Главная
База знаний "Allbest"
Экология и охрана природы
Геоэкологические проблемы городов на примере загрязнения подземных вод Казанской агломерации
Геоэкологические проблемы городов на примере загрязнения подземных вод Казанской агломерации
Влияние городов на биосферу и здоровье людей, их воздействие на литосферу, почвы, атмосферу. Промышленность как фактор загрязнения окружающей среды. Гидрогеологическая характеристика и общая оценка подземных вод. Основные источники их загрязнения.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | дипломная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 01.02.2015 |
| Размер файла | 72,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Наиболее чувствительно к загрязнению атмосферного воздуха детское население с преобладанием ЛОР-заболеваний, аллергическими заболеваниями и заболеваниями органов дыхания. Присутствие в атмосферном воздухе загрязняющих веществ в концентрациях выше предельно допустимых увеличивает заболеваемость населения болезнями органов дыхания, сердечно-сосудистой системы, а также уха, горла и носа. Проживание в промышленных районах Казани приводит к возникновению и формированию хронических болезней ЛОР-органов. Так, наибольшее количество лорингитов, ринитов и риносинуситов отмечается в Ново-Савиновском и Кировском районах. В последние годы отмечается также рост числа аллергических заболеваний и болезней мочеполовой системы, связанных с загрязнением окружающей среды г. Казани. Рост аллергических заболеваний связан с неспецифическим воздействием химических веществ, присутствующих в атмосферном воздухе, на слизистые оболочки дыхательных путей. Они повреждают барьерные механизмы и приводят к поступлению аллергенов в повышенных дозах, снижая общую сопротивляемость организма.
Исследования показали также, что загрязнение атмосферного воздуха влияет на состояние нервной системы. Так, заболеваемость детей нервно-психическими заболеваниями выше в районах Казани с высоким загрязнением атмосферного воздуха (Экология города Казани, 2005).
В целом же по Татарстану можно отметить рост первичной заболеваемости населения к 2008 гг. по следующим классам: болезни системы кровообращения - на 47,18 %, болезни крови, кроветворных органов - на 40,7 %, болезни эндокринной системы - на 40,5 %, врожденные аномалии (пороки развития) - на 28,6 %, болезни мочеполовой системы - на 25,2 %. Показатели г. Казани часто превышают среднереспубликанских (Государственный доклад…, 2009).
загрязнение вода здоровье гидрогеологический
Глава 4. Подземные воды и их основные источники загрязнения
4.1 Подземные воды, понятие, виды
Все воды земной коры, находящиеся ниже поверхности Земли в горных породах в газообразном, жидком и твёрдом состояниях, называются подземными водами. Подземные воды составляют часть гидросферы - водной оболочки земного шара. Они встречаются а буровых скважинах на глубине до нескольких километров. По данным В.И. Вернандского, подземные воды могут существовать до глубины 60 км в связи с тем, что молекулы воды даже при температуре 2000о С диссоциированы всего на 2%. Приблизительные подсчёты запасов пресной воды в недрах Земли до глубины 16 километров дают величину 400 миллионов кубических километров, т.е. около 1/3 вод Мирового океана.
Подземные воды формируются в основном из вод атмосферных осадков, выпадающих на земную поверхность и инфильтрующихся в землю на некоторую глубину, и из вод из болот, рек, озер и водохранилищ, также просачивающихся в землю.
Водопроницаемость грунтов, слагающих земную кору, зависит от физических свойств этих грунтов. В отношении водопроницаемости грунты делятся на три основные группы: водопроницаемые, полупроницаемые и водонепроницаемые или водоупорные.
Подземные воды в земной коре распределены в двух этажах. Нижний этаж, сложенный плотными магматическими и метаморфическими породами, содержит ограниченное количество воды. Основная масса воды находится в верхнем слое осадочных пород. В нем по характеру водообмена с поверхностными водами выделяют три зоны: зону свободного водообмена (верхнюю), зону замедленного водообмена (среднюю) и зону весьма замедленного водообмена (нижнюю). Воды верхней зоны обычно пресные и служат для питьевого, хозяйственного и технического водоснабжения. В средней зоне располагаются минеральные воды различного состава. Это-древние воды. В нижней зоне находятся высокоминерализованные рассолы (Новиков 1981).
