Характер и степень возможного изменения качества подземных вод в современных условиях их хозяйственного и градостроительного использования в пределах города и прилегающего района во многом зависят от условий их естественной защищенности и характера антропогенного воздействия на территорию в пределах водосбора [2].
Оценка естественной защищенности грунтовых вод на территории г. Гомеля и прилегающего района выполнена на материалах оценки ЦНИИКИВРа, выполненных по методике ВСЕГИНГЕО в НИР 8.99 «Выполнить оценку геоэкологических условий на территории г. Гомеля и прилегающего района, включающую вопросы подтопления и заболачивания, химического загрязнения подземных вод и использования подземного пространства».
Основными критериями, положенными в основу оценки естественной защищенности грунтовых вод г. Гомеля и прилегающего района являлись: глубина залегания уровня грунтовых вод (мощность зоны аэрации), литологический состав пород зоны аэрации и сорбционные свойства почвенного покрова.
На территории г. Гомеля и прилегающего района выделяются два типа территорий по условиям естественной защищенности грунтовых вод: незащищенные и слабо защищенные.
Территории с незащищенными грунтовыми водами от проникновения загрязняющих веществ с поверхности земли имеют почти повсеместное площадное распространение. Они занимают восточную, западную, южную части района исследований, а также распространены отдельными небольшими и крупными участками в северной и центральной частях города и прилегающего района.
Такое широкое распространение площадей с незащищенными грунтовыми водами обусловлено природными особенностями территории (климатическими, геоморфологическими, гидрографическими,
литологическими и гидрогеологическими). Основным фактором, определяющим незащищенность грунтовых вод, является неглубокое (менее 3 м) залегание уровня грунтовых вод. Это территории возможного заболачивания и подтопления. На данных территориях, учитывая сезонную амплитуду колебания грунтовых вод (до 1,5 м), а также высоту капиллярной и подвешенной капиллярной каймы (0,6-0,8 м), периодически (когда поверхностные воды смыкаются с подземными) создаются условия подпертого режима фильтрации. В этих условиях независимо от литологического состава пород и защитных свойств почвенного покрова, возможно прямое попадание загрязняющих веществ в грунтовые воды.
Кроме рассмотренных выше территорий (затапливаемых в паводок, постоянного и возможного подтопления и заболачивания) к незащищенным относятся грунтовые воды на территории, где их уровень превышает 3 м, зона аэрации сложена хорошо проницаемыми отложениями, а почвенный покров характеризуется низкими сорбционными свойствами. В таких случаях (высокие фильтрационные значения пород и низкие поглотительные — почв), даже при значительной мощности зоны аэрации, создаются благоприятные предпосылки для проникновения загрязняющих веществ в грунтовые воды.
Территории со слабо защищенными грунтовыми водами занимают незначительные площади и распространены, в основном, в центральной и северной частях города.
На этих участках уровень грунтовых вод превышает 3 м, породы ненасыщенной зоны представлены, главным образом, супесями реже песками, а почвенный покров характеризуется средними и высокими (соответственно) сорбционными показателями.
Территории с защищенными и достаточно защищенными грунтовыми водами на территории г. Гомеля и прилегающего района практически отсутствуют или занимают незначительные по площади территории [1, с. 97].
При оценке химического загрязнения грунтовых вод на территории города и прилегающего района ЦНИИКИВРом были использованы данные химических анализов при инженерно-геологических изысканиях для целей строительства, а также анализы грунтовых вод, эксплуатируемых колодцев, которые послужили исходными материалами для выполнения Схемы химического загрязнения грунтовых вод на территории Гомеля и прилегающего района.
Анализ гидрогеохимических материалов по грунтовым водам свидетельствуют о том, что практически на всей территории г. Гомеля и прилегающего района нарушен естественный гидрогеохимический фонд грунтовых вод. Отмечается почти повсеместное возрастание (относительного фонового) содержания хлоридов, сульфатов, нитратов, натрия и калия, а также — хлоридов, нитратов, натрия и калия выше ПДК.
Зоны загрязнения грунтовых вод хлором распространены в центральной, южной и юго-западной частях города. В центральной части зафиксированное возрастание хлора от 656,01 и 936,14 до — 2340,4 мг/л, что составляет 1,9-6,7 ПДК: в южной и юго-западной частях района встречены грунтовые воды, в которых содержание хлора составляет 1,3 — 2 ПДК (соответственно).
Также в центральной и юго-западной частях исследуемого района зафиксировано повышенное содержание натрия и калия, которое составляет (соответственно) 535,7 мг/л (1,8 ПДК) и 450,8 мг/л (1,5 ПДК).
Среди химического загрязнения грунтовых вод вызванного хозяйственной деятельностью человека распространено также нефтяное.
На территории исследований выделены зоны с повышенной (более 1000 мг/л) минерализацией. В центральной части района находится зона, где минерализация грунтовых вод достигает 2235,63 мг/л. Юго-восточнее Волотовы и в северо-западной части Новобелицкого административного района величины минерализации колеблются от 1043,76 до 1260,55 мг/л и при оценке качества питьевых вод превышают предельно допустимый уровень по ГОСТСанПиН 10-124 РБ 99 (рисунок 1).
