Загрязнение подземных вод суши

Со сточными водами сбрасываются взвешенные вещества, нитраты, нитриты, фосфор, железо, фториды, нефтепродукты, марганец, медь, никель, цинк, трихлорацетат натрия. К 2011 г. в отрасли накопилось 12 176 тыс. т отходов, нарушенные земли занимают 5644,1 га (нарушение земель связано со строительством объектов отрасли и разработкой полезных ископаемых).

Воздействие транспорта и обеспечивающей его функционирование инфраструктуры на ОС сопровождается ее значительным загрязнением. В качестве основных видов воздействия транспортно-дорожного комплекса являются загрязнение атмосферного воздуха токсичными компонентами отработанных газов транспортных двигателей, загрязнение водных объектов, образование производственных отходов и воздействие транспортного шума. С транспортно-дорожным комплексом связаны газообразные, жидкие и твердые отходы, которые поступают в атмосферу, поверхностные и подземные воды, почвы, морские воды. [8]

В транспортный комплекс входят автомобильный, речной, морской, воздушный виды транспорта. Железнодорожный транспорт и дорожное хозяйство являются одними из крупнейших загрязнителей ОС. В выбросах в атмосферу преобладают оксид углерода, углеводороды, оксиды азота и серы, свинец, твердые вещества. Первенство по объемам выбросов в атмосферу держит автомобильный транспорт, за ним следуют железнодорожный, воздушный, речной и морской. В сточных водах транспортного комплекса преобладают взвешенные вещества и нефтепродукты. Лидерство по объемам сбросов сточных вод также принадлежит автомобильному транспорту, за ним следуют железнодорожный, морской, воздушный и речной. На автомобильных дорогах с фунтовым и переходными типами покрытий в атмосферный воздух поступает значительное количество продуктов износа покрытий и грунта. Площадь отчужденной территории под дороги составила в 2002 г. 18,76 тыс. км2, площадь зоны негативного влияния дорожной сети на прилегающие территории (обусловленного, прежде всего, вредным воздействием автомобильного транспорта) - 32,6 тыс. км2.

На железнодорожных предприятиях в 2011 г. образовалось 1698,0 тыс. т отходов. [5]

В настоящее время в связи с продолжающимся спадом производства негативное влияние сельского хозяйства на окружающую среду (ОС) уменьшилось. Это, в первую очередь, относится к воздействию минеральных и органических удобрений и пестицидов. Но уменьшение объемов применения минеральных и органических удобрений не привело к ослаблению в соответствующих пропорциях влияния химизации на природную среду, поскольку сохранились основные причины их попадания в поверхностные и фунтовые воды - нарушения регламентов хранения, транспортировки и применения. Около 30% вносимых на поля пестицидов и удобрений поступают в водные объекты. Интенсивное загрязнение ОС происходит в результате хранения минеральных удобрений и пестицидов под открытым небом или в не оборудованных должным образом многочисленных складах. [12]

Огромный ущерб земельным ресурсам и ОС наносит эрозия почв. Продолжаются процессы истощения и загрязнения водных объектов, засоление земель, образование подвижных песков и оврагов.

В почвах уменьшается содержание гумуса, минеральных и питательных веществ, ухудшается водный режим, наблюдается снижение плодородия почв, разбалансировка их пищевого, водного и теплового режимов, нарушаются энергетические обменные процессы в агроландшафтах.

Неудовлетворительное мелиоративное состояние орошаемых и осушаемых земель создает неблагоприятную экологическую ситуацию на этих землях и прилегающих к ним территориях.

Выявлены площади, на которых наблюдается загрязнение почв и сельскохозяйственной продукции остатками пестицидов (основными загрязняющими пестицидами являются пестициды группы пиретроидов, феноксиуксусных кислот, симмтриазанов, фосфорорганических кислот), нитратами и тяжелыми металлами (свинец, кадмий, никель, хром, цинк, медь, мышьяк, фтор) выше допустимых уровней. [7]

В выбросах в атмосферу с сельскохозяйственных предприятий преобладают оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды, летучие органические соединения и др. Источниками повышенной экологической опасности являются крупные животноводческие комплексы, особенно свиноводческие, где для удаления навоза предусмотрен гидросмыв, а также птицефабрики. В окрестностях животноводческих комплексов из-за накапливания больших объемов жидкого и твердого навоза создается неблагоприятная обстановка за счет фильтрации жидкого навоза в почву, грунтовые воды, происходит загрязнение сельскохозяйственной продукции. Вред ОС наносит парк сельскохозяйственной техники. [15]

