Качество межпластовых вод Тобольска в пойме реки Иртыш

9), в том числе: светового излучения в ИК-, видимой и УФ-областях спектра; радиочастотного излучения; ударных акустических волн; потока заряженных частиц и, кроме того, дополнительно переменного или постоянного электромагнитного поля. За счет подбора со-ответствующих частотных характеристик воздействия можно повысить эффективность взаимодействия плазмы газового разряда с загрязненной и зараженной водой или водным раствором. Возможность многочастотного и широкодиапазонного воздействия на загрязненную и зараженную воду или водные растворы позволяет селективно обрабатывать различные загрязняющие вещества. Рисунок 9 — Вид на тлеющий разряд в камере плазмохимического реактора.

Одновременное воздействие всех факторов комбинированного газового разряда на загрязненную воду или водные растворы создает в области взаимодействия воды и плазмы благоприятные условия для протекания химических реакций и физических процессов, приводящих к очистке и обеззараживанию воды или водных растворов, в том числе таких реакций, как окисление, восстановление и гидратация, химическое взаимодействие примесей, содержащихся в воде, с продуктами разрядного взаимодействия; таких процессов, как взаимодействие с излучением в РЧ-, ИК-, УФи видимом диапазонах, взаимодействие с ударными акустическими волнами и с потоком заряженных частиц. Обработка воды или водных растворов плазмой комбинированного газового разряда приводит к изменению структуры воды, ее кластеры при этом уменьшаются в размерах, одновременно происходит генерация реакционно-способных частиц и компонентов — ионов водорода, кислорода, гидроксила, ионов перекисных и надперекисных соединений, перекиси и надперекиси водорода, атомарного кислорода и др., как правило, в возбужденных состояниях, в результате чего вода или водный раствор становится каталитической средой для протекания вышеупомянутых реакций. В результате взаимодействия загрязненной воды или водных растворов с плазмой комбинированногогазового разряда загрязняющие вещества либо пере-ходят в нерастворимую или слаборастворимую форму, либо полностью или частично разрушаются, либо образуют новые нетоксичные соединения. Заражающие компоненты — бактерии, вирусы, мицелии полностью дезактивируются, а их останки разрушаются. Новизна метода заключается в использовании специальных видов импульсных газовых разрядов, способов предварительной ионизации среды и алгоритмов (режимов) воздействия на загрязненную среду. Следует отметить, что очистка воды осуществляется без применения каких-либо химических реагентов. Технология и оборудование плазменной очистки загрязненных вод позволяет очищать воду от таких загрязнителей, как:□тяжелые металлы, включая Fe, Mn, Al, Ag, Ni, As, Со, Си, Pb, Zn, Mo, Sr, Ti, V, Zr, Cd, Cr, Hg ;□различные радионуклиды искусственного и естественного происхождения;□органические вещества различного происхождения (растительного, животного, искусственного), включая продукты нефтепереработки;□неорганические загрязнители;□различные яды, токсины, поверхностно-активные вещества и пр.;□бактерии, вирусы и мицелии. Технология плазменной очистки позволяет эффективно очищать сточные воды от загрязняющих веществ, исходные концентрации которых составляют от нескольких миллиграммов до нескольких граммов на литр, до финальных концентраций, разрешенных к сбросу в открытые водоемы или канализацию. Очистка воды от загрязнителей может производиться, как уже отмечалось выше, в самом широком диапазоне их исходных концентраций и, что весьма принципиально, при всевозможных комбинациях загрязняющих веществ. Плазменная технология позволяет также проводить доочистку питьевой воды от указанных выше веществ и, что не менее важно, одновременно уничтожает находящиеся в воде бактерии и вирусы без использования каких-либо химических реагентов. При этом процесс плазменной очистки не приводит к изменению естественного содержания в воде солей щелочных и щелочно-земельных металлов, крайне необходимых для жизнедеятельности человека, животных и для роста растений. Концентрация веществ, содержащихся в воде после очистки, соответствует самым строгим стандартам, предъявляемым к питьевой воде.

