В мае 2022 года сотрудники лаборатории геоэкологии и природных процессов Субтропического научного центра РАН провели эколого-геохимическую экспедицию на территории Государственного природного заповедника «Утриш», расположенного в северо-западной части побережья Черного моря на полуострове Абрау (https://subtropras.ru/2022/08/zaharihina-l-v-rasskazala-ob-itogah-ek/).
Целью экспедиции было заложение сети режимных наблюдений для установление фоновых характеристик компонентов окружающей среды Черноморского побережья России на незатронутой антропогенезом местности. Интерпретация полученных результатов исследований 2022 года позволила выявить ранее не описанное в научной литературе явление, названное «вторичной контаминацией» речных и родниковых вод вследствие интрузии морских вод в глубокие водоносные горизонты. Под интрузией морских вод понимают внедрение клина соленых морских вод в глубокие прибрежные водоносные горизонты. Связанное с этим негативное изменение качества подземных пресных вод является серьезной проблемой водоснабжения населенных пунктов прибрежных территорий. Основной химический признак этого явления – уровень солености глубоких грунтовых вод, который устанавливается путем выполнения глубокого бурения, которое само по себе может ухудшить ситуацию и дополнительно усилить загрязнение водоносных горизонтов морскими водами.
С целью более глубокого изучения вновь выявленного явления вторичной контаминации речных и родниковых вод, в 2023 году коллектив подал заявку Проекта под руководством главного научного сотрудника Субтропического научного центра РАН, доктора биологических наук Лалиты Захарихиной «Гидрогеохимические показатели речных и родниковых вод, как индикаторы интрузии (внедрения) морских вод в прибрежные водоносные горизонты» на региональный конкурс Российского научного фонда (РНФ) и Кубанского научного фонда (КНФ). Полученный Грант (№ 24-27-20002) позволил продолжить изучение данного явления.
В мае 2024 года была выполнена повторная экспедиция. Географически сеть наблюдений была расширена: кроме территории заповедника Утриш были изучены компоненты окружающей среды близрасположенной долины реки Сукко. В отличии от многоводного 2022 года, 2024 год на полуострове Абрау был крайне засушливым. Это позволило установить вариации процесса вторичной контаминации речных и родниковых вод, связанные преимущественно с колебанием уровня грунтовых вод. Количественно, данные изменения предложено прослеживать путем расчета для речных и родниковых вод геохимического индикатора вторичной контаминации (ГИК), изменение которого свидетельствует об усилении или снижении влияния интрузии морских вод на глубокие водоносные горизонты. Для данных гидрогеохимических условий ГИК = ∑ Se, Cl, Br, S, Na (элементы морского генезиса)/∑ редкоземельных элементов (наземные элементы)/10000. Количественный рост ГИК свидетельствует о росте влияния интрузии на глубокие водоносные горизонты и наоборот. Так снижающееся влияние этого процесса при засушливых маловодных условиях в 2024 году относительно 2022 года на полуострове Абрау выражается в падении ГИК от 208 до 94.
Практическая польза проведенных исследований состоит в том, что в ряде случаев мы можем предложить исключить глубокое бурение при мониторинге процесса проникновения морских вод в глубокие прибрежные горизонты, бурение, которое может ухудшить ситуацию. Теперь для оценки можно использовать индекс вторичной контаминации речных и родниковых вод, связанный преимущественно с колебанием уровня грунтовых вод. Такой метод оценки не несёт в себе рисков возможного ухудшения ситуации, – пояснила научный сотрудник Субтропического научного центра РАН, доктор биологических наук Лалита Захарихина.
Предложенный геохимический показатель ГИК позволит исключать неблагоприятные и опасные для таких регионов изыскательские буровые гидрогеологические исследования и может послужить для принятия оперативных решений по минимизации процессов ухудшения качества подземных вод и связанных с этим проблем водоснабжения населения.
Результаты исследований опубликованы в высоко рейтинговом международном журнале Marine Pollution Bulletin, Q1 квартиля, входящем в базу данных Web of science. https://doi.org/10.1016/j.marpolbul.2024.117364
Дальнейшая детализация исследований, продолжающихся в рамках Гранта РНФ и КНФ № 24-27-20002 позволит уточнить ГИК и, вероятно, предложить дополнительные геохимические показатели данного явления.