Очистка грунтовых вод, загрязненных промышленным предприятием Оловозавод г. Новосибирска

 

Марганец. Суточная потребность 1,5 мг. При недостатке - снижение скорости роста, нарушение жирового обмена. При избытке - анемия, нарушение функционального состояния ЦНС. ПДК - 0,1 мг/л.

 

Кобальт. Суточная потребность 40-70 мкг. При недостатке - заболевания системы  крови, изменение ее морфологического состава, подавление иммунных и окислительно-восстановительных реакций. При избытке - нарушение функционального состояния ЦНС и щитовидной железы.

 

Селен. Потребность для человека не установлена, предполагается на уровне мкг, зависит от уровня витамина Е  в пище. При недостатке - развитие синдрома «болезнь белых мышц», на популяционном уровне - повышение детской смертности. При избытке - ускорение кариеса зубов у детей, злокачественные новообразования. ПДК - 0,001 мг/л.

 

Алюминий. Оказывает нейротоксичное действие. ПДК - 0,5 мг/л. В настоящее время появились отдельные исследования, отмечающие возможность связи болезни Альцгеймера с избыточным поступлением в организм алюминия, в частности с питьевой водой.

 

Барий. Воздействует на сердечнососудистую и кроветворную (лейкозы) системы. ПДК - 0,9 мг/л.

 

Бор. Вызывает нарушения углеродного  обмена, снижение активности ферментов, раздражение желудочно-кишечного  тракта; у мужчин - снижение репродуктивной функции, у женщин - нарушение овариально-менструального цикла. ПДК - 0,5 мг/л.

 

Кадмий. Повышает уровень сердечнососудистой, почечной, онкологической заболеваемости, нарушает ОМЦ, течение беременности и родов, вызывает мертворождаемость, повреждения костной ткани. ПДК - 0,001 мг/л.

 

Молибден. С повышенными концентрациями связывают увеличение сердечнососудистых заболеваний, заболеваемость подагрой, эндемическим зобом, нарушение ОМЦ. ПДК - 0,25 мг/л.

 

Мышьяк. Обладает нейротоксическим действием, вызывает поражение кожи, органов  зрения. ПДК - 0,05 мг/л.

 

Натрий. Вызывает гипертоническую болезнь, повышенную напряженность мышц. ПДК - 200,0 мг/л.

 

Никель. Вызывает поражение сердца, печени, органов зрения, кератиты. ПДК - 0,1 мг/л.

 

Нитраты и нитриты. Вызывают рак  желудка, заболевания крови (метгемоглобинемия). ПДК - 45 мг/л и 3,3 мг/л (соответственно).

 

Ртуть. Грубо нарушает функции почек, нервной системы. ПДК - 0,0005 мг/л.

 

Свинец. Поражает почки, нервную систему, органы кроветворения, вызывает сердечнососудистые заболевания, авитаминозы С и  В. ПДК - 0,03 мг/л.

 

Стронций. Вызывает поражения костного аппарата (стронциевый рахит). ПДК - 7,0 мг/л.

 

Хром. Нарушает функции печени и  почек. ПДК - 0,5 мг/л (трехвалентный) и 0,05 мг/л (шестивалентный).

 

Цианиды. Поражает нервную систему, щитовидную железу. ПДК - 0,035 мг/л.

 

Дибромхлорметан и тетрахлорэтилен обладают мутагенным действием, канцерогены. Ориентированно-допустимый уровень дибромхлорэтана в России - 0,03 мг/л. Для тетрахлорэтилена ПДК США - 0,05 мг/л.

 

Железо. Вызывает раздражение кожи и слизистых, аллергические реакции, болезни крови. ПДК - 500 мг/л.

 

Сульфаты. Нарушают функциональное состояние  желудочно-кишечного тракта, вызывают диарею, влияют на кислотность желудочного  сока. ПДК - 500 мг/л.

 

Хлориды. Влияют на состояние сердечнососудистой системы (гипертензия, гипертоническая  болезнь). При этом речь идет о влиянии как мягких вод, так и излишне жестких. Обобщение современных данных позволяет выделить роль кальция и магния питьевой воды в формировании ряда патологических состояний. ПДК - 250 мг/л.

 

Кальций. Суточная потребность 0,4-0,7 г  (для беременных женщин и грудных детей 1,0-1,2 г). При недостатке в воде - увеличение числа смертельных исходов при сердечнососудистых заболеваниях, увеличение тяжести течения рахита, повышенная хрупкость костей, нарушение функционального состояния сердечной мышцы и процессов свертываемости крови. При избытке - мочекаменная болезнь, нарушение водно-солевого обмена, раннее обызвествление костей у детей, замедленнее роста скелета.

