ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ КАК КОМПОНЕНТ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Качество и загрязнение подземных вод питьевого водоснабжения

Как уже отмечалось выше, серьезную опасность, как в высо­коразвитых, так и в развивающихся странах представляет за­грязнение воды. К сожалению, можно привести бесчисленное количество примеров, когда загрязнение водных объектов (рек, озер, водохранилищ, подземных водоносных горизонтов) не по­зволяет их использовать (прежде всего, для питьевых целей), приводит к различным негативным последствиям в окружающей среде, вызывает опасные инфекционные заболевания людей.

Интенсивное развитие хозяйственной деятельности на во­досборах многих рек Европейской территории России привело к увеличению безвозвратных потерь и изменению режима реч­ного стока. В последние 10-15 лет наблюдается усиленное за­грязнение малых рек и водоемов. В течение трех лет загрязне­ние водных объектов, обусловленное отсутствием зон санитар­ной охраны и недостатками в их очистке увеличилось почти в 1,5 раза. В качестве примера приведем данные по водным ре­сурсам России за 1995 г. В 1995 г. в целом по РФ до нормы было очищено лишь около 9% от необходимого количества, так как большая часть очистных сооружений не способна обеспечить нормативную очистку сточных вод в связи с их физическим и моральным износом, нерациональным размещением, несоответ­ствием технологий очистки составу сточных вод, превышением концентрации загрязняющих веществ в сточных водах, перегруз­кой по объему поступающих вод и др.

Основными загрязнителями водных объектов России явля­ются жилищно-коммунальное хозяйство, сельское хозяйство, химическая и нефтехимическая промышленности, энергетика, лесная, деревообрабатывающая и целлюлозно-бумажная про­мышленности, предприятия которых сбрасывают около 80% заг­рязненных сточных вод (рис. 5.2.1).

Рис. 5.2.1. Какую воду пьют в России? (по данным Государственного комитета санитарно-эпидемиологического надзора) (по С. И. Шапореико)

Тест на микробиологические показатели (% неблагоприятности): /- 1-10,2- 11-20,3 - 21-51, 4 - нет данных

Ниже приводится краткая общая характеристика качества под­земных вод и основных тенденций его изменений как под влия­нием естественных, так и, главным образом, антропогенных факторов.

В целом качество подземных вод на территории России из­меняется в широких пределах, подчиняясь при этом определен­ным закономерностям. Основные закономерности формирова­ния и распределения подземных вод того или иного химическо­го состава и качества определяются широтной и вертикальной гидрохимической и гидродинамической зональностью. Широт­ная и вертикальная зональности формирования и распределе­ния подземных вод на Европейской территории России установ­лены еще несколько десятилетий назад и широко известны. Эти зональности описаны не только в специальной литературе, но и в многочисленных учебниках по гидрогеологии.

Широтная зональность характерна в основном для верхних водоносных горизонтов, прежде всего для грунтовых вод. Для равнинных территорий она выражается в увеличении общей минерализации и изменении химического состава подземных вод в направлении с севера на юг. В северных районах страны до глубин порядка 300 м распространены пресные, преимуще­ственно гидрокарбонатные воды, а на юге они сменяются на значительных площадях солоноватыми и солеными водами хлоридного состава, среди которых пресные воды имеют под­чиненное, часто локальное распространение.

Вертикальная зональность подземных вод наблюдается в артезианских бассейнах, где с уменьшением интенсивности во­дообмена меняется общая минерализация подземных вод и их химический состав. В наиболее общем случае в вертикальном разрезе артезианского бассейна сверху вниз выделяются 3 гид­рогеохимические зоны: зона пресных (до 1 г/л) преимущест­венно гидрокарбонатных вод, зона солоноватых и соленых (1- 35 г/л) сульфатных и хлоридных вод и зона хлоридных рассолов (более 35 г/л). Эта общая схема в различных бассейнах может существенно меняться: в ряде случаев в разрезе развиты только две из названных зон, а иногда - одна зона пресных вод. В некоторых бассейнах засушливой зоны часто наблюдается обратная гидрогеохимическая зональность, когда горизонты пресных вод развиты ниже горизонтов солоноватых или соле­ных подземных вод или же чередуются с ними. Известно, что приведенная общая картина гидрогеохимических закономер­ностей нарушается действием различных местных факторов: литологических (например, распространение в верхней зоне со - леносных или гипсоносных пород), тектонических (обусловли­вающих приток по разломам в зону пресных вод высокоминера­лизованных вод снизу или, наоборот, опреснение нижних гори­зонтов в зонах тектонических нарушений), гидродинамических (вызывающих перетекание и тесную гидравлическую связь во­доносных горизонтов), а также антропогенных факторов.