Деятельность предприятий, организаций жилищно-коммунального хозяйства (ЖКХ) оказывает негативное влияние на ОС в результате изъятия большого количества природных вод (поверхностных и подземных) для целей хозяйственного, питьевого и промышленного водоснабжения; сброса в водные объекты неочищенных или недостаточно очищенных бытовых стоков и промышленных сточных вод, а также поверхностного стока с урбанизированных территорий; выбросов в атмосферу от котельных централизованных систем теплоснабжения; размещение на свалках (организованных и неорганизованных) бытовых и промышленных отходов; урбанизации природных территорий. В населенных пунктах России, насчитывающих 1097 городов и 1835 поселков городского типа, на 2011 г. проживало 116,5 млн. человек. В них эксплуатировалась 8801 система централизованного водоснабжения, причем 58% из них приходилась на муниципальные водопроводы. Поверхностные источники водоснабжения ЖКХ, доля которых в объеме водозабора составляет 63,8%, подвергаются негативному воздействию антропогенных факторов, они не защищены от загрязнения. [6]

Качество используемых для водоснабжения подземных вод (ПВ) в основном соответствует нормативным требованиям, но, тем не менее, возрастает их загрязнение нефтепродуктами, тяжелыми металлами, макрокомпонентами, пестицидами, нитратами и другими загрязненными водами, которые поступают со сточными водами в водоносные горизонты. Многие источники ПВ, обеспечивающие крупные города, сильно истощены, о чем свидетельствует наличие глубоких и обширных депрессионных воронок в водоносных горизонтах. Пятая часть поверхностных и подземных источников централизованного питьевого водоснабжения страны не отвечает санитарным нормам и правилам зачастую по причине отсутствия зон санитарной охраны. Порядка 60,0% канализационных очистных сооружений перегружены, 38% эксплуатируются 25-30 лет и более и требуют реконструкции. Более половины аварий на водопроводных и канализационных сетях происходит по причине их ветхости и наносит значительный ущерб ОС. [23]

В атмосферу организациями ЖКХ выбрасываются следующие загрязняющие вещества: оксид углерода, диоксид серы, оксиды азота, углеводороды, летучие органические вещества и др. В Российской Федерации существует 16 спецкомбинатов «Радон», выполняющих функции радиационной безопасности, осуществляющих сбор, транспортировку, переработку, хранение и захоронение радиоактивных отходов малой и средней удельной активности. Они принимают на захоронение твердые, жидкие и биологические радиоактивные отходы, а также отработавшие источники ионизирующих излучений. ЖКХ имеет большое значение в объеме сброса загрязненных сточных вод в природные водные объекты, его вклад достигает 45%. Около 41% составляет сброс ЖКХ нормативно-очищенных сточных вод. [19]

В системе экологической безопасности государства оборонному и военно-промышленному комплексу отводится особое место, обусловленное следующими обстоятельствами: принципиально невозможно создание оружия, вооружения и военной техники, не оказывающих воздействия на ОС; вооруженные силы обладают мощными потенциальными источниками экологической опасности (ядерное и химическое оружие, атомный флот, ракетные средства); сокращение, утилизация и уничтожение ядерного, ракетного химического и обычного вооружения могут сопровождаться значительным загрязнением ОС. В настоящее время среди экологических проблем оборонного комплекса на первое место вышла проблема захоронения радиоактивных отходов, так как имеющиеся мощности, размеры хранилищ, надежность хранения ограничены, а строительство новых связано с огромными техническими и материальными затратами. [1]

Особое место занимают объекты Вооруженных сил России: космодромы и полигоны, пункты базирования сил флота, аэродромы, парки автобронетанковой техники, производственные и ремонтные предприятия, арсеналы, базы и склады боеприпасов, ракетного топлива и горюче-смазочных материалов, объекты тепло- и энергоснабжения, базы уничтожения вооружения и военной техники, которые также оказывают влияние на окружающую среду, хотя и в меньших объемах. Более 10% в общем объеме водоотведения составляют неочищенные и недостаточно очищенные сточные воды, одним из крупнейших загрязнителей водных объектов сточными водами является Военно-морской флот. Загрязнение земель нефтепродуктами составляет около 400 га, это связано в основном с прошлой деятельностью Вооруженных сил. Сохраняется экологическая опасность при выводе из эксплуатации атомных подводных лодок. В результате запусков ракет-носителей и космических средств происходит загрязнение районов падения отделяющихся частей ракет-носителей остатками компонентов ракетного топлива и фрагментами металлоконструкций. [20]

