Проблемы загрязнения пресных подземных вод

   Другой  важной причиной, приводящей к ухудшению  качества подземных вод, является их отбор для целей водоснабжения, осушения, эксплуатации месторождений полезных ископаемых, строительства. В результате такого отбора происходит внедрение в эксплуатируемый водоносный горизонт и подтягивание к участку водозаборного сооружения минерализованных подземных вод, которые могут содержаться как в самом эксплуатируемом горизонте, так и в смежных водоносных горизонтах.

В эксплуатируемый  водоносный горизонт могут вторгаться также загрязненные или природные  соленые поверхностные воды. Например, в прибрежных районах имеет место интрузия морских вод в горизонты пресных подземных вод. При работе инфильтрационных водозаборов в случае загрязнения речных вод будет происходить их внедрение в эксплуатируемый водоносный горизонт. 

   К загрязнению подземных вод могут приводить различные строительные, горнодобывающие и вскрышные работы, нарушающие условия гидромеханического и гидродинамического равновесие в недрах, защищенность водоносных горизонтов. 

   В наибольшей степени подвергнуты  загрязнению подземные воды. Расположенные близко от поверхности земли. Таковыми являются грунтовые воды и подземные воды первых от поверхности напорных горизонтов, составляющих зону активного водообмена. Она характеризуется сравнительно высокими скоростями движения подземных вод по пласту и, следовательно, относительно небольшим по сравнению с более глубокими водоносными горизонтами временем движения подземных вод от области питания до области разгрузки.

   В гидрохимическом отношении подземные  воды, приуроченные к зоне активного  водообмена, большей частью пресные (минерализация до 1 г/л). Поэтому именно пресные воды наиболее подвержены воздействию загрязняющих веществ, и понятие «загрязнение подземных вод» относится в первую очередь к ним.  

   Изменение качества подземных вод под влиянием техногенных воздействий может выразиться в их минерализации, содержании типичных для них веществ (хлор, сульфаты, кальций, магний, железо, фтор и др.), в проявлении несвойственных им веществ искусственного происхождения (например, СПАВ, пестициды, нефтепродукты), в изменении температуры и рН, в появлении запаха, окраски и др. 

   На  основе изложенного понятие «загрязнение подземных вод» определяется следующим образом: это вызванные хозяйственной деятельностью изменения качества воды (физических, химических, биологических свойств) по сравнению с естественным состоянием и нормами качества воды по видам водопользования, которые делают эту воду частично или полностью непригодной для использования по целевому назначению.

Показатели  качества воды 

   К показателям качества воды в естественном состоянии относятся, прежде всего, показатели качества подземных вод, не подвергшихся заметному изменению вследствие хозяйственной деятельности. Обязательным условием отнесения показателей качества подземных вод к естественным является идентичность гидрогеологических условий на участке, где химический состав подземных вод предполагается ненарушенным (первоначально неизменным), и на участке, где подземные воды загрязнены. 

   Однако  не всегда качество подземных вод  остается неизменным и сохраняется их первоначальный естественный гидрохимический режим. В настоящее время во многих случаях имеет место уже измененный в некоторой степени состав подземных вод, и зачастую первоначальное состояние восстановить невозможно. В этом случае под фоновым качественным состоянием подземных вод следует понимать сложившийся, достаточно стабильный гидрохимический режим подземных вод в удалении от исследуемой области загрязнения, но в аналогичных с нею гидрогеологических условиях. Установление фоновых показателей качества подземных вод в связи с изучением загрязнения и оценкой его масштабов является актуальной задачей. 

   Пресные воды прежде всего используются дл питьевого водоснабжения, они являются его важнейшим источником. Поэтому  нормами качества пресных подземных вод следует считать нормы качества для питьевых вод, которые определяются ГОСТом 2874-82 «Вода питьевая». 

   Нормы качества питьевых вод включают три  группы показателей: бактериологические, органолептические и показатели химического состава воды.

   Бактериологические показатели подразделяются на: 1)общее количество бактерий в воде и 2)количество бактерий группы кишечной палочки.

   Первый  показатель определяется общим количеством  бактерий в 1мл неразбавленной воды, которое  не должно превышать 100. Второй показатель характеризуется двумя величинами: коли-индексом Рн – количеством кишечных палочек в 1л воды, коли-индекс не должен превышать 3; коли-титром Рт – количеством воды, в котором содержится 1 кишечная палочка, коли-литр не должен быть меньше 300.  

Между Рн и Рт существует зависимость

   Рн=1000/Рт. 

   К органолептическим показателям  относятся запах, привкус. Цветность, мутность воды. Согласно ГОСТу 2874-82, запах  воды при 20̊ С и нагревании до 60̊ С не должен превышать 2 баллов, цветность по платиново-кобальтовой шкале должна быть не более 20̊, мутность по стандартной шкале – не более 1,5 мг/л, привкус при 20̊ С – не более 2 баллов. Вода не должна содержать различаемые невооруженным глазом водные организмы и иметь на поверхности пленку. 

   Возвращаясь к определению понятия «загрязнения подземных вод», можно подчеркнуть, что оно характеризуется показателями качества подземных вод в естественных (фоновых) условиях и предельно допустимыми значениями показателей для питьевых вод. 

   Загрязнение подземных вод вызывается большим количеством веществ – несколькими десятками и более. Поэтому возникает вопрос, по каким веществам или показателям характеризовать загрязнение подземных вод. Очевидно, такая характеристика должна, с одной стороны, даваться по специфическим, свойственным данному объекту веществами.

Если  таких веществ несколько, то выбирают 2-3 из них, наиболее характерных и  содержащихся в наибольших по сравнению  с другими веществами количествах. Под наибольшим количеством понимается не абсолютная концентрация данного вещества в воде, а его содержание относительно предельно допустимой концентрации. 