Следует заметить, что метод плазменной обработки воды не эффективен при избыточном содержании в воде солей щелочных и щелочноземельных металлов. Технология и оборудование плазменной очистки имеют ряд преимуществ по сравнению с имеющимися технологиями, в том числе:□конструктивные: модульная структура, быстроеразвертывание, адаптивность по производительности и к пиковым нагрузкам, мобильность, легкая интегрируемость в действующую инфраструктуру, небольшой физический объем оборудования, отсутствие больших резервуаров, а также малая площадьразмещения; □эксплуатационные: отсутствие расходных хи-мических реагентов;□технические: универсальность по видам и комбинациям загрязнителей, эффективность в широком диапазоне исходных концентраций загрязнителей, высокая эффективность очистки;□экономические: минимальные капитальные затраты, в том числе практически полное отсутствие затрат на строительство, высокие показатели по критерию «эффективность-стоимость», низкие эксплуатационные расходы. Технологии плазменной очистки воды от загрязняющих веществ, подготовки питьевой воды были практически апробированы при натурных испытаниях в реальных условиях в России, на Украине и в США. Эти испытания на практике подтвердили высокую эффективность использования метода плазменной очистки для очистки сточных вод горно-рудного производства от тяжелых металлов и цианидов; стоков, содержащих нефтепродукты и тетрахлорэтилен, который используется при химической чистке одежды; морской воды, загрязненной бензином и дизельным топливом. Исходная концентрация загрязняющих веществ составляла до 10 000 ррт, эффективность очистки — 99,99%. Во всех упомянутых выше случаях количество загрязняющих веществ после плазменной очистки не превышало их предельно допустимых концентраций, а в большинстве случаев — было ниже уровня обнаружения методами хромато-масс-спектрометрии.По своей целевой эффективности эти технологии и оборудование существенно превосходят большинство действующих технологий очистки загрязненных вод, а по критерию «эффективность-стоимость» выгодно от них отличаются. Например, технология плазменной очистки питьевой воды при равных условиях по размерам капитальных вложений в 2,5 раза выгоднее, чем технология очистки воды на основе обратного осмоса, а по эксплуатационным затратам выгоднее в шесть раз. Одна из наиболее эффективных технологий очистки воды от нефтепродуктов — технология MacroPorousPolymerExtraction (MPPE) компании AkzoNobel — уступает технологии плазменной очистки по капитальным затратам в 8,5 раза, а по эксплуатационным расходам — в 5,2 раза. Внедрение плазменных технологий доочистки и дебактеризации питьевой воды позволит существенно улучшить качество последней и в силу их экономической доступности обеспечить питьевой водой высокого качества население России независимо от их места проживания, тем самым улучшив и качество жизни людей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в результате санитарно-гигиенических исследований можно сделать следующие выводы:

в д. Ломаевонаблюдается превышение допустимых норм аммиака и железа;

в д. Веснинапревышение железа;

в д. М. Зоркольцева идет превышение цветности, мутности, аммиака и железа. Ориентация на подземные воды является единственным выходом при создании надежных источников водоснабжения крупных городов. В пользу технологии внутрипластовой очистки оказался оправданным со всех точек зрения. Несмотря на весьма сложные гидрохимические условияудалось достичь полной очистки воды от полютантов до концентраций ниже ПДК без применения реагентов и громоздких наземных сооружений. Несомненным достоинством технологии внутрипластовой очистки является и то, что формируемый в пласте биогеохимический барьер, на котором осаждаются железо и марганец, является препятствием для поступления к скважинам вредных примесей, транспортируемых вместе с речным фильтратом из р. Иртыш. Более чем 100-летний опыт применения безреагентной технологии очистки подземных вод в водоносном горизонте показал, что по сравнению с традиционной она имеет ряд экономических и экологических преимуществ. В технологическом процессе для очистки подземных вод используется кислород из воздуха, т. е. не требуется применения реагентов, а соответственно, сооружения реагентного хозяйства, поставки (транспортировки) химических веществ и утилизации отходов. Эксплуатация установок полностью в автоматическом режиме упрощает их техническое обслуживание, для которого требуется минимальное количество обслуживающего персонала.

При более низкой себестоимости подаваемой потребителю по этой технологии питьевой воды она по качеству превосходит российские и европейские стандарты. Исследованиями на пилотной установке доказана возможность очистки подземных вод от нормируемых компонентов непосредственно в водоносном пласте до принятых международных норм (железо — менее 0,1 мг/дм3, марганец — менее 0,05 мг/дм3).Несомненные преимущества технологии внутрипластовой очистки подземных вод, в том числе безотходность и экологичность, дают основания считать ее наиболее соответствующей требованиям централизованного обеспечения населения городов и поселков питьевой водой. СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫТрапезников A.В., Коржавин А. В., Николкин В. Н., Трапезникова В.H., Мигунов B.И. Радиоэкологические исследования воды, донных и пойменных отложений рек Иртыш и Обь // Радиационная биология. Радиоэкология. 2006.

