| Головна » Статті » Хімія | [ Додати статтю ] |
Особливості зміни хімічного складу підземних вод в умовах господарської діяльності
|
В зв’язку з забрудненням поверхневих вод єдиним джерелом водопостачання міських агломерацій є підземні води верхньокрейдового водоносного горизонту. Їх охорона від забруднення актуальна як в гідрогеологічному, так і в народногосподарському планах. Якість підземних вод характеризується комплексом органолептичних, біологічних і хімічних показників. Характеристика якості води проводиться за найбільш поширеними забруднюючими речовинами: хлоридами, сульфатами, нітратами, важкими металами. Ці показники поряд з мінералізацією, окислюваністю, жорсткістю і вмістом специфічних органічних забруднювачів, використовуються для порівняльної оцінки забрудненості підземних вод в різних водопунктах. В процесі робіт відбирались проби з свердловин спецводокористування промислових підприємств і колодязів у сільських населених пунктах. Важливим показником середовища водної міграції хімічних компонентів є лужно-кислотні умови. Води водоносного горизонту верхньокрейдових і девонських відкладів характеризуються нейтральною і слаболужною реакцією (pH=7,3-8,5) по всій території, окислюваність становить 0,3-2,5 мг/дм3, що не перевищує ГДК для джерел водопостачання 2 класу [1, 3]. Бактеріологічний стан підземних вод в цілому задовільний, в поодиноких випадках колі-індекс перевищує допустимий рівень. Антропогенне навантаження на грунтові і поверхневі води в останні десятиріччя різко зросло, особливо з кінця 60-х – початку 70-х років. Це пов’язано з активним розвитком осушувальної меліорації та розширенням площ орних земель. Хімічний склад грунтових вод і до початку осушувальної меліорації відрізнявся великою різноманітністю, проте зі значним переважанням гідрокарбонатного і кальцієвого іонів. найбільш поширеними типами вод є: гідрокарбонатно-хлоридні кальцієво-магнієві або натрієво-кальцієві. Значно рідше зустрічаються гідрокарбонатно-сульфатні натрієво-кальцієві. Всього виділено 16 типів вод. Строкатість катіонно-аніонного складу зростає з півночі на південь Розподіл сполук азоту в грунтових водах до початку активних осушувальних меліорацій мав певну закономірність. Так, їх вміст в грунтових водах Західного Полісся досягав 3-20 мг/л [2]. Активний розвиток гідромеліорації з кінця 60-х – початку 70-х років значною мірою вплинув на формування хімічного складу та мінералізації грунтових вод. Під час пониження їх рівнів внаслідок осушення сформувалась нова зона аерації та відбулась активна мінералізація органічних решток; кисень проник на більшу глибину; порушилася карбонатно-кальцієва рівновага; склалась інша фізико-хімічна обстановка, яка й визначає нині трансформацію хімічного складу підгрунтових вод (табл. 1). Аналіз даних з 1980 року, коли здійснювалось широкомасштабне освоєння гідроморфних земель, свідчить, що грунтовим водам різної мінералізації властива широтна зональність. мінералізація змінювалась від 0,1 до 1,0 г/л. Тепер на більшій частині осушених територій уже закінчилось формування зони аерації і режиму рівнів грунтових вод. У зоні аерації встановилась сучасна фізико-хімічна обстановка водного і повітряного середовища. В окремих регіонах виявлено підвищені дози азотних сполук (більше ГДК). Подібна картина спостерігається і з відносно рухомими (Fe2+, Fe3+) формами заліза. Таблиця 1. Хімічний склад дренажних вод (1990 – 2000 рр.) Західного Полісся Грунт та умови використання Угіддя Період