Тысячелетиями люди использовали реки, озера, моря для сброса в них загрязненных сточных вод, и практически повсеместно до начала XX в. это не вызывало особого беспокойства. Солнце, воздух и растворенный в воде кислород обеспечивали самоочищение водных объектов. Всего несколько десятилетий назад загрязненные воды ниже какого-либо города через 20-30 км совершенно чистыми и забирались водозаборами другого, расположенного ниже по течению населенного пункта. Однако рост городов, бурное развитие промышленности, энергетики, водного транспорта, увеличение добычи полезных ископаемых, площадей орошаемых земель вели с каждым годом ко все большему загрязнению вод. Загрязненными оказались не только ручьи, небольшие реки и озера, но и моря и даже океаны.

Современное состояние качества воды в водных объектах

При жизни нынешнего поколения людей исчезла иллюзия о неисчерпаемости водных ресурсов на Земле. Количество стоков, спускаемых в реки и озера, во многих районах мира выросло настолько, что, обладая самоочищающей способностью, водоемы и водотоки уже не смогли восстанавливать нарушенное равновесие условий в них. За 30-40 лет в сточные канавы превратились р. Рейн, Сена, Темза, Северн, Тибр, Миссисипи, Огайо, Потомак, оз. Эри. В угрожающем положении оказались Волга, Амур, Днепр, ряд озер нашей страны. Когда пленки нефтяного загрязнения, распространявшиеся от берегов Западной Европы и Северной Америки, сомкнулись в северной части Атлантического океана, стало ясно, что дальнейшее непринятие мер по сохранению чистоты воды грозит человечеству гибелью.

Во многих странах этой проблемой начали заниматься на уровне правительств, на ее решение были выделены большие средства. Однако ряд капиталистических индустриальных стран весьма своеобразно подошли к наведению порядка в своих внутренних водоемах. С одной стороны, они разработали мероприятия по предотвращению или ликвидации загрязнения, вложив в это крупные средства, с другой — стали переводить предприятия, наиболее сильно загрязняющие водные объекты, в развивающиеся страны. Это помогло улучшить ситуацию в индустриальных странах, но не сняло проблему на планете в целом, поскольку началось катастрофическое загрязнение рек и водоемов в развивающихся странах, загрязнение Мирового океана.

Источники загрязнения водных объектов чрезвычайно многообразны. Прежде всего это стоки городов и промышленных предприятий. В последние годы в ряде районов с ними «конкурируют» стоки животноводческих комплексов и воды, поступающие с ирригационных массивов и богарных земель. В целом по стране в водные объекты сбрасывается 163 км3 сточных вод, в том числе 7 км3 неочищенных и 9 км3 недостаточно очищенных. Сказываясь на состоянии водных объектов, загрязнение наносит ущерб и экономике, так как, например, со стоками промышленных предприятий теряются ценные продукты.

Во многих регионах мира загрязнение вод все больше связывается с атмосферными осадками. Определенную роль в ухудшении качества воды играет изменение режима рек и озер. Загрязнение водосборной площади, закачка промышленных стоков в подземные горизонты, фильтрация и утечка вод из различных отстойников и накопителей приводят к загрязнению и подземных вод.

Все это вызывает нарушение функционирования экосистем, снижает их биопродуктивность, в ряде случаев вырождаются ценные виды флоры и фауны, причиняется прямой ущерб здоровью человека. По данным санитарно-эпидемиологической службы, ј часть водопроводов коммунального хозяйства и 1/3 ведомственных подают воду без достаточной очистки, в результате чего водопроводная вода не отвечает гигиеническим требованиям ни по химическим, ни по бактериологическим показателям, что обусловливает высокий уровень как инфекционной, так и неинфекционной заболеваемости.

Доля промышленности в загрязнении поверхностных вод в целом по России, по некоторым расчетам, составляет около 70-80%.

Наиболее распространенным, опасным и повсеместным источником загрязнения воды являются нефтепродукты. Этому способствуют широкое использование нефти и нефтепродуктов в различных отраслях народного хозяйства, добыча нефти в прибрежных районах и на шельфах внутренних морей, транспортировка ее водным, железнодорожным и автомобильным транспортом, а также по трубопроводам. Попав в водоем, 1 т нефти растекается по поверхности площадью 12 км3. Особо сильные бедствия народное хозяйство терпит во время тех или иных аварий при добыче и транспортировке нефти. Даже незначительное содержание ее (0,2-0,4 мг/л) придает воде специфический запах, который в течение долгого времени не устраняется никакими способами.

В сточных водах химических предприятий находится много фенолов, которые придают воде резкий, неприятный запах, нарушают биологические процессы. Стоки многих предприятий, а также шахтные и рудничные воды содержат значительное количество цинка и меди. В последние десятилетия появившиеся в сточных водах синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) резко ухудшают биохимическую очистительную способность воды. Даже относительно небольшие концентрации СПАВ ведут к прекращению роста водной растительности, усилению неприятного запаха, нередко образуют стойкие скопления пены.

Тепловые и атомные электростанции, потребляющие огромные количества воды и сбрасывающие в водоемы подогретые воды, ведут к тепловому загрязнению водоемов, что нарушает термический, гидрохимический и гидробиологический режимы водных объектов.

Существенный источник загрязнения воды — коммунальное хозяйство населенных пунктов. В составе коммунальных стоков наряду с фекальными водами, которые содержат особо опасные для здоровья человека яйца гельминтов, а также болезнетворные микробы и вирусы, имеется много вредных соединений, сбрасываемых предприятиями пищевой промышленности, автомобильного транспорта, общественного питания, торговли. Причем, если в настоящее время по количеству отводимых в водные объекты стоков на первом месте стоит промышленность, то в перспективе, при повышении культуры производства и по мере роста благоустройства населенных пунктов и их числа, это соотношение будет изменяться и количество бытовых сточных вод возрастет. Ливневые стоки с городских территорий, общая площадь которых составляет многие десятки тысяч квадратных километров, включают значительное количество нефти, органических продуктов. В отличие от бытовых и промышленных они большей частью не подвергаются очистке. Эти стоки поступают в водоемы в период весеннего снеготаяния и интенсивных и продолжительных дождей.

Одним из источников загрязнения вод является сельское хозяйство. Основными загрязняющими ингредиентами в поверхностном стоке с сельскохозяйственных угодий выступают частицы почвы, органическое вещество (гумус), удобрения и пестициды, вредные микроорганизмы. Из внесенных на склоновые земли удобрений вымывается до 20% азота, 2-5% фосфора и 10-70% калия. Вынос пестицидов с богарных земель достигает 1%, с орошаемых — до 4% от внесенного количества. Поскольку стоки с полей невозможно пропустить через очистные сооружения, опасность загрязнения вод удобрениями и пестицидами трудно переоценить. Биогенные вещества способствуют интенсивному «цветению» воды, вызывают прогрессирующую эвтрофикацию водных объектов и приводят к нарушению процессов самоочищения.

Животноводческие комплексы и фермы, как правило, располагаются на берегах водоемов и рек. При отсутствии жижесборников и навозохранилищ их отходы смываются ливневыми стоками или спускаются в водные объекты. Эти отходы содержат яйца гельминтов и патогенные микроорганизмы. В России в год животноводческими комплексами и фермами спускается в водоемы более 1 млрд. м3 отходов, что соответствует по степени загрязнения биогенными элементами количеству бытовых вод от городов с суммарной численностью населения около 300 млн. человек. Общий годовой сток крупных птицефабрик в 1,5 раза превышает объем сточных вод животноводства.

Водный транспорт представляет угрозу для чистоты водоемов и водотоков в случае прямого сброса в них отходов, особенно подсланевых вод, сильно загрязненных нефтепродуктами. Значительное количество нефти попадает в водные объекты при перевозке ее танкерами, сливании балластной воды, которой заполняются танкеры для придания им устойчивости во время холостых ходов и которую нередко сбрасывают в водоемы, чтобы не терять время на станциях промывки. Аварии же танкеров приводят к неисчислимым бедствиям, губят флору и фауну, нарушая условия водоснабжения населенных пунктов и выводя из строя пляжи.

Многие реки нашей страны, преимущественно на севере и в горных районах, загрязняются при сплаве леса, прежде всего на тех участках, где имеется молевой сплав. До 10% бревен тонут и остаются лежать на дне; на дно же оседает и кора. Затонувшая древесина, медленно разлагаясь, поглощает кислород и отравляет воду фенолами и др. вредными веществами. Особенно большой ущерб молевой лесосплав наносит рыбному хозяйству, разрушая нерестилища, травмируя рыбу и кормовые организмы.

Такой источник загрязнения водных объектов, как атмосферные осадки, содержит промышленные выбросы. Ежегодно в атмосферу Земли поступает более 53 млн. т оксидов азота, 200 млн. т оксида углерода, около 150 млн. т диоксида серы, 200-250 млн. т пыли и 120 млн. т золы. Твердые частицы перемещаются воздушными потоками на большие или меньшие расстояния и нередко выпадают непосредственно на водную поверхность. Газообразные выбросы, растворяясь в атмосферной влаге, выпадают на поверхность Земли в виде «кислотных» дождей иногда на расстоянии многих сотен километров от мест их зарождения. От «кислотных» дождей особенно сильно страдают озера и леса.

В ряде районов водные объекты загрязняются при добыче полезных ископаемых, торфоразработках. За последние десятилетия существенным источником загрязнения рек и водоемов стала рекреация, особенно такие ее виды, как массовое купание и маломерный флот. Все большую роль в загрязнении водоемов и водотоков играет гидротехническое строительство. Зарегулирование стока рек и создание водохранилищ привело к значительному замедлению водообмена, в частности в Волге примерно в 10 раз. Уменьшение скорости водообмена явилось одной из причин массового развития сине-зеленых водорослей, «цветения» воды.

Среди подземных вод в наибольшей степени от загрязнения страдают грунтовые, поскольку артезианские водные горизонты, перекрытые водоупорными породами, находятся в более благоприятных условиях.

Отмечается как бактериальное, так и химическое загрязнение подземных вод. Основными источниками бактериального загрязнения подземных вод служат поля ассенизации и фильтрации, скотные дворы, разного рода выгребные ямы, неисправные канализационные сети. В случае перекрытия источника загрязнения самоочищение бактериально загрязненных вод происходит очень быстро.

Химическому загрязнению подземные воды подвергаются вследствие воздействие воздействия сточных вод промышленных предприятий, которые фильтруются в подземные горизонты из разного рода прудов-отстойников, прудов-накопителей, прудов-испарителей, шламовых прудов, а также из хвостохранилищ, золоотвалов и т. п. Немало загрязняющих веществ поступает в подземные воды с атмосферными осадками, выпадающими на территории, на которых находятся хранилища отходов химических предприятий, склады сырья и готовой химической продукции, на загрязненные территории различных промышленных предприятий или сельскохозяйственные поля, где широко применяются удобрения и ядохимикаты. Нередко поставщиком загрязняющих веществ могут явиться минерализованные подземные воды. Загрязнение подземных вод также происходит в районах добычи полезных ископаемых.

