Геохимические особенности природных вод в Западной Туве

Выполнение магистерской диссертации направленонарешение отдельных аспектов проблемы формирования химического состава вод в части изучения процессов поступления химических элементов в воды, распространенности и миграционной способности химических элементов в водах разной минерализации. Природные условия и геологическое строение Тувы определяют формирование подземных вод разнообразного химического состава.

РЕФЕРАТ ………………………………………………………………………………………………………………………5
Введение ……………………………………………………………………………………………………………………….6
1.Физико-географические условия района исследования ……………………………………………….10
1.1. Географическое положение …………………………………………………………………………………10
1.2. Рельеф …………………………………………………………………………………………………………….10
1.3. Климат…………………………………………………………………………………………………………….11
1.4. Гидрология ……………………………………………………………………………………………………..12
1.5. Почвы и растительный покров …………………………………………………………………………12
1.6. Геология ………………………………………………………………………………………………………….13
1.7. Тектоника………………………………………………………………………………………………………..19
1.8. Гидрогеология …………………………………………………………………………………………………22
2. Методика изучения химического состава подземных вод Западной Тувы ………………..26
3. Объекты исследования подземных вод Западной Тувы ……………………………………………29
4. Геохимические коэффициенты ……………………………………………………………………………….33
6. Распространенность химических элементов в природных водах Западной Тувы …….33
7. Миграционная способность химических элементов в природных водах …………………..33
Западной Тувы ……………………………………………………………………………………………………………..33
8. Социальная ответственность ……………………………………………………………………………………..35
8.1. Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности……………………….35
Специальные (характерные для проектируемой рабочей зоны) правовые нормы
трудового законодательства. ……………………………………………………………………………………..35
8.2.Производственная безопасность. ………………………………………………………………………….36
8.3. Обоснование мероприятий по защите исследователя от действия опасных и вредных
факторов……………………………………………………………………………………………………………………37
8.3.1. Отклонение показателей микроклимата: ………………………………………………………..37
8.3.2. Отклонение показателей климата при полевых работах ………………………………….38
8.3.3. Отсутствие или недостаток естественного света …………………………………………….39
8.3.4. Недостаточная освещенность рабочей зоны: ………………………………………………….39
8.3.5. Повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой
может произойти через тело человека. ……………………………………………………………………40
8.3.6. Физические перегрузки, связанные с тяжестью трудового процесса: ………………41
8.4. Экологическая безопасность. ………………………………………………………………………………41
8.5. Обоснование мероприятий по предотвращению ЧС и разработка порядка
действия в случае возникновения ЧС. …………………………………………………………………….43
9. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……………………46
9.1.График выполнения проекта…………………………………………………………………………………52
9.2. Бюджет научного исследования …………………………………………………………………………..53
9.2.1. Основная заработная плата ……………………………………………………………………………….57
9.4. Матрица ответственности ……………………………………………………………………………………60
9.5. Ресурсоэффективность ………………………………………………………………………………………..60
9.6. Реестр рисков проекта …………………………………………………………………………………………62
Заключение…………………………………………………………………………………………………………………..64
Список публикаций ………………………………………………………………………………………………………67
Список используемой литературы …………………………………………………………………………………68
Приложение А………………………………………………………………………………………………………………72
(справочное) …………………………………………………………………………………………………………………72
РЕФЕРАТ
Выпускная квалификационная работа содержит 170 страницы, 66 таблиц,
54 рисунка, 41 источников использованной литературы, 2 приложения.
Ключевые слова: подземные воды, коэффициент концентирования,
коэффициент водной миграции, система вода – порода, химический элемент.
Тема выпускной квалификационной работы «Геохимические особенности
природных вод Западной Тувы»
Объектом исследования являются: пресные, солоноватые подземные воды и
рассолы в Западной Туве (бассейн р. Хемчик и сопредельная территория района оз.
Дус-Холь (Сватиково).