Подземные воды образуются различными способами. Как уже отмечалось выше, один из основных способов образования подземной воды - просачивание, или инфильтрация, атмосферных осадков и поверхностных вод (озёр, рек, морей и т.д.), для многих территорий земного шара инфильтрация является основным способом образования подземных вод. Однако имеется и другой путь их образования - за счёт конденсации водяных паров в горных породах. В тёплое время года упругость водяного пара в воздухе больше, чем в почвенном слое и нижележащих горных породах. Поэтому водяные пары атмосферы непрерывно поступают в почву и опускаются до слоя постоянных температур, расположенного на разных глубинах - от одного до нескольких десятков метров от поверхности земли. Оба способа образования подземных вод - путём инфильтрации и за счёт конденсации водяных паров атмосферы в породах - главные пути накопления подземных вод. Инфильтрационные и конденсационные воды называются вандозными водами (от лат. "vadare" - идти, двигаться). Эти воды образуются из влаги атмосферы и участвуют в общем круговороте воды в природе.
По условиям залегания выделяют три типа подземных вод: верховодку, грунтовые и напорные, или артезианские.
Верховодкой называются подземные воды, залегающие вблизи поверхности земли и отличающиеся непостоянством распространения и дебита. Обычно верховодка приурочена к линзам водоупорных или слабопроницаемых горных пород, перекрываемых водопроницаемыми толщами. Верховодка занимает ограниченные территории, это явление - временное, и происходит оно в период достаточного увлажнения; в засушливое время года верховодка исчезает. Верховодка приурочена к первому от поверхности земли водоупорному пласту. В тех случаях, когда водоупорный пласт залегает вблизи поверхности или выходит на поверхность, в дождливые сезоны развивается заболачивание.
К верховодке нередко относят почвенные воды, или воды почвенного слоя. Почвенные воды представлены почти связанной водой. Капельно-жидкая вода в почвах присутствует только в период избыточного увлажнения.
Грунтовыми называются воды, залегающие на первом водоупорном горизонте ниже верховодки. Обычно они приурочены к выдержанному водонепроницаемому пласту и характеризуются более или менее постоянным дебитом. Грунтовые воды могут накапливаться как в рыхлых пористых породах, так и в твёрдых трещиноватых коллекторах. Уровень грунтовых вод представляет собой неровную поверхность, повторяющую, как правило, неровности рельефа в сглаженной форме: на возвышенностях он ниже, в пониженных местах - выше. Грунтовые воды перемещаются в сторону понижения рельефа.
Уровень грунтовых вод подвержен постоянным колебаниям. Как отмечалось выше, на него влияют различные факторы: количество и качество выпадающих осадков, климат, рельеф, наличие растительного покрова, хозяйственная деятельность человека и многое другое.
Грунтовые воды, накапливающиеся в аллювиальных отложениях - один из источников водоснабжения. Они используются как питьевая вода, для полива. Выходы подземных вод на поверхность называются родниками, или ключами.
Напорные, или артезианские воды. Напорными называют такие воды, которые находятся в водоносном слое, заключенном между водоупорными слоями, и испытывают гидростатическое давление, обусловленное разностью уровней в месте питания и выхода воды на поверхность. Область питания у артезианских вод обычно лежит выше области стока воды и выше выхода напрных вод на поверхность Земли. Если в центре такой чаши, или мульды, заложить артезианскую скважину, то вода из нее будет вытекать в виде фонтана по закону сообщающихся сосудов.
Размеры артезианских бассейнов бывают весьма значительными - до сотен и даже тысячи километров. Области питания таких бассейнов зачастую значительно удалены от мест извлечения воды. Так, воду, выпавшую в виде осадков на территории Германии и Польши, получают в артезианских скважинах, пробуренных в Москве; в некоторых оазисах Сахары получают воду, выпавшую в виде осадков над Европой. Артезианские воды характеризуются постоянством дебита и хорошим качеством, что немаловажно для её практического использования (Саваренский 1969).