Проникновение и распространение химического загрязнения в меньшей степени, чем бактериального, определяется свойствами горных пород, через которые фильтруются загрязненные растворы. Самоочищение подземных вод от химических загрязнений происходит очень медленно, особенно от нефтепродуктов и детергентов, и загрязняющие вещества перемещаются по водоносным пластам на большие расстояния.

Итак, деятельность человека существенно изменила объем и скорость массоэнергетических потоков, в результате чего водные объекты теряют возможность самоочищения и в некоторых случаях превращаются в мертвые. (5)

Обеспечение безопасного водопользования, охрана водных объектов от загрязнения немыслимы без регламентирования качества водной среды. В конце 30-х гг. нынешнего столетия завершился переход к регламентации спуска сточных вод в водоемы и водотоки исходя из видов водопользования и предельно допустимых концентраций загрязняющих веществ (ПДК). Разработка ПДК шла весьма энергично. В наше время число гигиенических ПДК для водных объектов приближается к 1000, а рыбохозяйственных — к 300. Ежегодно разрабатываются десятки новых нормативов.

Понятие о ПДК базируется на концепции пороговости действия химических веществ. Установлено, что для каждого вещества, вызывающие те или иные неблагоприятные последствия в организме, существуют и могут быть определены дозы, при которых изменения функций организма минимальны (пороговые). При более низких концентрациях вещество не оказывает вредного действия и его наличие рассматривается как безопасное для жизни настоящего и последующего поколений людей.

В водном законодательстве нашей страны в основе гигиенических критериев качества воды лежат следующие требования. Вода, используемая населением для питьевых и других целей, должна соответствовать физиологическим потребностям человека по органолептическим свойствам (запах, привкус. Окраска) и солевому составу, быть безвредной и безопасной. Действующие гигиенические нормативы играют большую организующую роль при проектировании новых и реконструкции старых промышленных предприятий. Они выступают научно обоснованным критерием оценки качества воды в водоемах и водотоках, позволяют контролирующим организациям объективно оценить их состояние, в ряде случаев способствуют совершенствованию методов очистки сточных вод многих промышленных и коммунально-бытовых предприятий.

Требования к качеству вод, используемых для хозяйственно-питьевых и культурно-бытовых нужд, изложены в специальном документе «Правила охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами».

Основные требования, предъявляемые к качеству воды, заключаются в следующем:

на поверхности воды не должно быть плавающих примесей;

вода не должна приобретать запахи и привкусы интенсивностью более 2 баллов, обнаруживаемые непосредственно или при последующем хлорировании;

полная биохимическая потребность 1 л воды в кислороде при температуре 20°С не должна превышать 30 мг;

с целью устранения нежелательных вкусовых качеств воды и возможных последствий для состояния человека общая минерализация не должна превышать 1000 мг/л (по сухому остатку), в том числе содержание хлоридов — 350, сульфатов — 500 мг/л;

для безопасности воды в эпидемиологическом отношении в ней должны отсутствовать возбудители кишечных заболеваний, а число кишечных палочек в 1 л воды (коли-индекс) не должно превышать 10 000;

содержание взвешенных веществ в воде после спуска стоков не должно увеличиваться более чем на 0,25 мг/л для водных объектов, используемых для пищевого водоснабжения, и 0,75 мг/л для водоемов, предназначенных для купания, спорта и отдыха населения;

повышение температуры в водных объектах при спуске в них различных стоков допускается не более чем на 3°С по сравнению с максимальной температурой воды в летний период;

окраска не должна обнаруживаться в столбике высотой 20 см;

показатель рН должен составлять 6,5 — 8,5;

не допускается содержание ядовитых веществ в концентрациях, могущих оказать вредное воздействие на людей и животных.

Одним из наиболее ценных свойств природных вод является их способность к самоочищению. Самоочищение вод — это восстановление их природных свойств в реках, озерах и других водных объектах, происходящее естественным путем в результате протекания взаимосвязанных физико-химических, биохимических и других процессов (турбулентная диффузия, окисление, сорбция, адсорбция и т. д.) способность рек и озер к самоочищению находится в тесной зависимости от многих других природных факторов, в частности физико-географических условий, солнечной радиации, деятельности микроорганизмов в воде, влияния водной растительности и особенно гидрометеорологического режима. Наиболее интенсивно самоочищение воды в водоемах и водотоках осуществляется в теплый период года, когда биологическая активность в водных экосистемах наибольшая. Быстрее оно протекает на реках с быстрым течением и густыми зарослями тростника, камыша и рогоза вдоль их берегов, особенно в лесостепной и степной зонах страны. Полная смена воды в реках занимает в среднем 16 сут, болотах — 5, озерах — 17 лет. Такая разница во времени связана с разными сроками полного водообмена в разных водотоках и водоемах.

Уменьшение концентрации загрязняющих водные объекты неорганических веществ происходит путем нейтрализации кислот и щелочей за счет естественной буферности природных вод, образования труднорастворимых соединений, гидролиза, сорбции и осаждения. Концентрация органических веществ и их токсичность снижаются вследствие химического и биохимического окисления. Эти природные способы самоочищения нашли отражение в принятых методах очистки загрязненных вод в промышленности и сельском хозяйстве.

Для поддержания в водоемах и водотоках необходимого природного качества вод большое значение имеет распространение водной растительности, которая выполняет в них роль своеобразного биофильтра. Высокую очищающую способность водных растений широко используют на многих промышленных предприятиях как в нашей стране, так и за рубежом. Для этого создают разнообразные искусственные отстойники, в которых сажают озерную и болотную растительность, хорошо очищающую загрязненные воды.

В последние годы получила распространение искусственная аэрация — один из эффективных способов очищения загрязненных вод, когда процесс самоочищения резко сокращается при дефиците растворенного в воде кислорода. Для этого специальные аэраторы устанавливают в водоемах и водотоках или ан станциях аэрации перед сбросом загрязненных вод.

Охрана водных ресурсов заключается в запрещении сброса в водоемы и водотоки неочищенных вод, создании водоохранных зон, содействии процессам самоочищения в водных объектах, сохранении и улучшении условий формирования поверхностного и подземного стока на водосборах.

Вопросами охраны вод в нашей стране длительное время занималось Министерство мелиорации и водного хозяйства СССР, в состав которого входили Государственная инспекция по охране водных источников и Главное управление комплексного использования водных ресурсов. В настоящее время эти функции выполняют Комитет по водному хозяйству, Государственный комитет по стандартизации, метрологии и сертификации, Федеральная служба по мониторингу окружающей среды. Главным аналитическим и координирующим центром природоохранной деятельности является Министерство охраны окружающей среды и природных ресурсов Российской Федерации.

Несколько десятилетий назад реки благодаря самоочищающей функции справлялись с очищением вод. Теперь же в наиболее обжитых районах страны в результате строительства новых городов и промышленных предприятий створы водопользования расположены столь плотно, что нередко места сброса сточных вод и водозаборы находятся практически рядом, Поэтому разработке и внедрению эффективных методов очистки и доочистки сточных вод, очистки и обезвреживания водопроводной воды уделяется все больше внимания. На некоторых предприятиях операции, связанные с водным хозяйством, играют все большую роль. Особенно высоки затраты на водоснабжение, очистку и отведение стоков в целлюлозно-бумажной, горнодобывающей и нефтехимической промышленности.

Последовательная очистка сточных вод на современных предприятиях предполагает проведение первичной, механической очистки (удаляются легко осаждающиеся и всплывающие вещества) и вторичной, биологической (удаляются биологически разрушающиеся органические вещества). При этом осуществляются коагуляция — для осаждения взвешенных и коллоидных веществ, а также фосфора, адсорбция — с целью удаления растворенных органических веществ и электролиз — для снижения содержания растворенных веществ органического и минерального происхождения. Обеззараживание сточных вод проводится посредством их хлорирования и озонирования. Важный элемент технологического процесса очистки — удаление и обеззараживание образующегося осадка. В некоторых случаях заключительной операцией является дистилляция воды.

Наиболее совершенные современные очистные сооружения обеспечивают освобождение сточных вод от органических загрязнений только на 85-90% и лишь в отдельных случаях — на 95%. Поэтому и после очистки необходимо 6 -12-кратное, а часто и большее разбавление их чистой водой для сохранения нормальной жизнедеятельности водных экосистем. Дело в том, что естественная самоочищающая способность водоемов и водотоков очень незначительна. Самоочищение наступает только в том случае, если сбрасываемые воды прошли полную очистку, а в водном объекте они были разбавлены водой в соотношении 1: 12-15. Если же в водоемы и водотоки сточные воды поступают в большом объеме, а тем более и неочищенными, постепенно теряется устойчивое природное равновесие водных экосистем, нарушается их нормальное функционирование.

В последнее время разрабатываются и внедряются все более эффективные методы очистки и доочистки сточных вод после их биологической очистки с применением новейших способов обработки стоков: радиационных, электрохимических, сорбционных, магнитных и др. совершенствование технологии очистки сточных вод, дальнейшее повышение степени очистки — важнейшие задачи в области охраны вод от загрязнения.

Значительно шире следует применять доочистку очищенных сточных вод на земледельческих полях орошения (ЗПО). При доочистке сточных вод на ЗПО не затрачиваются средства на их индустриальную доочистку, создается возможность получать дополнительную сельскохозяйственную продукцию, значительно экономится вода, так как уменьшается забор свежей воды для орошения и отпадает необходимость в расходовании воды для разбавления сточных вод. При использовании на ЗПО городских сточных вод содержащиеся в них питательные вещества и микроэлементы усваиваются растениями быстрее и полнее, чем искусственные минеральные удобрения.

К числу важных задач относится также предотвращение загрязнения водоемов пестицидами и ядохимикатами. Для этого требуется ускорить проведение противоэрозионных мероприятий, создать пестициды, которые разлагались бы в течение 1-3 недель без сохранения ядовитых остатков в культуре. До решения же этих вопросов необходимо ограничить сельскохозяйственное использование прибрежных зон вдоль водотоков или не применять в них пестициды. Большего внимание требует и создание водоохранных зон.

В защите водных источников от загрязнения важное значение имеет введение платы за сброс сточных вод, создание комплексных районных схем водопотребления, водоотведения и очистки сточных вод, автоматизация контроля за качеством воды в водоисточниках и разработка методов управления качеством. Следует отметить, что комплексные районные схемы позволяют перейти к повторному и многократному использованию воды, эксплуатации общих для района очистных сооружений, а также автоматизировать процессы управления работой водопровода и канализации.

