Загрязнение підземних вод Москворецкого бассейна

Забруднення підземних вод Москворецкого бассейна.

Місто Москва лежить у басейні річки Москви й є невід'ємною частиною оточуючої місто природної среды.

Гідрогеологічні умови регіону визначаються її приуроченностью до південній частині Московського артезіанського басейну. Тут виділяються три литогенетических поверху: четвертично-неогеновый з строкатими по гідродинамічним і гидрогеохимическим характеристикам грунтовими водами, юрско-меловой і кам’яновугільний з артезіанськими водами в переважно карбонатних породах.

У цьому є кілька водоносних горизонтів, слабко різняться по фильтрационным властивостями і складу води, розділених малопотужними прослоями глин і аргиллитов. Важливу роль грає верхнеюрская поділяє товща. Шарувата і переривчаста з «гидрогеологическими вікнами» вона лише формує напори в карбоні, а й охороняє їхню відмінність від загрязнений.

Провідність вапняків карбону пов’язані з геоморфологическими і геологічними особливостями водовмещяющих порід: на вододілах вона становить середньому 500 м/сут; на полонинах — понад 2.000 м/сут; під непорушеними юрскими глинами — 680 м/сут; околицях без юрських глин — більш 1100 м/сут.

Водоносні горизонти в четвертинних відкладеннях пов’язані з річковими. Це повною мірою належить до аллювиальным відкладенням заплав і терас. Перша аккумулятивная — за відносної висоті 4−7 м має, зазвичай, дві товщі: верхню, суглинистую, і нижню, піщану з гравієм і галькою, що містить обрій грунтових вод. Напрям грунтового потоку змінюється за минулими сезонами. Друга тераса — цокольная з малопотужним аллювием (до 1,5−4,0 м). У цоколі може залягати морена, юрські глини і обводнені флювиогляциальные відкладення, мають безпосередню розвантаження у ріку чи зв’язку з обріями вод 1-ї тераси. У уступі 2-ї тераси відомі численні джерела. Вище терас притоки р. Москвы дренируют головним чином флювиогляциальные піщано-гравійні відкладення. Їх водоносні горизонти, зазвичай, погано захищені із поверхні від забруднення, мають малу ємність і відносно високу проницаемость.

Локальної гідрогеологічної особливістю території є древні балки стоку: доюрские, доледниковые, межледниковые і постледниковые, іноді збігаються з сучасної гідрографічної мережею, складені добре фильтрующим обломочным матеріалом, та є колекторами підземних вод. Глибина максимального переуглубления сягає 50−60 м. Переуглублены долина р. Истры нижче водоймища і долина р. Москвы нижче п. Тучково, причому переуглубление який завжди збігаються з современным.

Щодо хімічного складу грунтових вод вирізняється великим розмаїттям. Зазвичай при малих минерализациях (300−500 мг/л, рідко більше 1 г/л) хімічний тип може різко змінюватися навіть у межах потоку грунтових вод. На вододільних просторах зустрічаються води гидрокарбонатного класу, кальциево-магниевой групи з низькою мінералізацією (близько 200 мг/л). Криниці у селах на терасах річок дають воду гидрокарбонатносульфатную і гидрокарбонатно-хлоридную з величезним переважанням кальцію і із високим мінералізацією. Поблизу промислових центрів, міст, у звалищ тощо. склад грунтових вод змінюється на сульфатно-гидрокарбонатный і навіть у сульфатно-хлоридный. Грунтові води, приурочені аллювиальным відкладенням, мають підвищену минерализацию і змінений стосовно природним водам склад, у якому велике зміст хлоридів і сульфатів. Нерідко трапляється, коли до складу макрокомпонентов хімічного складу грунтових вод входить нитрат-ион, що вони прямо свідчить про забруднення. Абсолютно певно можна сказати, що розвантаження грунтових вод у річки басейну вже у час погіршує якість річковий воды.

Артезіанські води кам’яновугільних відкладень зазвичай прісні з мінералізацією 0,4−0,6 г/л, хорошої якості (гидрокарбонатные, магниевокальцієвої групи). Винятком є смугу завширшки 10−20 км, що відбувається від Дедовска-Нахабино через Красногорськ в південну частину Москви. Тут також має місце прісна вода, але хлоридногидрокарбонатного класу натриево-магниево-кальциевой групи, що свідчить про регіональному протікання забруднених грунтових вод в артезіанські водоносні горизонти зі спрацьованими напорами.

