Тема 3.8 Забруднення підземних вод в промислових і сільськогосподарських районах

Підземні води (ПВ) - всі води, які знаходяться під поверхнею землі в зоні аерації та насичення в прямому контакті з родючими ґрунтами і підґрунтями. ПВ є найважливішим ресурсом літосфери, необхідним для функціонування і розвитку людського суспільства.

Найбільший інтерес представляють прісні, мінеральні, термальні і промислові ПВ. Прісні ПВ мають мінералізацію менш 1 г/дм³ і використовуються для господарсько-питного водопостачання, для технічних потреб, іригаційних цілей і т.д. До мінеральних лікувальних ПВ відносяться води з підвищеним вмістом фізіологічно активних мінеральних, органічних і газових компонентів. Їх фізіологічно активні речовини обумовлені підвищеною мінералізацією і співвідношеннями між основними іонами або вмістом “специфічних” компонентів (I, Br, B, Fe, H₂S, CO₂, H₂Si₃ і т.д.). До термальних ПВ відносяться води з підвищеною температурою; нерідко вони збагачені фізіологічно активними компонентами (термомінеральні води). Для одержання геотермальної енергії використовуються: низкопотенційні (20-100^оС) – для теплотехнічних потреб; середньопотенційні (100-150^оС) – для теплопостачання; високопотенційні (більш 100^оС) – для вироблення електроенергії. До промислових ПВ відносяться високомінералізовані води глибокозалягаючих водоносних горизонтів, з яких добувають Na, Cl, NaCl, I, Br, B, Li і ін. У світі з підземними водами добувається 90% брому, 85% - йоду, 30% - повареної солі, сульфіду натрію, літію, 25% - магнію і т. д. (від загального видобутку).

Забруднення ПВ - прямий чи непрямий скид речовин чи енергії в ПВ, який спричиняє ризик для здоров'я людей, шкоду живим ресурсам та водним екосистемам, або заважає використовувати воду в інших законних цілях. Прямий скид - вне­сення в підземні води ЗР без фільтрації крізь родючий ґрунт чи підґрунтя; непрямий скид - внесення в підземні води ЗР після фільтрації крізь родючий ґрунт чи підґрунтя. Забруднення ПВ викликає зміну якості води порівняно з нормами якості води по видах водокористування (господарсько-питне, іригаційне, технічне, бальнеологічне, промислове, теплоенергетичне), яка робить воду частково чи повністю непридатною до використання за призначенням. Причинами забруднення ПВ можуть бути: складування різних відходів на земній поверхні, рідких відходів в різних накопичувачах, експлуатація водоносного горизонту (ВГ) тощо. Чималий техногенний вплив на ПВ має місце при пошуках, розвідці, експлуатації, транспортуванні і переробці багатьох корисних копалин.

Забруднюючі речовини викликають такі види забруднень: хімічне, бактеріальне (мікробне), теплове та радіоактивне.

Хімічне забруднення. Хімічне забруднення відбувається в результаті проникнення майже всіх ЗР, за винятком теплообмінних вод та радіоактивних речовин, але основну роль відіграють промислові відходи. Хімічне забруднення звичайно проявляється у збільшенні, порівняно з фоном, мінералізації, макро­- і мікрокомпонентів, у появі невластивих їм мінеральних та органічних сполук, в збільшенні їх вмісту у часі. Найчастіше у забруднених водах зустрічаються Cl^-, SO₄^2-, Ca²⁺, Mg²⁺, Fe²⁺, Fe³⁺, F^-, NO^-, нафтові вуглеводні, феноли, органічні сполуки, важкі метали. Серед антропогенного хімічного забруднення ПВ найбільш поширеними є нафтове, хлоридне, нітратне; забруднення важкими металами. Хімічне забруднення інколи супроводжується зміною органолептичних властивостей і температури води.

Бактеріальне забруднення. Під бактеріальним забрудненням (мікробним) розуміється збільшення вмісту у ПВ порівняно з природним фоном санітарно-­показових мікроорганізмів. Особливе значення для мікробіологічної характеристики води має загальна кількість бактерій і кількість кишкових паличок. Бактеріальне забруднення зазвичай носить тимчасовий і локальний характер.

Теплове забруднення.Виявляється у підвищенні температури ПВ порівняно з фоном. Зміни температури викликає і зміну хімічного складу та органолептичних властивостей ПВ, що відзначається у районах функціонування АЕС та ТЕС, під час скиду нагрітих стічних вод. У населених пунктах формується “острів тепла”, як у атмосфері, так і у ПВ; найчастіше він відзначається у ГВ. При підвищенні температури від 15^оC до 25^оС токсичність деяких елементів збільшується, зокрема Zn - у 3 рази.

Антропогенні (техногенні) джерела забруднення ПВ виникають в результаті господарської діяльності людей, у тому числі прямого чи непрямого впливу на склад та інтенсивність природного забруднення й поділяються на:

1) неочищені або недостатньо очищені виробничі й комунально-побутові стічні води;

2) поверхневі стічні води;

3) дренажні води;

4) аварійні скиди й переливи стічних вод;

5) фільтраційні витоки речовин із ємностей, трубопроводів та ін.;

6) тимчасові викиди у атмосферу (пил, аерозолі), які осаджуються на поверхні землі та водних об'єктах;

7) нерегламентовані викиди й скиди (нафтопродуктів, пестицидів, добрив тощо);

8) промислові майданчики підприємств, місця зберігання й транспортування продукції й відходів виробництва;

9) звалище комунальних та побутових відходів (в основному твердих побутових відходів). Антропогенним джерелом забруднення ПВ є населений пункт у цілому (гідрогеохімічна аномалія, “острів тепла”).

Антропогенні джерела забруднення ПВ можуть бути поділені за походженням: індустріальні, промислові, сільськогосподарські, комунальні, транспортні, урбанізовані.

Усі джерела за їх конфігурацією у просторі поділяються на:

1) місцеві - площа (F) < 100 км², довжина (L) < 20 км;

2) обмежено-регіональні - F = 100-1000 км², L = 20-200 км;

3) регіональні - F > 1000 км ², L > 200 км.

Джерела забруднення поділяються за ступенем обумовленого ними забруднення ПВ:

1) помірного забруднення від фонових – фон - 1 ГДК;

2) джерела значного забруднення -1-10 ГДК;

3) джерела екстремального забруднення - більше 100 ГДК .

Основними джерелами зосередженого (локального) забруднення ГВ звичайно є численні полігони і неорганізовані смітники промислових, сільськогосподарських та побутових відходів, різноманітні накопичувачі рідких відходів, місця скиду вод нафтових родовищ на рельєф місцевості, витікання НП із різноманітних ємностей та ін. Джереламилінійного забруднення ҐВ є малі річки, які піддаються інтенсивному техногенному забрудненню, що впливає на концентрацію ЗР, особливо в періоди маловоддя. Лінійне забруднення може мати місце і при витоках з каналізаційної мережі. Інфільтрація забруднених стічних і річкових вод призводить до погіршення якості ҐВ, появи як природних (SO₄^2-, Cl^-, підвищення суми мінеральних речовин), так і типових антропогенних компонентів (СПАР, пестициди тощо). Основним джерелом площового (дифузного) забруднення ПВ є сільгоспвиробництво.