Роль антропогенных факторов в формировании состава и качества подземных, и прежде всего пресных вод, используе­мых для водоснабжения, в последние десятилетия чрезвычайно возросла. В настоящее время представление о подземных во­дах, как экологически чистых, требует в ряде районов существен­ной корректировки, учитывая прогрессирующее загрязнение окружающей среды и, как следствие, подземных вод. Именно поэтому в России большое внимание уделяется не только на­блюдениям за дебитом водозаборов, уровнем воды в экс­плуатируемом и смежном горизонте, т. е. предотвращению ис­тощения подземных вод, но и наблюдениям за качеством под­земных вод в эксплуатируемых горизонтах.

Загрязнение подземных вод, проявляющееся в последнее время во многих регионах, представляет серьезную опасность и ограничивает возможности и, главное, перспективы практичес­кого использования подземных вод для питьевого водоснабже­ния. Наиболее часто в подземных водах отмечаются повышен­ные концентрации соединений азота, железа, марганца, строн­ция, селена, мышьяка, фтора, бериллия, органических веществ, что делает их непригодными для использования в питьевых це­лях без специальной обработки.

Формирование некондиционных и в ряде случаев экологи­чески опасных подземных вод происходит не только в результа­те их загрязнения промышленными, сельскохозяйственными, коммунально-бытовыми отходами, но и под влиянием естествен­ных геохимических процессов. Эти процессы ведут к формиро­ванию обширных гидрогеохимических провинций, подземные воды которых обогащены одним или несколькими нормируемы­ми компонентами. На рисунке 5.2.2 приведена схематизация кар­ты гидрогеохимических провинций подземных вод России, опуб­ликованная в работе "Планирование и управление средой оби-

Рис. 5.2.2. Гидрохимические провинции подземных вод с повышенным содер­жанием Fc, Мп, Se, ЛІ, Ag, Be на территории России и ближнею зарубежья

(Вартаняи и др.)

Тания человека" (1996). На карте показаны регионы России с повышенным содержанием в подземных водах ряда компонен­тов. В этой же работе справедливо подчеркивается, что наибо­лее неблагоприятное воздействие на качество подземных вод оказывает нефтяное загрязнение как геологической среды, так и самих подземных вод. Причиной загрязнения подземных вод, представляющего угрозу хозяйственно-питьевому водоснабже­нию, во многих случаях являются утечки нефтепродуктов из неф­техранилищ, нефтепроводов и бензохранилищ.

На территории России по данным различных геологических организаций Министерства природных ресурсов по состоянию на 01.01.99 г. выявлено свыше 3000 очагов загрязнения подзем­ных вод. При этом около 75% всех очагов загрязнения подзем­ных вод находятся в Европейской части России.

На рисунке 5.2.3 указаны основные источники загрязнения подземных вод. Около 36% от общего числа очагов загрязнения подземных вод обусловлено влиянием накопителей отходов и сточных вод промышленных предприятий, нефтепромыслов, складов горюче-смазочных материалов. Примерно 15% загряз­нений подземных вод связано с влиянием загрязняющих веществ,

Рис. 5.2.3. Источники загрязнения нодзсмных вод России (по данным Го­сударственного водного кадастра, 2000 г.)

1 - промышленность; 2 - сельское хозяйство; 3 - коммунальное хозяйство;

4 - подтягивание некондиционных вод;

5 - смешанное; б - неустановленное
фильтрующихся с полей орошения, из накопителей отходов жи­вотноводческих комплексов и птицефабрик. Остальные источ­ники загрязнения связаны с подтягиванием некондиционных поверхностных и подземных вод к водозаборам, с влиянием от­ходов объектов коммунального хозяйства (прежде всего, различ­ных свалок) и другими причинами.

