2.2.2. Нитратное загрязнение подземных вод в Республике Беларусь
Питьевая вода является важным продуктом питания, поэтому важно, чтобы она не только поступала в организм в достаточном количестве, но и была безопасной и полезной.
Лишь треть населения города Минска употребляет воду из поверхностных источников, во всех остальных населенных пунктах для питьевого водоснабжения используются подземные воды. В перспективе и г.Минск полностью перейдет на подземные источники водоснабжения. Подземные источники залегают глубоко в недрах земли и лучше защищены от поверхностных загрязнений.
Качество воды формируются под влиянием комплекса факторов природного и антропогенного происхождения. К группе факторов антропогенного воздействия относятся:
сброс коммунально-бытовых и производственных сточных вод;
вынос загрязняющих веществ поверхностным стоком с урбанизированных и сельскохозяйственных территорий;
поступление загрязняющих веществ от рассредоточенных по водосборной площади бассейнов рек животноводческих комплексов, складов хранения отходов, минеральных удобрений, нефтепродуктов и других экологически опасных объектов;
выпадение загрязненных атмосферных осадков;
трансграничный перенос загрязняющих веществ водным и воздушным путем;
разгрузка загрязненных подземных вод в речную сеть [9].
Начиная с 40-х годов прошлого столетия, на природное геолого-геохимическое загрязнение подземных вод питьевого регистра накладывается более интенсивное и разнообразное антропогенное загрязнение: промышленное, сельскохозяйственное, муниципальное и хозяйственно-бытовое. В результате грунтовые воды, а во многих местах и глубоко залегающие напорные, загрязнены нитратами, тяжелыми металлами, высокотоксичными металлорганическими ионными композициями, пестицидами, а также легко летучими органическими веществами высоких классов опасности [10].
Загрязнение поверхностных и подземных вод отходами производства и потребления – общемировая проблема, однако для Республики Беларусь, как и множества других развивающихся стран, эта проблема усугубляется практически полным отсутствием современной инфраструктуры и экологоприемлемых технологий обращения с отходами. В результате, из строя выводятся многие эксплуатационные скважины, отдельные крупные водозаборы и месторождения подземных вод, соответственно уменьшаются и ранее оцененные ресурсы питьевых подземных вод – этого важнейшего геологического и стратегического потенциала Беларуси.
На площади всех сельскохозяйственных земель, где вносятся минеральные или органические удобрения, естественный гидрогеохимический фон подземных вод существенно нарушен. В первую очередь, это выражается в росте содержания в водах таких компонентов как NO3-, Cl-, SO42-, K+, Na+ и некоторых других. Участками особенно интенсивного сельскохозяйственного загрязнения неглубоко залегающих подземных вод являются животноводческие фермы и поля орошения животноводческими стоками. Загрязнение выражается здесь в росте содержания в воде нитратов (до 80-150 мг/дм3), аммония (до 5-18 мг/дм3), хлоридов (до 100-180 мг/дм3) и других компонентов.
В пределах сельских населенных пунктов загрязнению, как правило, сопутствует сельскохозяйственное загрязнение (приусадебные участки, скотные дворы и др.), а в городах на коммунально-бытовое загрязнение накладывается промышленное загрязнение.
Отходы животноводства и стоки животноводческих комплексов являются одним из существенных источников загрязнения водных объектов. Количество загрязнений, поступающих в водные объекты, определяется мощностью объектов животноводства, выходом твердых и жидких отходов и их составом. Большинство предприятий животноводства не имеют необходимых систем сбора, хранения, обработки и утилизации сточных вод. Имеющиеся природоохранные сооружения устарели и пришли в негодность, многие требуют капитального ремонта и реконструкции. Необезвреженные навозосодержащие сточные воды и отходы животноводства стали в последнее время одним из наиболее опасных источников загрязнения водных экосистем.
Основными компонентами коммунально-бытового загрязнения являются азотсодержащие соединения (NO3-, NO2-, NH4+), хлориды и сульфаты, синтетические моющие средства и другие соединения. Коммунально-бытовые стоки характеризуются исключительно высокими уровнями микробиологического загрязнения. Воды колодцев нередко имеют неудовлетворительное качество из-за повышенной минерализации (более 1 000 мг/дм3), общей жесткости (более 7,0 мг-экв/дм3), содержания хлоридов (более 350 мг/дм3). Однако наиболее часто из разряда кондиционных их выводят повышенное (более 45 мг/дм3) содержание нитратов (Рис. 2). В выборке среднее содержание нитратов в водах колодцев составляет 150,9 мг/дм3 (более 3 ПДК), а максимальное достигает 1000-2490 мг/дм3.
