Очистка грунтовых вод, загрязненных промышленным предприятием Оловозавод г. Новосибирска

 

- общий отбор подземных вод  на территории Московского региона  не должен превышать величину  их естественных ресурсов, иными  словами, не должен быть больше  величины их ежегодного естественного  восполнения (за многолетний период);

 

- в первую  очередь должны быть удовлетворена  потребность в воде питьевого  качества городов Московской  области (Около 5 млн. мі/сут). Ее  планируется удовлетворять как  за счет уже существующих разведанных  и эксплуатируемых месторождений подземных вод области, не включенных в объединенную систему (3,8 млн. мі/сут), так и новых месторождений на указанных четырех участках, включенных в эту систему (1,1 млн. мі/сут);

 

- на водоснабжение самого города  Москвы будет использоваться  только часть запасов подземных  вод, которая остается после  удовлетворения потребностей в  воде Московской области (1,6 млн.  мі/сут).

 

В процессе оценки перспективных возможностей интенсификации использования подземных вод с помощью математических моделей изучалось взаимодействие между существующими и пректными водозаборами.

 

Предлагаемы к использованию 2,7 млн. мі/сут подземных вод рекомендовалось  распределить между отдельными системами  следующим образом: Северная система - 0,8, Южная система - 1,2, Восточная система - 0,56 и Западная система - 0,14 млн. мі/сут.

 

Как указывалось выше, первоначально  предполагалось, что производительность водозаборов, входящих в объединенную систему водоснабжения, составит около 2,7 млн. мі/сут, из которых 1,6 млн. мі/сут планировалось подавать в Москву. Однако, в последнее время установлено, что дополнительная вода городу не нужна, что вызвано прежде всего осуществляемыми и планируемыми мероприятиями по экономии воды и уменьшению общей потребности в воде в силу ряда причин экономического характера. Поэтому подача подземных вод в Москву в периоды интенсивного загрязнения поверхностных вод может быть ограничена 1,0 млн. мі/сут (исходя из нормы 100-200 л/сут на 1 человека при численности населения г. Москвы в 8,5 млн. человек).

 

В настоящее время в качестве первоочередного освоения выбрана  южная группа месторождений, основанная на использовании подземных вод  каменноугольных водоносных горизонтов в долине реки Оки (район г. Серпухова).

 

Качество подземных вод на участках, включенных в объединенную систему, в целом соответствует нормам для питьевых вод, установленным  в России, за исключением повышенного  содержания железа и марганца. Кроме  того, на Южной системе отмечается пониженное содержание фтора. Месторождения Северной и Восточной систем надежно защищены от возможного загрязнения, а месторождения Южной и Западной систем являются слабо защищенными. Выполненные специальные гидродинамические расчеты показывают, что качество подземных вод при эксплуатации изменится незначительно и это не приведет к невозможности их использования для питьевого водоснабжения.

 

При разработке «Генеральной схемы  объединенной системы водоснабжения  г. Москвы и Московской области с  использованием подземных источников» значительное внимание уделялось прогнозу возможных экологических последствий интенсификации использования подземных вод. В частности, анализировалось влияние снижения уровня в верхнем водоносном горизонте на состояние растительности, ландшафтов, прогнозировалось возможное изменение речного стока (особенно стока малых рек), опасность загрязнения эксплуатируемых водоносных горизонтов за счет миграции загрязнителей при изменении гидродинамических условий взаимодействия подземных и поверхностных вод и отдельных водоносных горизонтов между собой. При этом авторы «Схемы…» правильно подчеркивают, что при прогнозе возможного влияния отбора подземных вод на окружающую среду первостепенное значение имеет анализ опыта эксплуатации действующих водозаборов подземных вод. Как уже отмечалось, многолетняя эксплуатация подземных вод, вызывающая снижение уровней подземных вод в каменноугольных водоносных горизонтах на многие десятки метров, не привела к заметным и опасным негативным экологическим последствиям, за исключением уменьшения меженного стока рек на отдельных участках.

 

Влияние эксплуатации подземных вод  на сток малых рек проявляется  двояко: иногда на некоторых реках  возникают участки, где поверхностный  сток уменьшается (Москва в верховьях, Истра в среднем течении, Пахра, Нерская, Нора и некоторые другие) за счет питания рекой грунтовых водоносных горизонтов и сокращения стока в реки. В других случаях за счет сброса в реки очищенных отработанных вод, различных стоков, речной сток по сравнению с естественным увеличением (реки Воря, Торгоша, Пажа). Характерной в этом отношении является река Клязьма, сток которой выше Ногинска уменьшился по сравнению с естественным, а ниже Ногинска и Электростали - увеличился.