Цель работы – рассмотреть особенности распространенности химических
элементов и их миграционной способности в водах разной минерализации и состава
в водах Западной Тувы.
В основу работы положены, материалы гидрогеохимического опробования
родников Западной Тувы, выполненных в период с 2007 г по 2017 годы. Проблемной
научно-исследовательской лабораторией гидрогеохимии ТПУ и сотрудниками
Тувинского института комплексного освоения природных ресурсов СО РАН
(ТувИКОПР СО РАН) в части предоставления фондовой геологической информации
и опробования вод и ГБУ «Научно-исследовательский институт медико-социальных
проблем и управления Республики Тыва (ГБУ НИИ МСПУ РТ) под руководством
непосредственного участника полевых экспедиций директора НИИ МСПУ РТ
кандидата химических наук К.Д. Аракчаа, инициатора изучения опыта и традиций
аржаанного лечения населения Тувы.
С участием автора работы было проведено изучение геохимического состава
вод, включающее в себя кислые сульфатные воды в бассейне р. Хемчик с целью
изучения поведения химических элементов в зоне окисления колчеданных
рудопроявлений в пределах Ишкинского потенциального рудного поля. Автор
принимал участие в оценке распространенности химических элементов в природных
водах и проведении расчетов коэффициентов концентрирования, оценке
интенсивности водной миграции по коэффициентам водной миграциии и
интерпретацию полученных гидрогеохимических данных. Обработка данных
осуществлялась самостоятельно с помощью программных комплексов Corel Draw,
ArcGis, и средств Microsoft Office.

В Западной Туве отмечается геохимическое разнообразие химических типов
вод по кислотно-щелочным свойствам (кислые, нейтральные, щелочные), составу
(гидрокарбонатные, сульфатные, хлоридные) и общей минерализации
(ультрапресные, пресные, солоноватые, слабые и крепкие рассолы). Высокое
геохимическое разнообразие вод отмечено в бассейне р. Хемчик (Западная Тува).
Целью выполнения работы является изучение геохимических особенностей
природных вод Западной Тувы на основе изучения распространенности химических
элементов в водах и оценке их миграционной способности.
Объектами исследований являются подземные воды и рассолы в Западной Туве
и поверхностные воды оз. Дус Холь. Проведено обобщение многолетних данных
гидрогеохимического опробования в бассейне р. Хемчик и района оз. Дус-Холь.
Составленная база данных гидрогеохимического опробования в бассейне р. Хемчик
и сопредельной территории района озера Дус-Холь (Сватиково) представлена 46
родниками, (57 точек опробования). Разделы в составленной базе данных
гидрогеохимической информации содержат привязку данных, химический состав (в
мг/л), геохимические коэффициенты однородности, ионный состав вод (в %-экв),
микрокомпонентный состав (данные масс-спектрометрии с индуктивно связанной
плазмой – МС с ИСП, мг/л).
При изучении геохимических особенностей вод в бассейне р. Хемчик Западной
Тувы применены отношения между компонентами, как генетические коэффициенты
однородности для обоснования типов вод по процессам формирования их состава.
Исследованы геохимические коэффициенты, как показатели однородности
состава природных вод по процессам формирования химического их состава.
Геохимические коэффициенты однородности вод, представляющие собой отношение
элементов, участвующих в реакциях взаимодействия вод с горными породами и
окружающей природной средой рассмотрены для разделения данных по процессам
формирования их химического состава. Основанием для использования таких
коэффициентов являются, существование стабильных отношений между элементами,
определяющие состав вод.
Исследовано поведение в водах отношений между катионами, участвующими в
гидролизе алюмосиликатов: кремнием и кальцием, натрием, а также, между натрием
и фтором, натрием и хлором, сульфатом и хлором при изменении рН и
минерализации исследуемых вод. На основе выполненного анализа поведения
геохимических коэффициентов однородности выделено – 13 геохимических
разновидностей вод.