В 2011 г. на подконтрольных Госгортехнадзору России предприятиях и опасных производственных объектах произошло 207 аварий, зарегистрировано несколько случаев аварийного загрязнения атмосферного воздуха, поверхностных вод и почв объектами топливно-энергетического комплекса. В 2011 г. зарегистрировано 378 случаев возникновения чрезвычайных экологических ситуаций (без учета лесных пожаров), из них на техногенные приходится 89%, природно-техногенные - 9% и природные - 2%. Величина предъявленного экологического ущерба от чрезвычайных экологических ситуаций в 2011 г. составила 365,4 млн. руб. Наибольшее число этих ситуаций произошло на объектах транспорта и связи (главным образом, на трубопроводах (54%), объектах жилищно-коммунального хозяйства (15%) и топливной промышленности (15%)). [18]

2.2 Последствия загрязнения подземных вод суши

Загрязнение подземных вод (ПВ) суши также вызывает загрязнение окружающей среды. ПВ выносят содержащиеся в них загрязнения в поверхностные водотоки и водоемы. Хотя привнес загрязнений с подземным стоком значительно меньше привноса загрязнений со сбрасываемыми в поверхностные воды сточными водами, изучение его химического состава представляет большой интерес в случае содержания в ПВ токсичных веществ, поступление которых в реку может оказать негативное влияние на ее биологический режим. Особенно важно учитывать этот процесс в бассейнах малых рек. [16]

Над поверхностью загрязненных грунтовых вод (ГВ) формируется техногенное газовое (паровое) облако, вызванное испарением загрязненной жидкости с уровня ГВ. Пар включает наиболее легкие, летучие вещества, содержащиеся в загрязненной воде. Наиболее негативное воздействие оказывают облака газообразных углеводородов, образуемые на поверхности нефтяных и газовых шапок и даже горизонтов, формирующихся на поверхности водоносных горизонтов в районах нефтегазодобычи, расположения подземных газовых хранилищ (ПХГ), нефтепроводов, нефтегазоперерабатывающих заводов, заправочных станций и др. Формирование газового облака над поверхностью загрязненных ПВ это пример обратной связи загрязнения ПВ и его ответного влияния, вызывающего загрязнение окружающей среды (почв и пород зоны аэрации, приземного слоя атмосферы и поверхностных вод, если облако сформировано вблизи области разгрузки ПВ). Это облако может выйти и на поверхность земли; такие случаи фиксируются на территориях ПХГ, где наблюдаются аномальные давления в водоносных горизонтах, способствующие распространению облака с больших глубин до поверхности земли. Для выявления областей распространения газовых облаков и оконтуривания участков загрязнения ПВ используется газовая съемка подпочвенного воздуха. [4]

При загрязнении ПВ промышленными и коммунальными сточными водами наряду с химическим загрязнением происходит и тепловое загрязнение. Оно проявляется обычно в повышении температуры ПВ. Образующаяся температурная аномалия вызывает температурную аномалию почв и пород зоны аэрации и нарушение их теплового режима, сказывающееся на растительном и животном мире. Тепловая аномалия может повлечь за собой деформацию водовмещающих пород; она может распространиться и в более глубокие водоносные горизонты и в водоупоры. В случае разгрузки аномально теплых ПВ в поверхностные воды, может произойти нарушение теплового и биологического режимов последних. Подъем уровня загрязненных ПВ может вызвать загрязнение почв и пород зоны аэрации, изменить режим влажности, способствовать деградации растительного и животного мира. В свою очередь техногенные ПВ как компонент окружающей среды оказывают влияние на собственно подземную гидросферу. При оценке геологической деятельности техногенных ПВ выделяются четыре аспекта. [10]

Геохимическая деятельность техногенных ПВ проявляется в изменении геохимической обстановки в пределах территории их воздействия, что может привести к выщелачиванию скоплений рудных минералов и солей при добыче полезных ископаемых и образованию минералов и коллоидов при закачке в недра концентрированных стоков; перераспределению геохимического режима на мелиорируемых землях; формированию техногенных гидрогеохимических ореолов рассеяния химических элементов. Геохимическая деятельность техногенных ПВ вызывает также изменение физических и геоэлектрических свойств геологического разреза. Положительным является формирование линз пресных ПВ, образующихся под ирригационными каналами, которые могут использоваться для водоснабжения в засушливой зоне. Негативным моментом воздействия техногенных ПВ являются их агрессивность по отношению к бетону и повышенная выщелачивающая способность, приводящая к интенсивному карстообразованию. [21]

