Загрязнители природных вод в условиях Беларуси.

На протяжении всей жизни человек ежедневно с утра до ночи имеет дело с водой - пользуется ею для приготовления пищи и питья, умывания, летом отдыхает у воды, зимой обогревается батареями водяного отопления и любуется узорами на окнах, инеем, искрящимся на солнце снегом. Без воды не обходится ни промышленность, ни сельское хозяйство. Все возрастающее водопотребление и главным образом усиливающееся загрязнение природных вод являются сегодня главной причиной нехватки пресной воды. Совместным воздействием атмосферных осадков и высокотоксичных стоков с сельхозугодий, крупных животноводческих комплексов, промышленных предприятий и повсеместных свалок столь же высокотоксичных твердых отходов давно выведены из строя поверхностные источники водоснабжения республики, реки и большая часть замкнутых водоемов. По содержанию азотистых соединений, разнотипных ядохимикатов, хлоридов, хлорорганических соединений, тяжелых металлов поверхностные воды стали опасны для живых организмов и человека.

Экологическая и медико-биологическая роль микроэлементов в поверхностных и подземных водах хорошо известна. Особую опасность представляют водорастворенные нитраты - один из основных и повсеместных загрязнителей природных вод в условиях Беларуси. Министерством здравоохранения СССР и Главным санитарно-эпидемиологическим управлением были установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) нитратов в воде не более 45 мг/л. По нормам Всемирной организации здравоохранения, ПДК нитратов в два раза меньше - 20 мг/л. Нитраты отличаются хорошей растворимостью в воде и могут мигрировать с потоком на значительные расстояния. Потребление воды с повышенными концентрациями нитратов разрушающе действует на сердечно-сосудистую и иммунную системы, усиливает мутагенез, вызывает тяжелую болезнь крови - метгемоглобинемию, являющуюся серьезной причиной детской смертности. Образующиеся в желудочно-кишечном тракте производные нитратов - нитрозамины - обладают четко выраженными канцерогенными свойствами. В районах интенсивного применения ядохимикатов и нитратного загрязнения питьевых вод наблюдается высокая детская смертность, чудовищным образом изменяется наследственность.

В условиях повсеместного химического и бактериального загрязнения поверхностных вод совершенно недопустимо использование их в качестве питьевых. Однако еще в 1984-1985 гг. власти г. Минска санкционировали перевод систем водоснабжения Первомайского и Фрунзенского районов столицы на предельно загрязненные поверхностные воды Вилейско-Свислочского канала (200 тыс. м 3/сут). И это при том, что суммарные ресурсы подземных вод (более 1 млн м 3/сут) вполне достаточны для обеспечения населения столицы Беларуси более качественной питьевой водой. И именно с 1985 года население Минска не может избавиться от эпидемии вирусного гепатита А, именно с того времени в разводящей водопроводной сети фиксируется наличие коммунального загрязнения (бактерии коли - кишечной палочки). Стоит заметить, что для технических нужд промышленные предприятия г. Минска потребляют пресную воду из подземных горизонтов - около 90 тыс. м 3/сут.

В настоящее время мировой опыт позволяет использовать поверхностные воды для нужд централизованного водоснабжения, но при обязательном условии высококачественной очистки сточных вод и эффективной многоступенчатой подготовки поступающих в распределительные сети вод. Всего этого нет в нашей республике: сточные воды в большинстве своем сбрасываются в реки без какой-либо очистки, ранее построенные очистные сооружения или выведены из строя или работают неэффективно (эффективность очистных сооружений - около 27%). В сточных водах содержатся дизентерийные бактерии, туберкулезные палочки, холерные вибрионы, бациллы тифа и лихорадки, вирусы полиомиелита и инфекционного гепатита, а также энтероцитопатогенные вирусы, вызывающие эпидемическую диаррею, и аденовирусы, вызывающие глазные и прочие инфекции. В сточных водах в огромных количествах присутствуют высокотоксичные металлы, такие как кадмий, цинк, свинец, ртуть, сурьма, мышьяк, бериллий, кобальт, медь, марганец, никель, селен, олово, ванадий, губительно действующие на все живое. При таком положении дел недопустимо использовать поверхностные воды для питьевого водоснабжения, во всяком случае до тех пор пока не будут повсеместно внедрены эффективные очистные сооружения, а вдоль берегов рек и водохранилищ не будут созданы водоохранные лесные и луговые зоны, способные предотвратить загрязнение сельхозудобрениями и ядохимикатами.