спосте- режень Хімічний склад грунтово-дренажних вод, мг/дм3 Орган. речов. Ca2+ Mg2+ Na++K+ NO3 NH4 Fe3+ SO42- Cl– 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. ЗАХІДНЕ ПОЛІССЯ Дерново-глейові та сильноглейові супіщані Сінокіс природний квітень-серпень 21-27 16-21 43-64 23-32 2,4-4,3 0,3-1,2 0,3-2,0 0,4-1,1 0,1-0,1 0-0,4 0,1-0,2 0-0,1 0,002-0,1 0,001-0,1 2,9-7,6 3,9-7,8 2,9-6,5 4,0-7,6 Осушені (гончар ний дренаж з міждренними від станями L=30 м) Трави квітень-серпень 16-28 9-26 51-81 1,8-4,6 2,1-5,6 1,9-4,8 0,5-4,1 0,3-5,2 0,1-0,3 0-1,0 0,1-0,3 0-0,1 0,01-1,0 0,01-1,1 57-119 61-103 21-28,3 21-26,4 Осушені (гончар ний дренаж з міждренними від станями L=30 м) рілля квітень-серпень 21-50 19-38 68-86 41-79 4,0-6,8 3,1-5,6 11,3-17 9,5-13 0,3-1,0 0,2-0,1 0,0-0,2 0-0,1 0,01-1,0 0,01-0,1 89-117 68-96 31-49,1 27-38,9 Осушені (гончар ний дренаж з міждренними від станями L=20 м) рілля квітень-серпень 21-68 18-49 71-138 49-99 6,0-9,4 5,8-9,6 15,1-21 16,2-19 1,0-1,1 0,2-1,0 0,1-0,1 0-0,1 0-0,1 0-0,1 99-198 39-158 39-69 38-61,1 Осушені (гончар ний дренаж з міждренними від станями L=10 м) рілля квітень-серпень 89-110 88-121 179-99 181-99 6,0-12,3 6,9-11,3 16,9-21 13-19 0,4-1,0 1,1-2,7 0,01-0,1 0,01-0,1 0,01-0,1 0,01-0,1 149-201 138-159 61-89,9 59-81 Торфовища ви- роблені багато- зольні малопо- тужні карбонат но-озалазнені, відкрита мере- жа осушуваль- них каналів сінокіс квітень-серпень 21-31 13-19 81-189 71-179 1,2-2,1 1,2-1,7 4,9-5,8 4,1-4,9 16,0-19,1 11,7-16,8 24,3-27,4 19,8-21,8 1,0-1,9 0,1-1,0 31-49 21,9-39 13-21 4-10Торфовища ви- роблені багато- зольні малопо- тужні карбонат но-озалазнені, відкрита мере- жа осушуваль- них каналів + гончарний дре наж сінокіс квітень-серпень 31-51 13-48 158-219 189-231 2,1-3,8 1,9-7,6 7,9-10,2 3,0-4,5 26,9-31,2 21,9-26,4 27,8-31,5 26,4-31,0 0,1-1,2 0,4-1,0 41-79 31,8-41 19-33 13-21 Освоєння осушених земель (внесення органічних, мінеральних добрив, хімічних меліорантів і т.п.) сприяло подальшим змінам хімічного складу дренажних вод: посилився винос сульфатів, хлоридів, кальцію, магнію. Однак прямої залежності між дозами добрив і мінералізацією інфільтраційних вод не спостерігається. Значною мірою це зумовлено характером вирощування сільськогосподарських рослин. На масивах із суцільним рослинним покривом протягом року виніс біофільних елементів значно уповільнюється. При цьому в багатьох випадках простежується перевищення ГДК за вмістом сполук азоту та показником біогенного поглинання кисню (БПК). Осушення впливає і на хімічний склад поверхневих вод (табл. 2). Таблиця 2. Вплив осушення і сільськогосподарського використання площ на хімічний склад і якість річкових вод Західного Полісся в меженний період Назва Особливості використання водозбірної площі Структура грунтового Хімічний склад води, мг/дм3 річки % осу-шення Угіддя покриву Са2+ Mg2+ Na+ р.При-п’ять (вер- хів’я) 0 > 50 Ліс вільхових, природні заплавні луки, польові культури (просап-ні багаторічні тра-ви) Торфові мало-, середньо, та потужні грунти - “ - 29,8-51,2 89,1-161,1 13,2-18,6 31,2-38,2 9,1-11,8 138,0 161,5 9,9-11,1 16,8-19,2 13,4-18,2 17,8-21,2 0,16-0,10 0,49- 2,02 0,00- 0,01 0,49- 1,89 р.