Какую воду пьют жители юга России?

Статья из журнала «Природа» (№ 4, 2012 г., с. 39-43, © Четверикова А.В.)
Анна Вадимовна ЧетвериковаАнна Вадимовна Четверикова, аспирант лаборатории региональных гидрогеологических проблем Института водных проблем РАН. Область научных интересов — ресурсы и качество подземных вод, их защита от загрязнения и искусственное восполнение.

Проблема обеспечения населения, промышленности и сельского хозяйства водой необходимого качества сегодня стоит очень остро. Особое внимание уделяется источникам пресной питьевой воды, а именно подземным водам. Как правило, они, в отличие от поверхностных, имеют более высокое качество и лучше защищены от загрязнения, а их характеристики менее подвержены многолетним и сезонным колебаниям. Именно поэтому подземные воды относят к приоритетным источникам чистой питьевой воды как в России, так и в мире. Казалось бы, для хозяйственно-питьевого водоснабжения целесообразно использовать только их. Но, к сожалению, все не так просто. Подземные источники требуемого масштаба часто находятся довольно далеко от потребителя, и воду приходится транспортировать на значительные расстояния [1]. Кроме того, и это главное, постоянно повышается антропогенная нагрузка на подземные воды, что ведет к ухудшению их качества. Развивается промышленность — растет загрязнение.

Качество подземных вод определяется физическими, химическими и санитарно-бактериологическими показателями (в России эти показатели регламентируются Санитарно-эпидемиологическими правилами и нормативами «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» (СанПиН 2.1.4.1074-01)) [3].

Химические показатели характеризуют химический состав воды, который нормируется по предельно допустимой концентрации (ПДК). Под ПДК понимается такая концентрация химических элементов и их соединений в окружающей среде, которая при повседневном влиянии в течение длительного времени на организм человека не вызывает патологических изменений или заболеваний, устанавливаемых современными методами исследований в любые сроки жизни настоящего и последующего поколений. Очевидно, что если содержание отдельных химических веществ в воде не превышает ПДК, то такая вода считается чистой и ее можно пить. В качестве примера рассмотрим юг европейской территории России(удельное потребление подземных вод здесь составляет 122.92 л/сут на человека, в то время как поверхностных — значительно меньше, всего 94.40 л/сут [4].).

Для нашего (здесь и далее - от имени автора статьи Четвериковой А.В.)исследования были выбраны элементы, наиболее опасные с санитарно-эпидемиологической точки зрения, а также вещества, выявленные в подземных водах в наибольшем количестве, — аммиак, аммоний, мышьяк, общее железо, нефтепродукты и металлы второго и третьего классов опасности. Металлы второго класса опасности в подземных водах хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования на юге России представлены барием, свинцом, стронцием, кадмием, литием и алюминием [3], а металлы третьего класса — марганцем и никелем.

Карта превышений ПДКСхематическая карта превышения в подземных водах ПДК металлов II и III классов опасности.

Согласно медико-экологическим данным, повышение концентраций всех перечисленных веществ в воде может приводить к различным по степени тяжести заболеваниям.

Мышьяк вызывает поражение нервной системы, кожи и органов зрения, а в совокупности с другими загрязняющими веществами увеличивает риск развития раковой патологии [5].

Постоянный прием внутрь воды с повышенным содержанием аммония приводит к хроническому ацидозу.

Железо вызывает раздражение кожи и слизистых, аллергические реакции, болезни крови. Нефтепродукты (из-за входящих в их состав низкомолекулярных алифатических, нафтеновых и особенно ароматических углеводородов) оказывают токсическое и в некоторой степени наркотическое воздействие на организм, поражая сердечно-сосудистую и нервную системы.

Барий относят к токсичным ультрамикроэлементам, однако сам этот элемент не считается мутагенным или канцерогенным. Токсичны его соединения (за исключением сульфата бария, применяемого в рентгенологии). Они негативно влияют на нервную, сердечно-сосудистую и кровеносную системы.

Свинец поражает органы кроветворения, почки, нервную систему, вызывает сердечно-сосудистые заболевания, авитаминозы С и В. Избыток свинца в организме женщины может приводить к бесплодию [6].