Система джерел водопостачання Москви то, можливо представленій у вигляді сукупності підсистем, кожна з яких є великої водогосподарською системою. Це сукупність підсистем: басейн Вазузского водосховища; Вазузскую гідротехнічну систему; басейн Москви від джерела до м. Москви, до складу якого у собі басейни річок Рузы і Москви від джерела до г. Звенигорода, басейн Москви від г. Звенигорода до м. Москви; басейн Волги від джерела Иваньковского водоймища і зону каналу им. Москвы. З іншого боку, окремі об'єкти у Москві й у Московському регіоні (тобто. у сфері інтересів Москви як головного об'єкта експлуатації водних ресурсів) забезпечуються артезіанської водою, що неухильно веде зміну картини гніву й формування підземних вод региона.

Водогосподарські системи мають двома головними властивостями: пропускною спроможністю (проницаемостью, витратою) і ємністю. Основна частина витрати визначається власне можливостями русел струмків, річок, каналів, труб та інших водопроводящих трактів. А основна частина ємності зосереджена над водотоках і водоймищах, а підземних резервуарах, тобто. в горизонтах підземних вод, що з поверхневими водами складними, думок нелінійних і неоднозначними відносинами. З іншого боку, для водопроводящих трактів при підходящому виборі масштабу характерні зосереджені джерела забруднень, а підземних вод — рассредоточенные.

Основним об'єктом моніторингу підземних вод є потік підземних вод (ППВ). Передбачаються виміру на слабко порушених (еталонних) ППВ, які перебувають під техногенним впливом. У разі слід виділяти і розглядати природно-техногенные системи. Як основних ознак ППВ можна розглядати: геофильтрационная схема, що дозволяє прогнозувати просування забруднення в ППВ; конструктивні особливості джерела забруднення, що визначають умови надходження забруднюючих речовин, у потік; міграційна модель ППВ, відбиває процеси перенесення, перетворень і взаємодій розчину з породами залежно від геохімічних і фізико-хімічних властивостей поллютанта і среды.

Наявні у розпорядженні спільного підприємства у сфері охорони оточуючої cреды «Прима» матеріали дозволяють детальніше розглянути басейн р.Москвы. Особливу увагу приділено умовам формування підземних вод. Це викликано тим, що среднемноголетний модуль стоку р. Москвы в створі Рублево становить 6 л/(с*км2), а модуль підземного стоку — 2 л/(с*км2). Отже, третину всієї москворецкой води — вода підземна. Разом про те, мінералізація і, особливо, якість підземних вод дуже різняться від вод поверхневих, причому якість підземних вод у багатьох частинах басейну р. Москвы відповідає вимогам державного стандарту на питну воду. Понад те, експлуатація підземних вод призводить до зміни показників та режиму водообміну між підземними і поверховими водами в несприятливу сторону.

У Москворецкой водної системі експлуатуються майже всі водоносні горизонти. У цьому грунтових вод використовуються дерев’яними колодязями і дрібними свердловинами ручного буріння, що компромісу практично не б'є по водних ресурсах і режимі. Максимальне зниження рівня криницях сягає 1,5−2,0 м, що може свідчити сформувати місцеву вирву депресії радіусом лише кілька десятків метрів. Усі центральне водопостачання грунтується на артезіанських водах кам’яновугільних відкладень. У басейні р. Москвы вище Рублево діє 21 груповий водозабір підземних вод, який стосується майже всі водоносні горизонти карбону. Диференціація по зонам впливу дозволяє запропонувати місця для відбору проб в басейнах річок Москва, Руза і Істра, соціальній та гирлах згаданих у таблиці 1 притоков.

Таблиця 1.

Відомості про сучасної експлуатації підземних вод |Басейн річки |Водозабір |Производитель-н|Зона впливу | | | |ость, | | | | |тыс.куб.м/сут | | |Москва вище |Уваровка |3,0 |річки Воїнка і | |Можайска | | |Колочь | |Москва вище |Кубинка |8,5 |р.Сетунь | |Звенигорода |Тучково |7,3 |р.Москва | | |Дорохово |1,3 |р.Ельца | | |Можайськ |15,3 |річки Можайка і | | | | |Москва | | |Звенигород |10,8 |р.Москва | |Москва вище |Покровського |1,6 |р.Москва | |Рублево |Успенское |21,8 |р.Москва | | |Голіцино |12,1 |р.Вяземка | | |Барвиха |16,2 |р.Москва | | |Плутається |27,2 |р.Вяземка | | |Одинцово |50,7 |річки Сомынка і | | | | |Закза | |Руза |Осташево |1,2 |Рузское вдхр. | | |Руза |2,2 |р.Руза | | |Тимофєєв |3,6 |р.Руза | |Істра |Румянцево |2,3 |р.Истра | | |Кр.Поселок |7,0 |р.Истра | | |Істра |13,4 |р.Истра | | |Снігурі |1,4 |р.Истра | | |Дедовск |13,4 |р.Истра | | |Красногорськ |57,1 |р.Бачка |.