Наиболее распространенным является загрязнение подзем­ных вод сульфатами, хлоридами, соединениями азота (нитраты аммиак, аммонит), нефтепродуктами, фенолами, соединениями железа, тяжелыми металлами (медь, цинк, свинец, кадмий). Площади загрязненных подземных вод в отдельных случаях до­стигают десятков и даже сотен квадратных километров. Особо крупные по площади очаги загрязнения выявлены в Московс­кой, Тульской, Волгоградской, Кемеровской, Пермской, Челя­бинской областях, в Татарстане и Башкортостане (Кочетков, Язвин, 1992). Наиболее опасно загрязнение подземных вод на действующих водозаборах. В настоящее время загрязнение под­земных вод отмечено примерно на 140 водозаборах - источни­ках водоснабжения 87 городов. На рисунках 5.2.4-5.2.8 показа­ны основные районы загрязнения водозаборов подземных вод на Европейской части России, где отмечено значительное пре­вышение существующих норм содержания в подземных водах отдельных компонентов их состава. Следует отметить, что при­веденные на рисунках карты, учитывая внемасштабные знаки принятых условных обозначений, производят на первый взгляд "жуткое" впечатление, что "все ужасно", все везде загрязнено. Это не так. На этих картах-схемах показано не региональное заг­рязнение, а загрязнение отдельных локальных водозаборов.

Следует особо подчеркнуть, что более 70% всех выявленных случаев загрязнения подземных вод относятся к верхним, пер­вым от поверхности, водоносным горизонтам, которые в боль­шинстве регионов практически не используются для централи­зованного водоснабжения. При этом нужно отметить, что по

Рис. 5.2.4. Повышенные концентрации

1 - ПДК - 350 мг/л: а - хлориды до 500 мг/л, 6 - хлориды более 500 мг/л; 2 - ПДК - 500 мг/л: в - сульфаты до 700 мг/л, г - сульфаты более 700 мг/л; 3 - индекс соответствует геологическому возрасту водоносного горизонта

Данным Государственного водного кадастра за 2000 г., площади загрязнения подземных вод, превышающие 100 км2, отмечены только на 24 из 2776 учтенных участков загрязнения. В подавля-

Рис. 5.2.5. Повышенная минерализация

/ - от 1000 до 2000 мг/л; 2 - от 2000 до 5000 мг/л; 3 - более 5000 мг/л

Ющем числе случаев, площади загрязнения водоносных горизон­тов не превышают нескольких сотен квадратных метров или нескольких квадратных километров. Однако это обстоятельство не может служить показателем благополучного состояния каче­ства подземных вод.

Рис. 5.2.6. Повышенные концентрации

1 - соединения бензола; 2 - спирты и кислоты; 3 - пестициды; 4 - нитраты; 5 - аммиак; 6 - нитриты; 7 - мутность; 8 - цветовой индекс

Ухудшение качества подземной воды отмечается также по многим одиночным скважинам и колодцам, прежде всего в сель­ских населенных пунктах, где загрязнение подземных вод в ос­новном связано со сбросом хозяйственно-бытовых стоков.

Рис. 5.2.7. Повышение общей жесткости воды

1-ПДК - 7 мг-экв/л: а - до 12 мг-экв/л, 6~ 13-17 мг-экв/л, в - более 17 мг-экв/л

В Информационном бюллетене водного кадастра России при­водятся данные по 516 наиболее крупным участкам загрязнения подземных вод с указанием площади загрязнения конкретного водоносного горизонта, основного загрязнителя, концентрации загрязняющего вещества в подземных водах и величины превы­шения предельно-допустимых концентраций по Государствен-

Рис. 5.2.8. Повышенные концентрации

/ - ПДК - 0,3 мг/л, железо: а - до 2 мг/л, б - более 2 мг/л; 2 - ПДК - 0,1 мг/л, марганец: а - до 2 мг/л, б - более 2 мг/л; 3 - ПДК - 1,2 мг/л, фтор: а - до 3 мг/л, б - более 3 мг/л

Ному стандарту на питьевую воду (интенсивность загрязнения). Анализ этих данных показывает следующие превышения пре­дельно-допустимой концентрации (ГІДК) в подземных водах:

- по нефтепродуктам от 1 до 100 раз и более на 73 участках (из 516) (Ухта, Брянск, Орел, Саранск, Самара, Пятигорск, Но­вочеркасск, Екатеринбург), в том числе более чем в 100 раз - на 17 участках;

- по нитратам и др. соединениям азота от 1 до 10 раз и более на 102 участках (Верхне-Днепровский р-н Смоленской обла­сти, Нерекский р-н Калужской обл., Кулебакский р-н Нижего­родской обл., Новокузнецк, Новосибирск, Южно-Сахалинск и др.), в том числе более чем в 10 раз - на 32 участках загрязнения подземных вод;