Т. 46. № 5. С. 590−595.Чемагин А. А. Годовая динамика интегрального показателя загрязнения реки Иртыш //В мире научных открытий. 2013. №.

11.11 (47). С. 163−173. Тяглов С., Воловик В. Экологическая стратегия корпораций. — M.: Содействие — XXI век, 2011.

— 144 с. Винокуров Ю. И., Зиновьев А. Т., Галахов В. П., Кошелева Е. Д. Водно-экологические проблемы трансграничного бассейна р. Иртыш. В сборнике: Трансграничное сотрудничество: экономические и социально — гуманитарные аспекты развития Большого Алтая Материалы Международной научно — практической конференции. 2010. С.

38−43.Якимов А. С., Сванидзе И. Г., Казанцева М. Н., Соромотин А. В. Изменение свойств почв речных долин южной тайги Западной Сибири под действием минерализованных артезианских вод //Почвоведение. 2014. № 3. С.

364.Михайлова Л. В., Алдохин А. С., Чемагин А. А., Медведева И. Н. Численность и биомасса основных групп макрозообентоса в нижнем течении реки Иртыш //В мире научных открытий. 2013. № 11.12 (47).

С. 274−286. Макарова О. А. Содержание химических элементов (Zn, Mn, Cu, Pb, Cd) В системе вода-почва-растение пойменной части реки Иртыш //Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2009.

Т. 11. № 1−3. С. 315−319.Стоящева Н. В., Рыбкина И. Д. Оценка антропогенной нагрузки на водосборную территорию и водные объекты трансграничного бассейна р. Иртыш //Ползуновский вестник. 2011.

№ 4−2. С. 98−102.Харитонцев Б. С. Особо охраняемые природные территории долины р. Иртыш в пределах тюменской области. В сборнике: особо охраняемые природные территории.

Интродукция растений. Материалы заочной международной научно-практической конференции. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Воронежский государственный университет» Ботанический сад им. проф. Б.

М. Козо-Полянского Совет ботанических садов центра европейской части России Русское ботаническое общество Научные редакторы: доктор биологических наук, профессор В. Н. Калаев, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент А. А.

Воронин. Воронеж, 2014. С. 52−55.Ефремов А. Н., Свириденко Б. Ф. Ресурсы stratiotesaloides (hydrocharitaceae) в долинах рек бассейна среднего Иртыша //Растительные ресурсы. 2012. Т. 48. №.

2. С. 202−207. Муратова С. Р. Географическое описание Тоболо-Ишимской линии //Известия Российского государственного педагогического университета им. А. И. Герцена. 2007. Т.

13. № 36. С. 86−91.Боровков С. В. Инженерное регулирование русла реки Иртыш в районе г. Ханты-Мансийска //Вестник государственного университета морского и речного флота им.

адмирала С. О. Макарова. 2010. Т.

2. С. 167a-171.Балясникова Ю. С., Аляева А. А., Вермиенко М. А. Планирование и организация защиты прибрежных территорий Усть-Ишимского района от затопления при наводнениях на реке Иртыш //Россия молодая: передовые технологии — в промышленность! 2013. №.

3. С. 087−089.Земцова Е. С., Алимова Г. С., Попова Е. И., Дударева И. А., Хакимзянова Г. Х., Токарева А. Ю. Гидрохимический режим горнослинкинской русловой ямы реки Иртыш //Естественные и технические науки. 2013. № 3.

С. 81−84. Чемагин А. А. Гидроакустическое исследование распределения рыб в системе рек Иртыш-Тобол //В мире научных открытий. 2013. № 11.12 (47).

С. 126−136.Фроленков О. М., Фроленков И. М. Оценка риска возникновения чрезвычайных ситуаций на гидротехнических сооружениях средней части бассейна реки Иртыш //Мир науки, культуры, образования. 2014. №.

1 (44). С. 397−400. Ельпин С. Экологический прогноз комплексной оценки качества поверхностных вод по биогенным веществам р. Иртыш //Водоочистка.

Водоподготовка. Водоснабжение. 2011. Т.

43. № 7. С.

40−49.Алимова Г. С., Земцова Е. С., Чемагин А. А., Попова Е. И., Дударева И. А., Токарева А. Ю., Хакимзянова Г. Х. Гидрохимия поверхностных вод и видовой состав макрозообентоса нижнего течения р. Иртыш // Вода: химия и экология. 2014. № 5 (71). С. 27−34.Решетняк О. С. Экстремально высокий уровень загрязнения воды по длине рек Обь и Иртыш //Наука и современность.