На стан підземних вод в басейні Москви вище Рублево впливають також водозабори, розташовані нижче Рублево, оскільки з їхньою воронки займають у аналізованому районі суттєві площі. Особливо вплив Химкинского та Московського водозаборів з сумарним водоотбором близько 500 тыс.куб.м/сутки. Встановлено, що на схід меридіана Звенигорода надлишкові напори артезіанських вод майже зовсім спрацьовані. Це спричинило інверсії балансовою структури потоку підземних вод в карбоні: адже раніше мінеральні води розвантажувалися в Москву-ріку й у її притоки, той зараз, навпаки, з поверхневих і з грунтових вод йде харчування раніше колишніх артезіанськими водоносних горизонтів. Значимість, тобто. витрати води, такого харчування встановити точно досить складно, проте загалом зрозуміло, що у інфільтрацію в підземні води витрачається значної частини формованих в аналізованої частини басейну Москви водних ресурсов.

За оцінками Центргеологии в басейні р. Москвы та її приток в центральній частині воронки депресії на эксфильтрацию втрачається 30−40% поверхового стоку. Проблема, проте, у тому, що води, які у глибокі підземні горизонти, за якістю далекі від природних вод. Особливо незахищеними можна вважати райони, де відсутня верхнеюрская поділяє товща і немає моренних глин і суглинков, а карбоні напори знижено. Забруднення в місцях може мати як локальний, а й регіональний характер.

Защещенными від забруднення вважатимуться вододільні рівнини і плато, закриті потужним плащем моренних глин і суглинков на схід меридіана, який струменіє через Дорохово і Сычево, якщо виключити власне долинні частина басейну. Усю верхню частина басейну на Захід зазначеного меридіана, як і низов’я р. Сходни, можна вважати умовно захищеної. Долина Москви-ріки нижче г. Можайска, долина середній і нижньої Рузы, і навіть долина середній і нижньої Озерны незахищеними, бо тут, в смузі від 5 до 10 км, розмита юрская товща глин. Для моніторингу поверхневих вод це, що тут густота мережі наземних вимірів мусить бути наибольшей.

Розглянемо вплив окремих галузей народного господарства на формування якості підземних вод бассейна.

Сільське господарство. Тут слід виділити землеробство, що у результаті застосування добрив і отрутохімікатів слід розглядати, як галузь, вносящую значну кількість забруднень в підземні води, причому слід підкреслити просторовий (базарною, розосереджений) характер впливу цій галузі. Структура землеробства в басейні досить однорідна. У Можайском і Рузском районі під ріллею перебувають розслідування щодо 50 тыс.га. У Истринском і Одинцовском районах — по 30 тыс.га. Повсюдно близько сорока% ріллі віддано під зернові, удобряемые щодо мало. Близько 50% площі зайнято під багаторічними травами, кукурудзою на силос і кормовими коренеплодами. Близько 10% оранки віддано під овочі й картопля, які вирощують із застосуванням високих доз добрив. Так, за середньої Росією нормі в 100−120 кг у деяких господарствах Підмосков'я вносять до 5 тоннам органічних і неорганічних добрив на гектар.

Істотним джерелом забруднення є і приміські господарства. Тут у середньому становив 1 га використовуваних земель вносилося добрив на один гектар: в Рузском районі - 216 кг, в Одинцовском районі - 286 кг, в Можайском районі - 424 кг, в Истринском — 491 кг.

Грунтові води під сільськогосподарськими угіддями забруднені. Дослідженнями кафедри гідрогеології геологічного факультету Московського державного університету їм. М. В. Ломоносова в грунтових водах аллювиального водоносного комплексу виявлено концентрації нітратів від 80 до 180 мг/л (ГДК — 10 мг/л). Є дані неприпустимо високих утриманнях аммоний-иона (до 31 мг/л (ГДК — 1,5 мг/л)) в грунтових водах аллювия р. Малая Істра. Потужним способом непостредственного на якість грунтових вод є водні мелиорации.