4.2 Основные загрязнители подземных вод
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 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 (Орадовская 1987).
4.3 Влияние загрязненных подземных вод на здоровье человека
По минерализации и химическому составу подземные воды характеризуются широким разнообразием. Степень их пригодности для тех или иных хозяйственных целей различная. Они не всегда удовлетворяют предъявляемым требованиям, в некоторых случаях их используют только после проведения соответствующей «водоподготовки». В связи с этим возникает проблема нормирования воды.
Вода для хозяйственно-питьевых целей. При установлении норм для воды, идущей на хозяйственно-питьевые цели, принимается во внимание величина минерализации (сухой остаток), содержание макро- и микрокомпонентов, физические свойства воды и ее микробиологическое состояние.
К питьевой воде предъявляются следующие требования:
1) по физическим свойствам вода должна быть прозрачной, бесцветной, освежающего вкуса и без запаха;
2) присутствие веществ, растворенных обычно в подземной воде, не должно превышать пределов, выше которых вода считается не годной к употреблению;
3) вода не должна содержать вредных для здоровья человека веществ, например меди, свинца, мышьяка и др., и количествах, превышающих установленные для этих компонентов кондиции;
4) вода должна быть свободной от болезнетворных микроорганизмов.
Обычно в подземных пресных водах содержание микроэлементов не достигает установленных предельно допустимых концентраций. Превышение же указанных концентраций часто является результатом загрязнения воды (Посохов, 1975).
Превышение каких-либо химических элементов и их соединений в воде влияет на распространенность многих заболеваний. Причина этого в высокой биологической активности микроэлементов, участвующих в различных видах обмена: белковом, жировом, углеводном, витаминном, минеральном, а также в газообмене, теплообмене, тканевом дыхании, тканевой проницаемости, клеточном дыхании. Микроэлементы влияют на активность ферментов, вступая в соединения с ферментами, они участвуют в различных биохимических превращениях. Именно поэтому это может привести к возникновению эндемических заболеваний (Мовчан, 2004).
Приведем пример влияния некоторых химических показателей, которые определяются для оценки качества подземных вод, на здоровье человека.
Медь. Концентрация меди более 3 мг/л может вызвать острое нарушение функции желудочно-кишечного тракта -- тошноту, рвоту, понос. У людей, перенесших заболевания печени, например вирусный гепатит, обмен меди нарушен и длительное ее употребление с водой может способствовать развитию цирроза печени. Особенно чувствительны к повышенной концентрации меди в воде грудные дети на искусственном вскармливании. У них еще в младенческом возрасте при употреблении такой воды может развиться цирроз печени.
Железо -- один из основных элементов природной воды, в которой его концентрация колеблется от 0,5 до 50 мг/л. Повышенное содержание железа в воде придает ей ржавый цвет и металлический привкус, что делает воду непригодной к употреблению. Постоянное употребление воды с повышенным содержанием железа может привести к развитию гемохроматоза, т.е. отложению соединений железа в органах и тканях, развивается геморрагический некроз (разрушение) и отслойка участков слизистой оболочки желудка.
Алюминий присутствует в природной воде. При изучении влияния на организм человека некоторыми исследователями было отмечено, что алюминий в больших количествах может вызывать повреждение нервной системы. Алюминию приписывают роль в возникновении таких тяжелых заболеваний нервной системы, как болезнь Альцгеймера (возникает в зрелом возрасте, проявляется появлением провалов памяти, дезориентацией в окружающей обстановке, депрессией и прогрессирующим слабоумием), боковой амиотрофический склероз (возникновение прогрессирующих параличей мышц, смерть от остановки дыхания и сердечной деятельности через несколько лет), паркинсоническое слабоумие (дрожание головы, кистей рук, нижней челюсти, стоп из-за повышения тонуса мышц, слабоумие, нарушение в психо-эмоциональной сфере в виде появления назойливости, эгоизма, обидчивости).
