ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД НА ТЕРРИТОРИЯХ ГОРОДОВ

Жизнедеятельность человека предопределяет образование большого количества промышленных и бытовых отходов, в результате чего происходит возрастающее загрязнение земной поверхности, гидрографической среды и атмосферы и, как следствие, загрязнение подземных вод. Борьба с загрязнением подземных вод особенно актуальна на территориях городов, где в силу высокой концентрации населения, промышленности, транспорта и коммунального хозяйства оно происходит особенно интенсивно.

Загрязнение подземных вод – это такие изменения качества воды (физических, химических и биологических свойств), которые делают её частично или полностью не пригодной для использования. Критерием оценки степени загрязнения природных вод служат нормы предельно допустимых концентраций отдельных компонентов и общей минерализации воды.

Загрязнение подземных вод зависит от следующих факторов: наличия источников загрязнения, интенсивности отбора подземных вод, гидрогеологических условий водоносного горизонта. Наиболее подвержены загрязнению грунтовые воды и залегающие близко от поверхности горизонты напорных вод.

Основными загрязнителями подземных вод являются:

а) промышленные отходы и прежде всего промышленные сточные воды;

б) некондиционные природные воды;

в) бытовые стоки и отходы;

г) сельскохозяйственные удобрения и ядохимикаты.

В большинстве случаев загрязнение пресных вод остаётся невидимым, поскольку загрязнители растворены в воде. Но есть и исключения: пенящиеся моющие средства, а также плавающие на поверхности нефтепродукты и неочищенные стоки. Есть несколько природных загрязнителей. Находящиеся в земле соединения алюминия попадают в систему пресных водоёмов в результате химических реакций. Паводки вымывают из почвы лугов соединения магния, которые наносят огромный ущерб рыбным запасам.

Однако объём естественных загрязняющих веществ ничтожен по сравнению с теми, что производит человек. Ежегодно в водные бассейны попадают тысячи химических веществ с непредсказуемым действием, многие из которых представляют собой новые химические соединения. В воде могут быть обнаружены повышенные концентрации токсичных тяжёлых металлов (как кадмия, ртути, свинца, хрома), пестициды, нитраты и фосфаты, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества (ПАВы).

Определенный вклад в повышение концентрации тяжелых металлов в воде вносят и кислотные дожди. Они способны растворять в грунте минералы, что приводит к увеличению содержания в воде ионов тяжелых металлов. С атомных электростанций в круговорот воды в природе попадают радиоактивные отходы.

Сброс неочищенных сточных вод в водные источники приводит к микробиологическим загрязнениям воды. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 80% заболеваний в мире вызваны неподобающим качеством и антисанитарным состоянием воды

Лесные хозяйства и открытый дренаж - источники большого количества веществ, попадающих в пресную воду, в первую очередь железа, алюминия и кадмия. С ростом деревьев кислотность лесной почвы увеличивается, и проливные дожди образуют очень кислые стоки, губительные для живой природы.

Атмосферное загрязнение пресной воды особенно пагубно. Есть два вида таких загрязнителей: грубодисперсные (зола, сажа, пыль и капельки жидкости) и газы (сернистый газ и двуокись азота). Все они — продукты промышленной или сельскохозяйственной деятельности. Когда в дождевой капле эти газы соединяются с водой, образуются концентрированные кислоты - серная и азотная.

Твёрдые и жидкие загрязняющие вещества попадают из почвы в источники водоснабжения в результате т.н. выщелачивания. Небольшие количества сваленных на землю отходов растворяются дождём и попадают в грунтовые воды, а затем в местные ручьи и реки. Жидкие отходы быстрее проникают в источники пресной воды. Растворы для опрыскивания сельскохозяйственных культур либо теряют свою активность при контакте с почвой, либо попадают в местные реки, либо выщелачиваются в земле и проникают в грунтовые воды. До 80 % таких растворов тратятся впустую, так как попадают не на объект опрыскивания, а в почву.

Время, требуемое для проникновения загрязнителей (нитратов или фосфатов) из почвы в грунтовые воды, точно неизвестно, но во многих случаях этот процесс может длиться десятки тысяч лет. Загрязняющие вещества, поступающие в окружающую среду от промышленных предприятий, называют промышленными стоками и выбросами.

В пресной воде в растворённом виде встречается свинец. Один из источников свинцового загрязнения - рыболовные грузила, которые постоянно выбрасывают при запутывании лески. От свинца сильно страдают лебеди, проглатывающие грузила вместе с водорослями. Он остаётся в желудке птиц, постепенно растворяясь и вызывая их смерть. «Сломанная шея» (когда мышцы не могут держать длинную шею птицы, и в результате она медленно умирает от голода) является признаком свинцового отравления. Другой тяжёлый металл, кадмий, проникает в пресноводную среду, поражает рыб, а через них попадает в организм человека и могут погибнуть все....

Для большинства регионов Украины характерны следующие общие проблемы, связанные с загрязнением питьевой воды: антропогенное загрязнение источников водоснабжения; избыточное хлорирование; вторичное загрязнение.

Антропогенное загрязнение источников водоснабжения связано с огромными выбросами неочищенной воды промышленными предприятиями Украины, а также канализационными сетями городов. По оценкам специалистов, очищается не более 30% всей воды.