   С другой стороны, эта же область загрязнения  подземных вод должна характеризоваться  некоторыми общими показателями для  всех областей загрязнения Под общими понимаются такие показатели качества подземных вод или такие вещества. Которые проявляются наиболее часто и повсеместно. Так, практически во всех областях загрязнения подземные воды отличаются повышенными значениями минерализации. Общей жесткости, содержания хлоридов, нитратов, органических соединений. Поэтому к общим показателям загрязнения могут быть отнесены сухой остаток, общая жесткость, содержание хлоридов, нитратов, тяжелых металлов, общего углерод, окисляемость. Бактериологические и органолептические показатели. 

    Общие показатели необходимы как для характеристики каждой конкретной области загрязнения, так и для сравнения этих областей между собой и их обобщенной характеристики. Картина загрязнения подземных вод должна даваться в совокупности по общим и специфическим показателям. 

   Перечисленные общие показатели не исключают характеристики областей загрязнения и по другим часто встречаемым веществам, например фтору, сульфатам, железу, но указанные  выше общие показатели должны включаться в характеристику области загрязнения как наиболее легкоопределяемые химико-аналитическими методами; некоторые из них могут определяться и дистанционным путем.    
 

Загрязняющие  вещества

   Вещества, ухудшающие качество воды по сравнению  с ее естественным состоянием и нормами водопользования, называются загрязняющими. Они содержатся, прежде всего, в отходах, образующихся в результате хозяйственной деятельности человека. Эти отходы скапливаются на поверхности земли, и оттуда жидкая их фаза проникает в подземные воды. Загрязняющими могут быть  и многие полезные вещества, особенно такие, как нефть и ее производные. Пестициды, минеральные удобрения, химические реагенты и другие конечные продукты промышленного производства. Наконец, подземные воды могут загрязняться природными некондиционными водами. Последние внедряются в водоносный горизонт в процессе отбора подземных вод, но могут загрязнять верхние водоносные горизонты и с поверхности земли, будучи извлеченными при откачке в процессе добычи полезных ископаемых. 

   Таким образом, основными загрязняющими подземные воды веществами по генетическому признаку являются:

1. промышленные отходы, включая выбросы автотранспорта;
2. коммунальные отходы;
3. загрязняющие отходы сельского хозяйства;
4. нефть и нефтепродукты;
5. природные некондиционные воды;
6. воды, шахтного и рудничного топлива.

   В загрязняющие вещества сельского хозяйства  входят как отходы (преимущественно  животноводческие), так и полезные агрохимические продукты – пестициды  и минеральные удобрения. 
 
 

   Основное  значение в загрязнении подземной гидросферы имеют жидкие вещества, которые путем фильтрации проникают в водоносные горизонты. Твердые отходы и вещества воздействуют на подземные воды, растворяясь и частично переходя в жидкую фазу при выпадении атмосферных осадков или под влиянием поверхностного стока. Важное значение  в загрязнении природной среды и подземной гидросферы имеют газообразные вещества, которые в отличие от жидких и тем более твердых веществ распространяются на большую площадь и воздействуют на подземные воды в региональном масштабе, хотя и со значительно меньшей степенью интенсивности. Газообразные вещества попадают в подземные воды из оседающей на поверхность земли пыли, с загрязненными дождевыми осадками и из снежного покрова. 

   По  химическому признаку загрязняющие вещества, главным образом жидкие, могут быть разделены на следующие группы:

1. содержащие преимущественно неорганические соединения;
2. содержащие преимущественно органические соединения;
3. содержащие неорганические и органические соединения;
4. содержащие тяжелые металлы;
5. содержащие радиоактивные вещества.

   К первой группе относятся сточные воды предприятий содовой, калийной промышленности, предприятий по производству минеральных удобрений, кислот и ряда других химических производств, а также природные некондиционные, шахтные рудничные воды; ко второй группе – нефть и нефтепродукты, пестициды, сточные воды предприятий  анилинокрасочной и фармацевтической промышленности, производства искусственных материалов и др.; к третьей группе – сточные воды нефтеперерабатывающих, коксохимических и металлургических  заводов, предприятий целлюлозно-бумажной промышленности, многие коммунальные сточные воды;

к четвертой  группе – сточные воды горно-обогатительных фабрик, гальванических цехов; к пятой – сточные воды предприятий по переработке радиоактивного сырья и атомной энергетики. 

   Таким образом, из вышеизложенного видно, что химически загрязненная питьевая вода может нанести непоправимый урон здоровью человека. Поэтому, для  всех водных объектов, используемых населением (в том числе питьевая вода), установлены единые гигиенические нормативы (ПДК). (Приложение 1) 

   Принцип использования системы предельно допустимых концентраций положен в основу нормирования химических веществ. Однако эта система имеет ряд существенных недостатков. Разработанные нормативы ПДК являются едиными для территории всей страны, то есть не зависят от природно-климатических и физико-географических условий, сезонов, гидрогеологических характеристик водного объекта. ПДК не учитывает многообразие форм химических компонентов. Известно, что тяжелые металлы могут присутствовать в различных формах вводной среде. Разные формы тяжелых металлов имеют разную токсичность, поэтому валовое содержание тяжелых металлов не дает объективной картины экологической опасности. 

   В соответствие с требованиями Санитарных правил и норм «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», центры Госэпиднадзора проводят оценку санитарно-эпидемиологической обстановки на территории населенных пунктов, на основании которой они разрабатывают предложения по перечню контролируемых показателей, количеству и периодичности отбора проб для постоянного производственного контроля качества питьевой воды.