Хлорсодержащие соединения могут быть опасны для здоровья при нахождении их в воде в высоких концентрациях. Особенно чувствительны к их действию дети. Небольшие дозы хлора вызывают воспаление слизистой оболочки рта, глотки, пищевода, спонтанную рвоту. Из всех анионов хлориды обладают наибольшей миграционной способностью, что объясняется их хорошей растворимостью; слабовыраженной способностью к сорбции на взвесях и потреблением водными организмами. Повышенные содержания хлоридов ухудшают вкусовые качества воды, делают ее малопригодной для питьевого водоснабжения и ограничивают применение для многих технических и хозяйственных целей, а также для орошения сельскохозяйственных угодий. В связи с хорошей растворимостью в воде хлориды, в первую очередь, поражают слизистую оболочку верхних дыхательных путей. При избыточном содержании в воде и попадании в организм соединений хлора возможна временная остановка сердечной деятельности.
Сульфаты являются одним из важнейших анионов и присутствуют практически во всех природных водах, бытовых стоках, сточных водах стекольной, бумажной, текстильной и других видах промышленностей, атмосферных осадках. В подземных водах содержание сульфатов нередко достигает значительно более высоких величин. Повышение содержания сульфатов оказывают физиологическое воздействие на человеческий организм. При приеме внутрь они оказывают тормозящее действие на желудочную секрецию. Токсическое действие на детей проявляется при длительном употреблении воды с содержанием сульфатов в концентрации 600-1000 мг/л или 21 мг/кг массы тела.
Нитраты. Однако большие дозы нитратов и их производных токсичны для человека. Попадая в кровь нитриты окисляют Fе2+ в Fе3+. При этом образуется метгемоглобин, неспособный переносить кислород к тканям и органам, в результате чего может наблюдаться удушье человека и животного. Угроза для жизни начинает возникать тогда, когда уровень метгемоглобина в крови достигает 20% и выше. Значительное количество токсичных веществ может попадать на наш стол с питьевой водой. Доказано, что влияние нитрат-ионов, содержащихся в пище, почти на четверть слабее, чем растворенных в воде.
Марганец забивает канальцы нервных клеток. Снижается проводимость нервного импульса, как следствие повышается утомляемость, сонливость, снижается быстрота реакции, работоспособность, появляются головокружение, депрессивные, подавленные состояния. Марганец почти невозможно вывести из организма; очень тяжело диагностировать отравление марганцем, т.к. симптомы очень общие и присущи многим заболеваниям, чаще же всего человек просто не обращает на них внимания .
Жёсткостью называют свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния. Их источником являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы кальция и магния поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород. Источником этих ионов могут служить также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий. Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения (http://www.water.ru/bz/param/harshness.shtml).
Глава 5. Качество подземных вод в городе Казани как одна из проблем урбанизированных территорий
5.1 Гидрогеологическая характеристика и общая оценка подземных вод
Территория Казани характеризуется сложными гидрогеологическими условиями вследствие большой изменчивости мощности и структуры водоносных горизонтов при сложной гидрогеохимической обстановке, обусловленной техногенной нагрузкой.
Особенности гидрогеологических условий территории города определяются, прежде всего, наличием палеодолины р. Волги, прорезающей коренные отложения пермского возраста до абсолютных отметок минус 30 м.
Грунтовые воды аллювиальных отложений долины Волги залегают в неравномернозернистых песках, нередко с галечниками в основании. Характер строения песков, их довольно большая мощность (до 50-60 м) и хорошая проницаемость благоприятствуют накоплению в аллювиальных отложениях значительных количеств воды. В цоколе четвертичных отложений обычно залегают трещиноватые породы верхней перми, причем последние также водоносны и образуют с аллювиальными водами как бы единый горизонт грунтовых вод. В таком случае общим водоупором подземных вод, приуроченных к толще четвертичных и верхнепермских отложений в долине Волги в пределах г. Казани, служит сульфатно-карбонатная толща сакмаро-артинского яруса нижней перми. В нижнепермских и каменноугольных отложениях выделяются несколько водоносных горизонтов, воды являются напорными.