В предотвращении загрязнения природных вод велика роль охраны гидросферы, поскольку приобретенные гидросферой отрицательные свойства не только видоизменяют водную экосистему и угнетающе действуют на ее гидробиологические ресурсы, но и разрушают экосистемы суши, ее биологические системы, а также литосферу.

Необходимо подчеркнуть, что одной из радикальных мер борьбы с загрязнением служит преодоление укоренившейся традиции рассматривать водные объекты в качестве приемников сточных вод. Там, где это возможно, следует исключить в одних и тех же водотоках и водоемах либо забор воды, либо сброс сточных вод.

1. Авакян А.Б., Широков В.М. Комплексное использование и охрана водных ресурсов: Учеб. пособие. — Мн.: Ун-кое, 1999г.

2. Беличенко Ю.П., Швецов М.Н. Рациональное использование и охрана водных ресурсов. — М.: Россельхозиздат, 2006г.

3. Кочановский А.М. и др. Очистка и использование сточных вод, — М.: Химия, 2006г.

www.ronl.ru

Практическое значение и охрана подземных вод

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………….2

1. Подземные воды как часть геологической среды……………………..3

2. Практическое значение подземных вод………………………………..5

3. Характеристика техногенного воздействия на подземные

воды (загрязнение подземных вод)………………………………………. 8

4. Охрана подземных вод……………………………………………….11

Заключение………………………………………………………………15

Литература………………………………………………………………..16

ВВЕДЕНИЕ

Вода, являясь одним из самых распространенных веществ в природе, представляет собой уникальное соединение, благодаря которому на Земле зародилась и существует такое явление, как Жизнь, все то, что мы называем биосферой. Все природные воды теснейшим образом взаимосвязаны и образуют гидросферу, сплошную водную оболочку Земли. Вода в виде молекул Н2О отмечается в литосфере и атмосфере, а биосфера более чем на три четверти состоит из воды. Гидросфера -- динамичная система, в которой между водными массами всех оболочек Земли поддерживается динамическое равновесие. С участием воды совершается кругооборот веществ и энергии в природе.

Значительную роль в глобальном круговороте воды играет подземная составляющая. Здесь можно выделить подземный сток атмосферных осадков и преобразования воды во время таких геологических процессов, как седиментация, перекристаллизация пород и т.д. Следует также упомянуть об образовании воды из мантийных газов. Таким образом, подземные воды, характеризуясь особыми условиями миграции и разнообразными условиями формирования химического состава, являются составной частью единой гидросферы Земли. В настоящее время все большую остроту приобретает проблема пресной воды. На XXXV сессии Генеральной Ассамблеи ООН было объявлено, что более миллиарда людей планеты страдает от недостатка доброкачественной воды, необходимой для питья и хозяйственных нужд. Только для поддержания жизни человеку ежесуточно необходимо около 2 л воды, а житель современного благоустроенного города в сутки расходует от 100 до 1000 л. Еще больше расход пресной воды в промышленности: для производства одной тонны стали расходуется 150-200 м3 воды, меди -- 500, бумаги 450-1000, искусственного волокна 2000-6000 м3.[ Экологическая гидрогеология: Учебное пособие. - СПб.: Изд-во С.-Петербургского университета, 1996

]

В связи с глобальным загрязнением поверхностных вод централизованное водоснабжение все в большей степени ориентируется на подземные воды. Так, в России более 60% городов использует для водоснабжения подземные резервуары. В других странах доля подземного водоснабжения еще выше. При этом в условиях растущей техногенной нагрузки на окружающую среду подземные воды также подвергаются загрязнению и истощению. В связи с этим при решении проблем охраны и рационального использования окружающей среды подземные воды, которые являются одной из наиболее используемых, уязвимых и динамичных составляющих геологической среды, занимают особое место.

1. Подземные воды как часть геологической среды.

В последнее время верхнюю часть земной коры все чаще рассматривают как элемент среды обитания человека. В связи с этим в литературе прочно укоренилось понятие "геологическая среда". Н.И. Плотников, уточняя понятие "геологическая среда", характеризует ее как неотъемлемую часть окружающей среды и биосферы, охватывающую верхние разрезы гидрогеосферы, в которую входят четыре важнейших компонента: горные породы (вместе с почвой), подземные воды (вместе с жидкими углеводородами), природные газы и микроорганизмы, постоянно находящиеся в равновесии и формирующие в естественных и нарушенных условиях динамическое равновесие.[ Плотников Н.И. Подземные воды - наше богатство. М., 1990.]

Учитывая, что именно состояние этого равновесия и определяет состав подземных вод, их можно рассматривать не только как наиболее используемую, уязвимую и динамичную составляющую геологической среды, но и как основной индикатор ее состояния.

Каковы же основные компоненты состава пресных подземных вод. Несмотря на малую минерализацию, до 1,5 г/л, пресные подземные воды представляют собой сложную многокомпонентную систему, включающую целый комплекс неорганических и органических соединений, газов и живого вещества.

Неорганические вещества -- макро- и микрокомпоненты. В зависимости от концентрации неорганических веществ в подземных водах выделяют макрокомпоненты (десятки и сотни мг/л) и микрокомпоненты (менее 1 мг/л). Макрокомпоненты определяют химический тип воды и, как следствие, ее основные потребительские свойства. В первую очередь, к ним следует отнести Ca2+ , Mg2+ , Na+, K+, Cl- , SO42- и HCO3-. Концентрации и возможность накопления в подземных водах макрокомпонентов определяются геолого-гидрогеологическими условиями данного района и во многом зависят от минерального состава водовмещающих пород. К микрокомпонентам можно отнести все другие элементы.

Органические вещества. Пресные подземные воды всегда содержат то или иное количество органического вещества. В естественных условиях их содержание, как правило, уменьшается с глубиной. Состав органических веществ довольно сложен и может быть представлен всеми классами органических соединений. Наиболее распространены высокомолекулярные кислоты (например, гуминовые кислоты и фульвокислоты). Они постоянно присутствуют в грунтовых водах в количестве от одного до нескольких мг/л. В последние годы в подземных водах обнаружен целый ряд аминокислот, являющихся структурными элементами белков. Кроме того, в пресных подземных водах нефтегазоносных провинций, как правило, присутствуют нафтеновые кислоты и различные углеводородные соединения.

Микроорганизмы. Из микроорганизмов наибольшее значение в пресных подземных водах имеют бактерии, также встречаются микроскопические водоросли, простейшие и вирусы. Различают аэробные и анаэробные бактерии. Первым для развития требуется кислород, вторые существуют при его отсутствии, восстанавливая сульфаты, нитраты и другие кислородсодержащие вещества. В пресных подземных водах зоны активного водообмена развиваются гнилостные, сапрофитные, денитрифицирующие и клетчатковые бактерии.

Газы. Основными газами, растворенными в пресных подземных водах, являются кислород, азот, углекислый газ и сероводород. В незначительных количествах встречаются и все остальные газы. По генетическим признакам выделяют газы воздушного происхождения(O2, N2, CO2), биохимические (CO2, h3S, N2) и газы ядерных превращений (He, Ra). Наиболее негативное влияние на потребительские свойства воды оказывает наличие в ней сероводорода.

На формирование химического состава пресных подземных вод, имеющих современные, обычно не слишком удаленные области питания, влияют многие природные факторы, основным из которых является физико-химическое взаимодействие воды с вмещающими породами разнообразного состава и структуры при движении воды от областей питания к участкам разгрузки или погружения водоносного горизонта. Большое влияние также оказывает состав воды, поступающей в водоносный горизонт из различных источников питания: за счет просачивания атмосферных осадков, разгрузки глубокозалегающих подземных вод, перетекания из других водоносных горизонтов через слабопроницаемые слои и литологические окна, привлечения речного стока, оросительных вод и др.

2. Практическое значение подземных вод.

Подземные воды имеют большое практическое значение. В настоящее время пресные подземные воды играют значительную роль в хозяйственно-питьевом водоснабжении населения многих стран. Для водоснабжения используются грунтовые или сравнительно неглубоко залегающие напорные воды, в которых при работе водозабора пьезометрический уровень может быть снижен до глубин 150 -- 200 м, что определяется технико-экономическими возможностями водоподъемных насосов. При этом отмечается тенденция ко все большему использованию подземных вод для водоснабжения. Это объясняется тем общеизвестным фактом, что подземные воды, как источник водоснабжения, имеют ряд преимуществ по сравнению с поверхностными водами. Прежде всего, подземные воды, как правило, обладают лучшим качеством, более надежно защищены от загрязнения и заражения, меньше подвержены сезонным и многолетним колебаниям и в большинстве случаев их использование не требует дорогостоящих мероприятий по водоочистке.

За последние 25--30 лет в мире было пробурено более 300 млн. скважин для отбора воды. Только в США ежегодно бурится около миллиона скважин, воды которых используются для хозяйственно-бытовых нужд, орошения, технического водоснабжения.

Роль подземных вод в водоснабжении городов в различных странах и в различные периоды существенно изменялась. В целом на начальных этапах развития централизованного водоснабжения в качестве источника водоснабжения выступали, как правило, родниковые воды (где это было возможно). В дальнейшем по мере роста потребностей в воде все больше стали использовать поверхностные воды. Прогрессирующее их загрязнение во второй половине Х в. и возникшие в связи с этим серьезные заболевания населения вызвали необходимость реконструкции систем водоснабжения, которая проводилась двумя путями: улучшением качества водоочистки, либо полным или частичным переходом на подземные источники водоснабжения (в том числе и на воду достаточно далеко расположенных родников). В качестве примера можно привести систему водоснабжения такого крупного города, как Париж, где в 1865--1900 гг. использовали родники на склонах возвышенностей, расположенные на расстоянии 80--150 км от города, а поверхностные воды стали использовать для технического водоснабжения.[ Зекцер И. С. Подземные воды как компонент окружающей среды. М.: Научный мир 2001.

] Наглядным примером роста отбора подземных вод в нашей стране является московский регион.

По данным Европейской экономической комиссии подземные воды являются основным источником городского хозяйственно-питьевого водоснабжения в большинстве европейских стран. Полностью или почти полностью на подземных водах основано водоснабжение таких крупных городов Европы (с на селением около миллиона человек и более), как Будапешт, Вена, Гамбург Копенгаген, Мюнхен, Рим, а для таких городов, как Амстердам, Брюссель, Лиссабон, подземные воды покрывают более половины общей потребности в воде.[ Зекцер И. С. Подземные воды как компонент окружающей среды. М.: Научный мир 2001.]

Подземные воды используются не только для питьевого водоснабжения, но и в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте -- практически при всех видах человеческой деятельности.

Нужно отметить, что в странах с аридным и полуаридным климатом подземные воды широко используются для орошения. За счет подземных вод орошается примерно 1/З всех земель. Из общей площади орошаемых земель в США за счет подземных вод орошается 45% земель, в Иране -- 58%, в Алжире -- 67%, а в Ливии орошаемое земледелие целиком основано на подземных водах.[ Там же ] Здесь же отметим, что в России на орошение земель и обводнение пастбищ расходуется лишь около 0,4 км что составляет порядка 2% от общего отбора подземных вод.