2013. № 21. С. 24−27. Абдуллаев К. К., Альмишев У. Х. Уровень удобрения азотом культурных пастбищ в условиях поймы р. Иртыш //Сибирский вестник сельскохозяйственной науки.

2014. № 2 (152). С. 75−76. Вертинская М. Е., Шабанов В. В., Маркин В. Н. Эколого-водохозяйственная оценка водосбора и водных объектов в бассейне Иртыша //Природообустройство. 2008. №.

2. С. 50−56.Винокуров Ю. И., Красноярова Б. А., Платонова С. Г., Стоящева Н. В. Общесистемные проблемы водопользования в трансграничном бассейне реки Иртыш. В сборнике: Водная стихия: опасности, возможности прогнозирования, управления и предотвращения угроз материалы Всероссийской научной конференции.

2013. С. 411−415. Бобренко Е. Г., Розбах Т. В., Бобренко М. И. Оценка трансграничного загрязнения реки Иртыш медью и марганцем //Россия молодая: передовые технологии — в промышленность! 2013.

№ 3. С. 096−099. Бобренко Е. Г., Бобренко М. И. Оценка трансграничного загрязнения реки Иртыш цинком. В сборнике: Наука и образование в XXI веке сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции: в 34 частях.

2013. С. 24−25.Винокуров Ю. И., Чибилёв А. А., Красноярова Б. А., Павлейчик В. М., Платонова С. Г., Сивохип Ж. Т. Региональные экологические проблемы в трансграничных бассейнах рек Урал и Иртыш //Известия Российской академии наук. Серия географическая. 2010. № 3. С.

95−104.Лунева К. В., Крышев А. И., Никитин А. И., Крышев И. И. Анализ методами непараметрической статистики данных радиационного мониторинга (на примере загрязнения речной системы Теча-Исеть-Тобол-Иртыш) //Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. 2010. №.

1. С. 33−41. Козлов Д. В., Савельев К. Л. Ледотермический режим водохранилища Красногорского гидроузла на реке Иртыш //Природообустройство.

2010. № 3. С. 23−28.Аширбакиева Г. С., Просвиркина Н. М., Ривкина Т. В. Определение содержания металлов в водной системе Иртыш — Тобол //Аналитика и контроль. 2014. Т. 10.

№ 1. С. 60−63. Куликов Е. В. Проблемы сохранения биоразнообразия трансграничной реки Иртыш в связи со снижением водообеспеченности //Вестник Тюменского государственного университета. 2007. № 6.

С. 141−151. Климова Е. В. Аккумуляция тяжелых металлов макрофитами реки Иртыш //Экологическая безопасность в АПК. Реферативный журнал. 2013. № 4. С.

824. Климова Е. В. Цинк в растительности поймы реки Иртыш [загрязнение в результате воздействия промышленного предприятия ОАО Казцинк] //Экологическая безопасность в АПК. Реферативный журнал. 2013.

№ 4. С. 849. Кириченко О. И. Состояние естественного воспроизводства рыб реки иртыш и влияние искусственного паводка на его эффективность //Труды Тигирекского заповедника. 2005. № 1.

С. 299−301. Павлов Д. С., Мочек А. Д., Борисенко Э. С., Дегтев Е. А., Дегтев А. И. Распределение рыб в пойменном озере (бассейн р. Иртыш) //Рыбное хозяйство. 2010.

№ 3. С. 68−70. Павлов Д. С., Мочек А. Д., Борисенко Э. С., Дегтев Е. А., Дегтев А. И. Скопления рыб на русловых ямах реки Иртыш //Рыбное хозяйство. 2011. № 2.

С. 86−89. Шарапова Т. А. Пространственное распределение зооперифитона р. Иртыш //Вестник экологии, лесоведения и ландшафтоведения. 2011. № 11. С.

118−124. Раткович Л. Д., Романова Ю. А. Влияние переброски стока в китайской народной республике на состояние водохозяйственного комплекса реки Иртыш //Природообустройство. 2011. № 5. С. 71−75.

Генкал С.И., Баженова О. П., Митрофанова Е. Ю. Центрические диатомовые водоросли (Сentrophyceae) водоемов и водотоков бассейна среднего участка реки Иртыш //Биология внутренних вод. 2012. № 1. С. 5. Сизиков А. М., Нахаева В. И., Александрова, Т. В. Сравнительный генотоксический анализ водных проб естественных источников питьевой воды рек Иртыш и Омь //Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. 2008.