Главная столичная река - Свислочь - характеризуется чрезвычайно высоким уровнем загрязнения, в основном за счет поступления в нее ливневых, хозяйственно-бытовых и производственных стоков крупного промышленного центра - г. Минска. В начале 90-х годов сброс сточных вод в реку составлял более 800 тыс. м 3/сут. Вместе со стоками в реку поступают тяжелые металлы (в растворимом состоянии - около 11,45 тонн в год, во взвешенном - 3,02 тонны в год), которые слабо разлагаются в природных условиях и относятся к стойким загрязняющим веществам. Типичными металлами-загрязнителями являются цинк, медь, хром, никель, олово, свинец, уровень накопления которых в 10-165 раз выше фона.

Поток загрязнителей, поступающих из Минской городской агломерации, прослеживается на 250 км вниз по р. Свислочь. Самоочистительная способность реки сведена к минимуму, и существует тенденция дальнейшего ухудшения ее санитарного состояния. Наиболее загрязнена река ниже сброса сточных вод Минской станции аэрации в с. Королищевичи. Здесь зарегистрированы случаи загрязнения до 11 ПДК аммонием, до 46 ПДК - соединениями меди, до 15 ПДК - нитритами. Уровень загрязнения речной воды ниже г. Минска и по другим ингредиентам довольно высокий: увеличено содержание нефтепродуктов, соединений тяжелых металлов, присутствует сероводород.

Загрязняющие вещества, накапливаясь в донных отложениях русла, способствуют вторичному загрязнению речных вод. Существенное увеличение содержания в донных илах таких тяжелых металлов, как хром, свинец, цинк, никель и ванадий, наблюдается уже на участке промышленной зоны и городских очистных сооружений и тянется вниз по течению реки вплоть до ее устья (рис. 1). Особой контрастностью отличаются цинк, хром и свинец. Уже в городской черте их содержание превышает фон в десятки раз! А из-за сброса стоков Гатовского кожевенного завода у д. Дукоры зарегистрировано рекордное количество хрома (в 129 раз выше фона!).

Основная масса загрязняющих веществ, попадающих в реку со стоками Минской станции аэрации, транзитом следует в естественный отстойник - Осиповичское водохранилище, в донных отложениях которого накоплены сотни тонн тяжелых металлов. Почти полная потеря самоочистительной способности Свислочи вместе с влиянием огромных запасов загрязняющих веществ, сосредоточенных в донных отложениях реки, обусловили ухудшение качества воды вплоть до Осиповичского водохранилища. При сохранении существующего уровня хозяйственной (точнее бесхозяйственной) деятельности под угрозой загрязнения окажутся водозаборы из р. Березины ниже устья р. Свислочи и прежде всего г. Бобруйска.

В районах водохранилищ, этих естественных отстойников, где загрязнения локализуются в донных отложениях, концентрации тяжелых металлов превышают фоновые в десятки раз (рис. 2). Если суммарное загрязнение Минского моря принять за 1, то этот показатель для водохранилища "Чижовка", принимающего ливневые и коммунальные стоки, возрастет до 37 (и до 208 со стороны промышленной части), для Осиповичского водохранилища - до 406. В донных отложениях Чижовского водохранилища содержание хрома превышает фоновые в 10-165 раз, никеля - в 4-50 раз, цинка - в 7-20 раз, меди - в 7-19 раз, свинца - в 4 раза, олова - в 2-10 раз, причем наиболее загрязнена та часть водохранилища, которая примыкает к промышленной части города. В Комсомольском озере содержание кобальта, свинца, меди в 2-2,5 раза выше фонового. По накоплению хрома, свинца и цинка лидирует Чижовское водохранилище (немало здесь также никеля и меди), а по ванадию - Волчковичское. Все эти вещества, действующие как вторичные загрязнители, по степени токсичности, кумулятивности, способности вызывать отдаленные эффекты классифицируются как опасные и высокоопасные для живых организмов, в том числе и для человека. Накапливаясь в рыбе, они делают ее непригодной (и опасной) для употребления в пищу. Учтите это, любители рыбной ловли!