Приведена характеристика выделенных по геохимическим показателем
однородности геохимических разновидностей вод по процессам формирования и
особенностям химического состава в Западной Туве. Выделенные и
охарактеризованные геохимические разновидности вод положены в основу
исследования геохимических особенностей распространенности и миграционной
способности химических элементов в природных водах Западной Тувы.
Геохимические особенности распространенности химических элементов в водах
Западной Тувы в бассейне р. Хемчик исследовались на основе коэффициентов
концентрирования химических элементов в сравнении с коэффициентом
талассофильности. Изучение поведения коэффициентов концентрирования химических
элементов с повышением минерализации в водах Западной Тувы показало, что общей
тенденцией поведения химических элементов в водах является увеличение их
коэффициентов концентрирования (ККзк) с повышением минерализации, но характер
поведения элементов изменяется в водах разной минерализации.
Количественная оценка миграционной способности химических элементов
неразрывно связана с их распространенностью, поскольку отражает по сути
коэффициент концентрирования химических элементов в водах разной минерализации:
(его составляющие используются при расчетах коэффициента водной миграции
химических элементов – Квм).
Выполненные исследования имеют высокую востребованность и практическую
значимость и готовы для внедрения результатов исследований. Практическая
значимость заключается в обосновании процессов формирования химических типов
подземных вод и разработке рекомендаций по оценке качества питьевых вод и
потенциально минеральных вод и развитие услуг по их использованию населением.
Заинтересованными в использовании результатов магистерской диссертации
«Геохимические особенности природных вод Западной Тувы» являются ГБУ «Научно-
исследовательский институт медико-социальных проблем и управления Республики
Тыва (НИИ МСПУ РТ, г. Кызыл, Россия). Федеральное государственное бюджетное
учреждение науки Тувинский институт комплексного освоения природных ресурсов
Сибирского отделения Российской академии наук (ТувИКОПР СО РАН). Работа
выполнена на основе материалов Проблемной научно-исследовательской лаборатории
гидрогеохимии Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического
университета.
Благодарности.
Огромную признательность автор выражает научному руководителю Наталье
Владимировне Гусевой за помощь и наставления, коллективу ПНИЛ гидрогеохимии за
предоставленные результаты аналитических измерений распространенности
химических элементов в водах Тувы, сотрудникам отделения геологии Инженерной
школы природных ресурсов ТПУ и лично Е.П. Янкович, Ю.Г. Копыловой, А.А. Хващевской,
И.В. Сметаниной, Ю.А. Моисеевой за участие в проведении совместных исследований и
научные консультации, А.Н. Никитенкову за помощь в освоении и использовании
программного комплекса HydroGeo, директору НИИ медико-социальных проблем и
управления Республики Тыва к. х. н. К.Д. Араакча за организацию полевых исследований и
возможность участия в них, сотрудникам Тувинского института комплексного освоения
природных ресурсов СО РАН О.Д. Аюновой, К.М. Рычковой, О.И. Кальной, Ч.К. Ойдуп за
помощь и консультации при использовании фондовых материалов и составления базы
данных для компьютерной обработки гидрогеохимической информации, сотрудникам
Института земной коры СО РАН (г. Иркутск) А.И. Оргильянову, И.Г. Крюковой за
содействие и помощь в проведении гидрогеохимического опробования 2018 г.,
Результаты выполненных исследований представлены в публикациях с соавторами
в материалах III Всероссийской научной конференции с международным участием
«Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами» (20-26 августа 2018,
Чита).
Список публикаций
1. Акбашева З. Р. Химический состав вод родников в бассейне р. Хемчик
(Западная Тува) / З. Р. Акбашева ; науч. рук. Н. В. Гусева // Проблемы геологии и
освоения недр : труды XXII Международного симпозиума имени академика М. А. Усова
студентов и молодых ученых, посвященного 155-летию со дня рождения академика В.А.
