Загрязнение подземных вод: ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОДЗЕМНЫХ ВОД НА ТЕРРИТОРИЯХ ГОРОДОВ

Загрязнение подземных и грунтовых вод

• Волга в Рыбинске

  Бассейн реки занимает треть Европейской территории России

• Волхов

  Часть Пути из варяг в греки

• Енисей

  Одна из самых длинных и полноводных рек мира и России

• Тверца

  Левый приток Волги, одна из любимых рек у водных туристов

• Катунь

  Река на Алтае, при слиянии с Бией образует реку Обь

Загрязнение подземных и грунтовых вод

Хотя наша планета обладает огромными запасами пресной воды, многие регионы с засушливым климатом ощущают ее нехватку. Около трети всей влаги на планете сосредоточено в подземных и грунтовых водах. Повседневная деятельность человека оставляет свой след на ее чистоте и химическом составе. В процессе этого многие источники питьевой воды получают неизмеримую дозу отравляющих веществ, попадая при этом в организм человека и вызывая необратимые последствия.

Источники загрязнения подземных и грунтовых вод.

Свалки, хранилища вредных продуктов, подземные резервуары, установленные с грубыми нарушениями, являются сильными загрязнителями грунтовых вод. При строительстве мусорных полигонов для централизованного складирования несортированных отходов в соответствии с действующими правилами и нормами экологической безопасности необходимо устанавливать специальный противофильтрационный экран. Он предупреждает утечки токсичных веществ в почву по мере разложения и смешивания отходов. Но на фоне слабого надзора эти требования часто игнорируются.

Промышленные металлургические предприятия в процессе своей работы образуют большой объем шлаков и золы. Эти продукты не идут в дальнейшую переработку. Заводам приходится устраивать целые площадки для складирования таких отходов – золоотвалы.

Подобное загрязнение подземных и грунтовых вод в итоге вызывает необратимые последствия для всех живых организмов, использующих эту жидкость в качестве питья.

Сельское хозяйство постоянно стремится увеличить свою урожайность, благодаря чему нарастает использование минеральных удобрений. В малых дозах, вносимые в почву удобрения, не оказывают вред, но темпы производства вынуждают фермеров орудовать огромными количествами органических соединений. Ядовитые химические вещества загрязняют почву и грунтовые воды, принося непомерный урон всему живому.

Радиоактивное загрязнение является одним из наиболее пагубно влияющих на все живые организмы. Вода, подверженная воздействию радиации, ни в коем случае не должна быть использована в питьевых целях. Если на месте использования грунтовых вод есть захоронения таких отходов, необходим постоянный радиохимический контроль качества воды.

Грунтовые воды – это ценнейший водный ресурс нашей планеты. Прямая обязанность человека перед Землей – содержать его в чистоте и уберегать от различных загрязнений.

Загрязнение подземных вод: причины, источники, индикаторы, охрана

Все водные ресурсы делятся на 3 вида:

• атмосферные;
• подземные;
• поверхностные.

Главное место по обеспечению полноценной жизни многоклеточных организмов заняли подземные водоемы. Они наполняют свежей водой реки, озера, питают корни деревьев и растений, а также помогают человеку в повседневных делах. Вторыми, по важности, считаются поверхностные источники. Поэтому засорение внутренних и поверхностных вод – глобальная проблема, требующая пристального внимания.

Содержание

• 1 Подземные воды: основные источники загрязнения
• 2 Типы загрязнения подземных вод
  • 2.1 Химическое загрязнение подземных вод
  • 2.2 Агрохимическое загрязнение подземных вод
  • 2.3 Бактериальное загрязнение подземных вод
  • 2. 4 Радиоактивное загрязнение подземных вод
  • 2.5 Тепловое загрязнение подземных вод
  • 2.6 Биологическое загрязнение
  • 2.7 Охрана подземных вод от загрязнения

Подземные воды: основные источники загрязнения

Скрытые водные ресурсы расположены близко к поверхности земли. Места, где много ядовитых веществ и химикатов, постепенно загрязняют их: промышленные объекты, склад с опасными отходами, свалки мусора и поля, которые регулярно опрыскивают сельскохозяйственными препаратами. Не менее опасными считаются нефтяные предприятия и территории, зараженные пестицидами.