Стронций вызывает поражения костного аппарата (стронциевый рахит). Этот элемент с большой скоростью накапливается в организме ребенка до четырехлетнего возраста, в период активного формирования костной ткани. Обмен стронция изменяется при некоторых заболеваниях органов пищеварения и сердечно-сосудистой системы.

Кадмий относят к токсичным (иммунотоксичным) элементам. Многие его соединения ядовиты. Высокая концентрация кадмия в воде ведет к онкологическим и сердечно-сосудистым заболеваниям, к поражениям костного аппарата (болезнь «итай-итай») и почек. Кадмий нарушает течение беременности и родов.

Механизм токсического действия лития на организм человека остается малоизученным. Возможно, литий влияет на механизмы поддержания гомеостаза натрия, калия, магния и кальция. При длительном воздействии лития обычно развиваются гиперкалиемия и дисбаланс Na/K [5].

Токсичность алюминия проявляется в нарушениях обмена веществ (в особенности минерального) функций нервной системы, памяти, двигательной активности. В некоторых исследованиях алюминий связывают с поражениями мозга, характерными для болезни Альцгеймера (при этом повышенное содержание алюминия отмечается в волосах) [7].

Никель вызывает поражение сердца, печени, органов зрения (кератиты).

Марганец снижает проводимость нервного импульса. В результате повышается утомляемость, возникает сонливость, снижаются быстрота реакции, работоспособность, появляются головокружение, депрессивные и подавленные состояния. Особенно опасны отравления марганцем для детей и беременных женщин.
Карта превышения ПДК 2Схематическая карта превышения в подземных водах ПДК аммония, аммиака и общего железа.

Попробуем разобраться, воду какого качества пьют жители юга европейской территории России. На схематических картах, составленных по данным ФГУГП «Гидроспецгеология» за 2009 г., показано превышение ПДК различных веществ и элементов в подземных водах основного эксплуатируемого водоносного комплекса (т.е. нескольких водоносных «слоев», из которых производится добыча подземных вод) — четвертичного. На картах приведены как площадные данные, так и превышения ПДК веществ и элементов в отдельных точках. Необходимо отметить, что отмеченные на карте области превышения ПДК бора, стронция, сульфатов, хлоридов и фтора [8] указывают не на повышенное содержание этих элементов по всей территории, а лишь на большую вероятность обнаружения высоких концентраций рассматриваемых веществ в обозначенной области.

Очевидно, что превышение ПДК аммиака, аммония, мышьяка, общего железа, нефтепродуктов, бария, свинца, стронция, кадмия, лития, алюминия, марганца и никеля приурочено в основном к крупным городам и промышленным центрам, а также к участкам недр, испытывающим влияние хозяйственной деятельности. В целом же на юге европейской территории России региональных изменений гидрогеохимического состояния подземных вод не выявлено [4]. Таким образом, мы можем говорить не о площадном, а лишь о точечном загрязнении источников, которое и рассмотрим подробнее.

На территории юга России выделяются восемь артезианских бассейнов (под артезианским бассейном в гидрогеологии понимается подземный резервуар пресных вод, отличающийся условиями их формирования (питания, накопления, разгрузки), залегания и распространения.). К ним относятся:

  1. Азово-Кубанский,
  2. Восточно-Предкавказский,
  3. Ергенинский,
  4. Приволжско-Хоперский,
  5. Донецко-Донской,
  6. Прикаспийский бассейны,
  7. Донецкая гидрогеологическая складчатая область,
  8. Кавказская гидрогеологическая складчатая область [9].