- по фенолам от 1 до 100 раз и более на 41 участке (Евма в Коми, Советск Калининградской обл., Череповец Вологодской обл., Редкино Тверской обл., Москва, Люберцы и Старая Купав­на Московской обл., Данков Липецкой обл., Волгоград и Волж­ский Волгоградской обл., Саратов, Тольятти, Грозный, Уфа, Томск, Кемерово, Ангарск и др.), в том числе более чем в 100 раз - на 17 участках;

- по соединениям железа от 1 до 100 раз и более на 65 уча­стках (Ярега в Коми, Плесецкий р-н Архангельской обл., Чере­повецкий р-н Вологодской обл., Псков, Иваново, Тамбов, Актюбинск, Челябинск, Чита и Корымский р-н Читинской обл., Хабаровск и др.), в том числе более чем в 100 раз - на 12 уча­стках;

- по сульфатам на 13 участках загрязнения подземных вод, в том числе до 5 раз на 10 участках и более чем в 5 раз - на 3 участках (Кинешма Ивановской обл., Дзержинск Нижегород­ской обл., Волгоград, Балаково Саратовской обл., Красноярск и др.).

Общая минерализация подземных вод на участках, загрязне­ния превышает ПДК на 25 участках (из 516), в том числе в не­сколько раз на 17 участках (Воскресенск Московской обл., Орел, Скопин Рязанской обл., Смоленск, Тула, Ухта, Тамбов. Саратов и др.) и в несколько десятков раз на 8 участках (Заволжск Ива­новской обл., Щебекино Белгородской обл., Березняки Перм­ской обл., Дзержинск, Нефтекумск Ставропольского края, Нальчик и др.).

На 30 участках загрязнения жесткость подземных вод пре­вышает ПДК в несколько раз (Орел, Смоленск, Тула, Краснояр­ский р-н Астраханской обл., Волжский р-н Волгоградской обл., Самара, Нефтекумск и др.), а в несколько десятков раз на 5 уча­стках (Волгоград, Соликамск и Березняки Пермской обл., Челя­бинск, Туймазинский р-н в Башкирии).

На 7 участках содержание различных органических соедине­ний в подземных водах превышает ПДК более чем в 100 раз.

Достаточно часто отмечаются случаи бактериального загряз­нения подземных вод, особенно в первых от поверхности водо­носных горизонтах.

Следует подчеркнуть, что наиболее опасным является загряз­нение водоносных горизонтов, широко используемых для водо­снабжения городов и крупных населенных пунктов, где подзем­ные воды являются часто основным или даже единственным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения. В связи с этим был выполнен анализ качества используемых подзем­ных вод 63 городов и населенных пунктов России. Превышение ГОСТа отмечается: по железу - в 47 городах, по сероводороду - в 3, по жесткости - в 18, по фенолам - в 16, по барию - в 4, по хрому - в 4, по свинцу - в 2, по мутности - в 18, по мышьяку - в 3 и т. д.

Использование вод с превышением ПДК по отдельным ком­понентам состава в питьевых целях может вызвать различные заболевания. Подробнее этот вопрос рассматривается в главе 8.

ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ КАК КОМПОНЕНТ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Подземный сток в Каспийской море

Основная проблема Каспийского моря связана со значитель­ными изменениями его уровня. За последние 15 лет уровень воды в этом крупнейшем в мире внутреннем озере поднялся почти на два метра. Так как …

Токсикологические аспекты

Спектр загрязняющих воду веществ необычайно широк. Он включает тяжелые металлы, многие микроэлементы, токсичные органические соединения, радиоактивные вещества. Значителен и спектр заболеваний, связываемый также с содержанием этих веществ в питьевой воде …

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение еще раз подчеркнем, что проблема использо­вания подземных вод - составная часть общей проблемы раци­онального природопользования и охраны окружающей среды. Только при комплексном рассмотрении и учете всех аспектов взаимодействия …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел. +38 05235 7 41 13 Завод
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 067 561 22 71 — гл. менеджер (продажи всего оборудования)
+38 067 2650755 - продажа всего оборудования
+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи всего оборудования
e-mail: msd@inbox.ru
msd@msd.com.ua
Скайп: msd-alexandriya

Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Представительство МСД в Киеве: 044 228 67 86
Дистрибьютор в Турции
и странам Закавказья
линий по производству ПСВ,
термоблоков и легких бетонов
ооо "Компания Интер Кор" Тбилиси
+995 32 230 87 83
Теймураз Микадзе
+90 536 322 1424 Турция
info@intercor.co
+995(570) 10 87 83

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.