Типы загрязнения подземных вод

Ученые определили 4 основных типа загрязнений подземных источников:

• биологический;
• химический;
• тепловой;
• радиоактивный.

Химическое загрязнение подземных вод

Наиболее стойким считается химическое загрязнение. Это нормированное и стабильное состояние, которое постепенно распространяется на все объемы доступной воды. Его вызывают следующие вещества:

1. Макрокомпоненты – продукты, созданные под влиянием промышленных отходов, а также неочищенной жидкости из рудников и шахт.
2. Нефтепродукты. Плотность нефтяных молекул меньше воды. Поэтому они практически не смешиваются друг с другом, и располагаются на поверхности грунтовых источников.
3. Тяжелые металлы.
4. Нитраты.
5. Пестициды.

Агрохимическое загрязнение подземных вод

Влияние сельского хозяйства на состояние гидросферы опережает последствия воздействия промышленности или коммунальных служб. Вещества, которые входят в состав удобрений и ядовитых средств от вредителей, вызывают нитритное, аммонийное и нитратное загрязнение скрытых ресурсов.

Бактериальное загрязнение подземных вод

Отходы коммунальных служб и сельского хозяйства содержат множество бактерий и микроорганизмов. Они снижают полезные свойства подземных ресурсов, а также отрицательно влияют на общее санитарное состояние водоема.

Содержание кишечной палочки считается индикатором бактериального загрязнения воды.

Выживаемость микроорганизмов зависит от места расположения. Доказано, что бактерии, живущие в глубоких слоях водоема, умирают позже тех, кто расположился в поверхностных. Причиной такого явления стал недостаток солнечного света и бактериофагов. Поэтому срок жизни бактерий колеблется от 200 до 400 дней.

Радиоактивное загрязнение подземных вод

Такой тип загрязнения подземных источников возникает вследствие:

• ядерного взрыва;
• работы атомных станций;
• радиоактивных выбросов предприятий;
• аварий на промышленных объектах.

Санитарные службы определяют допустимую концентрацию радионуклидов в конкретных водных ресурсах. Эту процедуру начинают после первого воздействия радиоактивных веществ. В дальнейшем, карту заражения подземных вод определяют по отклонениям от первоначального фона содержания радионуклидов.

Тепловое загрязнение подземных вод

Загрязнение подземных пресных вод может произойти в результате теплового фактора. Он возникает под влиянием стоков, отфильтрованных в земную поверхность с места хранения опасных отходов. Такие факторы поднимают температуру водоема, что приводит к серьезным изменениям:

• нарушается гидрогеохимический баланс;
• растворяется, или происходит чрезмерный осадок определенного вещества;
• ускоряется развитие микрофлоры, и появляются непривычные объекты, которые виноваты в цветении воды.

Теплая вода растворяет многие вещества, а также увеличивает скорость карстово-суффозионного процесса. К тому же, она повышает токсичность химикатов и всех загрязняющих веществ, которые оказались в континентальных водах. Поэтому по масштабности негативного влияния на состояние водных ресурсов тепловое загрязнение стоит на одной ступеньке с химическим.

Биологическое загрязнение

Биологическое загрязнение пресных подземных вод начинается в момент попадания микроорганизмов, бактерий или вирусов, которые угрожают жизни и здоровью человека. Вероятность данного загрязнения выше в местах фильтрации зараженных отходов бытового хозяйства, или продуктов жизнедеятельности человека и животных. Например, выгребные ямы, канализационные стоки, колодцы, скотные дворы.

Степень распространения опасных микроорганизмов зависит от уровня загрязненности источника и скорости его очищения. Но зараженная территория водоема ограничена, потому что все зависит от времени существования этих бактерий. Дополнительным препятствием к дальнейшему распространению опасных микроорганизмов становится адгезия – процесс прилипания бактерий к молекулам почвы.

Гидрохимическими индикаторами становятся следующие показатели:

• Азотные соединения, которые появились в результате человеческой работы. Для примера можно вспомнить колодцы с зараженной водой. Причина этого явления – отсутствие слоя глины, предохраняющей все источники от загрязнения частицами почвы.
• Колебания уровня pH под влиянием хозяйственных стоков.
• Посторонние микроорганизмы, занесенные устройствами, работающими в толще земли.