Грунтовые воды четвертичных отложений играют важную роль в гидрогеологии района. Приурочены они к аллювиальным образованиям рек Волги и Казанки. Грунтовые воды различных террас находятся в зоне насыщения, свободно сообщаются друг с другом, образуют единый грунтовый поток, дренируемый Волгой и ее притоками. Вышележащие же горизонты распространены спорадически; в большинстве своем они маломощны и, дренированные оврагами, быстро теряют свое значение.
Питание грунтовых вод четвертичных отложений осуществляется за счет различных источников, главным из которых являются атмосферные осадки, выпадающие на поверхность земли. Большую долю участия принимают речные воды.
Большие ресурсы подземных вод связаны с карбонатными породами казанского яруса, погребенными под четвертичными отложениями. Наибольшей водообильностью характеризуются верхнеказанские трещиноватые доломиты и известняки, а также известняки и песчаники, залегающие в кровле нижнеказанского подъяруса. Ложем их служит толща нижненермских известняков и доломитов, с прослоями и пачками гипсов и ангидритов. Литологический состав нижнеказанских отложений, в которых преобладают трещиноватые известняки, частично доломиты и песчаники, чередующиеся с подчиненными им прослоями мергелей, алевритов, создают благоприятные условия для циркуляции подземных вод.
По химическому составу подземные воды верхнеказанских отложений довольно разнообразны. В случае инфильтрационного питания за счет атмосферных или аллювиальных вод формируется гидрокарбонатно-кальциевый тип воды. Этот вид питания проявляется на коренных водораздельных склонах Волги и под высокими речными террасами в Советском, Вахитовском и большей части Приволжского районов г. Казани. Совместное поверхностное и глубинное питание характерно для верхнеказанского и нижнеказанского водоносного горизонта. Особенно интенсивен этот вид питания на первой надпойменной террасе в бассейне нижнего течения р. Казанки в пределах восточной части Кировского и Московского районов. Воды, связанные с известняками и песчаниками нижнеказанского подъяруса, залегают в одних случаях под водоносными песками четвертичного или плиоценового руслового аллювия, в других - под плиоценовыми глинами. По составу они относятся к гидрокарбонатным.
Водоносные горизонты нижней перми приурочены к карбонатному комплексу пород и к верхней части сакмарских отложений. Водоносными являются пористо-кавернозные и трещиноватые известняки и доломиты, нередко загипсованные в верхней части разреза; водоупорными - плотные и окремнелые их разности, а также, местами, прослои ангидритов. Верхняя часть отложений сакмарского яруса, сложенная сульфатно-карбонатной толщей, в результате длительной эрозии, карстования и разрушения обладает достаточно хорошими коллекторскими свойствами и обычно является водоносным горизонтом, имеющим значительную производительность. Воды сакмарских отложений обладают повышенной минерализацией, по составу - сульфатные кальциевые, для питьевых целей не пригодны.
Обобщая гидрохимические данные наблюдений последних лет за состоянием подземных вод города, следует отметить следующее: химический состав грунтовых вод преимущественно гидрокарбонатный, сульфатно-гидрокарбонатный с различными катионными комбинациями (Экология города Казани, 2005). Сульфатные и хлоридные воды пользуются подчиненным распространением. Природной гидрогеохимической обстановкой обусловлено повышенное содержание железа и марганца (до 0,3 мг/л) (проект ООО НПП «Казаньгеология», 2008).
Подземные воды широко используются для целей хозяйственно-питьевого и производственно-технического водоснабжения. Основной упор делается на эксплуатацию водоносных горизонтов и свит неоген-четвертичного и казанского возрастов. На долю подземных вод неоген-четвертичных отложений приходится 43% водоотбора, на долю казанских 55% и лишь 2% - нижнепермских (Экология города Казани, 2005).
