Хімічний склад ґрунтових вод

На території України виділено 47 однорідних гідрохімічних полів [1,2,5], у межах яких ґрунтові води мають певні особливості хімічного складу. Коротка характеристика ґрунтових вод у межах географічних зон і полів надана нижче за [2].

Зона мішаних лісів.

Всього виділено 9 однорідних гідрохімічних полів. Основною особливістю ґрунтових вод цієї зони є поширення гідрокарбонатно-кальцієво-магнієвого і гідрокарбонатного кальцієво-натрієвого типів, але зустрічаються гідрокарбонатно-хлоридні натрієво-калієві з підвищеним вмістом Na⁺. Води зони ультрапрісні та прісні (сума іонів S_і складає в середньому 189-507 мг/л), переважно помірно жорсткі. В окисних чи відновних умовах формуються слабокислі чи кислі води з незначним вмістом біогенних елементів (фосфору, калію), за винятком азоту, алюмінію, з підвищеною концентрацією . Води збагачені органічними сполуками гумусового типу і мінеральними колоїдами. За достатнім доступом кисню розвиваються процеси амоніфікації – білки розкладаються на амінокислоти, які потім перетворюються в аміак, що утворює з кислотами солі амонію. При інфільтрації поверхневих і ґрунтових вод аміак нагромаджується у ґрунтових водах у значних кількостях. Анаеробні умови призводять до підвищення вмісту нітритів (до 0,06 мг/л). Нітрати накопичуються у ґрунтових водах за рахунок інфільтрації забруднених вод, внаслідок господарської діяльності та забруднення навколишнього середовища азотними сполуками, особливо в районах населених пунктів і промислових підприємств.

Лісостепова зона.

Виділяють 12 гідрохімічних полів, у межах яких поширені такі типи вод: в основному гідрокарбонатні кальцієві (Волино-Подільський артезіанський басейн), з просуванням на схід - гідрокарбонатні кальцієво-магнієві (зона розміщення Українського кристалічного щита і значна площа Дніпровсько-Донецького артезіанського басейну), а також гідрокарбонатні змішанокатіонні (поля східної половини Дніпровсько-Донецького артезіанського басейну і поля в області Придніпровської рівнини) і гідрокарбонатні кальцієво-натрієві води, які поширені в межах Південної лісостепової області Подільської височини.

За мінералізацією грунтові води лісостепової зони прісні, сума іонів коливається незначно від 529 до 790 мг/л, за вмістом лужно-земельних металів води тверді.

Хімічний склад ґрунтових вод формується в умовах окиснення і нейтральної реакції води, середні значення рН становлять 7-7,8.

Концентрації вуглекислоти СО₂ у ґрунтових водах коливаються від 12 до 22 мг/л, при підвищенні значень до 110-140 мг/л (максимальних – 230-450 мг/л) у північно-східних районах Дніпровсько-Донецької западини.

Вміст гідрокарбонатних іонів коливається в значних межах – середні значення змінюються від 310 до 600 мг/л, що пов¢язано із станом карбонатно-кальцієвої системи. Найменші концентрації НСО₃ відмічені у водах Західно-Української провінції.

Вміст біогенних речовин у ґрунтових водах лісостепової зони такий: іони амонію () в середньому складають 0,2-0,4 мг/л (фонові значення до 2,8 мг/л), нітритів () – 0,01 мг/л (межа фонових значень досягає 0,6 мг/л), нітратів () – від 12-25 мг/л (максимальні значення у водах Західно-Української, Лівобережно-Дністровської і Середньоруської провінцій) до 10 мг/л (найменші значення у водах Дністровсько-Дніпровської провінції).

Найбільші концентрації нітратів (480 мг/л) визначаються у водах південно-західної частини межиріччя Сули, Псла, Ворскли, що зумовлено високим вмістом органічних речовин у чорноземах, доброю аерацією товщі ґрунтів і хімічною меліорацією ґрунтів.

Спостерігаються незначні концентрації заліза (і ) у грунтових водах, що пояснюється лужною реакцією і наявністю у воді кисню, відсутністю болотних масивів та ін. Середні концентрації заліза змінюються від сотих часток міліграмів у літрі до максимальних значень – 1 мг/л.

Вміст органічних речовин у ґрунтових водах у 2-3 рази менший, ніж у поверхневих водах зони, і в 3-4 рази нижчий, ніж у ґрунтових водах Волинського, Житомирського і Київського Полісся.

Степова зона.

На території зони виділено 16 полів, ґрунтові води яких характеризуються підвищеними значеннями головних іонів. У зоні спостерігається зміна складу вод у південних напрямках. У північній частині зони (Північна степова підзона) переважають гідрокарбонатно-сульфатно типові кальцієві чи натрієво-кальцієві води, в південній частині (Південна степова підзона) у водах переважають іони сульфатів і хлору, а також Na⁺, K⁺ чи Ca²⁺, рідше Mg²⁺.

За мінералізацією ґрунтові води степової зони солонуваті (1234-2565 мг/л), іноді – солоні (3128-3317 мг/л), за вмістом лужно-земельних металів дуже тверді (9-30 ммоль/л).

Хімічний склад ґрунтових вод формується в умовах окисного слаболужного середовища. Але на відміну від поверхневих грунтові води менш лужні, а окисно-відновний потенціал нижчий. Середні значення водневого показника в межах усіх полів не значно змінюються – 7,4-7,7 (фонові значення рН складають 6,8-8,3). Отже, ґрунтові води степової зони мають слаболужну і лужну реакцію, на відміну від зони мішаних лісів і лісостепової, що обумовлює їх фізико-хімічні особливості.

Коливання у водах вільного діоксиду вуглецю менше, ніж у лісостеповій зоні і становить 19-35 мг/л, але концентрації СО₂ можуть зростати до 110-140 мг/л (Середньоруська лісостепова провінція) чи знижуватися до 4-9 мг/л (Нижньодніпровська область степової зони).

Концентрації гідрокарбонатних іонів, які лімітуються карбонатно-кальцієвою рівновагою, приблизно такі самі як і у лісостепової зоні – 340-830 мг/л.

У зв¢язку з меншою забрудненістю ґрунтових вод степової зони вони містять іонів амонію в 1,5-2 рази менше ніж у річкових водах, при середніх концентраціях порядку 0,2-0,3 мг/л (фонові значення коливаються від аналітичного нуля до 4 мг/л).

Середні концентрації нітритів становлять 0,05-0,1 мг/л, а фонові – від нуля до 0,8 мг/л. Відсутність біологічного споживання мінеральних сполук азоту спричинює значне нагромадження в ґрунтових водах нітратних іонів. Концентрації в ґрунтових водах у десятки і сотні раз перевищують вміст їх у поверхневих водах.

Найменші концентрації нітратів спостерігаються в умовах недостачі кисню в ґрунтових водах правобережної частини Дністровсько-Дніпровської північно-степової провінції – менше 0,2 мг/л; найбільші – у водах лівобережної частини степової зони (16-90 мг/л), що обумовлено впливом антропогенних чинників.

Характерною рисою хімічного складу ґрунтових вод степової зони є переважаючий вміст заліза () в умовах недостачі кисню.

Вміст розчинених органічних речовин в цілому вищий, ніж у водах лісостепової зони, але нижчий, ніж у водах Полісся. Це пов¢язано з антропогенним впливом і малою окисною здатністю водного середовища.

Дата добавления: 2014-01-04