 

Магний. Суточная потребность 220-260 мг. При недостатке - повышение тяжести  течения и числа неблагоприятных исходов сердечнососудистых заболеваний, нейромускулярные и психиатрические синдромы, тахикардия и фибрилляция сердечной мышцы. При избытке - возможность развития синдромов дыхательных параличей и сердечной блокады, раздражение желудочно-кишечного тракта в присутствии сульфатов. ПДК - 20,0 мг/л магния хлорита.

 

В последние годы появились работы, где методами корреляционного анализа  устанавливается связь раковых  заболеваний с наличием в воде пониженной концентрации солей жесткости.

 

Органические вещества. Подземные  воды, используемые для питьевых целей, всегда содержат то или иное количество органических веществ водного происхождения. Спектр их весьма широк. В нем представлены ароматические гумусовые вещества, соединения с карбоксильной, карбонильной и гидроксильной группой, гетероциклические соединения, углеводороды, липоиды, битумы. Однако общее количество природных органических веществ в них, как правило, невелико и составляет единицы и первые десятки мг/л.

 

С медико-экологических позиций особое внимание привлекают две группы веществ - гумусовые вещества и продукты минерализации азотсодержащих органических соединений - нитриты и нитраты.

 

Гумусовые вещества не обладают каким  либо вредоносным действием. В избыточных концентрациях они лишь способны придавать питьевой воде нежелательную окраску. В тоже время, при хлорировании воды, содержащей естественно присутствующие гумусовые вещества и бромиды, образуются тригалометаны. Наибольшее значение из этой группы соединений имеют бромоформ, дибромхлорметан, хлороформ, обладающие выраженным канцерогенным действием. Обнаружение эффекта образования токсичных вторичных продуктов хлорирования изменило и гигиеническую оценку природных органических примесей воды водоисточников и ранее бытовавшее мнение о безвредности дезинфекции воды хлором.

 

С использованием сильных окислителей (хлора, озона) для обеззараживания  воды, содержащей природные органические соединения, связывают появление  и другого токсического вещества - формальдегида.

 

Нитриты и нитраты, как это уже отмечалось выше, способны вызвать весьма опасные заболевания. С повышенными концентрациями нитратов в подземной воде связывают заболевания крови (появление извращенной формы гемоглобина - метгемоглобина). Нитриты и нитраты, при попадании в организм человека способны превращаться в N-нитрозоамины - канцерогенные соединения.

 

Перечень органических веществ  антропогенного происхождения, способных  загрязнять водоисточники, в том  числе и подземные, весьма велик - это сотни соединений. К ним  принадлежат хлорированные алканы, этилены, бензолы, ароматические углеводороды, пестициды, побочные продукты обеззараживания воды, а также целый ряд других органических компонентов - продукты производств органического синтеза, нефтехимической промышленности, а также, пластификаторов, растворителей, моющих, красящих средств и др.

 

Многие из этих веществ способны вызвать один или несколько токсических  эффектов: канцерогенный, генотоксический, мутагенный, нефротоксический (влияние  на почки), гепатотоксический (влияние на печень). Следует отметить, что в основе представлений о вредном влиянии повышенных концентраций неорганических и органических веществ в питьевой воде лежат данные развернутых лабораторных исследований на животных, направленный, прежде всего, на разработку стандартов качества питьевой воды. Однако, в последние годы все большее значение приобретают исследования, устанавливающие связи заболеваний человека с тем или иным природным или антропогенным компонентом питьевой воды.

 

Требования к качеству питьевой воды сейчас устанавливаются как на международном, так и на национальном уровнях. Большинство стран мирового сообщества при создании национальных стандартов принимает в качестве основополагающих документов «Руководство по контролю качества питьевой воды» Всемирной организации здравоохранения, директивы по питьевой воде Европейского Сообщества 80/778/ЕС и национальные стандарты США.

 

При разработке стандартов питьевой воды общепринят экспериментально-токсикологический  метод к установлению предельно  допустимых концентраций, в наиболее четкой форме сформулированный российской гигиенической наукой. Применяемая методология предусматривает изучение влияний различных концентраций вещества на самоочищающую способность воды (установление ПДК по общесанитарному нормируемому признаку вредности), на ее вкус, цвет, запах (установление ПДК по органическому признаку вредности), и на характер токсических проявлений при использовании для питья (установлений ПДК по токсическому признаку вредности). В качестве стандарта выбирается наименьшая из трех установленных ПДК.

 

Экспериментально-токсикологический  подход существенно дополняет развивающиеся  сейчас исследования в области экологической  эпидемиологии, опирающиеся на эколого-демографические  данные и материалы специальных  эпидемиологических исследований. Работы этого направления свидетельствуют о смешении представлений о безусловности вредоносного действия малых концентраций некоторых нормируемых вредных веществ. Современная позиция Всемирной организации здравоохранения в этом отношении стала значительно более осторожна. С этим, очевидно, связаны и двухуровневые нормативы Агентства по охране окружающей среды США, предусматривающие определение отдельно - максимально допустимого целевого уровня и максимально допустимой концентрации. При этом, однако, оговаривается допустимая степень риска в условиях применения допустимых технологий водоподготовки и средств контроля качества воды.