Як зосереджених джерел забруднення сільському господарстві виділяються тваринницькі ферми. Середнє поголів'я їм таке: велика рогата худоба — 600 тыс. голов (250−260 ферм), свиней — 15−20 тыс. голов (3 ферми в Можайском і Истринском районах), птахи — 1,0−1,5 млн.(9 фабрик в Истринском і Одинцовском районах).

Населення. У селах Московській області постійно мешкає майже 210 тыс.человек. У теплий період року населення тут різко зростає за рахунок відпочиваючих. Рекреаційних установ у басейні близько 1000: в Можайском районі - 110, в Истринском — 250, в Рузском районі - 250. Їх очисні споруди влаштовані примітивно, застаріли морально робота як фізично, тому є забруднювачами. Так було в районі Звенигорода встановлено, що майже всі старі очисні споруди забруднюють грунтових вод хлоридами, нітратами, органічністю і іншими речовинами. Однак найбільша впливом геть якість грунтових вод надають міста, а них — промислові предприятия.

Підземні води околицях міст і селищ міського типу як-от Руза, Тучково, Звенигород, Істра, Голіцино, Одинцово, Дедовск і Нахабино, забруднені органікою, хлоридами, сульфатами, нітратами, а районах розташування механічних заводів і автогосподарств — важкими металами. Практично кожен населений пункт має поруч звалища для побутових чи змішаних відходів. Звалища зазвичай невеликі площею — трохи більше 1−2 га, і розміщуються в відпрацьованих і найчастіше цілком непідготовлених кар'єрах, ярах та інші виїмки. Великих звалищ в басейні шість: Чесцовская і Супоневская (Одинцовский район), площею 7,5 і 2 га; Аннино і Дорохово (Рузский район) — по 3 га; Павловська (Истринский район) — 8,5 га; Можайская — 4 га.

Найнебезпечнішим компонентом звалищ є фільтрат, утворений за рахунок інфільтрації атмосферних осадів та віджиму рідини при ущільнення. Типовий склад фільтрату такий: мінералізація 10−20 г/л; підвищені концентрації всіх азотосодержащих іонів; хлоридів майже п’ять г/л, сульфатів 1- 2 г/л, органічних речовин — до 2 г/л, помітні важкі метали. Зазначається, що до характерних для фильтратов солоним і агресивним рідинам проникність глин і спеціальних противофильтрационных екранів збільшується іноді на 1−2 порядка.

Транспорт. Найбільші залізниці проходять по південної та північної кордонів басейну, проте їхнього впливу вивчено недостатньо. На великих автомагістралях застосовуються противогололедные суміші, містять кам’яну сіль; за зиму вносять десятки (до 60−80) кілограм солі на погонний метр. Сільські криниці, навіть віддалені на сотні метрів шляхів, мають підвищену з допомогою хлоридів минерализацию води. Типовими для автотранспорту є такі забруднюючі речовини, як хлориди, нітрати, нафтопродукти, включаючи ароматні вуглеводні (зокрема, бенз (а)пірен), свинець, кадмій та інші важкі металлы.

Особливості нормування хімічних речовин, у водної середовищі обумовлені кількома факторами.

1. З гігієнічних позицій оцінюється рівень забруднення води, настановленим господарсько-питного чи культурно побутового назначения.

2. Нормативи якості води поширюються не так на весь водний об'єкт, а на пункти водокористування населения.

3. Вода використовується населенням як для пиття, особистої гігієни, але й господарсько-побутових і рекреаційних цілей. У зв’язку з цим при нормуванні враховується як безпосередній вплив хімічних забруднювачів на організм (санитарно-токсикологический показник шкідливості), продовжує їх впливом геть органолептичні властивості води та процеси самоочищення води водойм (органолептический і общесанитарный показники вредности).

4. Всім водних об'єктів, використовуваних населенням (поверхневі і підземні води, питна вода, вода систем гарячого водопостачання), встановлюються єдині гігієнічні нормативи (ПДК, ОДУ).

Таблиця 2.