Хлорирование воды остаётся в подавляющем большинстве городов Украины основным методом обеззараживания и очистки воды. Однако хлорирование питьевой воды вызывает образование хлорорганических соединений, которые чрезвычайно вредны для организма человека. Опасность хлорорганических соединений состоит еще в том, что они могут поступать в организм сквозь кожу, например, при приеме душа. Потребление такой воды опасно, но, к сожалению, очистка и обеззараживание питьевой воды в городах продолжает проводиться методом хлорирования.

Во всех городах Украины износ коммунальных систем водоснабжения достигает 60-70%. Все это приводит к постоянным перебоям с поставкой воды, а также к вторичному загрязнению питьевой воды. Постоянные порывы, отключения воды вызывают размножение вредных микроорганизмов, сине-зелёных водорослей, развитие коррозии на стенках труб. Часто водопровод располагается вблизи канализационной системы, которая также изношена. Возникают ситуации, когда канализационные стоки засасываются в водопроводы.

Даже если после очистных сооружений качество питьевой воды худо-бедно соответствует ГОСТу, то после прохождения через водопроводную сеть она становится непригодной к употреблению.

Вторичное загрязнение вызывает такие заболевания, как гепатит, дизентерия и даже брюшной тиф. Только за прошедший год в Украине зафиксировано 8 вспышек инфекционных заболеваний, связанных с некачественной питьевой водой. Именно из-за некачественной питьевой воды взрослые и дети заражались гепатитом, дизентерией и даже брюшным тифом!

В г. Харькове техногенное влияние и проникновение загрязнения распространяется на глубину залегания основных эксплуатационных водоносных горизонтов, таких как межигорско-обуховский (харьковско-верхнекиевский, бучакско-каневский и верхнемеловой). Также отмечается снижение качества даже хорошо защищённого водоносного комплекса - сеноман-нижнемеловых отложений, которые являются стратегическим резервом пресных питьевых вод для г. Харькова.

Наблюдается ухудшение качества грунтовых вод первого от поверхности водоносного горизонта. Отмечается повышение концентраций по таким показателям как сульфаты, нитраты; неудовлетворительное бактериологическое состояние, также по общему содержимому солей, жёсткости. Это объясняется высокой техногенной нагрузкой со стороны предприятий и автотранспорта города, так как питание четвертичного горизонта осуществляется за счет инфильтрации поверхностного стока.

В Харьковском регионе отмечается загрязнение подземных вод верхнемелового водоносного горизонта, что является большой проблемой для города в целом. Прекращение откачки воды из этого горизонта привело к значительному усилению подтопления в городе. На данный момент в г. Харькове в подтопленном состоянии находится более 5 тыс. га застроенных территорий. Ситуация может быть улучшена только с возобновлением откачки с верхнемелового и вышезалегающих водоносных горизонтов с использованием вод на производственные потребности предприятий города.

Вода первого горизонта четвертичных аллювиальных отложений является гидрокарбонатно-магниево-кальциево-натриевой, загрязнена, непригодна для нужд питьевого водоснабжения. Здесь отмечается превышение ПДК по общей минерализации в 1,1 раза.

Второй водоносный горизонт – водоносный горизонт бучакской свиты эоцена характеризуется как менее загрязнённый. Вода – сульфатно- натриево-кальциево-магниевая также непригодна для нужд питьевого водоснабжения. Превышения норм ПДК по общей минерализации в 2,7 раза.

Третий водоносный горизонт – горизонт трещиноватой зоны меловых отложений. Воды мергельно - меловой толщи являются сульфатно кальциево-натриево-магниевые и соответствуют нормам качества воды ГОСТ 2876-82 «Вода питьевая». Используется для хозяйственно- питьевого водоснабжения. Самый загрязненный водоносный комплект четвертичных отложений, т.к. подвержен техногенному, органическому и химическому загрязнению.

Действенным средством предотвращения загрязнения подземных вод являются принимаемые государствами законы по охране окружающей среды, но добиться их соблюдения трудно. Поэтому новая международная инициатива — «платит сторона, виновная в загрязнении» — идеальна по сути, но редко даёт плоды. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) опубликовала рекомендации по допустимым уровням загрязнения. Например, содержание кадмия в воде не должно превышать 3/1000 мг/л.

Сегодня Европейское Сообщество издаёт директивы о качестве воды, но правительства европейских стран не спешат выполнять эти требования. Так, в 1992 г. 9 из 12 стран — членов ЕС превысили уровень содержания нитратов в своих водоёмах. По новому законодательству, от всех членов ЕС требовалось к 2002 г. создать специальные очистные станции для обработки воды для городского и промышленного потребления, чтобы предотвратить загрязнение рек. В большинстве стран эта работа выполнена.

Литература

1. Вопросы истории естествознания и техники / Институт истории естествознания и техники им. С. И. Вавилова РАН (Москва); 13940. — Москва: Наука, 2006. - 61 — 72 с.

2. Гольдберг В. М. Гидрогеологические прогнозы качества подземных вод на водозаборах. М., «Недра», 1976. - 153 с.

3. Загрязнение, самоочищение и восстановление водных экосистем. М.: Изд-во МАКС Пресс. 2005.

4. Максимов В. Н. и др. Экспериментальное изучение реакции проростков Fagopyrum esculentum на загрязнение водной среды //Проблемы экологического мониторинга и моделирования экосистем. 1986. т. 9. - 87-97 с.

5. Проблемы инженерной геологии городов. М.: Наука.1983.- 81- 85 с.

5. Реагирование тест-организмов на загрязнение водной среды четвертичным аммониевым соединением // Водные ресурсы. 1991. - № 2.112—116 с.

6. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. М.: Мир. 1997. - 232 с.