Обручева, 135-летию со дня рождения академика М.А. Усова, основателей Сибирской
горно-геологической школы, и 110-летию первого выпуска горных инженеров в Сибири,
Томск, 2-7 апреля 2018 г. : в 2 т. — Томск : Изд-во ТПУ, 2018. — Т. 1. — [С. 464-466].
2. Копылова Ю.Г., Гусева Н.В., Хващевская А.А., Сметанина И.В., Трифонов
Н.С., Акбашева З.Р. Аракчаа К.Д. Оргильянов А.И., Крюкова И.Г. Аюнова О.Д.
Геохимические особенности кислых вод родника Ажыг-Суг (Западная Тува) //
Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: мат-лы Всерос.
конф. с междунар.участием, 20-25 августа 2018., г. Чита [Электронный ресурс] /Институт
природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Институт нефтегазовой геологии и
геофизики им.А.А. Трофимука, СО РАН, Забайкальский государственный университет СО
РАН [отв.ред.к.г.м.н. Л.В. Замана, д.г.м.н. С.Л. Шварцев].–Улан Удэ: Изд-во БНЦ СО
РАН, 2018.–С.411-415.
3. Аракчаа К.Д. Копылова Ю.Г., Гусева Н.В., Хващевская А.А.Оргильянов А.И
Сметанина И.В., Трифонов Н.С., Акбашева З.Р., Аюнова О.Д. Формы нахождения
химических элементов в кислых водах родника Ажыг Суг(Западная Тува)// Геологическая
эволюция взаимодействия воды с горными породами: мат-лы Всерос. конф. с
междунар.участием, 20-25 августа 2018., г. Чита [Электронный ресурс] /Институт
природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Институт нефтегазовой геологии и
геофизики им.А.А. Трофимука, СО РАН, Забайкальский государственный университет СО
РАН [отв.ред.к.г.м.н. Л.В. Замана, д.г.м.н. С.Л. Шварцев].–Улан Удэ: Изд-во БНЦ СО
РАН, 2018.–С. 394-397.

1. Пиннекер,Е.В.Закономерностираспространенияисоставподземных
минеральных вод Тувы / Е.В. Пиннекер, Ю.И. Кустов, А.И. Крутикова // Геология и
геофизика. – 1971. – №11. – С. 68–78.
2.Пиннекер Е.В. Минеральные воды Тувы. – Кызыл: Тув. книжн. изд., 1968. –.
– 106 с.
3.Аракчаа К.Д. Стратегия развития санаторно-курортного комплекса и лечебно-
оздоровительного туризма в Республике Тыва на период до 2030 г// Курортная база и
природные лечебно-оздоровительные местности, Тувы и сопредельных регионов: опыт и
перспективы использования в целях профилактики заболеваний, лечения и реабилитации
больных. Материалы III Международной научно-практической конференции. Республика
Тыва, г. Кызыл, ГК «Буян-Бадыргы», 28 июня – 1 июля 2017 г. С.15-28.
4.Тыва [Электронный ресурс] // Федерализм. Региональная политика.
СубъектыРоссийскойФедерации:[сайт].–2017.–Режимдоступа:
http://novrosen.ru/Russia/regions/tyva.htm, – Загл. с экрана (дата обращения: 20.03.2019).
5.ЧисленностьнаселенияРеспубликиТыва[Электронныйресурс]//
Федеральная служба государственной статистики: [сайт]. – 2017. – Режим доступа:
http://www.gks.ru/, – Загл. с экрана (дата обращения: 20.03.2019г.)
6.Рельеф Тувы [Электронный ресурс] // Официальный портал Республики
Тыва: [сайт].– Режим доступа: http://gov.tuva.ru/region/geography/, – Загл. с экрана (дата
обращения: 24.03.2019).
7. Геология СССР, Том XXIX. Тувинская АССР, часть I. Геологическое описание.
– Москва: Недра, Министерство геологии СССР, 1966. – 235 стр.