В общей геофильтрационной модели Приказанской группы месторождений пресных подземных вод в геологическом разрезе на глубину его изучения выделено три условных слоя (пласта):
слой 1 - от уровня подземных вод до глубины залегания кровли казанских отложений, включающий в себя водонасыщенную часть четвертичных аллювиальных отложений, а также верхнюю часть неогеновых отложений;
слой 2 - в интервале глубин залегания казанских отложений, объединяющий верхне- и нижнеказанский водоносные комплексы, а также среднюю наиболее продуктивную часть разреза неогеновых отложений палеодолин;
слой 3 - объединенные сакмарский (встречающийся чаще всего) и ассельский водоносные горизонты, а также нижняя часть разреза неогеновых отложений, расположенная ниже глубины залегания подошвы нижнеказанских отложений, прорезанной палеодолиной (проект ООО НПП «Казаньгеология», 2008).
5.2 Методика и анализ проб скважин в городе
Индексы загрязнения, И3 (химические индексы). Для оценки степени загрязнения ПВ при поступлении в них ЗВ одного класса опасности (малоопасных, опасных, высокоопасных, чрезвычайно опасных) можно использовать формулу:
С1/ПДК1 + С2/ПДК2 + … + Сn/ПДКn
Для оценки степени загрязнения чрезвычайно опасными загрязняющими или имеющими естественное повышенное фоновое значение веществами необходимо использовать как вышеприведенную формулу, так и другую формулу:
С1/ФК1 + С2/ФК2 + ...+ Сn/ФКn
где ФК - фоновая концентрация ингредиента. Для всех случаев значения рН не должны выходить за пределы 6,5--8,5 (см табл).
Таблица 1. Категории и количественная характеристика химических индексов
|
Категории гидрогеохимического состояния |
рН-индекс |
Индекс концентрации |
||
|
рН/рНф |
Сi/ПДКi |
Сi/ФКi |
||
|
Устойчивое |
1 |
> + 1 < - 1 |
||
|
Слабонеустойчивое |
1 |
+ 1 - +5; -1 - -5 |
||
|
Средненеустойчивое |
1 |
+5 - +10; -5 - -10 |
||
|
Неустойчивое |
+ 1 - +1,06; -1 - -1,08 |
+ 1 - +5 |
||
|
Сильнонеустойчивое |
+1.06 - +1.1; -1,08 - -2,1 |
+5 - +10 |
||
|
Катастрофически неустойчивое |
> +1,1; > -2, 1 |
> +10 |
По сумме соотношений концентраций всех ЗВ состояние подземных вод оценить можно следующим образом:
устойчивое ? Сi/ПДКi < 1;
слабонеустойчивое ? Сi/ПДКi = 1- 5;
средненеустойчивое ? Сi/ПДКi =5 - 10;
неустойчивое ? Сi/ПДКi = 10-20;
сильнонеустойчивое ? Сi/ПДКi =20-50;
очень сильнонеустойчивое (катастрофическое) ? Сi/ПДКi > 50
Кроме этих оценок можно использовать существующие индексы загрязнения. Классификация степени загрязнения воды может быть переведена в классификацию устойчивости следующим образом:
условно чистая вода -- устойчивое состояние;
слабозагрязненная вода -- слабонеустойчивое состояние;
весьма загрязненная вода -- средненеустойчивое состояние;
очень загрязненная вода -- неустойчивое состояние;
грязная и очень грязная вода -- сильнонеустойчивое состояние;
чрезвычайно грязная вода -- очень сильнонеустойчивое (катастрофическое) состояние (Белоусова и др., 2007).
Метод среднеквадратичных отклонений для подсчета фоновой концентрации по ряду данных. Опирается на статистический показатель разнообразия среднеквадратического отклонения (у).