 

Математическое моделирование, проведенное  с учетом сезонного регулирования питания грунтовых водоносных горизонтов, показало, что «ущерб» меженному стоку малых рек составит около 10% в год средней водности и 17-18% в год водности 95% обеспеченности. На отдельных участках рек, где меженный сток рек 95% обеспеченности уменьшится более, чем на 25-30%, потребуется осуществление специальных мероприятий, таких как устройство русловых запруд, подпитывание малых рек в экстремальных ситуациях подземными водами и т.д.

 

Следует отметить, что проблема интенсификации использования подземных вод в Московском регионе вызвала небывалый интерес и прежде всего значительное беспокойство у населения и ряда ученых, в частности Пущинского научного центра. Еще ни разу в бывшем Советском Союзе специалисты и просто жители какого-либо региона не обсуждали столь активно экологические проблемы использования подземных вод. Можно назвать две основные причины этого:

 

1) Впервые в России планируется  столь крупный отбор подземных  вод для решения проблемы питьевого  водоснабжения такого большого города, как Москва;

 

2) В последние годы наблюдается  повышенный интерес населения  к экологическим проблемам природопользования, в том числе к опасности  крупномасштабного использования  подземных вод.

 

Предварительный вывод авторов  проекта, основанный на анализе существующего опыта эксплуатации, о незначительном влиянии водоотбора на уровень подземных вод первого от поверхности водоносного горизонта и, тем самым, на растительный мир, в целом является довольно обоснованным. Однако этот оптимистический вывод, имеющий важное практическое значение для экологии региона, должен быть подкреплен и более обоснован дальнейшими опытами и экспериментальными исследованиями. В связи с этим одним из важнейших направлений дальнейших работ по повышению эффективности использования подземных вод для водообеспечения Московского региона является создание комплексного мониторинга окружающей среды, включающего подземные воды. Необходимо также провести специальные опытно-фильтрационные экспериментальные работы на опытных полигонах, позволяющие в натурных условиях смоделировать возможное влияние отбора подземных вод на экосистемы бассейнов малых рек. Проведение исследований в рамках такого мониторинга позволит определить необходимость, состав и содержание компенсационных мероприятий по минимизации возможного негативного влияния крупного отбора подземных вод на сток малых рек, состояние растительности, возникновение или усиление карстово-суффозионных процессов, качество отбираемой подземной воды. Кроме того, результаты таких работ позволят разработать научно-обоснованные методические рекомендации по региональной оценке экологических последствий влияния отбора подземных вод на окружающую среду, которые можно будет использовать при решении аналогичных проблем в других регионах.

 

5. Медико-экологическое значение водного фактора

Медико-экологические аспекты проблемы использования подземных вод  в настоящее время, в основном, связаны с обеспечением полноценного и безопасного для здоровья населения  хозяйственно питьевого водопользования.

 

Следует остановиться на главных положениях, определяющих роль водного фактора  в формировании среды обитания человека и здоровья населения. Их рассмотрение сделает более понятным изложенные далее медико-экологические подходы  к проблеме использования подземных вод.

 

Влияние водных ресурсов на условия  жизни и здоровье населения определяется прежде всего степенью обеспечения  достаточного и безопасного хозяйственно-питьевого  и культурно-бытового водопользования, санитарного благоустройства населенных мест, развитием санитарно-курортных зон, воздействием на среду обитания опасных для человека представителей животного мира. Состояние водных ресурсов также определяет возможность развития существующих и создания новых населенных мест, сельскохозяйственного и промышленного освоения территорий. Эти процессы непосредственно влияют на условия жизни и здоровье населения, определяя изменения воздушного и водного бассейнов, почвы, растительности, характера трудовой деятельности, уровня и качества питания населения, характера миграционных потоков.

 

Здоровье населения формируется  под воздействием внешних болезнетворных причин и биологических особенностей популяции людей, которые в совокупности составляют «комплекс медико-экологических  факторов». Теоретическую и методическую основу медицинской экологии составляют гигиена окружающей среды и общая эпидемиология инфекционных (в том числе паразитарных) и неинфекционных заболеваний.

 

Комплекс знаний, накопленных в  рамках перечисленных дисциплин  свидетельствует о реальных и  возможных влияниях водного фактора и, в частности, подземных вод, используемых в питьевых целях, на характер и уровень инфекционных и неинфекционных заболеваний, генетических болезней и особенности развития организма человека.

 

Значительное нарастание антропогенных  загрязнений природных вод, особенно характерных для последних десятилетия, определило интенсивное развитие исследований, направленных на медико-экологическую оценку качества воды водоисточников и питьевой воды, испытывающих влияние антропогенного пресса.