8. ГеологическаякартаРеспубликиТыва.Масштаб1:2000000.ФГУГП
«Красноярскгеолсъёмка», 2002 г./ Ответственный исполнитель Струнин Б.М. Редактор
Глухов Ю.С. Составлена по материалам Госгеолкарты -1000 и Госгеолкарты -200 по
состоянию на 01.01.2002 г.
9. ГосударственныймониторингсостояниянедртерриторииСибирского
Федерального округа (Республика Тыва) в 2014-2015 г. Книга 2 Аналитический обзор
состояния недр территории Республики Тыва за период 2010-2014 гг. / ответ. Исполнитель
И.С. Никитина. – 2015. – 325 с.
10.Перельман, А.И. Геохимия (изд. 2 перер. и дополн.) / А.И. Перельман. – M.:
Наука, 1989. – 527с.
11.Виноградов А.П. Среднее содержание химических элементов в главных
типах изверженных горных пород земной коры//Геохимия.–1962.–7.–.555-571.
12.Хорн Р.А. Морская химия (структура воды и химия гидросферы).–М.:
Мир,1972.–399с.
13.Пиннекер, Е.В. Закономерности распространения и состав подземных
минеральных вод Тувы / Е.В. Пиннекер, Ю.И. Кустов, А.И. Крутикова // Геология и
геофизика. – 1971. – №11. – С. 68–78.
14.Зуев, А.В. Опыт применения гидрохимического метода поисков рудных
месторождений в Западном Саяне. / А.В. Зуев // Информационный сборник ВСЕГЕИ,
№ 31. – Л., 1960. – С. 89–95.
15.Копылова Ю.Г., Гусева Н.В., Аракчаа К.Д., Хващевская А.А., Мазурова
И.С., Аюнова О.Д., Ойдуп Ч.К., Рычкова К.М. Уран и торий в природных водах юго-
востока Алтае-Cаянской области //Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде
обитания человека. Материалы V Международной конференции, г. Томск, 13–16 сентября
2016 г. – Томск : SТТ, 2016. – С.339-345 .
16.Вернадский, В.И. История природных вод / В. И. Вернадский ; Российская
академия наук; Институт геохимии и аналитической химии и др.; под. ред. С. Л.
Шварцева, Ф. Т. Яншина. – М.: Наука, 2003. – 750 с. (Вернадский,2003, С.256).
17. Геологическая эволюция и самоорганизация системы вода – порода. Т. 1.
Системавода-породавземнойкоре:взаимодействие,кинетика,равновесие,
моделирование / отв. ред. С.Л. Шварцев. – Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2005. – 244 с.
18.Шварцев С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. М.: Недра, 1998. – 366 с.
19.КоржВ.Д.Геохимическаясистемаэлементовгидросферыкак
экологический стандарт//Известия Самарского научного центра Российской академии
наук.–Т 11.–№1(7), 2009.–1488-1493с.
20.Гаррелс Р.М. Растворы, минералы, равновесия / Р.М. Гаррелс, Ч.Л. Крайст. –
М.: Мир, 1968. – 368 с.
21.Гусева, Н.В. Формирование химического состава подземных солоноватых и
рассольных вод Тувинского прогиба и его обрамления / Н.В. Гусева, Ю.Г. Копылова, Ч.К.
Ойдуп, К.Д. Аракчаа, К.М. Рычкова, А.А. Хващевская, О.Д. Аюнова // Геология и
геофизика. – 2018. – Т.59. – С. 172-182.
22.Гусева, Н.В. Механизмы формирования химического состава природных вод
в различных ландшафтно-климатических зонах горно-складчатых областей центральной
Евразии дисс…. докт. геол.-минерал. наук: 25.00.07/Гусева Наталья Владимировна.–
Томск,2018.–300с.