Но, так или иначе, для производственного водоснабжения применение пресных подземных вод допускается с разрешения органов по регулированию использования и охране вод только в районах, где отсутствуют необходимые поверхностные водные источники и имеются достаточные запасы подземных вод питьевого качества. Требования к качеству подземных вод для производственного водоснабжения устанавливаются водопотребляющими или проектными организациями для каждого конкретного случая с учетом специфических особенностей применения вод по данному назначению.

К воде, применяемой в различных отраслях промышленности, предъявляются требования в соответствии со спецификой данного вида производства. Например, в сахарном производстве необходимо, чтобы вода имела минимальную минерализацию, так как присутствие любых солей затрудняет варку сахара. В пивоваренном производстве требуется отсутствие в воде CaSO4, препятствующего брожению солода. В воде, применяемой для винокуренного производства, нежелательно присутствие хлористого кальция и магния, которые задерживают развитие дрожжей. В текстильной и бумажной промышленности не допускается присутствие в воде железа, марганца и кремниевой кислоты. Производство искусственного волокна требует малой окисляемости воды (менее 2 мгО/л) и минимальной жесткости (до 0,64 мг-экв/л). Такие же требования по жесткости предъявляются к воде и в энергетической промышленности. К воде, используемой для хозяйственно-питьевого водоснабжения, предъявляемые требования можно свести к двум основным условиям: безвредности ее для организма и удовлетворительному качеству по вкусу, запаху, прозрачности и другим внешним свойствам.

3. Характеристика техногенного воздействия на подземные воды (загрязнение подземных вод)

В связи с глобальным загрязнением поверхностных вод централизованное водоснабжение все в большей степени ориентируется на подземные воды. При этом в условиях растущей техногенной нагрузки на окружающую среду и подземные воды подвергаются загрязнению. Техногенные компоненты обнаруживаются уже не только в верхних, слабо защищенных, водоносных горизонтах, но и в глубоких артезианских резервуарах.

Под антропогенным загрязнением подземных вод понимают ухудшение качества воды (химических, физических, биологических свойств). Антропогенное влияние на подземные воды стало особенно ощутимым в текущем столетии в связи с развитием и интенсификацией промышленности и сельского хозяйства, ростом крупных городов и расширением урбанизированных территорий. Оно проявляется в истощении запасов подземных вод и ухудшении их качества; при всём этом в подземных водах может увеличиться содержание компонентов, характерных для природных подземных вод (хлориды, сульфаты, железо и др.), но могут также появиться компоненты и соединения, связанные исключительно с деятельностью человека -- поверхностно-активные вещества, ядохимикаты, синтетическая органика и др.

Понятие "загрязнение" относится, прежде всего, к подземным водам питьевого назначения. Качество воды питьевого назначения должно удовлетворять гигиеническим нормам, предусматривающим безопасность воды в эпидемическом отношении, безвредность химического состава и благоприятные органолептические свойства. Соответственно этому государственным стандартом установлены показатели качества воды: 1) микробиологические; 2) содержания токсических химических веществ; 3) органолептические.

Химическое загрязнение подземных вод связано с поступлением промышленных сточных вод, утечками технологических жидкостей, растворением атмосферными осадками сырья, твердых отходов и продуктов промышленности, загрязнением атмосферного воздуха, неправильным использованием сельскохозяйственных удобрений и ядохимикатов. Для современного промышленного производства характерно разнообразие состава сырья, продуктов, сточных вод, отходов (именно это определяет многочисленность веществ, которые могут поступать в водоносный горизонт). На участках химического загрязнения в подземных водах обнаружены тяжелые металлы, нефтепродукты, синтетические органические соединения, хлориды, сульфаты, фтор, мышьяк, азот и многие другие вещества. Показатели химического состава и химических свойств воды, которые целесообразно определять в районе воздействия сточных вод и отходов, специфичны для различных предприятий.

Биологическое загрязнение подземных вод вызывается микроорганизмами, поступающими при инфильтрации фекальных и коммунально-бытовых сточных вод из выгребных ям, канализационной сети, скотных дворов, полей фильтрации, а также при использовании береговыми водозаборами загрязненных речных вод. Из мелководных водохранилищ и прудов-охладителей с теплой водой могут проникать сине-зеленые водоросли и другая микрофлора по водоносному горизонту в водозаборные скважины, находящиеся на расстоянии десятков метров и более от берега. Эти микроорганизмы вызывают обрастания трубопроводов, резервуаров и ухудшают качество воды.

Разнообразные органические вещества, поступающие в подземные воды с коммунально-бытовыми сточными водами и отходами, а также из отходов пищевой промышленности, стимулируют интенсивный рост и активность микроорганизмов в водоносном горизонте, что приводит к дополнительному ухудшению качества воды.

Радиоактивное загрязнение подземных вод ураном, радием, стронцием, цезием и другими элементами в основном является следствием ядерных взрывов, поступления сточных вод с предприятий, добывающих или использующих радиоактивные вещества.

Тепловое загрязнение подземных вод возникает на участках прудов-охладителей нагретых промышленных вод, при сбросе в скважины нагретых вод из систем кондиционирования, а также на участках, где береговые водозаборы используют речные воды с повышенной температурой из-за сброса в реку горячих сточных вод.

Загрязнение подземных вод не является локальным процессом, оно тесно связано с загрязнением окружающей природной среды в целом. Содержащиеся в подземных водах зоны активного водообмена загрязнения в конечном итоге попадают в реки и озера (области разгрузки).

Загрязнение пресных подземных вод, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, не только сказывается на здоровье людей и состоянии окружающей среды, но и приводит к необходимости колоссальных затрат на очистку воды, ремонт и реконструкцию очистных сооружений, дополнительных затрат на здравоохранение. Это происходит на фоне недостаточной изученности и состояния загрязнения, и влияния многих вредных компонентов на здоровье людей и животных, и неразвитости методов исследований многих новых видов загрязнения.

4. Охрана подземных вод

Охрана подземных вод -- это система мер, направленных на предотвращение и устранение последствий загрязнения и истощения вод; при всём этом ставится цель сохранить такое качество и количество вод, которое позволяет использовать их в народном хозяйстве.[ Орадовская А. Е., Лапшин Н. Н. Санитарная охрана водозаборов подзем-ных вод. -- М.: Недра, 1987.] Основными объектами охраны являются эксплуатируемые водоносные горизонты и водозаборы хозяйственно-питьевого назначения.

Охрана подземных вод от загрязнения представляет собой сложную задачу, что связано с необходимостью не столько заранее обнаружить, сколько своевременно предупредить возможность поступления загрязнителя в водоносный пласт. В противном случае загрязнение подземных вод обнаруживается с запозданием и ликвидация его становится делом сложным, дорогостоящим, а порой и просто невозможным. Поэтому охрана водозаборов подземных вод должна предусматривать разнообразные профилактические и другие защитные мероприятия, в числе которых организация зон санитарной охраны водозаборов -- важный, хотя и не единственный элемент.

Охрана подземных вод включает в себя несколько аспектов, это и комплекс мер по минимизации отрицательного воздействия на подземную гидросферу (то есть разработка мероприятий по защите подземных вод от загрязнения), и комплекс мер правового законодательства по охране природных ресурсов, в частности статья 124 Водного кодекса РФ, и экологическое страхование.

Мероприятия по охране подземных вод от загрязнения подразделяются на:

- профилактические, направленные на сохранение естественного качества подземных вод;

- локализационные, препятствующие увеличению и продвижению создавшегося в водоносном горизонте очага загрязнения; восстановительные, проводимые для удаления загрязнений из водоносного горизонта и восстановления природного качества подземных вод.

Опыт показывает, что для осуществления мероприятий по ликвидации загрязнения подземных вод требуются большие средства; кроме того, возникают технические трудности, связанные с необходимостью очистки откачиваемых загрязненных подземных вод из-за невозможности их использования или сброса в водоем. Между тем методы очистки подземных вод от химических загрязнений разработаны недостаточно и также требуют больших эксплуатационных затрат вследствие большого объема подлежащих очистке подземных вод. Если очаг загрязнения в водоносном горизонте имеет большой объем, ликвидация загрязнения становится практически неосуществимой. Поэтому основным направлением в борьбе с загрязнением подземных вод должно быть осуществление системы профилактических мер, учитывающих тесную связь подземных вод с поверхностными.

Главную роль в предупреждении загрязнения подземных вод играют мероприятия общего характера. К их числу в первую очередь следует отнести все меры по предотвращению загрязнения рек и водоемов; совершенствование методов очистки промышленных и хозяйственно-бытовых сточных вод; создание производств с бессточной технологией и замкнутых систем промышленного водоснабжения и канализации; изоляцию коммуникации, несущих сточные воды; ликвидацию или очистку газодымовых выбросов на предприятиях; ограничение использования ядохимикатов и удобрений на сельскохозяйственных территориях; глубокое подземное захоронение особо вредных стоков, очистка которых экономически не оправдана.

Многие мероприятия профилактического характера должны осуществляться при активном участии специалистов-гидрогеологов. К таким мероприятиям относятся:

-- целенаправленный выбор водоносного горизонта, места расположения водозабора и режима его эксплуатации, т. е. определение производительности, числа и расположения водозаборных сооружений, а также допустимого понижения уровня подземных вод с целью сохранения должного качества подземных вод на весь период эксплуатации водозабора;

-- оценка естественного и прогнозного качества подземных вод с позиций удовлетворения требованиям государственных стандартов на качество воды и при учете возможности и технико-экономической эффективности искусственного улучшения качества воды;

-- выполнение гидрогеологических расчетов для обоснования размеров зоны санитарной охраны для каждого водозабора хозяйственно-питьевого назначения;

-- назначение в пределах зоны санитарной охраны санитарно-технического режима, соответствующего гидрогеологическим условиям и специфике хозяйственного освоения территории в районе водозабора.

При обязательном участии гидрогеологических организаций по данным специальных изысканий должно также проводиться обоснование выбора безопасного в отношении загрязнения подземных вод места расположения новых промышленных предприятий, населенных пунктов и сельскохозяйственных объектов. Геологический контроль особенно важен при выборе участка размещения новых предприятий с большим количеством сточных вод и отходов, животноводческих комплексов и ферм. При этом необходимо учитывать естественную защищенность пригодных для водоснабжения подземных вод и связь отдельных водоносных горизонтов между собой и с поверхностными водами. Как правило, следует избегать строительства водоемких промышленных предприятий в долинах рек, на поймах и аллювиальных террасах, а также в других районах, где грунтовые или плохо защищенные подземные воды используются или могут быть использованы для водоснабжения.