Охрана подземных вод от загрязнения

На территории Российской Федерации защита подземных ресурсов от загрязнения стоит в категории вопросов государственного значения, поэтому закреплена конкретными законами:

• Водный кодекс Российской Федерации.
• Федеральный закон от 10 января 2002 года №7 «Об охране окружающей среды».
• СанПиН 2.1.4.027—95 «Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения», утвержденный Постановлением Госкомсанэпиднадзора России от 10 апреля 1995 г. № 7.

Для дополнительной защиты пресных водоемов, протекающих в подземных пещерах, выделили уязвимые участки, за которыми установлен строгий контроль санитарной службы. В сферу обязанностей работников входит проведение мероприятий по защите окружающей среды, регулярный забор воды и установка специальных сооружений, призванных помешать дальнейшему загрязнению водных ресурсов.

Забор воды происходит под тщательным контролем. Он помогает избежать возможного истощения подземных вод.

Когда произошло загрязнение подземных источников, специалисты службы обязаны очистить стоки и модернизировать производство, которое выбрасывает опасные отходы. По возможности они могут экранировать емкость бассейна и перехватить токсичные воды с помощью дренажа.

Узнайте еще много нового:

Что мы все можем сделать, чтобы уменьшить загрязнение подземных вод

Почему подземные воды важны

Подземные воды называют великим скрытым ресурсом. Он вызывает в воображении образы обширных подземных рек или озер, чистых и нетронутых, текущих издалека. На самом деле подземные воды сильно отличаются от них. Это больше похоже на воду внутри насыщенной губки, которая медленно движется через поры и трещины земли и пополняется локально. Наиболее доступной пресной водой являются подземные воды. Подземные воды являются важным источником питьевой воды и речного стока. Хотя большая часть наших запасов подземных вод чиста, из-за человеческого пренебрежения и небрежности они уязвимы и находятся под угрозой.

Некоторые факты и вымыслы о подземных водах: 

Что я могу сделать, чтобы уменьшить загрязнение?

Загрязнение грунтовых вод может сохраняться годами, и его трудно и дорого очистить. Предотвращение загрязнения является ключевым. Мы призываем вас рассмотреть способы, которыми вы можете помочь.

Дома

• правильно утилизируйте все отходы; не сбрасывайте химикаты в канализацию или на землю
• испытание подземных топливных баков на герметичность; если возможно, замените их над землей
• Безопасное хранение всех химикатов и топлива
• минимизировать использование химикатов; всегда используйте в соответствии с указаниями
• откачивать и проверять септические системы на месте каждые пять лет
• осматривать скважины и прилегающие земельные участки; испытывать скважины так часто, как этого требует риск загрязнения

На работе

Утилизация отходов:

• правильно утилизировать все отходы
• обеспечить надлежащие соединения сточных вод; если возможно, устраните стоки в полу
• правильно использовать и обслуживать септические системы на объекте
• заглушить и закрыть контейнеры для мусора

Опасные материалы:

• безопасно хранить, обращаться и использовать химикаты и топливо
• монитор подземных топливных и химических резервуаров; если возможно, замените над землей
• содержат места для хранения и погрузки
• сокращение или замена использования химикатов

S очистка воды:

• защита химикатов и отходов от дождя
• изоляция стоков от мест хранения и погрузки
• экономно использовать противогололедную соль и пестициды

Другие передовые методы управления:

• проводить экологический аудит
• разработать план предотвращения загрязнения
• регулярно осматривать зоны повышенного риска
• разработать план реагирования на чрезвычайные ситуации

В городе

• убедиться, что планы и правила землепользования защищают важные водоносные горизонты и колодцы
• поддержка законодательства и программ защиты
• информирование жителей и предприятий о подземных водах
• учитывать важные водоносные горизонты при приобретении открытого пространства
• Мониторинг и проверка важных скважинных полей и зон подпитки
• сбор опасных бытовых отходов
• убедитесь, что городские объекты соблюдают меры по предотвращению загрязнения

За дополнительной информацией обращайтесь по телефону

Бюро охраны водных ресурсов и повторного использования земель
Департамент энергетики и охраны окружающей среды штата Коннектикут
79 Elm Street
Hartford, CT 062109-59 Телефон 114109-59 : 860-424-3020

или обратитесь к местному представителю службы охраны окружающей среды или здравоохранения.

