состава подземных вод в работе используется формула Курлова.

Экспериментальная часть

Техногенный родник Голубой источник образовался в результате бурения нефтеразведочной скважины. С глубины 100 м из казанского карбонатно-терригенного водоносного комплекса (P 2 kz) была выведена вода с минерализацией 3,5-4 г/дм³. Скважина не была затампони-рована, вода из неё поднималась самоиз-ливом и образовала озеро Голубой источник. Вода в нём имеет запах сероводорода. На дне формируются залежи сероводородной грязи.

Химический состав воды представлен в табл. 1 и формулой Курлова

Cl - 49 SO, 44 HCO. 7

M 3.8           ^{4       3}

( K + Na )45Ca 42 Mg13

рН 7,2 Т 8,5

По химическому составу вода Голубого источника сульфатно-хлоридная кальцие-во-натриевая с минерализацией 3,8 г. Вода содержит биологически активные вещества (сероводород 0,63 мг/дм3), не соответствует ГОСТ Р 54316-2011, относится к XXI группе сульфатно-хлоридных кальциево-натриевых минеральных питьевых лечебно-столовых вод. Близким аналогом является Ергенинская минеральная лечебно-столовая вода. Местонахождение источника – бортовая зона Приволжской моноклинали c Прикаспийской впадиной.

Температура воды в источнике 4-5 °С. Вода по газовому составу азотная.

Рис. 2. Воронка в скважине, сформировавшая родник Голубой источник

Рис. 3. Озеро, сформированное родником Голубой источник

Наличие кремнезема (43±8,68 мг/дм3) соответствует концентрациям, близким установленным бальнеологически значимым нормам. Вода содержит органическое вещество (Сорг) – 1 мг/дм3, не соответствует терапевтически активной концентрации в водоеме. Вода источника очень жесткая, общая жесткость – 33 мг-экв./л.

В Иловлинском районе Волгоградской области известно несколько техногенных источников-скважин сероводородных и бромных вод. Cульфатно-хлоридные натриевые и кальциево-натриевые воды вскрыты на Нижне-Иловлинской площади Приволжской моноклинали. Они имеют ограниченное распространение и получены из казанских отложений с глубины 500-789 м. Скважина у хут. Желтухина самоизливает воду более 50 лет. С глубины 530-550 м из казанских известняков (P2kz) выведена сульфидная вода. Эта вода часто содержит сероводород и относится к сульфидным с содержанием H2S от 10 мг/дм3. Химический состав воды из скважины у хут. Желтухина представлен формулой Курлова

H 2 S0,022М6,3 ^{Сl 63 SO4 32 HCO3 5} рН7,2 Т20 (Na+K) 64 Ca 21 Mg 15

По условиям формирования сульфатно-хлоридные воды являются типичными водами выщелачивания загипсованных и соленосных отложений, но приурочены к менее промытым горизонтам. Сульфаты составляют 1,6-4,3 г/дм³ (20-46 % экв), а гидрокарбонаты накапливаются до 1 г/дм³. В катионном составе преобладает натрий, составляющий 64-75 % экв. Сульфатно-хлоридные воды характеризуются невысоким содержанием сульфидов (до 30 мг/дм³), что, вероятно, обусловлено обедненностью пород органическим веществом. Основными компонентами состава растворенного газа являются N 2 , СО 2 , H 2 S. Газонасыщенность вод невысокая (до 150 см³/л) при рН 7,4-7,9 и температуре до 20-22°С. По генезису воды инфильтрационные, залегают на глубине до 500-1000 м. Отношение rNa/rCl=0,93-1,35.

Скважина № 6 – Качалинская – расположена на 52-м км шоссе Волгоград – Москва, в 10 км на северо-восток от санатория «Качалинский». Скважина вывела самоизливом воду с интервала 687-720 м из ветлужских отложений нижнего триаса (Т 1 vt). Впервые она была обследована гидрогеологами института ВолгоградНИПИ-нефть в апреле 1962 г. и внесена в каталог минеральных вод, вскрытых скважинами объединения Нижневолжскнефть. Дебит скважины 36 м³/ч (10 л/с), вода хлоридная, натриевая, с минерализацией 3,5 г/дм³ и содержанием сероводорода 3,4 мг/дм³, брома 8,5 мг/дм³. Температура воды на устье составляет +24^оС. Вода стекает в овражно-балочную систему. Химический состав воды:

N 2 H 2 S0,01M3,8 Cl - ⁸⁴ HCO 3 ¹⁶ pH 8,2.