Если по технико-экономическим или другим причинам нельзя отказаться от размещения нового предприятия в районе незащищенного водоносного горизонта, то гидрогеологические данные должны быть достаточными для разработки рекомендаций по защитным мероприятиям и созданию наблюдательной сети скважин, с помощью которых контролируется эффективность этих мероприятий.

Значительный успех в деле охраны подземных вод обеспечивает создание региональных водоохранных зон, охватывающих всю область питания и распространения водоносного горизонта, используемого для водоснабжения, или ее значительную часть. Здесь вводятся определенный режим использования территории, регламент эксплуатации существующих предприятий, строгий контроль над очисткой и сбросом сточных вод, санитарным состоянием почв, воздуха, природных вод и т. п.

Профилактике загрязнения подземных вод способствует мониторинг качества подземных вод, т. е. научно обоснованная система длительных натурных наблюдений за основными динамическими характеристиками водоносного горизонта: уровнями, напорами, химическим и бактериологическим составом, температурой воды и т. п. Анализ этих данных позволяет получить пространственно-временную картину загрязнения, объяснить произошедшие изменения и дать прогноз ожидаемых изменений качества подземных вод.

Специальные профилактические мероприятия технического характера применяются для изоляции подземных вод от промышленных, сельскохозяйственных и коммунальных отходов, водорастворимого сырья, продуктов производства. Выбор схемы, типа, конструкции и проектирование профилактических технических мероприятий проводятся по данным инженерно-геологических изысканий и наблюдений.

Выбор защитных мероприятий основывается на анализе природных условий рассматриваемой территории, учете характера и влияния источника загрязнения и на технико-экономических расчетах.

Восстановление качества подземных вод реально лишь при малых размерах загрязненного участка; в этих целях рекомендуется промывка водовмещающих пород чистой водой, подаваемой через скважины или траншеи. При этом воду можно очищать кислородом или веществами, способствующими деградации загрязнений, их нейтрализации. Этот метод используется как завершающий этап комплекса мероприятий по ликвидации загрязнения подземных вод.

Заключение

Подводя итог данной работе, сделаем ряд обобщающих выводов:

Безопасная в эпидемическом отношении вода не должна содержать болезнетворных бактерий и вирусов. Обычно используются косвенные микробиологические показатели безвредности воды, характеризующие степень общего загрязнения воды микроорганизмами и содержание микроорганизмов группы кишечной палочки. Но, в результате антропогенного воздействия происходит загрязнение и истощение подземных вод.

Загрязнение подземных вод влечет за собой целый ряд экологических и социальных последствий. Требует серьезного внимания распространение загрязняющих компонентов из подземных вод по пищевым цепям. В этом случае токсические элементы попадают в организм человека не только с питьевой водой, но и через растительную и животную пищу. Даже если население не пьет загрязненную воду, а только использует ее для приготовления пищи, водопоя скота и полива растений, это может отразиться на здоровье не только нынешнего, но и последующих поколений.

Охрана источников питьевого водоснабжения от загрязнения и истощения всегда являлась актуальной проблемой. При этом, в последнее время, характеризующееся бурным развитием всех отраслей промышленности и сельского хозяйства, она становится еще более актуальной и вместе с тем гораздо более сложной. Это объясняется как увеличением числа потенциальных источников загрязнения, так и появлением новых видов загрязнителей.

Литература.

1. Зекцер И. С. Подземные воды как компонент окружающей среды. М.: Научный мир 2001.

2. Лутай Г.Ф. Химический состав воды и здоровье населения Гигиена и санитария. 1992. №1.

3. Орадовская А. Е., Лапшин Н. Н. Санитарная охрана водозаборов подземных вод. -- М.: Недра, 1987.

4. Плотников Н.И. Подземные воды - наше богатство. М., 1990.

5. Экологическая гидрогеология: Учебное пособие. - СПб.: Изд-во С.-Петербургского университета, 1996

referatwork.ru

Реферат - по биоэкологии на тему: «Загрязнение грунтовых вод»

РЕФЕРАТ

по биоэкологии

на тему:

«Загрязнение грунтовых вод»

Выполнил:

eco9571.narod.ru

Преподаватель: __________

Санкт-Петербург, 2001 г.

Введение

За последние несколько десятилетий грунтовые воды стали одним из

важнейших ресурсов. Обычно, за редким исключением, они обладали прек-

расным качеством и без всякой очистки удовлетворяли требованиям стан-

дартов по питьевой воде. К несчастью, случаи загрязнения высококачест-

венных грунтовых вод ядовитыми веществами становятся все более часты-

ми. В результате появляются серьезные заболевания, колодцы закрывают.

Загрязнение грунтовых вод было признано в 1980-х гг. одной из важней-

ших экологических проблем, которая сохранилась и в 1990-х гг. и, несо-

мненно, сохранится и в будущем.

1. Источники загрязнения грунтовых вод

Инфильтруясь и просачиваясь сквозь почву, вода уносит с собой в

грунтовые воды все растворимые в ней вещества. Почва не может задер-

жать их. Следовательно, любое химическое вещество, примененное, разме-

щенное, разлитое, рассыпанное на земле или попавшее в нее, может заг-

рязнить грунтовые воды.

В настоящее время основными источниками загрязнения грунтовых вод

признаны:

— неправильно устроенные свалки и другие хранилища ядовитых ве-

ществ, откуда они могут просачиваться в грунтовые воды;

— протекающие подземные резервуары и трубопроводы. Особую проблему

составляет утечка бензина из резервуаров на АЗС;

— пестициды и удобрения, применяемые на полях, газонах, в садах;

— соль, которой посыпают дороги при гололеде;

— мазут, применяемый на дорогах для связывания пыли;

— излишки применяемых в хозяйстве сточных вод и канализационного

ила;

— утечки при транспортировке.

Hеприспособленные хранилища, а также использование пестицидов

представляют собой наиболее распространенные источники угрозы для

грунтовых вод.

2. Ядохимикаты, их опасность

Hаибольшую проблему при загрязнении грунтовых вод создают некоторые

ядохимикаты, с трудом выявляемые из-за их очень низких концентраций,

но способные постепенно накапливаться в организме, вызывая многочис-

ленные расстройства здоровья, в том числе рак.

Большинство ядохимикатов принадлежат к одному из двух классов: тя-

желым металлам или синтетическим органическим соединениям.

1. Тяжелые металлы.

Тяжелыми металлами называют химические элементы-металлы, у которых

в чистом виде высокая плотность, например свинец, олово, мышьяк, кад-

мий, ртуть, хром, медь, цинк. Они широко используются в промышленнос-

ти, однако чрезвычайно ядовиты. Их ионы и некоторые соединения раство-

римы в воде и могут попасть в организм, где, взаимодействуя с рядом

ферментов, подавляют их активность. Т.о., очень малые их количества

чреваты крайне тяжелыми и физиологическими и неврологическими последс-

твиями. Особенно хорошо известны умственная отсталость, вызываемая

свинцовым отравлением, а также психические аномалии и врожденные

уродства при ртутных отравлениях.

2. Синтетические органические соединения.

Все сложные молекулы в составе растительных и животных организмов -

это природные органические вещества. Помимо них люди научились полу-

чать сотни тысяч органических (в основе которых лежит углерод) соеди-

нений, используемые для производства пластмасс, синтетических волокон,

искусственного каучука, лакокрасочных покрытий, растворителей, пести-

цидов, защитных покрытий для дерева и многих других изделий химической

промышленности. Такие вещества называют синтетическими органическими

соединениями.

Многие из них настолько напоминают природные, что могут усваиваться

организмом и взаимодействовать с некоторыми ферментами и другими сис-

темами. Организм, однако, может оказаться неспособным разлагать их или

включать в метаболизм иным путем, т.е. они небиодеградирующие. В ре-

зультате они нарушают его функционирование. При определенных дозах

возможны острое отравление и смерть. Однако и небольшие дозы, получае-

мые на протяжении длительного периода, приводят к весьма неприятным

эффектам, например канцерогенному (развитие рака), мутагенному (появ-

ление мутаций) и тератогенному (врожденные дефекты у детей). Кроме то-

го, они могут вызвать серьезные заболевания печени и почек, бесплодие

и многие другие физиологические и неврологические расстройства.

Hаиболее опасны галогенированные углеводороды — органические соеди-

нения, в которых один или более атомов водорода замещены атомами хло-

ра, брома, фтора или йода. Эти четыре элемента относятся к классу га-

логенов, отсюда и название веществ.

Самыми распространенными являются хлорированные углеводороды. Их

часто применяют при изготовлении пластмасс (поливинилхлорид, ПВХ),

пестицидов (ДДТ), растворителей (тетрахлорфенол), электроизоляции (по-

лихлорированные бифенилы, ПХБ), пламягасящих веществ и многих других

изделий. ПХВ и диоксин — примеры хлоросодержащих углеводородов, широко

известных именно из-за своей опасности.

3. Проблема биоаккумуляции.

Как тяжелые металлы, так и галогенированные углеводороды особенно

опасны ввиду способности к биоаккумуляции. Она заключается в том, что

малые, кажущиеся безвредными дозы, получаемые в течение длительного

периода, накапливаются в организме, создают в итоге токсичную концент-

рацию и наносят ущерб здоровью. Биоаккумуляция происходит, во-первых,

из-за отсутствия биодеградации. Тяжелые металлы как простые элементы

невозможно разрушить или преобразовать в ходе химический процессов.

Хлорсодержащие углеводороды разлагаются при очень высокой температуре,

и в большинстве случаев в организме нет ферментов, способных их расще-

пить. Во-вторых, эти вещества легко поглащаются, но если и выводятся,

то очень медленно. Организм неспособен освобождаться от них с мочой,

поскольку тяжелые металлы прочно связываются с белками, а галогениро-

ванные углеводороды растворяются в жирах гораздо лучше, чем в воде. В

результате, поступая с пищей и жидкостями, эти вещества удерживаются и

накапливаются в теле, как в фильтре.

Биоаккумуляция может усугубляться в пищевой цепи. Организмы, нахо-

дящиеся в ее основе, поглащают химикаты из внешней среды и аккумулиру-

ют их в своих тканях. Питаясь этими организмами, животные следующего

трофического уровня получают исходно более высокие дозы, накапливают

более высокие концентрации и т.д. В результате на вершине пищевой цепи

концентрация химиката в организме может стать в 100 000 — 10 000 000

раз выше, чем во внешней среде. Hеудивительно, что при этом случаются

летальные исходы. Такое накопление вещества при прохождении через пи-

щевую цепь называют биоконцентрированием.

К большому сожалению, и биоаккумуляцию, и биоконцентрирование труд-

но заметить до достижения опасного уровня химиката. А тогда уже поздно

что-либо предпринимать.