ГДК деяких шкідливих речовин у воді (мг/л) та його вміст у підземних водах Москворецкого басейну в 1995;1996 р. |Речовина |ГДК |Клас |Зміст в |Зміст в | | | |небезпеки |1995 р. |1996 р. | |Барій |0,1 |III |0,15 |0,105 | |Бенз (а)пірен |0,5 |I |0,6 |0,6 | |Бензол |0,5 |II |0,65 |0,35 | |Берилій |0,0002 |I |0,22 |0,23 | |Вінілхлорид |0,05 |II |0,061 |0,045 | |Діоксин |- |I |0,26 |0,5 | |Дифенил |0,001 |II |0,0005 |0,0002 | |Дихлорбромметан |0,03 |II |0,3 005 |0,03 | |Кадмій |0,001 |II |0,101 |0,0005 | |Марганець |0,1 |III |0,12 |0,14 | |Мідь |1,0 |III |0,9 |1,0 | |Нафта |0,1 |IV |0,0 |0,0 | |многосернистая | | | | | |Нафта інша |0,3 |IV |0,05 |0,0 | |Нітрати |10,0 |III |50−160 |50−120 | |Нітрити |3,3 |II |5,4 |3,7 | |Свинець |0,03 |II |0,033 |0,025 | |Тетраетилсвинець |Отсут. |I |- |- | |Фенолу |0,001 |IV |0,005 |0,0065 | |Формальдегід |0,05 |II |0,053 |0,052 | |Цинк |1,0 |III |1,005 |1,02 |.

У зв’язку з виданням на початку 1990 р. директиви Ес про захист грунтових вод від забруднень деякими небезпечними речовинами у багатьох країнах стала проблема необхідності очищення найголовніше охорони підземних вод від забруднень. Наприклад, у Великій Британії з кінця ХІХ століття гостро постало питання очищення води у ріці Темзі (про грунтових водах тоді ще думали), а початку 1980;х років різко піднявся рівень забруднення німецькій Рейні. У Великобританії також (Лондон), в Німеччині (Кельн, Дюссельдорф, Дуйсбург) користувалися артезіанської підземної водою, створюючи інверсію балансовою структури потоку підземних вод, тобто. артезіанські водоносні горизонти частково харчувалися із поверхні. Забруднювачами води в Темзі виступали металургійні і хімічні заводи Рединге, Тилфорде, лондонському ІстЭнде, в Рейні - вугільні й нафтохімічний завод Кельна, чорна і кольорова металургія в Дуйсбурге та інших. Задля чистоти поверхневих вод цих річок було здійснено такі заходи: 1) перехід на замкнутий цикл водопостачання підприємств (кожна друга кубометр води не вилучали з виробництва, а вдруге використовувався); 2) застосування жорстких санкцій до предприятиям-загрязнителям; 3) створення «штучних островів» як біологічних фільтрів; 4) висаджування на берегах Рейну рослин i дерев задля зміцнення берегової лінії, а набережні Темзи стали кам’яними скрізь, де може бути. Через війну із таких речовин як феноли, чотирихлористий вуглець, нітрати та інших. досягнуто такі показники, приблизно рівні і у Британії, в Німеччині (поверхневі води — підземні води): феноли 0,0025 мг/л — 0,0015 мг/л чотирихлористий вуглець 0,008 мг/л — 0,003 мг/л формальдегід 0,06 мг/л — 0,044 мг/л нітрати 15,4 мг/л — 11,8 мг/л.

У цьому сенсі цінні досліди Великобританії на області зниження змісту нітратів і іонів амонію серед підземних вод. Проблема вирішувалася спробами синтезу нових добрив, зниженням норм витрати добрив на одиницю виміру площі, поліпшення мелиорационной системи. Цікава також боротьба зі звалищами мови у Франції - Париж фактично опалюється спрессованным сміттям та інші побутовими і змішаними відходами. Звалищ біля Парижа більше нет.

Природа накопичувала забруднення, акумулювала їх. Але як тимчасово, до часу. Потім вона здалася та поступово початку віддавати накопичене. Наближається і настає епоха екологічних криз. Підземні води — кров нашої землі, а хвороби крові лікуються тяжело.

1. Владимиров А. М., Ляхин Ю.І., Матвєєв Л.Т., Орлов В. Г. Охорона довкілля. М., 1991.

2. Галін А. Слідами торішнього снігу. — Хімія життя й, 4−1993.

3. Охорона навколишнього середовища. під ред. д.т.н. проф. Дуганова Г. В. Киев, 1988.

4. Протасів В.Ф., Молчанов А. В. Екологія, здоров’я та природокористування у Росії. М., 1995.

5. Федоров Л. А. Діоксини в питну воду. — Хімія життя й, 8−1995.

6. Фомін Г. С. Вода. Контроль хімічної, бактеріальної і радіаційної безпеки по міжнародних стандартів. Енциклопедичний довідник. М., 1995.

7. Хмара І. Вода московських джерел. — Хімія життя й, 2−1996.