Рис. 2. Распределение колодцев (354 шт) по уровням нитратного загрязнения воды относительно ПДК
Подавляющая часть (более 82 %) колодцев, составляющих основу водоснабжения многих сельских населенных пунктов и небольших городов, не удовлетворяет санитарным нормам по химическим (NO3-, Cl- и др.) и микробиологическим показателям. Между тем в подобных населенных пунктах проживает более трех миллионов человек.
Системы питьевого водоснабжения по степени централизации подразделяют на:
централизованные, снабжающие питьевой водой всю совокупность застройки населенных пунктов и пригородов;
централизованные групповые, снабжающие питьевой водой несколько населенных пунктов и (или) отдельные предприятия, расположенные на значительных расстояниях друг от друга;
нецентрализованные (локальные, местные), снабжающие питьевой водой отдельные районы застройки населенных пунктов и (или) отдельные предприятия;
индивидуальные, обеспечивающие питьевой водой отдельные усадебные жилые дома (индивидуальные колодцы и скважины) [11].
Колодцы играют существенную роль в обеспечении населения питьевой водой. В Беларуси они выступают источниками водоснабжения 47% сельского населения. Поэтому состояние вод колодцев относится к числу ключевых факторов, определяющих экологические условия жизни сельского населения. Отсюда важность его оценки.
При оценке ландшафтно-экологических условий размещения населенных пунктов следует уделять внимание факторам, от которых зависит качество вод колодцев, к которым относятся факторы их устойчивости к загрязнению и факторы загрязняющих воздействий на эти воды.
Как правило, воды колодцев являются грунтовыми, которые согласно классификации, применяемой в нормативных документах, относятся к классу недостаточно защищенных. Их состояние в первую очередь зависит от ландшафтной основы.
Как по объему отводимых сточных вод, так и по количеству содержащихся в них загрязняющих веществ более четверти суммарной антропогенной нагрузки сосредоточено в г. Минск (ПО "Минскводоканал"), в промышленно-хозяйственном комплексе которого образуется сточных вод больше, чем во всех крупных городах вместе взятых или в любой из областей республики.
По оценочным данным более 60 % от общего объема загрязнений в республике формируется за счет рассредоточенных источников с урбанизированных и сельскохозяйственных территорий.
Качество воды очень зависит от того, из каких источников она взята. Проблемы могут быть обусловлены как природным составом воды, так и деятельностью человека.
Одним из основных видов загрязнений, формирующихся на речном водосборе, является загрязнение биогенными элементами (азотом и фосфором) (табл. 1). Годовой вынос соединений азота и фосфора с сельскохозяйственных земель в водные объекты складывается в результате взаимодействия естественных геохимических процессов, определяющих фоновые величины выноса, применения средств химизации и внесения на поля удобрений, а также поступления биогенных веществ с атмосферными осадками.
Таблица 1. Сброс загрязняющих веществ (нитраты/нитриты) в составе сточных вод в Республике Беларусь за 2004 - 2009 гг.
Показатели |
Единица измерения |
Годы |
|||||
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 |
||
Азот нитритный |
тыс. тонн |
0,36 |
0,59 |
0,34 |
0,25 |
0,20 |
0,19 |
Азот нитратный |
тыс. тонн |
3,8 |
2,9 |
3,7 |
3,4 |
3,7 |
3,7 |
Во многих случаях содержание нитратов повышено тогда, когда источник воды не содержится в соответствии с предъявляемыми требованиями. Его загрязнение связано с действиями человека – внесением удобрений, близким к колодцу расположением хозяйственных построек (сарая, выгребного туалета), животноводческих комплексов, влиянием свалок бытовых отходов и полей фильтрации.
Нитраты обладают высокой миграционной активностью. Соответственно, на территории районов в результате совместного действия различных источников их поступления в окружающую среду формируются определенные уровни концентрации нитратов в грунтовых водах, которые способны оказывать загрязняющее влияние на воды колодцев.
Проблема нитратного загрязнения воды является актуальной еще и потому, что нитраты трудно удалить из воды обычными методами очистки, необходимо использование более совершенных дорогостоящих технологий.
Ситуация, сложившаяся с региональным загрязнением подземных вод – основного источника водообеспечения в Беларуси, давно входит в противоречие с природоохранными законодательными актами и, по существу, подчеркивает неэффективность их правовых норм. В качестве примера достаточно обратить внимание на неэффективные правовые нормы Водного кодекса Республики Беларусь, нарушаемые по многим направлениям [12]. И это понятно, поскольку эффективная водоохранная деятельность просматривается совершенно в иных плоскостях, в соответствии с которыми следует приступить к созданию технологий и промышленности по переработке и утилизации промышленных отходов (твердых, жидких и газообразных). Назрела также необходимость в обеспечении всех промышленных предприятий и городского хозяйства автономными технологическими линиями очистки высокотоксичных стоков. Предстоит также создать геологическое обоснование, технические рекомендации и районировать территорию республики по условиям подземного и приповерхностного захоронения конечных промышленных и радиоактивных отходов.