23.Аракчаа К.Д. Копылова Ю.Г., Гусева Н.В., Хващевская А.А.Оргильянов А.И
Сметанина И.В., Трифонов Н.С., Акбашева З.Р., Аюнова О.Д. Формы нахождения
химических элементов в кислых водах родника Ажыг Суг(Западная Тува)// Геологическая
эволюция взаимодействия воды с горными породами: мат-лы Всерос. конф. с
междунар.участием, 20-25 августа 2018., г. Чита [Электронный ресурс] /Институт
природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН, Институт нефтегазовой геологии и
геофизики им.А.А. Трофимука, СО РАН, Забайкальский государственный университет СО
РАН [отв.ред.к.г.м.н. Л.В. Замана, д.г.м.н. С.Л. Шварцев].–Улан Удэ: Изд-во БНЦ СО
РАН, 2018.–С. 394-397.
24.Сугоракова, А.М. Краткий очерк геологического строения и металлогении
Тувы на основе современных данных / А.М. Сугоракова, Ч.К.. Ойдуп – Кызыл: Изд-во Тув.
ин-та компл. освоения природ. ресурсов СО РАН, 2010, с. 3–7.
25.Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод.
Теоретические, прикладные и экологические аспекты // под ред. академика Н.П. Лаверова.
– М.: Наука, 2004. – 677 с.
26.Перельман, А.И. Геохимия ландшафта / А.И. Перельман. – М.: Высшая
школа, 1975. – 342 с.
27.Принципы гидрогеологической стратификации и районирования территории
России. – М.:ВСЕГИНГЕО, 1998. – 20 с.
28.Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых / А. П.
Соловов, А. Я. Архипов, В. А. Бугров и др. – М.: Недра, 1990. -326с
29.Оргильянов А.И., Аракчаа К.Д., Крюкова И.Г. и др. Условия формирования
кислых вод источника Ажыг-Суг (Республика Тыва). / Всероссийское совещание по
подземным водам Востока России «XXII Совещание по подземным водам Сибири и
Дальнего Востока»; Июнь 18-24, 2018; Новосибирск.
30.Краткий справочник по геохимии /Г.В. Войткевич, А.Е. Мирошников А.С.,
Поваренных, В.Г. Прохоров.–М.:Недра, 1977.–184 (табл. 26, 28).
31.КолотовБ.А.,КрайновС.Р.,РубейкинВ.З.идр.Основы
гидрогеохимических поисков рудных месторождений/. –М.:Недра,1983.–199с.
32.БукатыМ.Б.Разработкапрограммногообеспечениядлярешения
гидрогеологических задач// Известия Томского политехнического университета, 2002.–
Т.305.–Вып.6.–С.348-365/.
33.Правила по охране труда при изысканиях и проектировании автомобильных
дорог. Минтрансстрой СССР (30.12.1985).
34.ГОСТ 12.2.032-78. Система стандартов безопасности труда (ССБТ). Рабочее
место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования. (дата введения
01.01.1979)
35.Справочник по охране геологической среды. Том 1. Г.В. Войткевич – Ростов
на Дону, Феникс, 1996 – 448 с.
36.ГОСТ 12.0.003-2015 Система стандартов безопасности труда (ССБТ).
Опасные и вредные производственные факторы. Классификация
37.Техника безопасности при геологоразведочных работах. И.А. Шенгер и др. –
Л.: Недра, 1970 – 264 с.
38.Беляков, Геннадий Иванович. Охрана труда и техника безопасности
[Электронный ресурс]: учебник для прикладного бакалавриата / Г. И. Беляков. — 3-е изд.,
перераб. и доп. — Мультимедиа ресурсы (10 директорий; 100 файлов; 740MB). — Москва:
Юрайт, 2016.
39.СанПиН 2.2.1/2.1.1.1278–03. Гигиенические требования к естественному,
искусственному и совмещённому освещению жилых и общественных зданий.
40.СанПиН2.2.4.548-96Гигиеническиетребованиякмикроклимату
производственных помещений
41.ГОСТ 12.1.019-2017. ССБТ. Электробезопасность. Общие требования и
номенклатура видов защиты (дата введения: 01.01.2019).