Понимание подземных вод

Фрекинг может загрязнить питьевую воду

Бывший ученый EPA Доминик Ди Джулио никогда не сдавался.

Восемь лет назад жители Павильона, штат Вайоминг, живущие посреди газового бассейна, жаловались на неприятный вкус и запах питьевой воды. Агентство по охране окружающей среды США начало расследование под руководством Ди Джулио, и предварительные испытания показали, что грунтовые воды содержат токсичные химические вещества.

Затем, в 2013 году, агентство внезапно передало расследование государственным регуляторам, не опубликовав окончательного отчета.

Ди Джулио сделал это за них.

На прошлой неделе он опубликовал всестороннее рецензируемое исследование в Экологическая наука и технология , в котором предполагается, что водные колодцы людей в Павильоне были загрязнены отходами гидроразрыва пласта, которые обычно хранятся в необлицованных ямах, вырытых в земле.

Исследование также предполагает, что все ресурсы подземных вод в бассейне реки Уинд загрязнены химическими веществами, связанными с гидравлическим разрывом пласта или фрекингом.

Этот метод производства, который включает раскалывание сланцевой породы глубоко под землей для извлечения нефти и газа, популярен в Соединенных Штатах. Это тоже спорно. По словам ДиДжиулио, на американском Западе и в Калифорнии есть тысячи колодцев, которые уязвимы для угроз, задокументированных в исследовании. Сейчас он научный сотрудник Стэнфордского университета.

«Мы показали, что загрязнение грунтовых вод произошло в результате гидроразрыва пласта», — сказал Ди Джулио в интервью. «Он загрязнил формацию Ветер-Ривер».

Полученные данные подчеркивают напряженность, лежащую в основе политики администрации Обамы в отношении изменения климата, которая основана на замене многих угольных электростанций установками, использующими более чистый природный газ.

Эта зависимость от природного газа иногда не дает агентствам знать о местном загрязнении и воздействии на здоровье, связанном с этим ресурсом, сказал Роб Джексон, ученый-геолог из Стэнфорда и соавтор исследования. В 2015 году EPA заявило в спорном проекте исследования, что гидроразрыв пласта не оказал «широко распространенного системного воздействия на ресурсы питьевой воды в Соединенных Штатах» (9).0169 Greenwire , 4 июня 2015 г.).

«Национальный офис Агентства по охране окружающей среды имеет тенденцию преуменьшать опасения своих собственных следователей, отчасти потому, что администрация Обамы продвигала природный газ», — сказал Джексон. «Природный газ никуда не денется. Мы должны сделать его максимально безопасным и экологически чистым».

Представитель Агентства по охране окружающей среды Джулия Валентайн заявила, что агентство еще не завершило свою оценку того, что природный газ не оказывает «широко распространенного системного воздействия». По ее словам, в рамках этого процесса агентство оценит все недавние исследования, в том числе исследование Ди Джулио.

Encana Corp., компания, которая работала в бассейне Павильона, заявила, что повторные испытания показали, что вода из колодцев безопасна для употребления.

«После многочисленных испытаний, проведенных как штатом Вайоминг, так и Агентством по охране окружающей среды, нет доказательств того, что качество воды в бытовых скважинах на месторождении Павильон изменилось в результате нефтегазовых операций; Ни в одной из взятых проб не было обнаружено, что компоненты нефти и газа превышают стандарты питьевой воды», — сказал Дуг Хок, представитель Encana.

Лаборатории не видят химикатов для гидроразрыва пласта

Испытания воды начались в 2009 году, когда местный офис EPA ответил на жалобы жителей. Штаб-квартира EPA и ДиДжиулио подключились в январе 2010 года.

«Проведение исследования подземных вод, связанного с фрекингом, чрезвычайно сложно», — сказал ДиДжиулио. «Это сложно, потому что многие соединения, используемые для гидроразрыва пласта, обычно не анализируются в коммерческих лабораториях».

