Общемировая тенденция переориентации питьевого водоснабжения населения с поверхностных источников на подземные была продекларирована еще в 1985 году ЮНЕСКО: «Пресные подземные воды – последний резерв человечества».
Пресные (питьевые) подземные воды, являясь жизненно важными минеральными ресурсами в нашей стране, пользуются возрастающим с каждым годом спросом. В связи с этим необходимо всестороннее изучение проблемы безопасности данного типа вод, достаточного их количества и экологически безупречного качества, а также поиск наиболее эффективных способов устойчивого обеспечения населения питьевой водой из подземных источников на далекую перспективу.
На сегодняшний день в бассейне реки Амур достаточно остро стоит экологическая проблема безопасности поверхностных вод в связи с их прогрессирующим загрязнением. Наибольшую техногенную нагрузку Амур испытывает в районе г. Комсомольск-на-Амуре.
Учитывая тот факт, что река является основным источником водоснабжения данного города, можно утверждать, что с точки зрения экологической безопасности вода из нее непригодна для целей питьевого водоснабжения. Амурская вода настолько загрязнена, что ее приходится хлорировать повышенными дозами, что в дальнейшем приводит к обострению проблемы образования канцерогенных хлорорганических соединений и, следовательно, повышению заболеваемости населения онкологическими заболеваниями.
Выходом из сложившейся ситуация является переориентация питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения населения Комсомольска-на-Амуре с поверхностных источников на подземные. Однако на данный момент такой переход невозможен, поскольку пресные подземные воды тоже достаточно загрязнены и потому небезопасны для использования.
Экологические проблемы безопасности использования подземных вод на территории г. Комсомольск-на-Амуре обусловлены, с одной стороны, особенностями природного формирования химического состава пресных подземных вод (повышенные концентрации железа, марганца, кремнекислоты), с другой – антропогенным (техногенным) воздействием на геологическую среду в результате бытовой, производственной и сельскохозяйственной деятельности.
Кроме того, загрязнение подземных вод бассейна Амура связано с недостаточной природной защищенностью основного водоносного горизонта – плиоцен-четвертичных озерно-аллювиальных толщ, а также с расположением водозаборов в непосредственной близости от промышленных объектов, сбросом неочищенных сточных вод [2].
На территории г. Комсомольск-на-Амуре характерным для первого от поверхности водоносного горизонта является загрязнение подземных вод нитратами и хлоридами, а также наличие обширных областей борного и нефтяного загрязнения. При выполнении расширенного исследования колодцев в городе установлены превышения ПДК по Fe, Mn, Br, B, Si, Cd, Zn, Ba, Al, Li и Be [1].
Большое значение среди факторов антропогенеза приобретают ливневые и талые воды, поступающие с территории города (включая городские коммунальные свалки). По своему химическому составу (ПАВ, сульфаты, фосфаты) и микробиологическому составу они приближаются к сточным водам и, попадая в подземные воды с ливневыми поверхностными стоками, ухудшают их качество.
Необходимо отметить, что наибольший набор загрязняющих компонентов отмечен вблизи рекультивированного полигона промотходов КНААПО, отстойника Комсомольского сернокислотного завода и системы водоотведения Электротехнического завода. Для этих мест характерно наличие высоко опасных загрязнителей; особое беспокойство вызывают повышенные концентрации таких токсикологических элементов, как Be, Hg, B, Br, Al, Cd, Ba, As, Pb и др. Кроме того, установлен достаточно широкий спектр редкоземельных элементов: Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb и др.
Среди очагов техногенного загрязнения наиболее широко распространено загрязнение подземных вод жидкими углеводородами и их производными, основными источниками которых являются Комсомольский нефтеперерабатывающий завод (КНПЗ), нефтепровод Оха-Комсомольск, а также полигон промышленных отходов. Сформировавшиеся очаги нефтяного загрязнения существенно изменяют минерализацию (ее рост сопровождается повышением в несколько раз перманганатной окисляемости), химический и микрокомпонентный состав подземных вод первого от поверхности водоносного горизонта (табл. 1 и 2). Процессы изменения качества воды происходят не только на участках скопления жидких углеводородов, но и по периферии очагов, где преобразование является результатом продвижения фронта загрязненных вод в водоносном горизонте.
Таблица 1
Некоторые показатели химического состава подземных вод вблизи очагов загрязнения на территории г. Комсомольск-на-Амуре [1]
|
Показатели химического состава воды, мг/л |
Фоновые концентрации |
Концентрации в очагах загрязнения |
||
|
Комсомольский НПЗ |
Нефтепровод Оха- Комсомольск |
Полигон промышленных отходов |
||
|
Минерализация |
0,18-0,30 |
0,41-2,62 |
0,40-1,16 |
0,50-4,02 |
|
Перманганатная окисляемость |
3,06-5,45 |
6,12-35,91 |
5,45-39,24 |
13,83-79,20 |
|
Растворенные нефтепродукты |
0,05-0,07 |
0,40-17,70 |
0,19-0,70 |
0,57-115,06 |
|
Летучие фенолы |
< 0,002 |
Н.с. |
0,0025-0,0045 |
0,002-100,00 |
Таблица 2
Преобладающие ассоциации химических элементов, встречаемых в подземных водах с содержаниями выше ПДК [1]
|
Фоновые территории |
Очаги загрязнения |
||
|
Комсомольский НПЗ |
Нефтепровод Оха–Комсомольск |
Полигон промышленных отходов |
|
|
Fe, Mn |
Fe, Mn, Al, Be, Br, Ba, Pb, Si |
Fe, Mn, Al, Be, Br, Ba, As, Cd, K |
Fe, Mn, Be, Br, Ba, As, Cd, Pb, Ni, K |
Необходимо также сказать о том, что попадание в подземные воды нефтепродуктов приводит к вторичному загрязнению водоносных горизонтов. Установлено, что под линзами нефтепродуктов формируются подземные воды с повышенными концентрациями многих опасных химических элементов: 1-го класса опасности – бериллия (до 27 ПДК); 2-ого класса опасности – алюминия (до 61 ПДК), кадмия (до 6 ПДК), бария (до 12 ПДК), свинца (до 33 ПДК), теллура (до 2,2 ПДК); 3-ого класса опасности – железа (до 728 ПДК), марганца (до 313 ПДК) [2]. Помимо этого, существуют данные о том, что микробиологическая среда на субстрате углеводородов существенно изменяет несущие способности грунтов, что создает опасность сооружениям, испытывающим динамические нагрузки.
Экологические проблемы безопасности питьевого использования подземных вод, возникающие при антропогенном (техногенном) воздействии, можно решить с помощью глубокой и дорогостоящей очистки (в том числе биогеохимической очистки в пласте от железа и марганца) подземных вод до стандартных нормативов. Для предотвращения данных проблем необходимо применение комплекса широко известных, но требующих существенных финансовых затрат на проведение природоохранительных мероприятий, таких как упорядочение и улучшение состояния природной среды в зонах санитарной охраны будущих водозаборов питьевых подземных вод, а также ликвидация очагов и источников техногенного загрязнения вод.