Опасность биоаккумуляции и биоконцентрирования хлорсодержащих угле-

водородов стала очевидной в 1960-е гг., когда обнаружилось, что сокра-

щение популяций многих видов хищных птиц, в частности белоголового ор-

лана и скопы, вызвано биоаккумуляцией пестицида ДДТ. Многие места про-

мышленной и спортивной рыбной ловли были закрыты в связи с опасными

уровнями ПХБ и других хлорсодержащих углеводородов, аккумулированных

организмами рыб.

4. Синергические эффекты.

Ситуацию осложняют синергические эффекты. Ядохимикаты редко по от-

дельности, а два или более ядов вместе дают эффект, во много раз пре-

восходящий сумму действий каждого из них. Это явление называют синер-

гизмом. Чрезвычайно опасный синергический эффект обнаружился совсем

недавно. Hекоторые галогенированные углеводороды и, возможно, другие

химикаты (один фактор) ослабляют иммунную систему, в результате чего

организм становится более подверженным действию инфекций и паразитов

(второй фактор). Подозревают, что это причина недавнего катастрофичес-

кого вымирания тюленей в Северном море.

3. Загрязнение окружающей среды ядохимикатами

Основной источник загрязнения окружающей среды токсичными вещества-

ми — отходы химического производства; другой важный источник — исполь-

зование пестицидов.

3.1. Основные источники ядовитых химических отходов

Отходы, содержащие тяжелые металлы, возникают главным образом при

обогащении руд, плавке и обработке металлов, а также при производстве

пигментов для красок. Отходы синтетических органических веществ дают в

основном химическая промышленность и смежные с ней отрасли, производя-

щие мыло, пластмассы, искусственный каучук, удобрения, синтетические

волокна, лекарства, косметику, красители, клеи, пестициды и взрывчатые

вещества.

Химические отходы представляют (или насыщают) собой:

— побочные продукты и «излишки» различных химических производств;

— отработанные воздействующие агенты, очищающие и смазочные сред-

ства;

— воду, использованную для мытья готовой продукции, оборудования и

контейнеров;

— остатки, находящиеся в упаковках, не подлежащие вторичному ис-

пользованию.

Если вещества из этих источников невыгодно выделять, очищать и вто-

рично использовать, то к ним относятся как к отбросам и стремятся от

них избавиться.

3.2. История проблемы ядовитых отходов

Традиционно от химических отходов старались избавиться как можно

скорее. Общепринято было выпускать все газообразные продукты сжигания

в трубы и испарять все, что испаряется, под открытым небом. Все жидкие

отходы и сточные воды с самым различным загрязнением сбрасывались в

канализационные системы или просто в естественные водоемы.

В начале 1970-х гг. отходы стали закапывать в землю. Hо при этом не

учли всех возможных последствий: хотя состояние воздуха и поверхност-

ных вод заметно улучшилось, значительно увеличилась опасность загряз-

нения грунтовых вод.

3.3. Способы захоронения

Существует три способа захоронения отходов: в глубоких колодцах, в

поверхностных прудах и в могильниках. Даже при «идеальных» мерах пре-

досторожности есть определенный риск, что все эти способы приведут к

загрязнению грунтовых вод. Хуже того, меры предосторожности редко при-

нимались, поэтому загрязнение грунтовых вод стало неизбежным.

1. Глубокие колодцы.

В настоящее время более половины всех опасных отходов размещают в

глубоких колодцах. Это предусматривает бурение скважины до слоя сухого

пористого материала, расположенного ниже уровня грунтовых вод. Теоре-

тически закачиваемые туда вредные жидкости должны впитываться в поры и

оставаться изолированными от грунтовых вод непроницаемой породой. Од-

нако нельзя гарантировать отсутствие в ней трещин. Hа практике они мо-

гут вызываться даже напряжениями в процессе закачки. Кроме того они

могут попасть в грунтовые воды и другими путями.

2. Поверхностные пруды.

Еще более трети вредных отходов размещают в специальных прудах. Это

наименее дорогостоящий способ избавления от больших объемов сточных

вод (например, промышленных) с относительно низкой концентрацией опас-

ных веществ. Их сливают в ямы с облицованными стенками, чтобы твердые

вещества оседали на дно, а вода испрялась. Если изоляция дна надежная

и поступление стоков не превышает испарение, такие хранилища могут

действовать неограниченно долго. Однако отходы могут просочиться в

грунтовые воды, при сильных ливнях не исключены разливы, а летучие ве-

щества, например, органические растворители, испаряются в атмосферу,

усугубляя проблему загрязнения воздуха и выпадая с осадками в других

местах.

3. Могильники.

Когда опасные отходы находятся в концентрированной форме, их обычно

помещают в контейнеры и закапывают в могильники. Если они правильно

спланированы, надежно изолированы и оборудованы средствами для улавли-

вания возможных утечек, такой способ считается безопасным. Однако лю-

бая изоляция может выйти из строя. Многие специалисты считают утечку

ядовитых веществ даже из самых надежных хранилищ лишь вопросом време-

ни.

Т.о. при захоронении отходов неизбежно возникают две проблемы. Hе-

обходимо убедиться в том, что они, во-первых, попали в нужное место, а

во-вторых, что они там и остались, т.е. хранилища должны быть правиль-

но построены, заполнены и изолированы.

4. Обезвреживание ядовитых отходов и контроль за ними

Из сказанного выше вытекает, что у проблемы ядовитых отходов четыре

важных аспекта:

— необходимость обезопасить запасы воды для питья и орошения;

— обезвреживание тысяч существующих хранилищ, представляющих угрозу

для грунтовых вод;

— восстановление качества загрязненных грунтовых вод;

— разработка эффективных способов хранения и удаления опасных отхо-

дов, получаемых в настоящее время и планируемых в будущем.

Во всех четырех направлениях уже достигнут значительный прогресс.

Остановимся на рассмотрении 3 и 4 аспекта.

4.1. Восстановление качества грунтовых вод

Раньше считалось, что если грунтовые воды загрязнены, то они утра-

чены практически навсегда, т.к. способов очистки водоносных горизонтов

не существует и требуются сотни лет для вымывания из них отходов. К

счастью, не все в это верили. Hедавно разработана новая технология

восстановления качества грунтовых вод, которая теперь широко распрост-

раняется. В общих чертах она предусматривает бурение скважин, откачку

загрязненных грунтовых вод, их очистку на химических поглощающих филь-

трах и закачивание обратно в водоносный горизонт. Если речь идет о би-

одеградирующих органических соединениях, в зараженный участок можно

подать кислород и микроорганизмы, которые питаются загрязняющими ве-

ществами и уничтожают их. Восстановление качества грунтовых вод хорошо

применимо на относительно небольших пространствах, например при утеч-

ках с бензоколонок.

4.2. Контроль за ядовитыми отходами в будущем

Широко признано, что даже в своем наилучшем варианте захоронение

ядовитых отходов — это временное решение, т.к. время существования

ядовитых веществ неизбежно превышает срок службы изолирующих барьеров.

Известны альтернативы этому подходу.

1. Сокращение объема, преобразование и рециклизация отходов.

Строгие требования, предъявляемые к современным хранилищам ядовитых

отходов, наблюдение за ними с момента возникновения до захоронения и

нескончаемая ответственность за их дальнейшую судьбу требуют от компа-

ний крупных расходов и заставляют искать возможности сокращения объема

отходов.

Здесь два основных подхода. Один состоит в усовершенствовании или

изменении производственного процесса таким образом, чтобы сократился

объем ядовитых побочных продуктов. Во многих случаях удается изыскать

их безопасные заместители. Вторая возможность — извлечение и рецикли-

зация ядовитых веществ из отходов. Это особенно хорошо подходит для

тяжелых металлов, которые можно выделить из стоков при помощи многих

химических реакций, очистить и использовать.

2. Сжигание.

Большинство синтетических органических соединений хорошо горит. Да-

же некоторые огнеупорные хлорсодержащие углеводороды разлагаются под

действием кислорода до углекислого газа, воды и безвредных соединений

хлора. Вопрос только в длительности и температуре процесса в печах.

Печи для обжига цемента обладают необходимыми для этого свойствами.

В результате большинство цементных заводов освоили теперь второе их

назначение — как средство борьбы с опасными отходами. Их смешивают с

обычным топливом и подают в печи. Разрушаясь, они одновременно дают

тепло. Зола, в которой могут остаться ядовитые компоненты, смешивается

с цементом, который служит для нее надежным «контейнером».

Кроме того, многие компании уже построили или строят специальные

крематории, предназначенные для химических отходов.

3. Биодеградация.

Как уже упоминалось выше, синтетические органические соединения из-

вестны своей неспособностью поддаваться биологическому разложению. Тем

не менее постепенно обнаруживаются бактерии, способные хоть и медлен-

но, но разрушать их. Эти организмы сейчас «улучшают» с помощью методов

селекции и генной инженерии, так что вскоре не исключено появление

«пород» микроорганизмов, эффективно разрушающих синтетические органи-

ческие отходы.

Источник: неизвестен

www.ronl.ru

Реферат - Загрязнение подземных вод Москворецкого бассейна

Загрязнение подземных вод Москворецкого бассейна

Город Москва расположен в бассейне реки Москвы и является неотъемлемой частью окружающей город природной среды.

Гидрогеологические условия региона определяются его приуроченностью к южной части Московского артезианского бассейна. Здесь выделяются три литогенетических этажа: четвертично-неогеновый с пестрыми по гидродинамическим и гидрогеохимическим характеристикам грунтовыми водами, юрско-меловой и каменноугольный с артезианскими водами в преимущественно карбонатных породах.

В последнем имеется несколько водоносных горизонтов, слабо различающихся по фильтрационным свойствам и составу воды, разделенных маломощными прослоями глин и аргиллитов. Важную роль играет верхнеюрская разделяющая толща. Слоистая и прерывистая с “гидрогеологическими окнами” она не только формирует напоры в карбоне, но и предохраняет их от загрязнений.

Проводимость известняков карбона связана с геоморфологическими и геологическими особенностями водовмещяющих пород: на водоразделах она составляет в среднем 500 м/сут; в долинах - более 2000 м/сут; под ненарушенными юрскими глинами - 680 м/сут; в районах без юрских глин - более 1100 м/сут.

Водоносные горизонты в четвертичных отложениях связаны с речными. Это в полной мере относится к аллювиальным отложениям пойм и террас. Первая аккумулятивная - при относительной высоте 4-7 м имеет, как правило, две толщи: верхнюю, суглинистую, и нижнюю, песчаную с гравием и галькой, содержащую горизонт грунтовых вод. Направление грунтового потока меняется по сезонам. Вторая терраса - цокольная с маломощным аллювием (до 1,5-4,0 м) . В цоколе может залегать морена, юрские глины и обводненные флювиогляциальные отложения, имеющие непосредственную разгрузку в реку или связь с горизонтами вод 1-й террасы. В уступе 2-й террасы известны многочисленные родники. Выше террас притоки р. Москвы дренируют главным образом флювиогляциальные песчано-гравийные отложения. Их водоносные горизонты, как правило, плохо защищены с поверхности от загрязнения, имеют малую емкость и относительно высокую проницаемость.