у = ,
где xi - значение какого-либо показателя i-ой пробы;
X - среднее арифметическое показателей проб (X = );
n - количество проб
Далее значения равные 3у и выше убираются из общего массива проб. Для остальных снова считается среднее арифметическое, которое и будет являться фоновым значением. Такой метод хорош при применении его на больших массивах данных с большим разбросом значений. Если данные не имеют существенно большого разброса, то можно использовать только вычисление среднего арифметического (Белоусова и др., 2007).
Заключение
В ходе написания курсовой были рассмотрены анализы 26 проб скважин трех районов г. Казани - Кировского, Авиастроительного, Приволжского районов, а также прилежащих поселков- и двух геологических слоев данном месторождении подземных вод: неоген-четвертичный, верхне- и нижнеказанский и ассельско-сакмарский. Анализы проб предоставлены ООО НПП «Казаньгеология». Данные пробы за 2007-2009 г. с подсчитанными для них интегральными показателями загрязнения помещены в приложение. Пробы с превышениями по железу и марганцу помещены на гидрогеологическую и карту-схему Казани (приложение). Таким образом, можно сделать следующие выводы:
Ш Фоновое значение для железа в данном месторождении является превышенным. Это значение было подсчитано: слой 1 - 0,89 мг/л, слой 2а (kz1) - 0,36 мг/л, слой 2б (kz2) - 1,40 мг/л.
Ш Всего было рассмотрено 23 пробы. Превышение ПДК (либо естественного фона) отмечено:
· по алюминию (1 пробу)
· по железу (13 проб)
· по сульфатам ( 2 пробы)
· по кремнию ( 2 пробы)
· по марганцу (11 проб)
Ш Общее количество проб, где зафиксировано хотя бы одно превышение ПДК (фона) -15 проб.
Ш Интегральный показатель загрязнения (ИПЗ) по районам составляет:
· Кировский ИПЗ=1,64
· Авиастроительный ИПЗ=2,765
· Приволжский ИПЗ=2,29
Ш В целом воды в этих районах характеризуются как слабонеустойчивые (слабозагрязненные).
Ш Рассматривая отдельно пробы из скважин можно отметить:
· нет проб с условно чистой водой, грязной и очень грязной водой, чрезвычайно грязной водой.
· 8 проб с слабозагрязненной водой
· 5 проб с весьма загрязненной водой
· 2 пробы с очень загрязненной водой
Ш 1/5 забора воды в г. Казани осуществляется из подземных источников. И хотя идет снижение использования подземной воды на общем фоне уменьшения водопотребления, эти темпы меньше в сравнении с поверхностным.
Литература
Опубликованная литература:
1. Белоусова А.П. и др. Экологическая гидрогеология. - М.: Академкнига, 2007 - 396 с.
2. Горшков С.П. Концептуальные основы геоэкологии. - Смоленск: Изд-во Смолен. гос. ун-та, 1998. - 447с
3. Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды в 2008 году. - Казань, ООО «Печатный двор», 2009. - 510 с
4. Карлович И.А. Геоэкология. - М.: Альма Матер: Акад. проект, 2005. - 508 с.
5. Кауричев И.С. Почвоведение. - М: Колос, 1975. - 496 с.
6. Комарова Н.Г. Геоэкология и природопользование. - М.: Изд. центр «Академия», 2003. - 192 с.
7. Мовчан В.Н. Экология человека. - СПб.: СПбГУ, 2004.--289с.
8. Научный путеводитель по Казани и ее окрестностям. -- Казань: Изд-во Казанского университета, 1990. -- 160 с.
9. Новиков Ю.В., Сайфутдинов М.М. Вода и жизнь на Земле. - М.: Наука, 1981. - 184 с.
10. Орадовская А.Е., Лапшин Н.Н. Санитарная охрана водозаборов подземных вод. -- М.: Недра, 1987.
11. Пивоваров Ю.Л. Основы геоурбанистики: урбанизация и городские системы. - М.: Изд. центр ВЛАДОС, 1999. - 232 с.
12. Посохов Е.В. Общая гидрогеохимия. Л.: "Недра", 1975. -- 208 с.