Азово-Кубанский артезианский бассейн расположен в пределах Краснодарского края, южной части Ростовской обл. и западной части Ставропольского края. Подземные источники здесь загрязнены литием, аммонием и его солями, общим железом, нефтепродуктами и марганцем. Повышенное содержание лития выявлено на нескольких водозаборах Ростовской обл. (1.3—3.3) [здесь и далее: значения в скобках указаны в долях ПДК] и в г.Новочеркасске (7.3). Содержание аммония и его солей на водозаборах Краснодарского, Ленинградского и Красногвардейского месторождений подземных вод (МПВ) варьирует от 1.1 до 2.8 ПДК, а в Азовском р-не Ростовской обл. — от 2.6 до 33.1 ПДК. Содержание общего железа превышено на водозаборах Краснодарского МПВ (1.3—7.5) и в Ростовской обл. (2.3—8.3), нефтепродуктов — в Северском (1.2) и Динском (до 10) районах Краснодарского края и в г.Новочеркасске (6.6). Концентрация марганца выше допустимой на водозаборах Краснодарского МПВ (1.1—7.2), в г.Новочеркасске (8.7), а также в Крымском (8.7) и Северском (13) районах Краснодарского края.
Карта превышения ПДК 3Схематическая карта превышения в подземных водах ПДК нефтепродуктов.

В Ростовской обл. загрязнение вызвано в основном сточными водами и близостью шламонакопителей. В Краснодарском крае оно обусловлено подтоком в подземные источники некондиционных вод. Кроме того, на качестве воды здесь негативно сказывается близость федеральной автотрассы М-4 и обширных сельскохозяйственных полей.

Восточно-Предкавказский артезианский бассейн включает в себя территорию Ставропольского края и республик Дагестан, Кабардино-Балкария, Северная Осетия — Алания, Ингушетия, Чечня и Калмыкия. Подземные источники на значительной части бассейна загрязнены мышьяком. Он обнаружен на водозаборах Нефтекумского МПВ (10.1), пос.Зимняя Ставка (6—10), на территории Ставропольского края (до 2), а также в ряде районов Республики Дагестан (2.3—17.7). В Дагестане зафиксировано также повышенное содержание кадмия (до 3) и марганца (1.1). Никель обнаружен в воде в г.Ставрополе (2). Нефтепродуктами загрязнены водозаборы Дербентского МПВ (81), г.Пятигорска (17.8) и г.Моздока (49.6). Значительное превышение допустимого содержания аммония обнаружено главным образом в городах: Нальчике (666), Ставрополе (39.9), Буденновске (5.65), Пятигорске (5.25), Ардоне (4) и Беслане (1.3), а также на водозаборах Северо-Левокумского и Нефтекумского МПВ Ставропольского края.

Это загрязнение вызвано влиянием рудничных отвалов, штолен и шламонакопителей, утечками из канализационного коллектора и подземных трубопроводов, а также сточными водами. Повышенное содержание аммония в воде, с одной стороны, объясняется антропогенной нагрузкой на питьевые источники, а с другой — характерно для подземных вод восточной части Ставропольского края и считается здесь фоновым [10].

На территории Ергенинского артезианского бассейна (Ростовская, Волгоградская и Астраханская области и Республика Калмыкия), на хуторе Курганный Орловского р-на Ростовской обл. выявлено загрязнение воды никелем (164), общим железом (26), аммонием (4.1), литием (2.3) и нефтепродуктами (1.3).

Подземные воды Донецкой складчатой области, находящейся на территории Ростовской обл., загрязнены литием (от 1.7 до 3) и марганцем (1.5—3.2). Здесь они испытывают значительную нагрузку от некондиционных глубинных шахтных вод, которые поступают в подземные источники в результате ликвидации старых шахт путем их затопления.

Приволжско-Хоперский артезианский бассейн находится на территории Ростовской и Волгоградской областей, простираясь к западу в Воронежскую, а к северу — в Саратовскую обл. Здесь выявлено повышенное содержание в воде общего железа (1.7—24.7).

На территории Донецко-Донского артезианского бассейна (Ростовская и Волгоградская области) повышены концентрации лития — на водозаборах Малокаменский-II (2.7), Донецкий (4.3) и Миллеровский (2) Ростовской обл. Содержание нефтепродуктов превышает допустимое на Бородиновском (1.4) и Донецком (3.9), а общего железа — на Донецком и Миллеровском водозаборах Ростовской обл. (2.6—6), а также в Волгоградской обл. (5.7—13.6). Однако повышенное содержание железа здесь может быть связано с сильной изношенностью труб наблюдательных скважин [4].