№ 9. С. 96−98. Платонова С. Г., Скрипко В. В. Эколого-геоморфологические особенности трансграничного взаимодействия в бассейне реки Иртыш //Мир науки, культуры, образования. 2012.

№ 5. С. 320−325.Бокарев А. И., Матвеев В. Н., Корчагин А. Б., Мазур И. С. Рациональные способы инженерной защиты населенного пункта «затон» от затопления при весеннем половодье на реке Иртыш // Омский научный вестник. 2013.

№ 1 (118). С. 226−229.Прокопьев Е. П. Синтаксономический обзор лесной растительности поймы р. Иртыш // Krylovia. Сибирский ботанический журнал. 2011.

Т. 3. № 1. С.

13−23. Алдохин А. С., Чемагин А. А., Тавлетбакиева Д. И. Видовая структура рыбного населения в водоемах разного типа в нижнем течении реки Иртыш //В мире научных открытий. 2012. №.

11.5 (35). С. 296−309.Винокуров Ю. И., Красноярова Б. А., Платонова С. Г., Стоящева Н. В. Общесистемные проблемы водопользования в трансграничном бассейне р. Иртыш. В сборнике: Современные проблемы водохранилищ и их водосборов труды Международной научно-практической конференции: в 3 томах. Министерство образования и науки РФ, Пермский государственный национальный исследовательский университет и др. 2013. С.

15−20.Фроленков О. М. Оценка качества водных ресурсов реки Иртыш на территории омской области //В сборнике: Шаг в науку материалы XIII-й конференции молодых ученых ИВЭП СО РАН. Институт водных и экологических проблем СО РАН. 2013. С. 89−94. Винокуров Ю. И., Красноярова Б. А. Проблемы устойчивого водопользования в трансграничном бассейне р. Иртыш. В сборнике: Совещание географов Сибири и Дальнего Востока Материалы XIV совещания географов Сибири и Дальнего Востока.

Тихоокеанский институт географии ДВО РАН. Институт географии им. В. Б. Сочавы СО РАН. Дальневосточный федеральный университет. Русское географическое общество. 2011. С.

421−423. Соловьев С. А. Птицы лесостепной долины реки Иртыш //Материалы к распространению птиц на Урале, в Приуралье и Западной Сибири. 2012. № 7. С. 241−242. Раткович Л. Д., Романова Ю. А. Водохозяйственный баланс реки Иртыш в пределах республики Казахстан с учетом проектных мероприятий в китайской народной республике //Природообустройство.

2014. № 2. С. 75−79.Павлов Д. С., Мочек А. Д., Борисенко Э. С., Дегтев А. И., Дегтев Е. А. Распределение рыб в пойменно-русловом комплексе нижнего участка р. Иртыш //Биология внутренних вод. 2011.

№ 2. С. 71−79.

Андреева И.В., Черных Д. В. Изучение пространственно-временных особенностей трансформации системы территориальной охраны природы в бассейне р. Иртыш //Известия Алтайского государственного университета. 2013. Т. 2.

№ 3 (79). С. 15−19.Сизов О. С., Платонова С. Г., Кошелева Е. Д., Голубева А. Б. Опыт применения дистанционных методов для оценки экологических рисков трансграничных бассейнов (на примере р. Иртыш). В сборнике: Биоразнообразие, проблемы экологии Горного Алтая и сопредельных регионов: настоящее, прошлое, будущее Материалы II Международной конференции. 2010.

С. 252−255. Винокуров Ю. И., Красноярова Б. А., Платонова С. Г., Рыбкина И. Д., Скрипко В. В., Стоящева Н. В. Институциональные аспекты устойчивого водопользования в трансграничном бассейне р. Иртыш. В книге: Российско-Казахстанский трансграничный регион История, геоэкология и устойчивое развитие. Институт степи УрО РАН.

Екатеринбург, 2011. С. 181−195. ПРИЛОЖЕНИЯПРИЛОЖЕНИЕ А.

КАРТАПРИЛОЖЕНИЕ Б. Географическое положение района исследования.

ПРИЛОЖЕНИЕ В. Результаты испытаний межпластовых вод в пойме реки Иртыш.

ПРИЛОЖЕНИЕ Г. Формирование биогеохимического реактора по подготовке питьевых подземных вод в водоносном горизонте у эксплуатационной скважины.