Локальной гидрогеологической особенностью территории являются древние ложбины стока: доюрские, доледниковые, межледниковые и постледниковые, иногда совпадающие с современной гидрографической сетью, сложенные хорошо фильтрующим обломочным материалом и являющиеся коллекторами подземных вод. Глубина максимального переуглубления достигает 50-60 м. Переуглублены долина р. Истры ниже водохранилища и долина р. Москвы ниже п. Тучково, причем переуглубление не всегда совпадает с современным.

Химический состав грунтовых вод отличается большим разнообразием. Обычно при малых минерализациях (300-500 мг/л, редко больше 1 г/л) химический тип может резко меняться даже в пределах одного потока грунтовых вод. На водораздельных пространствах встречаются воды гидрокарбонатного класса, кальциево-магниевой группы с низкой минерализацией (около 200 мг/л) . Колодцы в деревнях на террасах рек дают воду гидрокарбонатно-сульфатную и гидрокарбонатно-хлоридную с преобладанием кальция и с высокой минерализацией. Вблизи промышленных центров, городов, у свалок и т.д. состав грунтовых вод меняется на сульфатно-гидрокарбонатный и даже на сульфатно-хлоридный. Грунтовые воды, приуроченные к аллювиальным отложениям, имеют повышенную минерализацию и измененный по отношению к естественным водам состав, в котором велико содержание хлоридов и сульфатов. Нередки случаи, когда в состав макрокомпонентов химического состава грунтовых вод входит нитрат-ион, что уже прямо свидетельствует о загрязнении. Со всей определенностью можно сказать, что разгрузка грунтовых вод в реки бассейна уже в настоящее время ухудшает качество речной воды.

Артезианские воды каменноугольных отложений обычно пресные с минерализацией 0,4-0,6 г/л, хорошего качества (гидрокарбонатные, магниево-кальциевой группы) . Исключением является полоса шириной 10-20 км, проходящая от Дедовска-Нахабино через Красногорск в южную часть Москвы. Здесь также имеет место пресная вода, но хлоридногидрокарбонатного класса натриево-магниево-кальциевой группы, что свидетельствует о региональном протекании загрязненных грунтовых вод в артезианские водоносные горизонты со сработанными напорами.

Система источников водоснабжения Москвы может быть представлена в виде совокупности подсистем, каждая из которых является крупной водохозяйственной системой. Она представляет собой совокупность подсистем: бассейн Вазузского водохранилища; Вазузскую гидротехническую систему; бассейн Москвы от истока до г. Москвы, включающий в себя бассейны рек Рузы и Москвы от истока до г. Звенигорода, бассейн Москвы от г. Звенигорода до г. Москвы; бассейн Волги от истока Иваньковского водохранилища и зону канала им. Москвы. Кроме того, отдельные объекты в Москве и в Московском регионе (т.е. в сфере интересов Москвы как главного объекта эксплуатации водных ресурсов) снабжаются артезианской водой, что неуклонно ведет к изменению картины состояния и формирования подземных вод региона.

Водохозяйственные системы обладают двумя главными свойствами: пропускной способностью (проницаемостью, расходом) и емкостью. Основная часть расхода определяется собственно возможностями русел ручьев, рек, каналов, труб и других водопроводящих трактов. Основная же часть емкости сосредоточена не в водотоках и водохранилищах, а в подземных резервуарах, т.е. в горизонтах подземных вод, связанных с поверхностными водами сложными, нелинейными и неоднозначными отношениями. Кроме того, для водопроводящих трактов при подходящем выборе масштаба характерны сосредоточенные источники загрязнений, а для подземных вод - рассредоточенные.

Основным объектом мониторинга подземных вод является поток подземных вод (ППВ) . Предусматриваются измерения на слабо нарушенных (эталонных) ППВ, находящихся под техногенным воздействием. В последнем случае следует выделять и рассматривать природно-техногенные системы. В качестве основных признаков ППВ могут рассматриваться: геофильтрационная схема, позволяющая прогнозировать продвижение загрязнения в ППВ; конструктивные особенности источника загрязнения, определяющие условия поступления загрязняющих веществ в поток; миграционная модель ППВ, отражающая процессы переноса, превращений и взаимодействий раствора с породами в зависимости от геохимических и физико-химических свойств поллютанта и среды.

Имеющиеся в распоряжении совместного предприятия в области охраны окружающей cреды “Прима” материалы позволяют более детально рассмотреть бассейн р. Москвы. Особое внимание уделено условиям формирования подземных вод. Это вызвано тем, что среднемноголетний модуль стока р. Москвы в створе Рублево составляет 6 л/(с*км2) , а модуль подземного стока - 2 л/(с*км2) . Таким образом, треть всей москворецкой воды - вода подземная. Вместе с тем, минерализация и, особенно, качество подземных вод сильно отличаются от вод поверхностных, причем качество подземных вод во многих частях бассейна р. Москвы не отвечает требованиям государственного стандарта на питьевую воду. Больше того, эксплуатация подземных вод приводит к изменению показателей и режима водообмена между подземными и поверхностными водами в неблагоприятную сторону.

В Москворецкой водной системе эксплуатируются практически все водоносные горизонты. При этом грунтовые воды используются деревянными колодцами и мелкими скважинами ручного бурения, что практически не сказывается на водных ресурсах и режиме. Максимальное понижение уровня в колодцах достигает 1,5-2,0 м, что может сформировать местную воронку депрессии радиусом не более нескольких десятков метров. Все центральное водоснабжение основано на артезианских водах каменноугольных отложений. В бассейне р. Москвы выше Рублево действует 21 групповой водозабор подземных вод, затрагивающий практически все водоносные горизонты карбона. Дифференциация по зонам влияния позволяет предложить места для отбора проб в бассейнах рек Москва, Руза и Истра, а также в устьях упоминаемых в таблице 1 притоков.

Таблица 1 Сведения о современной эксплуатации подземных вод

Бассейн реки

Водозабор

Производитель-ность, тыс. куб. м/сут

Зона влияния

Москва выше Можайска

Уваровка

3,0

реки Воинка и Колочь

Москва выше Звенигорода

Кубинка Тучково Дорохово Можайск Звенигород

8,5 7,3 1,3 15,3 10,8

р. Сетунь р. Москва р. Ельца реки Можайка и Москва р. Москва

Москва выше Рублево

Покровское Успенское Голицыно Барвиха Жаворонки Одинцово

1,6 21,8 12,1 16,2 27,2 50,7

р. Москва р. Москва р. Вяземка р. Москва р. Вяземка реки Сомынка и Закза

Руза

Осташево Руза Тимофеев

1,2 2,2 3,6

Рузское вдхр.

р. Руза р. Руза

Истра

Румянцево Кр. Поселок Истра Снегири Дедовск Красногорск

2,3 7,0 13,4 1,4 13,4 57,1

р. Истра р. Истра р. Истра р. Истра р. Истра р. Бачка

На состояние подземных вод в бассейне Москвы выше Рублево влияют также водозаборы, расположенные ниже Рублево, поскольку их воронки занимают в рассматриваемом районе существенные площади. Особенно заметно влияние Химкинского и Московского водозаборов с суммарным водоотбором около 500 тыс. куб. м/сутки. Установлено, что восточнее меридиана Звенигорода избыточные напоры артезианских вод почти полностью сработаны. Это привело к инверсии балансовой структуры потока подземных вод в карбоне: если ранее артезианские воды разгружались в Москву-реку и в ее притоки, то сейчас, наоборот, из поверхностных и частично из грунтовых вод идет питание ранее бывших артезианскими водоносных горизонтов. Величину, т.е. расходы воды, такого питания установить точно довольно трудно, однако в целом понятно, что на инфильтрацию в подземные воды расходуется значительная часть формируемых в рассматриваемой части бассейна Москвы водных ресурсов.

По оценкам Центргеологии в бассейне р. Москвы и ее притоков в центральной части воронки депрессии на эксфильтрацию теряется 30-40% поверхностного стока. Проблема, однако, состоит в том, что воды, поступающие в глубокие подземные горизонты, по качеству далеки от природных вод. Особенно незащищенными следует считать районы, где отсутствует верхнеюрская разделяющая толща и где нет моренных глин и суглинков, а в карбоне напоры снижены. Загрязнение в таких местах может носить не только локальный, но и региональный характер.

Защищенными от загрязнения можно считать водораздельные равнины и плато, закрытые мощным плащом моренных глин и суглинков восточнее меридиана, проходящего через Дорохово и Сычево, если исключить собственно долинные часть бассейна. Всю верхнюю часть бассейна западнее указанного меридиана, равно как и низовья р. Сходни, следует считать условно защищенной. Долина Москвы-реки ниже г. Можайска, долина средней и нижней Рузы, а также долина средней и нижней Озерны не защищены, поскольку здесь, в полосе от 5 до 10 км, размыта юрская толща глин. Для мониторинга поверхностных вод это означает, что именно здесь густота сети наземных измерений должна быть наибольшей.

Рассмотрим влияние отдельных отраслей народного хозяйства на формирование качества подземных вод бассейна.

Сельское хозяйство. Здесь следует выделить земледелие, которое в результате применения удобрений и ядохимикатов следует рассматривать как отрасль, вносящую значительное количество загрязнений в подземные воды, причем необходимо подчеркнуть пространственный (площадной, рассредоточенный) характер влияния этой отрасли. Структура земледелия в бассейне довольно однородна. В Можайском и Рузском районе под пашней находится по 50 тыс. га. В Истринском и Одинцовском районах - по 30 тыс. га. Повсеместно около 40% пашни отдано под зерновые, удобряемые относительно мало. Около 50% площади занято под многолетними травами, кукурузой на силос и кормовыми корнеплодами. Около 10% пахотных земель отдано под овощи и картофель, которые выращиваются с применением высоких доз удобрений. Так, при средней по России норме в 100-120 кг в некоторых хозяйствах Подмосковья вносят до 5 т органических и неорганических удобрений на гектар.

Существенным источником загрязнения являются и пригородные хозяйства. Здесь в среднем на 1 га используемых земель вносилось удобрений на гектар: в Рузском районе - 216 кг, в Одинцовском районе - 286 кг, в Можайском районе - 424 кг, в Истринском - 491 кг.

Грунтовые воды под сельскохозяйственными угодьями загрязнены. Исследованиями кафедры гидрогеологии геологического факультета Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова в грунтовых водах аллювиального водоносного комплекса выявлены концентрации нитратов от 80 до 180 мг/л (ПДК - 10 мг/л) . Имеются сведения о недопустимо высоких содержаниях аммонийиона (до 31 мг/л (ПДК - 1,5 мг/л) ) в грунтовых водах аллювия р. Малая Истра. Мощным способом непосредственного воздействия на качество грунтовых вод являются водные мелиорации.