Также установлены зоны с сильноагрессивными грунтовыми водами к бетону средней плотности. На северо-востоке рассматриваемого района (юго- западнее н.п. Поколюбичи) — зафиксирована выщелачивающая агрессивность, которая обусловлена низким содержанием НСОЗ и разрушающе действующая на бетон: в центральной, западной и юго-восточной (юг Новобелицы) — общекислотная (низкие значения водородного показателя рН), вследствие чего усиливается растворение извести.
Антропогенное загрязнение подземных вод (сельскохозяйственное, коммунально-бытовое и промышленное) с наибольшей интенсивностью проявляется в грунтовых водах и межпластовых водоносных комплексах четвертичных отложений. Оно формируется за счет утечек из выгребных ям и канализационных систем, в районах свалок бытовых отходов и полей фильтрации.
Значительная часть централизованных городских водозаборов расположена в застроенной части города вблизи крупных промышленных, транспортных и коммунальных предприятий. Это сказывается на качестве воды. Загрязнение носит пока локальный характер, но изменения качества подземных вод имеют место не только в верхних питающих горизонтах, но фиксируются и на глубинах более 50-70 м. Нарушение требований ГОСТчаще всего отмечается по физическим показателям, таким как мутность и цветность [1, с. 98].
В отличие от сельскохозяйственного и коммунально-бытового, промышленное загрязнение проявляется, в основном, на локальных участках, однако по своей интенсивности, как правило, превосходит все другие виды загрязнений. Наиболее ярким примером промышленного загрязнения являются техногенные ореолы, сформировавшиеся в районе Гомельского химзавода (ГХЗ).
ГХЗ является одним из наиболее опасных источников загрязнения подземных вод в районе г. Гомеля. К тому же промышленная площадка завода подтоплена весьма агрессивными грунтовыми водами, поэтому, наряду с защитой подземных вод от загрязнения, параллельно необходимо решать задачу дренирования подтопленных территорий и коммуникаций завода.
В настоящее время масштабы загрязнения подземных вод в районе ГХЗ установлены, поэтому наибольший интерес представляет прогноз распространения загрязняющих веществ по водоносным горизонтам в направлении движения подземных вод, в частности, оценка времени достижения фронта загрязнения поверхностных водотоков, централизованных водозаборов, подземных источников водоснабжения в сельских населенных пунктах, а также определение характера изменения минерализации и состава подземных вод во времени в зоне загрязнения.
Формирование площадки ГХЗ осуществляется в третьем поясе санитарной охраны Юго-Западного водозабора. В этой ситуации наибольшее практическое значение имеет оценка возможности подтягивания загрязненных подземных вод в районе отвалов фосфогипса к Юго-Западному водозабору, ближайшие скважины которого находятся на расстоянии не более 3-4 км от химзавода.
Для хозяйственно-питьевого водоснабжения Гомеля используются межпластовые воды палеогенового, турон-маастрихтского и юрсконижнесеноманского водоносных горизонтов. Подземные воды эксплуатируются четырьмя групповыми водозаборами («Сож», «Кореневский», «Центральный». «Юго-западный») и несколькими десятками одиночных скважин, принадлежащих производственному объединению «Водоканал» и различным предприятиям, и организациям города.
По данным многолетних режимных наблюдений существенных изменений химического состава подземных вод на централизованных водозаборах не происходит.
Загрязнение подземных вод имеет место на территории населенных пунктов и участках экологически опасных производств. На территории Гомельского химзавода произошло загрязнение подземных вод трех водоносных горизонтов до глубины 30-35 м. В грунтовом водоносном горизонте под отвалами фосфогипса и промышленной площадкой завода сформировалась единая зона загрязнения длиной 4 км и шириной 1,0-1,5 км. Минерализация грунтовых вод составляет 8,3-31,5 г/л. Содержание сульфатов в загрязненных водах достигает 5,4-7,2 г/л. фосфатов — 13,2 г/л, фтора — 38,0 мг/л. Палеогеновый водоносный горизонт, залегающий на глубине 30-35 м, также загрязнен. Под отвалами фосфогипса минерализация подземных вод равна 0,54-1,03 г/л содержание сульфатов — 0,1-0,47 г/л, фтора — до 34,3 мг/л [1, с. 99].
Таким образом, в результате хозяйственной деятельности человека и градостроительной освоенности территории на поверхность земли попадает и скапливается значительное количество загрязняющих веществ, большей частью антропогенного происхождения, которые обуславливают основную долю нагрузки природной среды загрязняющими веществами.
Загрязняющие вещества, инфильтруясь вместе со сточными водами, атмосферными осадками и частью поверхностного стока, попадают в подземные воды и изменяют их качество, химический и органолептический состав, физические свойства.
Список литературы
- Генеральный план г. Гомеля. 2 этап. Обосновывающая часть. Книга Шв. Охрана окружающей среды. Пояснительная записка. — Минск: Научнопроектное РУП «БелНИИПградостроительства», 2002. — 97-99 с.
- Курило, К.А. Ресурсы и качество подземных вод в Республике Беларусь / К.А. Курило. — Мн., 2002. — 66 с.
Автор: А.Ю. Дмитриева
Источник: Современные проблемы обеспечения экологической безопасности: Сборник материалов Всероссийской очно-заочной научно-практической конференции с международным участием. — г. Орёл, 16 мая 2017 г. — Орёл: РИО ФГБОУ ВО «ОГУ имени И.С. Тургенева», 2017. — С. 110-115.