К сожалению, вместе с повсеместным загрязнением поверхностных вод активно загрязняются и подземные воды. Наиболее распространены химическое и бактериальное загрязнение. Преобладающим загрязнителем питьевых подземных вод в г. Минске является промышленность (промышленные площадки заводов, фабрик, автозаправок, гаражей и т.д.). Недостаточно очищены сбрасываемые промстоки на тракторном заводе, заводе автоматических линий, заводе отопительного оборудования, заводе пластмассовых изделий, лакокрасочном заводе, моторовагонном депо, кожзаводе, рыбокомбинате, комбинате стройматериалов, заводе "Сантехдеталь", тонкосуконном комбинате, гормолзаводе №1, картфабрике, заводе "Промсвязь", моторном заводе и др. Участками исключительно интенсивного загрязнения грунтовых вод являются поля фильтрации коммунальных стоков. Вблизи отстойников Минской станции аэрации отмечено десятикратное повышение минерализации грунтовых вод (до 2 г/л, при естественном фоне - около 200 мг/л), повышение содержания в них хлора, нитратов. Концентрации нитратов, например, могут достигать здесь 600 мг/л и более (при предельно допустимой- 45 мг/л).

На качество подземных вод наиболее сильно влияет промышленное загрязнение. Оно же отличается наибольшей глубиной проникновения (например, при утилизации промышленных стоков). Загрязнение коммунально-бытовыми отходами обнаруживается в верхних водоносных горизонтах, главным образом, в черте населенных пунктов. Оно приводит к локальному повышению минерализации грунтовых вод и увеличению в них содержания продуктов распада органических веществ (нитратов, аммония, хлора и т.д.). Кроме того, коммунально-бытовые стоки отличаются исключительно высокими уровнями микробиологического загрязнения (наличием патогенных вирусов и бактерий). Сформировавшееся загрязнение подземных вод в отличие от поверхностных способно сохраняться очень длительное время (годами) из-за того, что в подземных водах практически не протекают процессы самоочистки.

Постоянно и длительно действующие источники загрязнения определяют значительную глубину проникновения загрязнителей в грунтовые воды, а нередко и в более глубокие напорные водоносные горизонты. Самое интенсивное загрязнение охватывает толщу до 1015 м, но в последнее время на глубинах 4050 м фиксируются концентрации нитратов, превышающие уровень ПДК. С каждым годом воздействие техногенных (или антропогенных) факторов на состав подземных вод возрастает и в недалеком будущем, вероятно, будет решающим.

Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в 1972 г. приняты международные нормы качества питьевых вод. Они являются рекомендуемыми, и вопрос их принятия решается каждой страной в отдельности. С корректировкой этих норм предельно допустимые концентрации (ПДК), например, хлоридов составляют 350 мг/л, сульфатов - 400 мг/л, цинка - 1,0 мг/л, нитритов - 3,3 мг/л, аммония - 2 мг/л. Прямыми показателями загрязнения пресных вод являются нитриты, нитраты, аммоний, нефтепродукты, косвенными - повышенные содержания натрия, калия, хлора, сульфатов и др. компонентов, в том числе повышенные общая жесткость и минерализация. (Высокое содержание железа и нередко марганца в напорных подземных водах, эксплуатируемых глубокими скважинами, является геохимической особенностью белорусского региона, особенно на территориях с высокой заболоченностью. В среднем 70% всех артезианских скважин содержат железо в концентрациях, превышающих ПДК (0,3 мг/л). На крупных водозаборах эта проблема решается путем создания систем обезжелезивания, в сельских же населенных пунктах вода, как правило, напрямую подается потребителям.)

Воды первого от поверхности водоносного горизонта (грунтовые воды), извлекаемые с помощью колодцев, подвергаются наибольшему загрязнению как наименее защищенные, т.е. не имеющие перекрытия сверху в виде водонепроницаемых пород.

В районе города под воздействием загрязняющих веществ, фильтрующихся из многочисленных свалок высокотоксичных отходов или компонентов производства, формируются многочисленные зоны загрязнения грунтовых вод, в которых увеличивается количество хлоридов, сульфатов, соединений азота. Воды в них содержат повышенные количества тяжелых металлов (свинца, цинка, хрома и др.), а также органических соединений и нефтепродуктов, не характерных для естественного фона. Особенно показателен пример химического состава фильтрата грунтов, отработанных в зоне строительства станции "Первомайская" Минского метрополитена в районе бывшего завода "Большевик": минерализация грунтового раствора 363 г/л более чем в 1800 раз превысила фоновую минерализацию грунтовых вод (около 200 мг/л).

В сельской местности в пределах подворий, ферм, складов удобрений и ядохимикатов происходит накопление в грунтовых водах нитратов и фосфатов, появляются в воде и ядохимикаты.