Эти лаборатории изначально были созданы для программы Superfund, в рамках которой Агентство по охране окружающей среды очищает наиболее загрязненные участки в стране. По словам Ди Джулио, они отлично справляются с обнаружением химических веществ, обнаруженных на объектах Superfund, но не так хорошо обнаруживают химические вещества, используемые при гидроразрыве пласта.

«У вас есть некоторые из этих очень водорастворимых экзотических соединений в гидроразрыве пласта, которые не поддаются обычному лабораторному анализу», — сказал он.

Одним из таких химических веществ был метанол. Самый простой алкоголь, он может вызвать необратимое повреждение нервов и слепоту у людей при употреблении в достаточном количестве. Он использовался при гидроразрыве пласта в Павильоне, когда рабочие закачивали тысячи галлонов воды и химикатов под высоким давлением в скважины, которые они бурили. По словам Ди Джулио, около 10 процентов смеси содержали метанол.

Таким образом, присутствие метанола в водоносном горизонте Павильона указывает на то, что жидкость для гидроразрыва могла его загрязнить. Но метанол быстро разлагается и в течение нескольких дней уменьшается до следовых количеств. В коммерческих лабораториях не было протокола для обнаружения таких маленьких следов, поэтому ДиДжулио и его коллеги разработали новые процедуры для их обнаружения с использованием высокоэффективной жидкостной хроматографии. Они также разработали методы обнаружения других химических веществ.

К тому времени павильон был охвачен спорами, поскольку EPA и жители столкнулись с промышленностью. В 2011 году Агентство по охране окружающей среды пробурило две контрольные скважины, MW01 и MW02, и в ходе испытаний были обнаружены бензол, дизельное топливо и другие токсичные химические вещества. Но эти результаты были оспорены представителями нефтегазовой отрасли, раскритиковавшими методы отбора проб Агентства по охране окружающей среды (9).0169 EnergyWire , 12 октября 2012 г.). Они указали на технические разногласия между Агентством по охране окружающей среды и Геологической службой США по поводу лучших методов поставить под сомнение общие выводы Агентства по охране окружающей среды.

Агентство по охране окружающей среды осознало, что ему нужен консенсус по методологии тестирования воды. В феврале 2012 года он собрал техническую группу из представителей Геологической службы США, регулирующих органов штата Вайоминг и представителей племен из индейской резервации Уинд-Ривер. В апреле 2012 года они повторно проверили контрольные колодцы.

На этот раз они также проверили наличие метанола. Но EPA так и не обнародовало эти результаты. В 2013 году агентство отказалось от своего расследования в Павильоне, передав его регулирующим органам штата, которые продвинулись вперед, используя грант в размере 1,5 миллиона долларов от Encana (9).0169 EnergyWire , 21 июня 2013 г.). ДиДжиулио сказал, что решение было принято высшим руководством EPA.

Метанол, дизельное топливо и соль

Представители промышленности неоднократно указывали, что Агентство по охране окружающей среды не опубликовало рецензируемое исследование своих выводов.

«Если бы Агентство по охране окружающей среды было уверено в своем проекте отчета, который подвергся резкой критике со стороны регулирующих органов штатов и других федеральных агентств, оно бы приступило к процессу экспертной оценки», — Стив Эверли, представитель отраслевой группы Energy in Depth. , — сказал тогда. «Но это не так, что довольно ясно говорит о том, что агентство, наконец, признает серьезность этих недостатков и снова опирается на опыт государственных регулирующих органов».

В декабре 2015 года регулирующие органы штатов опубликовали проект своих выводов. По данным Casper Star Tribune , компания заявила, что фрекинг не способствовал загрязнению павильона. В отчете говорится, что подземные воды в целом пригодны для использования людьми.

Когда ДиДжулио уволился из Агентства по охране окружающей среды в 2014 году, он нацелился на Павильон. Он чувствовал, что должен закончить свою работу.

«Агентство по охране окружающей среды фактически передало дело, и рецензируемый документ так и не был завершен», — сказал он. «Если этого нет в рецензируемой литературе, то это представляет проблему с достоверностью с точки зрения результатов. Важно, чтобы работу увидели другие ученые и она попала в сферу рецензирования, чтобы другие ученые имели доступ практически ко всему».