Геодинамическая деятельность техногенных вод проявляется в изменении подвижности ПВ и возникновении тех или иных геодинамических и даже сейсмических эффектов. Одно из проявлений геодинамического эффекта возникает в результате закачки воды в систему законтурного заводнения на нефтяных и газовых месторождениях для поддержания пластового давления. При эксплуатации полигонов подземного захоронения промышленных стоков возможны гидродинамические разрывы пластов водоупорной кровли, с последующим загрязнением вышезалегающих водоносных горизонтов. Кроме того, при интенсивной откачке ПВ из водоносных горизонтов образуются обширные воронки осушения и оседания земной поверхности. Геотермическая деятельность техногенных вод выражается в изменении температурных условий в результате инфильтрации или нагнетания вод с другой температурой в недра Земли. Термический эффект наиболее ярко проявляется в регионах распространения вечной мерзлоты при использовании техногенных вод и пара для протаивания мерзлоты при разработке россыпных месторождений, при утечках из водопроводных и канализационных систем. Геотермическая деятельность техногенных вод в сочетании с иными факторами техногенеза может привести к коренной перестройке гидрогеодинамической обстановки. Инженерно-геологическая деятельность техногенных вод заключается в изменении прочностных или же других свойств горных пород (включая водовмещающие) в основании инженерных сооружений, либо в развитии экзогенных геологических процессов. [12]

Загрязненные подземные воды могут распространяться вниз по течению потока на расстояния до 20-30 км и более от источника загрязнения. Что может создать реальную угрозу для питьевого водоснабжения. Кроме того, загрязнение подземных вод может негативно сказаться и на экологическом состоянии поверхностных вод, атмосферы, почв и других компонентов природной среды. Например, загрязняющие вещества, находящиеся в подземных водах, могут выноситься фильтрационным потоком в поверхностные водоемы и загрязнять их. Подсчитано, что ежегодно в мире сбрасывается более 420 км3 сточных вод, которые в состоянии сделать непригодной к употреблению около 7 тыс. км3 чистой воды, что в 1,5 раза больше всего речного стока стран СНГ. К сожалению, наука еще не в состоянии дать полную картину нанесенного воде ущерба. К примеру, по данным совета Национальной академии наук США, токсикологи обладают относительно полной информацией о влиянии на здоровье человека лишь 10% используемых сейчас пестицидов и 18% используемых лекарств. По меньшей мере 1/3 пестицидов и лекарств не проходила никаких испытаний на токсичность. В отношении используемых химикатов проблема еще серьезнее: 80% из них не проходили никаких испытаний. Эта ситуация и сочетании с участившимися утечками, выбросами и авариями техногенного характера потенциально чревата серьезным (загрязнением гидросферы планеты и возможностью пагубного воздействия на здоровье населения. Особое место в использовании водных ресурсов занимает потребление воды населением. На хозяйственно-питьевые цели в нашей стране приходится 10% общего водопотребления. [7]

Известно значительное число исследований, подтверждающих влияние загрязнений подземных вод на качество питьевой воды и здоровье человека.

Инфекционная патология остается широко распространенной, и составляет ежегодно 23-35% в структуре общей заболеваемости. Условия переходного периода и сложные социально-экономические условия затрудняют решение многогранных проблем по снижению уровня инфекционной заболеваемости. В структуре смертности на эту патологию приходится 5-10%, а среди детей раннего возраста около 30%.[13]

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Загрязнение подземных вод напрямую связано с загрязнением окружающей среды в целом и отдельных ее компонентов. Охрана подземных вод от загрязнения должна быть комплексной, включать не только мероприятия по улучшению экологической обстановки в подземной гидросфере, но и упреждающие мероприятия по охране и очистке от загрязнения атмосферного воздуха, почв, пород, поверхностных вод. Объектом наблюдений и охраны являются пресные и солоноватые подземные воды, используемые для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Степень загрязнения подземных вод зависит от естественной их защищенности, характеризующейся литологическим строением и фильтрационными свойствами почв и пород зоны аэрации, отделяющих подземные воды от поверхностного загрязнения, и их мощностью. Наибольший стресс от загрязнения испытывают грунтовые воды. Подчас они, в силу ухудшения своего качества, не могут быть использованы для целей водоснабжения; их необходимо исследовать, наблюдать и очищать от загрязнения, так как они являются источником загрязнения напорных вод, содержащих питьевые воды, на значительной площади. [4]

Хозяйственная деятельность человека привела к тому, что на поверхности Земли скопилось большое количество отходов, загрязняющих окружающую среду и ее компоненты. Наибольшее количество отходов производится в промышленности, сельском хозяйстве, транспорте, энергетике, при добыче полезных ископаемых, в коммунальном хозяйстве. Загрязняющие вещества, содержащиеся в отходах, складируемых на поверхности Земли, инфильтруются со сточными водами, атмосферными осадками и частью поверхностного стока и попадают в ПВ, ухудшая их качество. [23]

К ухудшению качества ПВ ведет их отбор для целей водоснабжения и мелиорации, в процессе эксплуатации месторождений полезных ископаемых.