Считается, что только сельское население для питьевых нужд пользуется колодцами. В действительности же колодцами в настоящее время пользуется значительно большее число людей, поскольку и в поселках городского типа, и в небольших городах, и даже в Минске колодцы все еще эксплуатируются. Общее их количество в Беларуси оценивается в 400 тысяч. В пределах городской застройки в связи с возрастающим ухудшением качества грунтовых вод колодцы постепенно ликвидируются, прогрессирует их загрязнение и в пригородной зоне. Вода в большинстве этих колодцев имеет повышенную минерализацию - 630-1000 мг/л (в естественных условиях - около 200 мг/л), жесткость - до 9,8 мг-экв/л, а часто и выше (естественный фон - 3,0), содержит значительное количество натрия - до 91 мг/л, хлоридов - до 192 мг/л (естественный фон - 8-10, реже до 40 мг/л), сульфатов - до 212 мг/л (естественный фон - 12 мг/л) и нитратов - до 599 мг/л (естественный фон - 1,6 мг/л). Из-за высокого уровня загрязнения грунтовых вод в пределах городской застройки ликвидированы все существовавшие до войны "абиссинские" колодцы (эксплуатационные скважины на грунтовые воды).

Ближайшие от поверхности водоносные горизонты имеют тесную гидравлическую связь друг с другом и с поверхностными водами, поэтому загрязнение рек и грунтовых вод уже сказывается и на неглубоко залегающих напорных водах - основном источнике водоснабжения г. Минска. В семи скважинах, пробуренных на берегах Дроздовского водохранилища, в откачиваемых подземных водах обнаружено коммунально-бытовое загрязнение (коли-фаги).

Проникновению загрязнений в водоносные горизонты способствует и их интенсивная эксплуатация. Но главной, а часто и единственной причиной ухудшения качества подземных вод является санитарно-техническое состояние самих водозаборов и прилегающих к ним территорий. В непосредственной близости от водозаборов располагаются свалки всякого рода отходов и мусора. Например, водозабор "Новинки" много лет загрязнялся стоками крупнейшей птицефабрики, здесь же располагались песчано-соляные отвалы (объемом до 100 тыс. кубометров) для борьбы с оледенением дорог в зимний период. За последнее десятилетие в пределах водозабора "Новинки" почти в 10 раз увеличилась концентрация хлора в воде, почти в 4 раза возросла минерализация (с 209 до 770 мг/л), наметилась устойчивая тенденция загрязнения подземных питьевых вод нитратами. Компонеты-загрязнители в значительных количествах выявлены и в водах некоторых скважин других городских водозаборов ("Зеленовка", "Дражня", "Фелицианово") (рис. 3).

За последние два десятилетия заметно ухудшилось качество вод на водозаборе "Зеленовка" (район микрорайона Уручье и Академгородок). В подземных водах колодищанского водозабора количество нитратов превысило ПДК в полтора раза (50-60 мг/л), резко возросло содержание хлоридов и марганца. Наличие нитратов зафиксировано и на минских водозаборах "Водопой" и "Островы", аммиака - на водозаборе "Дукора". В пределах водозабора "Волма" на глубине 50-60 м зафиксировано наличие высокотоксичного пестицида купрозона.

На городских водозаборах, расположенных в непосредственной близости от иловых прудов-накопителей Минской станции аэрации ("Островы" и "Фелицианово"), наблюдается значительное увеличение нитратов, хлоридов и сульфатов.

Кроме вышеназванных загрязнителей, в подземных водах некоторых городских и ведомственных водозаборов в единичных пунктах обнаружен свинец - до ПДК на водозаборе "Островы", автозаводе, мясокомбинате, заводе автоматических линий.

Из действующих десятки лет водозаборов Минска санитарные охранные зоны имеют только три ("Волма", "Островы", "Цнянский"), но режим их содержания не соблюдается. На некоторых ведомственных водозаборах, где невозможно создать требующиеся зоны санитарной охраны подземных вод, качество воды настолько ухудшилось, что отдельные скважины пришлось исключить из эксплуатации (на мясокомбинате, автозаводе, хлебозаводе).

Отсутствие экологической культуры населения, низкий уровень производства и примитивные технологии коммунальных служб уже привели к разрушению большинства систем жизнеобеспечения: загрязнению воздуха, почв и как следствие загрязнению подземных и поверхностных вод - источника жизни для всего живого на Земле. Иссякнет ли этот источник - зависит от нас самих.

Наталья ПАВЛОВИЧ

© Строительство и недвижимость

стройматериалы:
топливные брикеты
аренда техники:
подъемники телескопические в аренду
установки горизонтального бурения в аренду
башенные краны в аренду в России
навесное оборудование в аренду в России

полезные ссылки
Биологическая очистка сточных вод для крупных систем автономной канализации