С 2012 года накопилась масса новых данных от Геологической службы США, Агентства по охране окружающей среды и государственных регулирующих органов. Он получил результаты испытаний на метанол от Агентства по охране окружающей среды по запросу Закона о свободе информации и загрузил остальную информацию с веб-сайта нефтегазового регулятора штата Вайоминг. Все это было общедоступно, ожидая, пока нужный человек потратит год на перемалывание информации.

Конечный результат: рецензируемое исследование, подтверждающее выводы Агентства по охране окружающей среды о том, что в павильоне происходит что-то подозрительное. Необходимы дополнительные исследования.

Лунки для отбора проб содержали метанол. По словам Ди Джулио, они также содержали большое количество дизельных соединений, что позволяет предположить, что они могли быть загрязнены карьерами, где операторы хранили химикаты.

По словам ДиДжиулио, глубинные грунтовые воды в этом регионе содержат большое количество солей и аномальных ионов, которые обнаруживаются в жидкости для гидроразрыва пласта. По его словам, химический состав предполагает, что жидкости для гидроразрыва могли мигрировать непосредственно в водоносный горизонт через трещины.

Энкана пробурила неглубокие скважины в Павильоне на глубине менее 2000 футов и в пределах досягаемости зоны водоносного горизонта, сказал Джексон из Стэнфордского университета.

«Неглубокий гидроразрыв пласта — это потенциальная проблема, потому что вам не нужна проблема с целостностью скважины, чтобы химические вещества мигрировали в питьевую воду», — сказал он.

Исследование также показывает, что в бассейне существует сильный восходящий поток грунтовых вод, что означает, что загрязнение, находящееся глубоко под землей, может со временем мигрировать ближе к поверхности.

«Прямо сейчас мы говорим, что данные свидетельствуют о воздействии, что является другим утверждением, чем окончательное воздействие», — сказал ДиДжулио. «Мы говорим, что здесь необходимо соединить точки, необходимо установить контрольные колодцы».

Преобладают неглубокие колодцы

Агентство по охране окружающей среды пришло к такому же выводу в резком ответе на прошлой неделе на предварительные выводы Вайоминга.

«Многие из наших рекомендаций предполагают, что важные пробелы в информации должны быть заполнены, чтобы лучше подтверждать выводы, сделанные в отчете, и чтобы в отчете обсуждались неопределенности и пробелы в данных», — сказала Валентайн, пресс-секретарь Агентства по охране окружающей среды.

Штат проверил колодцы с водой и обнаружил 19 химикатов. Но регулирующие органы пришли к выводу, что только два химических вещества превышают безопасные пределы, и воду можно использовать для бытовых целей. Агентство по охране окружающей среды не согласилось. Почти половина 19химические вещества не изучены, и ученые не знают безопасный уровень воздействия, заявило EPA.

Кейт Гилле, представитель Департамента качества окружающей среды штата Вайоминг, отказался комментировать исследование Ди Джулио и ответ Агентства по охране окружающей среды на проект отчета штата. По его словам, государство завершает свои выводы и смотрит в будущее.

— Мы еще не закончили, — сказал Гилле.

Energy in Depth, отраслевая группа, которая ранее критиковала EPA за то, что она не опубликовала рецензируемое исследование, заявила, что исследование Ди Джулио является «перефразированием старых, дискредитированных данных EPA тем самым исследователем, который написал первоначальный отчет EPA».

Джексон подчеркнул, что загрязнение, наблюдаемое в Павильоне, может произойти в других штатах, где, согласно исследованию , опубликованному в прошлом году в журнале «Наука и технологии окружающей среды », ведущим автором которого он был, гидроразрыв иногда происходит на небольшой глубине. Это включает регион Скалистых гор, Нью-Мексико, Колорадо, Юту, Монтану и Калифорнию. По его словам, в настоящее время ни в одном штате нет ограничений на то, насколько мелко компания может проводить гидроразрыв.

«Неглубокие гидроразрывы на удивление распространены, особенно на западе США», — сказал Джексон.