В качестве сосредоточенных источников загрязнения в сельском хозяйстве выделяются животноводческие фермы. Среднее поголовье для них таково: крупный рогатый скот - 600 тыс. голов (250-260 ферм) , свиней - 15-20 тыс. голов (3 фермы в Можайском и Истринском районах) , птицы - 1,0-1,5 млн. (9 фабрик в Истринском и Одинцовском районах) .

Население. В селах Московской области постоянно проживает около 210 тыс. человек. В теплый период года население здесь резко увеличивается за счет отдыхающих. Рекреационных учреждений в бассейне около 1000: в Можайском районе - 110, в Истринском - 250, в Рузском районе - 250. Их очистные сооружения устроены примитивно, устарели морально и физически, поэтому являются загрязнителями. Так, в районе Звенигорода установлено, что практически все старые очистные сооружения загрязняют грунтовые воды хлоридами, нитратами, органикой и другими веществами. Однако наибольшее влияние на качество грунтовых вод оказывают города, а в них - промышленные предприятия.

Подземные воды в районах городов и поселков городского типа таких, как Руза, Тучково, Звенигород, Истра, Голицыно, Одинцово, Дедовск и Нахабино, загрязнены органикой, хлоридами, сульфатами, нитратами, а в районах расположения механических заводов и автохозяйств - тяжелыми металлами. Практически каждый населенный пункт имеет рядом свалки для бытовых или смешанных отходов. Свалки обычно невелики по площади - не более 1-2 га, и размещаются в отработанных и зачастую совершенно неподготовленных карьерах, оврагах и прочих выемках. Крупных свалок в бассейне шесть: Чесцовская и Супоневская (Одинцовский район) , площадью 7,5 и 2 га; Аннино и Дорохово (Рузский район) - по 3 га; Павловская (Истринский район) - 8,5 га; Можайская - 4 га.

Наиболее опасным компонентом свалок является фильтрат, образующийся за счет инфильтрации атмосферных осадков и отжима жидкости при уплотнении. Типичный состав фильтрата таков: минерализация 10-20 г/л; повышенные концентрации всех азотосодержащих ионов; хлоридов около 5 г/л, сульфатов 1-2 г/л, органических веществ - до 2 г/л, заметны тяжелые металлы. Отмечается, что по отношению к характерным для фильтратов соленым и агрессивным жидкостям проницаемость глин и специальных противофильтрационных экранов увеличивается иногда на 1-2 порядка.

Транспорт. Наиболее крупные железные дороги проходят по южной и северной границам бассейна, однако их влияние изучено недостаточно. На крупных автомагистралях применяются противогололедные смеси, содержащие каменную соль; за зиму вносят десятки (до 60-80) килограмм соли на погонный метр. Деревенские колодцы, даже отстоящие на сотни метров от дорог, имеют повышенную за счет хлоридов минерализацию воды. Типичными для автотранспорта являются такие загрязняющие вещества, как хлориды, нитраты, нефтепродукты, включая ароматические углеводороды (в частности, бенз(а) пирен) , свинец, кадмий и другие тяжелые металлы.

Особенности нормирования химических веществ в водной среде обусловлены несколькими факторами 1. С гигиенических позиций оценивается уровень загрязнения воды, предназначенной для хозяйственно-питьевого или культурно бытового назначения.

2. Нормативы качества воды распространяются не на весь водный объект, а только на пункты водопользования населения.

3. Вода используется населением не только для питья, личной гигиены, но и для хозяйственно-бытовых и рекреационных целей. В связи с этим при нормировании учитывается как непосредственное влияние химических загрязнителей на организм (санитарно-токсикологический показатель вредности) , так и их влияние на органолептические свойства воды и процессы самоочищения воды водоемов (органолептический и обще-санитарный показатели вредности) .

4. Для всех водных объектов, используемых населением (поверхностные и подземные воды, питьевая вода, вода систем горячего водоснабжения) , устанавливаются единые гигиенические нормативы (ПДК, ОДУ) .

Таблица 2 ПДК некоторых вредных веществ в воде (мг/л) и их содержание в подземных водах Москворецкого бассейна в 1995-1996 г.

Вещество

ПДК

Класс опасности

Содержание в 1995 г.

Содержание в 1996 г.

Барий

0,1

III

0,15

0,105

Бенз(а) пирен

0,000005

0,000006

Бензол

0,5

0,65

0,35

Бериллий

0,0002

0,00022

0,00023

Винилхлорид

0,05

0,061

0,045

Диоксин

0,0000026

0,0000005

Дифенил

0,001

0,0005

0,0002

Дихлорбромметан

0,03

0,03005

0,03

Кадмий

0,001

0,00101

0,0005

Марганец

0,1

III

0,12

0,14

Медь

1,0

III

0,9

1,0

Нефть многосернистая

0,1

0,0

Нефть прочая

0,3

0,05

0,0

Нитраты

10,0

III

50-160

50-120

Нитриты

3,3

5,4

3,7

Свинец

0,03

0,033

0,025

Тетраэтилсвинец

Отсут.

Фенол

0,001

0,005

0,0065

Формальдегид

0,05

0,053

0,052

Цинк

1,0

III

1,005

1,02

В связи с изданием в начале 1990 г. директивы ЕС о защите грунтовых вод от загрязнений некоторыми опасными веществами во многих странах встала проблема необходимости очистки и самое главное охраны подземных вод от загрязнений. Например, в Великобритании с конца XIX века остро стоял вопрос об очистке воды в реке Темзе (о грунтовых водах тогда еще не думали) , а в начале 1980-х годов резко поднялся уровень загрязненности в немецком Рейне. И в Великобритании (Лондон) , и в Германии (Кельн, Дюссельдорф, Дуйсбург) пользовались артезианской подземной водой, создавая инверсию балансовой структуры потока подземных вод, т.е. артезианские водоносные горизонты частично питались с поверхности. Загрязнителями воды в Темзе выступали металлургические и химические заводы Рединге, Тилфорде, лондонском Ист-Энде, в Рейне - угольные шахты и нефтехимический завод Кельна, черная и цветная металлургия в Дуйсбурге и др. Для очистки поверхностных вод этих рек были предприняты следующие меры: 1) переход на замкнутый цикл водоснабжения предприятий (каждый второй кубометр воды не изымался из производства, а вторично использовался) ; 2) применение жестких санкций к предприятиям-загрязнителям; 3) создание “искусственных островов” как биологических фильтров; 4) высаживание по берегам Рейна растений и деревьев для укрепления береговой линии, а набережные Темзы стали каменными везде, где это возможно. В результате по таким веществам как фенолы, четыреххлористый углерод, нитраты и др. были достигнуты следующие показатели, приблизительно одинаковые и в Великобритании, и в Германии (поверхностные воды - подземные воды) :

фенолы

0,0015 мг/л

0,0025 мг/л

четыреххлористый углерод

0,003 мг/л

0,008 мг/л

формальдегид

0,044 мг/л

0,06 мг/л

нитраты

11,8 мг/л

5,4 мг/л

В этом смысле ценны опыты Великобритании в области снижения содержания нитратов и ионов аммония в потоке подземных вод. Проблема решалась попытками синтеза новых удобрений, снижением норм расхода удобрений на единицу площади, улучшение мелиорационной системы. Любопытна также борьба со свалками во Франции - Париж фактически отапливается спрессованным мусором и другими бытовыми и смешанными отходами. Свалок под Парижем больше нет.

Природа накапливала загрязнения, аккумулировала их. Но лишь до поры, до времени. Затем она сдалась и постепенно начала отдавать накопленное. Близится и наступает эпоха экологических кризисов. Подземные воды - кровь нашей земли, а болезни крови лечатся тяжело.

Список литературы

1. Владимиров А. М. Ляхин Ю. И., Матвеев Л. Т., Орлов В. Г. Охрана окружающей среды. М., 1991.

2. Галин А. По следам прошлогоднего снега. - Химия и жизнь, 4-1993.

3. Охрана окружающей среды. под ред. д. т. н. проф. Дуганова Г. В. Киев, 1988.

4. Протасов В. Ф., Молчанов А. В. Экология, здоровье и природопользование в России. М., 1995.

5. Федоров Л. А. Диоксины в питьевой воде. - Химия и жизнь, 8-1995.

6. Фомин Г. С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам. Энциклопедический справочник. М., 1995.

7. Хмара И. Вода московских родников. - Химия и жизнь, 2-1996.

www.ronl.ru

1. Понятие о загрязнении подземных вод. Загрязнение и охрана подземных вод

Смотрите также

..:::Новинки:::..

Windows Commander 5.11 Свежая версия.

Новая версия
IrfanView 3.75 (рус)

Обновление текстового редактора TextEd, уже 1.75a

System mechanic 3.7f
Новая версия

Обновление плагинов для WC, смотрим :-)

Весь Winamp
Посетите новый сайт.

WinRaR 3.00
Релиз уже здесь

PowerDesk 4.0 free
Просто - напросто сильный upgrade проводника.

..:::Счетчики:::..

Реферат: Загрязнение подземных вод Москворецкого бассейна. Загрязнение подземных вод реферат

2. Бактериальное загрязнение подземных вод. Загрязнение и охрана подземных вод

Похожие главы из других работ:

1. Бактериальное выщелачивание

3. ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНЫХ РЕСУРСОВ ОБЛАСТИ

3.2.2 Радиационное загрязнение

3.3 Загрязнение вод реки Амур

3. Химическое загрязнение

4. Тепловое загрязнение

5. Охрана подземных вод

7. Приведите классификацию подземных вод. Опишите фазовые состояния воды в породах, а также условия залегания и движения подземных вод

4.3 Движение подземных вод

1.3 Запасы подземных вод

4. Охрана подземных вод

3.1 Загрязнение и засорение водоемов

2. Движение подземных вод в водоносных пластах. Определение скорости движения подземных вод

3.2 Типы подземных вод

Реферат - Охрана поверхностных вод

Современное состояние качества воды в водных объектах

Практическое значение и охрана подземных вод

Реферат - по биоэкологии на тему: «Загрязнение грунтовых вод»

Реферат - Загрязнение подземных вод Москворецкого бассейна

1. Понятие о загрязнении подземных вод. Загрязнение и охрана подземных вод

Похожие главы из других работ:

1.1 Понятие о дешифрировании

2.1 Понятие о биосфере

1. Понятие карст

3.2 Понятие продольного нивелирования

7. Приведите классификацию подземных вод. Опишите фазовые состояния воды в породах, а также условия залегания и движения подземных вод

1.1 Понятие карста

1. Понятие карста

3.1 Понятие карста

1. Понятие «ландшафт»

1. Понятие о ландшафте

3.1 Понятие геоизображений

2.2 Понятие о сейсморегистрирующем канале

2. Движение подземных вод в водоносных пластах. Определение скорости движения подземных вод

1.1 Понятие сели

Смотрите также