В воде Прикаспийского артезианского бассейна (Республика Калмыкия, Волгоградская и Астраханская области) обнаружен целый ряд загрязнителей. Кадмий (3—8.6) и алюминий (1.7—9) отмечены в Волгоградской обл., свинец (2.7—5) — в населенных пунктах Ахтубинскогорна Астраханской обл., барий (1.4—3.9) — в Ахтубинском и Харабалинском районах. Также в Астраханской обл. обнаружен литий (1.3—2.2). Марганцем загрязнена вода Волгоградской и Астраханской областей (2.8—243), никель (2.5—3) отмечен в с.Трудолюбие и пос.Светлый Яр Волгоградской обл. Аммоний и аммиак присутствуют в водозаборах городов Палласовка и Волжский Волгоградской обл. (1.1—66.2) и в Ахтубинском и Красноярском районах Астраханской обл. (0.1—149.1). Содержание железа повышено в водозаборах крупнейших городов Волгоградской (14—1426.7) и Астраханской (1.5—467.3) областей, а нефтепродуктов — в п.Светлый Яр (2.5) и с.Большие Чапурники (41) Волгоградской обл. и с.Ашулук Астраханской обл. (0.3—4.3).

Здесь источниками загрязнения выступают пруды-накопители и пруды-испарители Волгоградской ТЭЦ, золоотвал Астраханской ГРЭС, Ахтубинская нефтебаза, военные полигоны, поля фильтрации ЖКХ, полигон закачки сточных вод и свалка промышленных отходов.

Кавказская гидрогеологическая складчатая область расположена на территории Краснодарского края и республик Карачаево-Черкессия, Кабардино-Балкария, Северная Осетия — Алания и Адыгея. Этот район загрязнен в основном нефтепродуктами. Они поступают в подземные источники из-за неудовлетворительного состояния емкостей, насосных станций, колодцев, промышленной канализации, нефтеловушек и нефтепроводов, а также в результате потерь при заполнении емкостей и на эстакадах при сливе нефтепродуктов.

Таким образом, в непосредственной близости от промышленных объектов, золотоотвалов, военных полигонов, свалок и т.п. подземные воды не соответствуют необходимым нормативам. Использовать эту воду для питьевых целей нельзя. Снизить загрязнение подземных вод может специальная водоподготовка (очистка), способов которой на сегодняшний день существует большое количество. Среди них аэрация, отстаивание, скорое фильтрование, предварительная фильтрация, хлорирование и многие другие. Разумеется, все они подразумевают дополнительные экономические затраты. Но чистая питьевая вода того стоит, ведь она — залог здоровья населения.

Литература
1. Боревский Б.В., Данилов-Данильян В.И., Зекцер И.С., Палкин С.В. Использование пресных подземных вод для улучшения водообеспеченности городского населения // Сб. научных трудов Всероссийской научной конференции. Калининград, 2011.
2. Никаноров А.М., Емельянова В.П. Комплексная оценка качества поверхностных вод суши // Водные ресурсы. 2005. Т.32. №1. С.61—69.
3. СанПиН 2.1.4.1074_01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».
4. Информационный бюллетень о состоянии недр территории Южного федерального округа Российской Федерации за 2009 год. Вып.6. Ессентуки, 2010.
5. Эльпинер Л.И. Использование подземных вод и здоровье населения // Подземные воды как компонент окружающей среды. М., 2001.
6. http://med_stud.narod.ru/med/hygiene/lead.html
7. http://www.water.ru/bz/param/aluminium.shtml
8. Карта распространения подземных вод с природным несоответствием качества требованиям нормативов к питьевым водам по Южному федеральному округу. М., 2008.
9. Куренной В.В., Куренная Л.М., Соколовский Л.Г. Общее гидрогеологическое районирование. Концепции и реализации // Разведка и охрана недр. 2009. №9. С.42—48.
10. Информационный бюллетень о состоянии недр территории Ставропольского края за 2009 год. Вып.14. Ставрополь, 2010.

География: