Научная конференция ЛОМОНОСОВСКИЕ ЧТЕНИЯ
Апрель 2003 года, Секция ГЕОЛОГИЯ,
Подсекция: Актуальные проблемы инженерно-геологических, гидрогеологических и геоэкологических исследований и возможности их решения современными геофизическими методами.

Изменения макрокомпонентного состава подземных вод как индикатор их нефтяного загрязнения

В.Л.Воронин, И.К.Невечеря

Техногенное загрязнение подземных вод часто приводит к изменению содержания в них не только тех компонентов, которые привносятся вместе с загрязнением, но и тех, которые присутствуют в подземных водах в естественных условиях и вступают во взаимодействие с контаминантами. При этом, изменения в содержании естественных компонентов являются косвенным признаком наличия загрязнения в тех случаях, когда определить наличие контаминанта в подземных водах непосредственно, не представляется возможным.

При анализе распространения нефтяного загрязнения подземных вод, существенное значение имеет представление об истории его формирования. Однако на большинстве объектов информация о загрязнении подземных вод доступна только по наблюдениям последних лет, в то время как загрязнение там формировалось десятилетиями. В этих условиях об истории формирования загрязнения можно судить исключительно по косвенным признакам, одним из которых является изменения в макрокомпонентном составе подземных вод.

Данные о макрокомпонентном составе подземных вод часто легко доступны на многих объектах нефтяного загрязнения. Так, на нефтеперерабатывающих заводах, являющихся, в большинстве случаев, объектами наиболее интенсивного загрязнения, в большом количестве проводились инженерно-геологические изыскания, обязательные при реконструкции производства и включающие химический анализ подземных вод.

В докладе рассматривается метаморфизация макрокомпонентного состава грунтовых вод под влиянием слоя нефти и нефтепродуктов на поверхности потока. Метаморфизация состава воды обусловлена процессами десульфатизации и денитрификации в анаэробной обстановке. Наблюдаемая на практике скорость этих процессов при техногенном источнике загрязнения высока. Отмеченная техногенная метаморфизация состава воды может служить признаком наличия слоя свободных нефтепродуктов на поверхности грунтовых вод.

Исследовались данные наблюдений за химическим составом подземных вод на территории МНПЗ. Использованы результаты химических анализов проб воды, отобранных из скважин, пробуренных на территории завода в 1969-70 и 1993 г.г. При бурении в 1969 г. был выявлен поток свободных нефтепродуктов, протягивающийся по всей территории завода от площадок хранения нефти и сливной железнодорожной эстакады до области разгрузки потока грунтовых вод в буферный пруд и далее в береговом обрыве р. Москвы. При бурении скважин в 1993 г. нефть на поверхности потока была обнаружена по всей территории завода.

Анализ макрокомпонентного состава подземных вод показал, что в период 1969 - 70 гг. на территории завода существовали две зоны с различными по составу водами. Первая зона располагалась, главным образом, в западной части территории за пределами потока нефтепродуктов, вторая - под слоем нефтепродуктов. Вода в первой зоне содержала три аниона - хлор, сульфаты и гидрокарбонаты, причем их количества в воде были соизмеримы. В воде второй зоны сульфаты практически отсутствовали, а содержание гидрокарбонатов достигало 70 - 80 экв.-%, а в отдельных случаях и 100 экв.-%. В пробах 1993 г. практически по всей территории завода вода содержала только два аниона, сульфаты отсутствовали полностью (за исключением 4-х скважин). Состав остальных компонентов химического анализа воды с границами линзы нефтепродуктов не связан.

Для количественной оценки степени метаморфизации состава подземных вод использовался коэффициент десульфатизации - отношение концентрации (мг-экв./л) сульфатов и гидрокарбонатов. Коэффициент десульфатизации воды за пределами линзы нефти составляет от 0,2 до 0,9, а под линзой уменьшается до сотых долей или равен нулю. Зона со значением коэффициента десульфатизации менее 0,1 близко совпадает с границей свободных нефтепродуктов на поверхности потока грунтовых вод. Использование для графического представления коэффициента десульфатизации позволило выделить зону со значением коэффициента менее 0,1, которая близко совпадает с границей потока свободных нефтепродуктов.

Таким образом, использование ретроспективных данных о макрокомпонентном составе подземных вод на территории нефтеперерабатывающих заводов позволяет восстановить историю формирования потоков свободных нефтепродуктов на поверхности грунтовых вод, что необходимо для разработки стратегии их ликвидации и реабилитации подземных вод.