Сто- хід 0 > 50 Чагарники, лучно-болотна рослинні-сть, кормові та просапні культури Алювіальні лучні та лучно-болотні - “ - 11,6-17,8 71,3 79,0 9,0- 11,2 21,6- 31,5 16,8- 19,5 121,0 151,0 5,1- 8,9 12,6- 19,8 9,0- 15,8 16,5- 21,6 0,0- 0,11 0,38- 3,89 0,01- 0,12 0,9-0,18 Якість підземних вод характеризується комплексом органолептичних, біологічних і хімічних показників. Ці показники поряд з мінералізацією, окислюваністю, жорсткістю і вмістом специфічних органічних забруднювачів використовуються для порівняльної оцінки забрудненості підземних вод в різних водопунктах. В процесі робіт опробовувались свердловини спецводокористування промислових підприємств і колодязі в сільських населених пунктах. Важливим показником середовища міграції є лужно-кислотні умови. Води водоносного горизонту верхньокрейдових відкладів характеризуються нейтральною і слаболужною реакцією (pH=7,5-8,5), на деяких територіях – помірно-лужною (pH=7.6-7.8). Бактеріологічний стан підземних вод в цілому задовільний, в поодиноких випадках колі-індекс перевищує допустимий рівень за рахунок побутового забруднення. В двох свердловинах виявлено перевищення ГДК нафтопродуктів у 7-10 разів, можливим джерелом забруднення є відкачувальні засоби і трубопроводи. Встановлено підвищений вміст фенолів у підземних водах (1,1-8,8 ГДК). Максимально забруднені води в районі міського сміттєзвалища, перевищення ГДК встановлено також в районі залізничного вузла (в 2,2 раза), міських очисних споруд (в 4,0 рази). В усіх випадках поява фенолів в підземних водах обумовлена органічним забрудненням внаслідок незадовільного санітарного стану зони санітарної охорони свердловин спецводокористування. По мінералізації води верхньокрейдових відкладів переважно прісні (0,5-1,0 г/л), рідше дуже прісні (0,5г/л). Підвищеною мінералізацією характеризуються води змішаного складу в центральній частині території. Серед інгредієнтів, які визначають гігієнічні властивості підземних вод, виділяються сульфати, хлориди, сполуки азоту та інші. В основному гідрокарбонатний кальцієвий склад підземних вод визначається характером атмосферних опадів в області живлення і хімічним складом водовміщуючих відкладів, вміст гідрокарбонат-іону становить164-1024 мг/л. Підвищена кількість сульфатів погіршує органолептичні властивості питної води і негативно впливає на людський організм. Дані про вміст сульфатів у водах необхідні при вирішенні питань, пов’язаних з використанням вод для господарського і питного водопостачання. Вміст сульфатів у підземних водах складає 14-201 мг/л (4-42 мг-екв.%), що не перевищує допустимих норм, причому вищі значення територіально тяжіють до колодязів в сільській місцевості, що пояснюється побутовим забрудненням і застосуванням сульфатвміщуючих мінеральних добрив. Вміст хлоридів у водах складає 9-251 мг/л (3-33 мг-екв.%), що не перевищує норми ГОСТу (350 мг/л). Просторовий розподіл хлорид-іону аналогічний сульфатам: підвищені концентрації характерні для змішаних вод в межах сільських населених пунктів, а також в межах міста, що пояснюється підживленням вод верхньокрейдового горизонту більш глибокозалягаючими (метаморфізованими) водами по зонах розривних порушень.Сполуки азоту в природних водах представлені іонами амонію, нітрат- та нітрит-іонами. Головними джерелами мінеральних сполук азоту є продукти біохімічного розкладу органічних речовин – інгредієнтів комунально-побутового і деяких видів промислового і сільськогосподарського забруднення.