13. Проект ООО НПП «Казаньгеология» по организации технического водоснабжения за счет подземных вод ОАО «ПО КВ - Солодовпиво», 2008. - 65 с.
14. Прохоров Б.Б. Экология человека. - М.: Академия, 2005. -- 317 с.
15. Родзевич Н.Н. Геоэкология и природопользование. - М.: Дрофа, 2003. - 255 с.
16. Средняя Волга. - Казань: Изд-во Казанского университета, 1991, 210 с.
17. Толоконцев Н.А. Окружающая среда крупного города. - Ленинград: Изд-во «Наука», 1988. - 112 с.
18. Шилов И.А. Экология. - М.: Изд-во «Высшая школа», 2006. - 512 с.
19. Экология города Казани. -- Казань: Изд-во «Фэн» Академии наук РТ, 2005. -- 576 с.
20. Ясаманов Н.А. Основы геоэкологии. - М.: Изд. центр «Академия», 2003. - 352 с
21. Саваренский Ф.П., Гидрогеология, М., 1935; Ланге О.К., Гидрогеология, М., 1969.
Интернет ресурсы:
1. Центр Водных Технологий
2. Портал мэрии Казани
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Антропогенное воздействие человека на литосферу и атмосферу. Методики исследования загрязнения окружающей среды и оценки ее качества. Оценка воздействия загрязняющих веществ промышленных предприятий Волгоградской агломерации на состояние атмосферы.
диссертация [579,3 K], добавлен 02.09.2009Взаимосвязь подземной гидросферы с окружающей средой. Особенности трансграничного (глобального) переноса загрязненных атмосферных осадков. Влияние окружающей среды на качество подземных вод. Источники загрязнения подземных вод суши, их последствия.
курсовая работа [53,7 K], добавлен 13.10.2015Основные источники загрязнения: промышленные предприятия; автомобильный транспорт; энергетика. Природные и техногенные источники загрязнения воды, почвы. Главные источники загрязнения атмосферы. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе.
презентация [1,8 M], добавлен 24.02.2016Типы загрязнений поверхностных и подземных вод. Основные источники их загрязнения и засорения. Поступление бытовых стоков во внутренние водоемы в связи с ростом населения, расширение старых и возникновение новых городов. Нормативы качества воды.
реферат [31,8 K], добавлен 16.04.2014Исследование наиболее опасных загрязнителей окружающей среды: тяжелых металлов, лекарственных препаратов, минеральных удобрений и радионуклидов. Особенности влияния различных факторов на здоровье людей. Опасность накопления загрязнения в экосистеме.
реферат [24,3 K], добавлен 17.04.2015Оценка качества подземных вод Нюксенского района Вологодской области для обоснования рационального использования их как хозяйственно-питьевых и минеральных лечебных вод. Техногенные источники загрязнения подземных вод, их влияние на здоровье населения.
дипломная работа [1,5 M], добавлен 09.11.2016Геолого-гидрогеологическая характеристика скважины. Методы оценки качества подземных вод. Проведение анализов химического, радиационного и микробиологического загрязнения подземных вод скважин. Характеристика зоны санитарной охраны водозаборов.
дипломная работа [883,4 K], добавлен 15.03.2015Воздействие человека на биосферу на нынешнем этапе развития техносферы. Проблема загрязнения и истощения поверхностных и подземных вод. Классификация и свойства веществ, загрязняющих воды. Юридическая ответственность за экологические правонарушения.
реферат [34,1 K], добавлен 20.10.2009Особенности загрязнения окружающей среды Беларуси. Влияние экологической ситуации на здоровье человека. Воздействие человеческой деятельности на окружающую среду. Причины загрязнения почв, вод и атмосферы. Меры по поддержанию качества окружающей среды.
презентация [3,3 M], добавлен 16.12.2014Промышленные предприятия, транспорт и энергетика как источники загрязнения атмосферы. Сущность тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы, экзосферы. Анализ продуктивности живых организмов. Влияние хозяйственной деятельности человека на биосферу.
контрольная работа [36,6 K], добавлен 08.09.2014
