СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.............................................................. 4
ГЛАВА 1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ТЕРРИТОРИИ.................... 9
1.1. Геологическое строение.......................................... 9
1.2. Климат........................................................... 16
1.3. Рельеф........................................................... 18
1.4. Гидрогеологические условия....................................... 19
1.5. Гидрография...................................................... 26
1.6. Характеристика горнодобывающих предприятий ОАО “Апатит”.......... 29
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.............................. 31
ГЛАВА 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ПОТОКОВ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ХИБИНСКИХ АПАТИТО-НЕФЕЛИНОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ......................................................... 46
3.1. Потоки элементов в составе карьерных и рудничных вод............. 46
3.2. Аэротехногенные потоки........................................... 52
3.3. Вынос элементов от массивов отвальных пород подземным и поверхностным стоком................................................................ 62
ГЛАВА 4. МИГРАЦИЯ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ОТ УЧАСТКОВ ГОРНЫХ
РАЗРАБОТОК В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДАХ...................................... 69
4.1. Основные факторы, определяющие миграцию химических элементов в поверхностных водах................................................... 69
4.2. Формирование основного химического состава поверхностных вод....... 75
4.3. Формы миграции металлов в водной среде............................. 84
4.4. Распределение металлов в составе взвешенных частиц................. 94
ГЛАВА 5. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МЕТАЛЛОВ В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ ТЕРРИТОРИИ............................................................... 103
5.1. Валовое содержание.................................................. 115
5.2. Биодоступные формы.................................................. 119
5.3. Вертикальное распределение металлов в колонке донных отложений...... 121
ГЛАВА 6. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЗАГРЯЗНЯЮЩИХ ВЕЩЕСТВ В ПОДЗЕМНЫХ ВОДАХ ТЕРРИТОРИИ............................................... 125
6.1. Формирование основного химического состава.......................... 126
6.2. Формы миграции металлов в водной среде.............................. 138
6.3. Распределение металлов в составе взвешенных частиц.................. 140
ГЛАВА 7. ФАКТОРЫ И МЕХАНИЗМЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ СНИЖЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЭЛЕМЕНТОВ В ЗАГРЯЗНЕННОМ ВОДНОМ ПОТОКЕ...................... 145
7.1. Снижение концентраций загрязняющих веществ в поверхностном водном потоке.. 148
7.2. Снижение концентраций элементов в загрязненном потоке подземных вод:
влияние процессов адсорбции на водовмещающих породах.................... 153
ЗАКЛЮЧЕНИЕ............................................................... 176
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ....................................................... 185
ПРИЛОЖЕНИЕ............................................................... 204
центральных частей массива к периферии к общим базисам эрозии Хибинского массива -озерам Умбозеро и Имандра. Мощность подзоны зависит от глубины распространения открытых трещин, а также мощности четвертичных отложений, и колеблется от 15 - 25 м до 160-250 м.
Нижняя поззона или зона замедленного движения подземных вод располагается ниже базиса дренирования местной гидр01рафической сети, т. е. ниже абсолютных отметок 130 -150 м. Эта подзона включает трещино-жильные напорные воды кристаллических пород, приуроченные к региональным и локальным тектоническим нарушениям и характеризующиеся сложной нисходящс-восходящей циркуляцией. Не имея выдержанных по площади водонепроницаемых пород в своей кровле, воды нижней подзоны местами сливаются с водами вышележащих подзон, образуя единый гидравлический водоносный горизонт. Это характерно для водоразделов, склоновых частей и верховьев речных долин.
По условиям питания площадь района работ, равно как и всю площадь Хибинского массива, можно разделить на три части (Максимова, 1999):
а) области горно-вершинного яруса рельефа, являющиеся пограничными для района работ и характеризующиеся благоприятными условиями питания трещинных и трещиножильных вод за счет инфильтрации и конденсации вод атмосферных осадков (области основного питания подземных вод кристаллических пород);
б) области подчиненного питания трещинных и трещино-жильных вод, приуроченных к крутым, зачастую обрывистым склонам горносклонового яруса рельефа, где атмосферные осадки, не успевая просачиваться в трещины, быстро стекают в долины в виде поверхностного стока;
в) области интенсивного питания вод четвертичных отложений долин и приозерных низменностей за счет атмосферных осадков, выпадающих непосредственно на площади
21
развития четвертичных отложений, поверхностного стока со склонов гор и подтока трещинных вод со стороны бортов и ложа кристаллических пород.
Эти участки одновременно являются областями разгрузки подземных вод кристаллических пород и четвертичных отложений. Разгрузка подземных вод кристаллических пород со всей площади водосбора исследуемой территории происходит в естественные котловины озер Большой Вудъявр и Умбозеро.
Залегание уровня подземных вод в пределах района различно. В верховьях долин рек и ручьев подземные воды четвертичных отложений и кристаллических пород имеют общее зеркато и залегают на глубине 2 - 10 м от поверхности. По мере приближения к приозерным низменностям, в связи с появлением в разрезе водоупорных слоев, воды четвертичных отложений и кристаллических пород приобретают напор, безнапорными остаются только воды грунтового водоносного горизонта. Разница в уровнях для грунтового и напорного водоносных горизонтов составляет 10 - 15 м (Полторанченко, 1986; Максимова, 1999).
Режим всех типов вод кристаллических пород и четвертичных отложений зависит от климатических факторов и тесно связан с колебаниями температуры и изменениями вида осадков.
В пределах рассматриваемого района работ выделяются по генезису (возрасту) пород подземные воды следующих горизонтов (Иванова, 1975; Полторанченко, 1986; Максимова, 1999):
А. Воды четвертичных отложений.
- Водоносный современный болотный горизонт - ЬС^у.
Водоносный современно-верхнечетвертичный ледниковый горизонт - gQni.iV*
- Водоносный верхнечетвертичный осташковский водно-ледниковый горизонт -
22
- Київ+380960830922