Підвищений вміст нітратів і нітритів, як правило, формується в результаті техногенної діяльності, в той же час підвищені концентрації амонію зустрічаються як в забруднених, так і в незабруднених водах. По рівню концентрації нітратів виділяється чотири категорії природних вод: природні незабруднені ( 1 мг/л), з можливим антропогенним впливом (1,0-13,0 мг/л), техногенно змінені (13,0-45,0 мг/л), забруднені з вмістом азоту вище допустимих санітарно-гігієнічних норм ( 45 мг/л). Вміст нітритів ( NO2––) на рівні навіть 0,08 мг/л свідчить про забруднення підземних вод. Мікрокомпонентний склад підземних вод досить різноманітний, в природньому стані визначається складом атмосферних опадів в області живлення водоносного горизонту, водовміщуючими породами на ділянці транзиту, перетоком з вище і нижчезалягаючих горизонтів. Перевищень ГДК за межами зон забруднення не встановлено, мікрокомпоненти містяться в кількості 0,5-1,0 ГДК і менше. На урбанізованій території і в межах малоповерхової забудови сільських населених пунктів в колодязях повсюдно встановлено перевищення ГДК по барію, марганцю, рідше титану, хрому, нікелю. Вміст барію досягає 5,6 ГДК – 0,56 мг/л (свердловина спецводокористування лісгоспзагу), переважно знаходиться в межах 2,0-3,0 ГДК (0,20-0,30 мг/л), при фоновому значенні на території міста 0,05 мг/л. В багатьох свердловинах перевищуються ГДК по марганцю, переважно в 1,2-2,0 раза, в окремих пунктах в 8 разів (0,80 мг/л). В свердловинах міського водозабору встановлено перевищення ГДК по титану в 1,6-2,4 раза і нікелю в 2,2 рази (0,22 мг/л). В усіх випадках перевищення мають тимчасовий характер, не завжди простежуються при режимному опробуванні. Забруднення підземних вод в колодязях і свердловинах спецводокористування обумовлено незадовільним санітарним станом прилеглих територій, поганою ізоляцією водоносного горизонту верхньокрейдових відкладів від грунтових вод верхньочетвертинних відкладів. Зростаюча питома вага промислових підприємств, розвиток сільського господарства, збільшення кількості міст з великим народонаселенням зумовили тенденцію до зростання навантаження на водні екосистеми України, промисловий комплекс якої виробляв 40% електроенергії, значну частину продукції хімічної, машинобудівної і верстатобудівної галузей колишнього СРСР. Валовий збір основних сільськогосподарських культур перевищував 28%. У результаті цього в атмосферу викидається значна кількість забруднюючих речовин, що спричинює збільшення техногенного навантаження на навколишнє природне середовище [1]. Великий техногенний вплив на поверхневі і підземні води негативно позначається на їх якості [3]. В регіональному плані формування якості підземних вод виникає в умовах всезростаючого техногенного пресу. У межах Волині основними режимоутворюючими штучними факторами є сільське господарство, меліорація, промислове виробництво. Крім того, несприятливий вплив на якість поверхневих вод, на деякі показники основних водоносних горизонтів мають наслідки аварії на Чорнобильській АЕС. Всі ці фактори призводять до істотної метаморфізації водних ресурсів, погіршення їх якості та серйозно загострюють водогосподарську ситуацію в республіці. Тому основні зусилля повинні бути спрямованими на раціоналізацію водокористування, охорону та відтворення водноресурсного потенціалу на Волині. Поряд з цим, необхідно підвищити ефективність капітальних вкладень на здійснення водоохоронних заходів на Волині. Список літератури 1. Герасимчук З.В., Мольчак Я.О., Хвесик М.А. Еколого-економічні основи водокористування в Україні. – Луцьк: Надстир’я, 2000. – 364 с. 2. Мольчак Я.О., Мігас Р.В. Річки Волині. – Луцьк: Надстир’я, 1999. – 176 с. 3. Хільчевський В.К. Водопостачання і водовідведення. Гідроекологічні аспекти. – Київ: ВЦ “Київський університет”, 1999. – 319 с. | |
| Переглядів: 459 | |
| Всього коментарів: 0 | |