 

Значительное нарастание числа  загрязняющих воду веществ определило необходимость создания ускоренных экспериментальных методов установления их допустимого содержания. В предложенных для этой цели приемах используют либо известные сведения экспериментальной токсикологии, либо ретроспективный корреляционный анализ заболеваемости населения с потреблением воды определенного состава (эколого-демографический метод).

 

Целенаправленные санитарно-токсикологические  и эколого-эпидемиологические исследования, обосновывающие стандарты, достаточно информативны при разработке профилактических мероприятий, направленных на предупреждение вредных влияний водного фактора.

 

Современные стандарты качества питьевой воды призваны обеспечивать ее эпидемическую  безопасность. С этой целью современные  международные стандарты предусматривают  необходимость полного отсутствия патогенных бактерий, вирусов и возбудителей паразитарных заболеваний в питьевой воде. Сложность получения результатов исследований биологического состава питьевой воды, и прежде всего, присутствия патогенных организмов, в короткие сроки, послужила основанием для использования санитарно-показательных микроорганизмов (кишечная палочка) в качестве одного из основных признаков биологического загрязнения. По существу, речь идет об обнаружении фекального загрязнения питьевой воды, с которым связывается попадание в питьевую воду возбудителей инфекционных и паразитарных болезней. Динамика совершенствования этого раздела стандартов свидетельствует о нарастающем ужесточении требований к допустимому уровню содержания кишечных палочек как в воде водоисточника так и в питьевой воде. Последняя редакция «Руководства ВОЗ по контролю качества питьевой воды» исключает возможность присутствия этих микроорганизмов в 100 мл исследуемой воды. Исключение составляют требования к очищенной питьевой воде в распределительной сети крупных систем водоснабжения, где обнаружение кишечных палочек допустимо лишь в 5% проб из числа отбираемых на протяжении 12 месяцев. Указанное «Руководство» содержит требования к обязательному обеззараживанию питьевых вод, поступающих в водораспределительную сеть.

 

Сравнительный анализ международных стандартов, совершенствующихся ВОЗ начиная с 1958 г., обнаруживает тенденцию развития системы контролируемых показателей за счет устойчивого нарастания их числа. Расширение нормативной базы идет, в основном, за счет введения в стандарты многих органических соединений, связанных с усилением антропогенного пресса на поверхностные и подземные водные ресурсы (пестициды, продукты производств органического синтеза, нефтехимической промышленности). В международных нормативах последнего периода четко обозначено крайне негативное отношение к вторичным продуктам взаимодействия сильных окислителей (используемых для обеззараживания воды) с органическими соединениями природного и антропогенного происхождения.

 

6. Практическая часть

 

 

6.1 Гидрогеологический разрез района предприятия

 

 

Гидрогеологические разрезы строятся обычно в двух разных масштабах: горизонтальный масштаб определяется масштабом  карты, вертикальный масштаб должен обеспечить четкое расчленение элементов  разреза по вертикали. Как правило, для среднемасштабных разрезов используют вертикальный масштаб 1:1000 или 1:2000, а для крупномасштабных от 1:100 до 1:500. Ориентировать разрезы следует так, чтобы они проходили через исследуемые водопункты и скважины.

 

Для построения гидрогеологического разреза необходимо:

 

гипсометрические отметки поверхности  земли по направлению разреза;

 

геолого-литологические колонки скважин, шурфов и других выработок по линии  разреза или вблизи ее;

 

результаты гидрометрических наблюдений на поверхности по линии разреза (наличие болот, источников, мочежин, отметки уровней воды в реках, озерах и т.д.);

 

результаты наблюдений за уровнем  грунтовых вод (глубина появления  и стабилизации уровня);

 

результаты наблюдений по тем специальным  параметрам гидрогеологической обстановки, которые входят в целевое содержание разрезов (дебиты скважин и источников, минерализация или содержание отдельных компонентов, температура, водные свойства водонасыщенных пород).

 

Разрез строится на миллиметровой  бумаге в следующей последовательности.

 

1. Определить положение левого  конца разреза и зафиксировать  его вертикальной прямой, на которую  нанести точку, соответствующую  максимальной отметке рельефа  поверхности. Разбить прямую на  равные интервалы (0,5-1,0 см) по всей  высоте разреза, затем нанести на нее значения абсолютных отметок.

 

2. Провести горизонтальную прямую  по отметке уровня моря или  основания разреза, разбить ее  на равные интервалы. Первый  слева водопункт нанести, отступив  от края разреза на 0,5 - 1,0 см, а  затем нанести, с учетом масштаба, остальные водопункты.