(Na+K) 84 Mg 13 Ca 3

Согласно ГОСТ Р 54316-2011, вода скважины относится к группе хлоридных натриевых минеральных вод миргородского типа. Терапевтически активные микроэлементы (сероводород, бром) содержатся в количествах, которые меньше норм или близки к ним, согласно ГОСТ Р 54316-2011 (для сероводорода минимальная норма 10 мг/дм3, для брома – 25 мг/дм3).

В России минеральные воды такого состава нашли широкое применение (табл. 2).

Таблица 1 . Сводная таблица химического состава воды техногенных источников

Источник, местоположение	Минерализация, г/дм3	C	SO4 2-	HCO 3 -	Na+K	Ca 2+	Mg2+		pH/ Т°С	Биологически активные компоненты
		мг/л мг-экв./л мг-экв. %								сероводород, мг/дм3 H 2 S	метакремни-евая кислота, мг/дм3 H 2 SiO 3
Родник Голубой источник, Оренбургская обл., Пономаревский рн, 8 км от села Пономаревка	3,85	1,05	1,28	0,27	0,63	0,51		0,09	6,96 4-5°	0,68±0,14	43,09±8,68
		29,6	26,6 7	4,56	27,53	25,70		7,60
		49	44	7	45	42		13
Скв. б/н в 5 км на С от х. Желтухин; Иловлинский р-н, Волгоградская обл.	6,3	2257	1607	329	1488	427		192	7,0 20	22	нет
		62	33	5	63	21		16
		63	32	5	64	21		15

Таблица 2 . Сопоставление составов сульфатно-хлоридных вод (I) и используемых отечественных и зарубежных (II)

I	II
Голубой источник, Пономаревский р-н, Оренбургская обл. P 2 kz (100 м): M 3.8 Cl - 49 SO 4 44 HCO 37 pH 7,2 Т 4 _ 5 ( K + Na )45 Ca 42 Mg 13	Ергенинский источник (завод розлива) N 2 er (45-52 м): 5.4 Cl 47 SO 4 46 HCO 3 7 рН 7.2 Na 58 Ca 23 Mg 19
Техногенный источник-скважина у хут. Желтухина, из казанских известняков, P 2 kz (530-550 м): Сl 63 SO 32 HCO 5 H 2 S 0,022 М6,3           4        3    рН7,2 Т20 (Na+K) 64 Ca 21 Mg 15	Ергенинский источник (завод розлива) N 2 er (45-52 м): Cl 47 SO 46 HCO 7 5.4        4       3 рН 7.2 Na 58 Ca 23 Mg 19
Техногенный источник-скважина № 6 (Качалинская), Т 1 vt (687-720 м): Cl ~ 84 HCO, 16 N 2 H 2 S 0,01 М 3,8                3      рН 8,2 (Na+K) 84 Mg 13 Ca 3	Миргород (Полтавская область, Украина, курорт, завод розлива) (714м): 3 0 Cl 80 HCO 312 SO 48 , ( Na + K)95Ca 3 Mg 2

Выводы

Родник Голубой источник относится к минеральной питьевой лечебно-столовой воде, отнесенной к XXI группе сульфат-но-хлоридных кальциево-натриевых вод. Вода техногенного родника-озера Голу- бой источник содержит биологически активные компоненты, за счет этого бальнеологический эффект усиливается. Донные минеральные отложения озера (илы) используются населением как лечебные грязи. На юге Волго-Уральской и Прикаспийской впадин минеральные сероводо- родные и йодо-бромные воды используются населением для оздоровительных купаний. Гидроминеральные ресурсы скважин, озер-источников являются продуктом многоцелевого назначения и могут комплексно использоваться в народном хозяйстве и оздоровлении населения.

Техногенные источники-скважины изливают воду более 60 лет. Экологические последствия самоизлива не изучались, неизвестно его воздействие на окружающую среду и на сам водоносный горизонт.