Эти виды деятельности способствуют внедрению загрязняющих веществ в водоносные горизонты непосредственно через негерметичные скважины, подтягиванию к водозаборным скважинам некондиционных загрязненных или минерализованных подземных вод, морских вод и рассолов. Таким образом, проблема загрязнения подземных вод является комплексной, зависит от общего экологического состояния окружающей среды. Решение этой проблемы целесообразно выполнять в рамках комплексного экологического мониторинга окружающей среды. [15]

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Алексеев Е.В. Особенности сточных вод, содержащих поверхностно-активные вещества // БЖД.-2006.-№11.- С. 18-21.

2. Архипова Н.А. Гидроэкология: количественная оценка поступления в водные объекты загрязняющих веществ от рассредоточенных источников // Инженерная экология.-2002.-N1.-С.27-41.

3. Васильченко О.В. Гидроэкология: особенности оценки качества вод // Инженерная экология.-2003.-№3.- С.2-25.

4. Вишняков Я.Д. Водоохранные мероприятия: эколого-экономическое обоснование ЭКиП: Экология и промышленность России.-2001.-N5.-С.40-42.

5. Водопользование и очистка промстоков // Приложение к журн. «Безопасность жизнедеятельности».-2003.-№9.

6. Гольдберг В.М., Газда С. Гидрогеологические основы охраны подземных вод от загрязнения. М.: Недра, 1984. 263 с.

7. Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1987. 245 с.

8. Гляденов С.И. Очистка сточных вод: традиции и новации // ЭКиП: Экология и промышленность России.-2001.-N2.-С.15-17.

9. Гляденов С.Н. Непраздные размышления о чистой воде // ЭКиП: Экология и промышленность России.-2002.-N7.-С.42-44.

10. Денисов В.В. Внедрение экологически безопасных технологий в питьевом водоснабжении // ЭКиП: Экология и промышленность России.-2001.-N5.-С.29-31.

11. Долгоносов Б.М. Проблемы обеспечения качества воды в природно-технологическом комплексе водоснабжения // Инженерная экология.-2003.-N5.-С.2-14.

12. Журавлева Л.Л. Гидроэкология: исследование процессов очистки сточных вод // Инженерная экология.-2001.-N4.-С.25-33.

13. Ивчатов А.Л. Еще раз о биологической очистке сточных вод // ЭКиП: Экология и промышленность России.-2003.-N4.-С.37-40.

14. Кашеваров А.А. Гидроэкология: прогнозирование качества воды инфильтрационных водозаборов (метод математического моделирования) // Инженерная экология.-2001.-N4.-С.2-14.

15. Кочарян А.Г. Охрана водных ресурсов России от загрязнений: современное состояние и перспективы // Инженерная экология.-2006.-№4.- С.3-17.

16. Кривицкий С.В. Гидроэкология: улучшение качества воды в водоеме // ЭКИП.-2007.-№7.- С.18-22.

17. Новиков А.Н. Гидроэкология: пути снижения техногенного воздействия на водные ресурсы регионов // Инженерная экология.-2005.-№5.- С. 29-46.

18. Пашацкий Н.В. Гидроэкология: проблемы малых водоемов, загрязняемых отходами промышленного производства // Инженерная экология.-2001.-N6.-С.39-45.

19. Пашкевич М. А. Совершенствование системы очистки сточных вод // Безопасность жизнедеятельности.-2004.-N 7.

20. Пашкевич М. А. Питьевая вода из подземных источников // ЭКиП: Экология и промышленность России.-2001.- N12.-С.17-19.

21. Пряжинская В.Г. Гидроэкология: системный подход к управлению водными ресурсами // Инженерная экология.-2002.-N1.-С.2-19.

22. Самсонов А.Л. Вселенная воды // Экология и жизнь.-2006.-№5.- С.42-48.

23. Тангиев Б.Б. Экологическая безопасность водных ресурсов // Гражданин и право.-2006.-№7.- С.76-81.

24. Тауипбаев С.Т. Гидроэкология: обоснование и методы оценки устойчивости геосистемы // Инженерная экология.-2001.-N3.-С.25-33.

25. Эльпинер Л.И. Питьевая вода и здоровье // Экология и жизнь.-2000.-№2.-С.62-65.

Размещено на Allbest.ur