Ecological and Hydrogeochemical Features of Groundwater of Geotectonic Zones of the Lipetsk Mining Region
DOI:
https://doi.org/10.52575/2712-7443-2022-46-2-284-297Keywords:
ecology, hydrogeochemistry, feature, underground water, mining, boron, marking, element, modelAbstract
Geotectonic activity of the elements of the earth's crust forms ecological and geochemical anomalies of various qualitative and quantitative nature. As a rule, within the platform areas, tectonic activity manifests itself in the form of fault tectonics. Areas of fault zones are ways of penetration into the surface of the complex of metals and nonmetalloids of deep origin. Their concentration in groundwater forms pathogenic environmental effects. The purpose of this work is to study the ecological and hydrogeochemical features of groundwater, which are confined to the zones of active geotectonic activity within the Lipetsk mining region. The analysis of the main neotectonic structures is presented, the spatial characteristics of fault zones, their place in the relief and the features of the geological structure are given. The significance of these studies is determined by the differentiation of groundwater pollution of natural and man-made nature, formed in the nature of the mining activity within the zones of influence of the mining activity. The research methodology included a set of pre-field works on the allocation of zones of active tectonic activity. It was based on the scheme of neotectonic structures of the Lipetsk region. Boron is designated as a marking element characterized solely by natural origin. Groundwater sampling of the Neogene Quaternary and Devonian aquifer complexes was carried out within the selected zones. The results of the research are systematized in the format of a geoinformation model of ecological and hydrogeochemical anomalies of boron in the Lipetsk region. Their confinement to the centerlines of the areas of dynamic influence of foundation faults, laniaments is revealed. In addition to increased concentrations of boron (up to 15 MPC), significant exceedances of lanthanum (up to 1000 MPC), beryllium (up to 300 MPC), titanium (up to 10 MPC) were noted in groundwater. Maximum exceedances for Devonian aquifer complexes were revealed. When analyzing the zones of influence of mining activities, the presence of boron and the above elements is a marking complex of natural origin.
Acknowledgments. The article was prepared with the support of the Russian Foundation for Basic Research, contract №20-55-00010 of 30.04.2020 and the Belarusian Republican Foundation for Basic Research, contract №Х20Р-284 dated 04.05.2020.
Downloads
References
Бочаров В.Л. 2009. Ландшафтно-экологические условия и гидрогеохимия бассейна Среднего Дона. Статья 2. Факторы формирования, гидрогеохимия и экологическая оценка подземных вод. Вестник Воронежского Государственного Университета. Серия: Геология, 1: 134–141.
Бочаров В.Л., Колесова Д.А. 2017. Гидрогеохимия пресных подземных вод и рассолов Новохопёрского никеленосного Района (Воронежский кристаллический массив). Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология, 3: 111–115.
Голик В.И., Полухин О.Н., Петин А.Н., Комащенко В.И. 2013. Экологические проблемы разработки рудных месторождений КМА. Горный журнал, 4: 91–94.
Закутин В.П., Вавичкин А.Ю. 2010. Основные особенности геохимии бора в пресных подземных водах. Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология, 1: 30–39.
Закутин В.П., Голицын М.С., Швец В.М. 2012. Актуальные проблемы изучения и оценки качества подземных питьевых вод. Водные ресурсы, 39 (5): 485–495.
Корнилов А.Г., Дроздова Е.А., Добровольская О.А. 2015. Современная геохимическая ситуация в районе с интенсивной горнодобывающей деятельностью КМА. Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки, 9 (206): 147–153.
Косинова И.И., Силкин К.Ю., Лепендин Д.Г. 2020. Неотектонический анализ территории Липецкой области как способ прогнозирования борного загрязнения подземных вод. В кн.: Закономерности трансформации экологических функций геосфер крупных горнопромышленных регионов. Материалы Международной научно-практической конференции, 17–19 ноября 2020, Воронеж, Истоки: 144–148.
Косинова И.И., Ляпин Р.А. 2020. Система экологического менеджмента состояния неоген-четвертичного и верхнедевонского водоносных комплексов территории Липецкой области. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология, 2: 83–89. DOI: 10.17308/geology.2020.2/2862.
Косинова И.И., Ильяш В.В., Косинов А.Е. 2006. Эколого-геологический мониторинг техногенно нагруженных территорий. Воронеж, Воронежский государственный университет, 103 с.
Кравчук Т.Н., Сергеев С.В. 2012. Прогноз загрязнения подземных вод при разработке железорудных месторождений КМА методами численного моделирования. Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Естественные науки, 15 (134): 168–172.
Лисецкий Ф.Н., Чендев Ю.Г., Голеусов П.В., Чепелев О.А. 2004. Загрязнение почвы тяжелыми металлами в зоне Курской магнитной аномалии. Научные труды Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана, 10: 286–291.