 

Эпидемические аспекты. Роль водного  пути передачи целого ряда инфекционных кишечных заболеваний (брюшной тиф, паратифы, дизентерия, холера, сальмонеллезы, вирусный гепатит и некоторые  другие) доказана многолетними эпидемиологическими  исследованиями, начатыми еще в конце XIX столетия. Инфекционные болезни, вызываемые патогенными бактериями, вирусами и простейшими или паразитарными агентами, представляют собой наиболее типичный и широко распространенный фактор риска для здоровья, связанный с питьевой водой.

 

Загрязнение питьевой воды инфекционными  коммунально-бытовыми стоками либо в самом водоисточнике, либо в  коммуникациях водопровода - установленная  причина многих вспышек кишечных инфекций. Современные методы эпидемиологического  анализа, применяемые для определения пути распространения кишечных инфекций, достаточно информативны. Они основаны на идентификации возбудителей (патогенных микроорганизмов), обнаруживаемых в питьевой воде и выделениях заболевших людей. Характерна и картина распространения заболеваний. При децентрализованном водоснабжении обычно устанавливается их связь с одним водоисточником, например колодцем.

 

С водным фактором также тесно связаны  многие паразитарные и природно-очаговые заболевания (малярия, описторхоз, дифиллоботриозы, туляремия, лептоспирозы, клещевой энцефалит и др.). Применительно к проблеме питьевой воды среди этих заболеваний особое место занимает лямблиоз (возбудитель - простейший жгутиконосец из рода Lamblia), способный вызвать у человека поражения кишечника и печения. Современные эпидемиологические данные относят питьевую воду к основному пути передачи возбудителя этого заболевания. Наличие пораженных этим паразитом людей как правило рассматривается и как признак его присутствия в питьевой воде.

 

Токсикологические аспекты. Спектр загрязняющих воду веществ широк. Он включает тяжелые металлы, многие микроэлементы, токсичные органические соединения, радиоактивные вещества. Значителен и спектр заболеваний, связываемый также с содержанием этих веществ в питьевой воде - заболевания сердечнососудистые, пищеварительные, нервные, иммунной системы, опорно-двигательного аппарата, аллергии, страдание наследственностью, дефект развития и другие.

 

Приводимые ниже обобщенные данные дают представление о характере  влияния веществ, наиболее часто обнаруживаемых в питьевой воде (в том числе и подземного происхождения) на состояние здоровья населения.

 

Эти сведения касаются как положительного, так и негативного влияния  веществ в зависимости от характера  их биологического действия и концентрации. При этом имеется в виду, что под суточной потребностью организма человека в том ими ином химическом элементе понимается возможность его потребления из различных источников и, прежде всего, из продуктов питания. Однако, здесь необходимо учитывать, что определенную долю некоторых биологически ценных для организма элементов важно получать с питьевой водой в несвязанном виде. С другой стороны, концентрация, биологически важных веществ не должна превышать установленные нормативные предельно допустимые уровни содержания в питьевой воде, чтобы не обрести биологически противоположный характер. Следует также отметить, что в тех случаях, когда речь идет только о вредоносном действии вещества, всегда имеется в виду длительное влияние его повышенных концентраций.

 

Неорганические вещества:

 

Медь. Суточная потребность 2,0-3,0 г. При  недостатке - атеросклеротические заболевания  кровеносных сосудов и сердца, анемия, гиперхолестеринемия. При избытке - наличие врожденных заболеваний, изменение  водно-солевого и белкового обменов, окислительно-восстановительных реакций крови, нарушения овариально-менструального цикла (ОМЦ), течения родов и лактации. Предельно-допустимая концентрация (ПДК) - 1,0 мг/л.

 

Цинк. Суточная потребность для  взрослых 2-3 мг, для детей и беременных женщин 5-6 мг. При недостатке - наличие врожденных заболеваний (карликовость), изменение активности ферментов окислительно-восстановительных реакций, нарушения овариально-менструального цикла, течения беременности, снижение чувства вкуса и обоняния, специфические заболевания кожных покровов. При избытке - анемия, изменение функции центральной нервной системы (ЦНС). На популяционном уровне - увеличение числа заболеваний печени и сердечнососудистых заболеваний. ПДК - 1 мг/л.

 

Фтор. Физиологический оптимум 1,2-1,5 мг/л (в зависимости от географического района). При недостатке - кариес. При избытке - флюороз (крепчатость зубной эмали), полиневриты, гепатит, склеротические изменения костей, артериальная гипотония.