I. Подземните води – съставна част на геоложката среда
Напоследък горната част на земната кора все повече се разглежда като елемент от околната среда на човека. В тази връзка понятието "геоложка среда" е здраво вкоренено в литературата. Академик E.M. Сергеев отбеляза, че подгеоложката среда трябва да се разбира като горната част на литосферата, която се разглежда като
многокомпонентна динамична система, която се намира под влиянието на човешката инженерна и икономическа дейност и от своя страна определя тази дейност до известна степен.Н. И. Плотников, изяснявайки понятието "геоложка среда", я характеризира като неразделна част от околната среда и биосферата, обхващаща горните участъци на хидрогеосферата, която включва четири основни компонента: скали (заедно с почвата), подземни води (заедно с течни въглеводороди), природни газове и микроорганизми, които са постоянно в баланс и образуват динамично равновесие при естествени и нарушени условия [42]. Като се има предвид, че именно състоянието на този баланс определя състава на подземните води, те могат да се разглеждат не само като най-използваният, уязвим и динамичен компонент на геоложката среда, но и като основен индикатор за нейното състояние. При организирането на центрове за наблюдение на състоянието на геоложката среда основно внимание се обръща на подпочвените води, предимно пресни води, които освен всичко друго са и най-ценният минерален ресурс.
1.1. Основните компоненти на състава на пресните подземни води
Въпреки ниската соленост, до 1,5 g/l, пресните подпочвени води са сложна многокомпонентна система, която включва цял набор от неорганични и органични съединения, газове и жива материя.
Неорганични вещества - макро- и микрокомпоненти.
Зависи отконцентрациите на неорганични вещества в подземните води отделят макрокомпоненти (десетки и стотици mg/l) и микрокомпоненти (под 1 mg/l). Макрокомпонентите определят химичния вид на водата и в резултат на това нейните основни потребителски свойства. На първо място, те трябва
приписани Ca, Mg,Na, K, C1, 504 и HCOe. Концентрациите и възможността за натрупване на макрокомпоненти в подземните води се определят от геоложките и хидрогеоложките условия на дадения район и до голяма степен зависят от минералния състав на водоносните скали. Микрокомпонентите включват всички останали елементи. Към момента във водата са открити над 80. Повечето от тях се намират във вода в концентрации под 1 µg/l. В табл. Таблица 1 показва реда на максималните концентрации на химични елементи, открити в пресни подземни води [22].
Радиоактивните елементи трябва да бъдат отделени като отделна група сред неорганичните вещества. Концентрациите на радиоактивните елементи се измерват не в тегловни единици на обем, а в брой изотопни разпадания за секунда на единица обем. Едно разпадане в секунда се нарича бекерел (Bq) в радиологията. Така концентрациите на радиоактивни елементи във вода се измерват в бекерели на литър. Най-често срещаните естествени радиоактивни изотопи в природните води са изотопи на калий с атомно тегло 40 (40 K), радий (226 Ka), радон (222 Rn), уран (238 1)). По правило общата им концентрация не надвишава 10 Bq/l, но на места, където в геоложкия участък се намират радиоактивни минерали, концентрацията на естествени радиоелементи във водата може да достигне хиляда или повече Bq/l.
Тъй като определянето на отделни органични съединения в подпочвените води е трудно, по правило се изчислява общият им брой. Повечетообща оценка на органичните вещества, като се използва стойността на окисляемостта (mgO / l), количеството органичен въглерод (Corg) и азот (Norg). Най-точната характеристика на общото съдържание на органични вещества в подземните води е количествотоСорг.
Микроорганизми.От микроорганизмите най-важни са бактериите в пресните подпочвени води, срещат се също микроскопични водорасли, протозои и вируси. Разграничете аеробните и анаеробните бактерии. Първите изискват кислород за развитие, вторите съществуват в негово отсъствие, възстановявайки сулфати, нитрати и други кислородсъдържащи вещества. Гнилостни, сапрофитни, денитрифициращи и клетъчни бактерии се развиват в пресни подземни води на зоната на активен водообмен. Общият брой на бактериите може да достигне милион на 1 ml вода, микроскопичните водорасли - хиляди на литър, протозоите - стотици и хиляди на литър. Броят на бактериите във водата зависи главно от наличието на хранителни вещества в нея. Патогенните бактерии, чието развитие изисква жив протеин, остават в подземните води, като правило, за не повече от 400 дни.
Газове.Основните газове, разтворени в пресни подземни води, са кислород, азот, въглероден диоксид и сероводород. Всички други газове също се срещат в малки количества. Според генетичните характеристики се разграничават газове от въздушен произход (02, N2, CO2), биохимични (CO2, H25,H2)и газове от ядрени трансформации (He, Na). Наличието на сероводород в него има най-негативно въздействие върху потребителските свойства на водата. Това се дължи не само на органолептични показатели. Сероводородът причинява интензивна корозия на метални обшивни тръби и друго оборудване в резултат на образуването на хидротроилит (Re5.pH20).
Формуляриоткриване на вещества в пресни подпочвени води.В пресните подземни води преобладават разтворените форми на химични елементи. Колоидните форми присъстват главно само в подземните води. Това са главно съединения на елементи с органични вещества от серията хумус, особено с фулвинови киселини, както и полимерни съединения на силициев диоксид. В истинския разтвор веществото може да бъде под формата на прости и сложни йони, както и неутрални йонни двойки и молекули.