Лукьянов В.Ф., Трегуб А.И. 2006. Девонская рифтогенная зона в пределах Воронежской антеклизы и ее проявление в подстилающих и перекрывающих структурно-вещественных комплексах. В кн.: Активные геологические и геофизические процессы в литосфере. Методы, средства и результаты изучения. Материалы XII международной конференции, 18–23 сентября 2006, Воронеж, Воронежский государственный университет, Т. 1: 299–302.
Новиков Д.А. 2014. Гидрогеохимия и механизмы формирования состава подземных вод Арктических районов Сибири. Интерэкспо Гео-Сибирь, 2 (1): 109–114.
Силин И.И. 2007. Природно-техногенные гидрогеохимические аномалии вблизи промышленных центров (на примере г. Обнинск Калужской области). Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология, 6: 518–530.
Трегуб А.И. 2006. Карта новейшей тектоники территории Воронежского кристаллического массива. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология, 1: 5–16.
Трегуб А.И., Корабельников Н.А., Трегуб С.А., Старухин А.А. 2008. Территориальный прогноз развития опасных экзогенных геологических процессов в Липецкой области. Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология, 1: 147–152.
Трубецкой К.Н., Каплунов Д.Р., Чаплыгин Н.Н., Котенко Е.А. 2004. КМА: долговременное и экологически сбалансированное недропользование. Горный журнал, 1: 4–9.
Al-Hilal M. 2016. Establishing the range of background for radon variations in groundwater along the Serghaya fault in southwestern Syria. Geofisica Internacional, 55 (4): 255–266. DOI: 10.19155/geofint.2016.055.4.3.
Coxito Afonso M.J. 2003. Hidrogeologia de rochas grańiticas da regĩao do Porto (NW de Portugal). Cadernos do Laboratorio Xeoloxico de Laxe, 28: 173–192.
Dragovic R., Dordevic M., Martic-Bursac N., Dragovic S., Jankovic-Mandic L., Radivojevic A., Filipovic I. 2014. Groundwater in Serbia: Resources, environmental impacts and sustainable management. In: Groundwater: Hydrogeochemistry, Environmental Impacts and Management Practices. New York, Nova Science Publishers: 95–112.
Eliopoulos D.G., Economou-Eliopoulos M., Apostolikas A., Golightly J.P. 2012. Geochemical features of nickel-laterite deposits from the Balkan Peninsula and Gordes, Turkey: The genetic and environmental significance of arsenic. Ore Geology Reviews, 48: 413–427. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2012.05.008.
Katsanou K., Siavalas G., Lambrakis N. 2012. The thermal and mineral springs of Aitoloakarnania Prefecture: Function mechanism and origin of groundwater. Environmental Earth Sciences, 65 (8): 2351–2364. DOI: 10.1007/s12665-011-1451-8.
Koronkevich N.I., Barabanova E.A., Georgiadi A.G., Zaitseva I.S. 2020. Environmental and Economic Indicators of Anthropogenic Impacts on Water Resources in Russia and the World. Herald of the Russian Academy of Sciences, 90 (4): 428–436. DOI: 10.1134/S1019331620040103.
Schyns J.F., Hoekstra A.Y., Booij M.J., Hogeboom R.J., Mekonnen M.M. 2019. Limits to the world's green water resources for food, feed, fiber, timber, and bioenergy. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 116 (11): 4893–4898. DOI: 10.1073/pnas.1817380116.
Siddique J., Menggui J., Shah M.H., Shahab A., Rehman F., Rasool U. 2020. Integrated Approach to Hydrogeochemical Appraisal and Quality Assessment of Groundwater from Sargodha District, Pakistan. Geofluids, 2020: 6621038. DOI: 10.1155/2020/6621038.
Thach N.N., Hai P.N., Lam N.V., Thuy D.T.T. 2010. Application of multimedia technology with remote sensing, GPS and GIS for Discovering karst ground water in Haging Province. 31st Asian Conference on Remote Sensing 2010, ACRS 2010: 1265–1273.
Zhiltsov S.S., Zonn I.S., Semenov A.V., Grishin O.E., Markova E.A. 2020. Role of water resources in the modern world. Handbook of Environmental Chemistry, 105: 13–29. DOI: 10.1007/698_2020_598.
Zoran M.A., Savastru R.S., Savastru D.M., Serban F.S., Teleaga D.M., Mateciuc D.N. 2017. Surface deformation analysis over Vrancea seismogenic area through radar and GPS geospatial data. Proceedings of SPIE – The International Society for Optical Engineering, 10428: 1042817. DOI: 10.1117/12.2278012.
Abstract views: 145
Share
Published
How to Cite
Issue
Section
Copyright (c) 2022 REGIONAL GEOSYSTEMS
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
