Экологическое состояние источников водоснабжения. Зоны санитарной охраны водозаборных объектов.

В соответствии с Федеральным законом «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30 марта 1999 г. NQ 52-ФЗ (с изм. и ДОП., вступ. В силу С 01.07.2002 г.) удовлетворение потребностей населения в питьевой воде в местах проживания осуществляется мерами, направленными на развитие преимущественно централизованных либо нецентрализованных (мест­ных) систем питьевого водоснабжения.

В Российской Федерации централизованные системы водоснабжения имеют 1052 города (99 % от общего количества городов) и 1785 поселков городского ти­па (81 %). Однако в большинстве городов ощущается недостаток мощностей во­допровода.

В 6 городах и 380 поселках городского типа нет централизованного водо­снабжения.

Источниками централизованного водоснабжения служат поверхностные воды (68 %) и подземные воды (32 %).

Атмосферные воды (снег, дождевая вода) для хозяйственно-питьевого водо­снабжения используются только в маловодных районах, в Заполярье и на Юге. Эта вода слабо минерализована, очень мягкая, содержит мало органических веществ и свободна от патогенных микроорганизмов.

Подземные воды, располагаясь под землей, образуют в зависимости от за­легания несколько водоносных горизонтов (рис. 1.6).

Атмосферные осадки, фильтруясь через поры водопроницаемых пород, скапливаясь над первым от поверхности водонепроницаемым пластом (глина, гранит, водонепроницаемые известняки), образуют первый водоносный гори­зонт. Такие воды называют грунтовыми.

Глубина залегания грунтовых вод в зависимости от местных условий колеб­лется от 1,5 - 2 м до нескольких десятков метров. При фильтрации вода освобож­дается от взвешенных частиц и микроорганизмов и обогащается минеральными солями. Грунтовые воды прозрачны, имеют невысокую цветность. Количество растворенных в них солей невелико, но повышается с увеличением глубины зале­гания. При мелкозернистых породах, начиная с глубины 5 - 6м, вода почти не содержит микроорганизмов.

Грунтовые воды, благодаря их доступности, широко используются в сельских местностях путем устройства колодцев.

Следует отметить, что первый водоносный горизонт легко загрязняется с поверхности почвы, как патогенными микроорганизмами, так и токсическими химическими веществами при бытовом или техногенном загрязнении почвы.

Грунтовые воды могут проникать в область между двумя слоями породы ­водоупорным ложем и водоупорной крышей. Такие воды называются межпластовыми. В зависимости от местных условий межпластовые воды могут образо­вывать второй, третий и четвертый водоносные уровни. Вода на этих уровнях может заполнять все пространство и, если пробурить «кровлю», то вода может подняться на поверхность земли, а иногда даже изливается фонтаном. Такую во­ду называют артезианской.

Межпластовые воды имеют стабильный минеральный состав, их темпера­тура колеблется в пределах 5 - 12 ОС. Однако встречаются подземные воды с из­бытком солей: очень жесткие, соленые, горько-соленые, богатые фтором, желе­зом, сероводородом или радиоактивными веществами.

В связи с тем, что межпластовые воды проходят длинный путь под землей, а сверху покрыты одним или несколькими водоупорными слоями, защищающи­ми их от загрязнения с поверхности почвы, они свободны от бактерий и, как правило, могут использоваться для питьевого водоснабжения, не подвергаясь обеззараживанию. Благодаря постоянному и большому дебиту (от 1 до 20 м³/ч и больше), а также хорошему качеству, межпластовые воды представляют лучший источник водоснабжения для водопроводов небольшой и средней мощности.

Подземные воды могут самостоятельно выходить на поверхность Земли. Это - родники. Родники могут быть образованы, как грунтовыми, так и межпласто­выми водами. Качество родниковой воды в большинстве случаев хорошее и зави­сит от водоносного горизонта, питающего родник. При правильном каптаже ­заключении воды в трубы с целью предотвращения загрязнения и хорошо орга­низованной площадке водоразбора - эту воду можно использовать для питьевых целей. Охрана подземных вод от загрязнения осуществляется в соответствии с СП 2.1.5.1059-01.

Открытые водоемы - это озера, реки, ручьи, каналы и водохранилища.

Все открытые водоемы подвержены загрязнению атмосферными осадками, та­лыми и дождевыми водами, стекающими с поверхности земли. Особенно сильно загрязнены участки водоема, прилегающие к населенным пунктам и местам спуска бытовых и промышленных сточных вод. для исключения эпиде­миологической опасности вода всех открытых водоемов нуждается в тщательной проверке.

Органолептические свойства и химический состав воды открытых водоемов зависят от ряда условий. Глинистые породы обусловливают высокую мутность, а открытые водоемы в заболоченных местностях характеризуются высокой цветно­стью.

Поверхностные воды, как правило, мягкие и слабоминерализованные. Для них характерно изменение качества воды в зависимости от сезона (таяние сне­гов, ливневые дожди). При необходимости использовать открытый водоем для централизованного водоснабжения предпочтение отдают крупным и проточным водоемам, достаточно защищенным от загрязнения сточными водами.

Каждый водоем - это сложная живая система, где обитают растения, спе­цифические организмы, в том числе и микроорганизмы, которые постоянно размножаются и отмирают, что обеспечивает самоочищение водоемов. Факторы самоочищения водоемов многочисленны и многообразны. У словно их можно разделить на три группы: физические, химические и биологические.

Физические факторы - это разбавление, растворение и перемешивание по­ступающих загрязнений, осаждение в воде нерастворимых осадков, в том числе и микроорганизмов. Понижение температуры воды сдерживает процесс самоочи­щения, а ультрафиолетовое излучение и повышение температуры воды ускоряют этот процесс.

Из химических факторов самоочищения следует отметить окисление органи­ческих и неорганических веществ. Часто оценку самоочищения водоема дают по биохимической потребности кислорода (ВПК) и по конкретным соединениям в воде - углеводородам, смолам, фенолам и др.

Санитарный режим водоема характеризуется, прежде всего, количеством растворенного в нем кислорода, содержание которого должно быть не менее 4 мг/л в любой период года.

К биологическим факторам самоочищения водоемов относится размножение в воде водорослей, плесневых и дрожжевых грибков. Кроме растений самоочище­нию способствуют и представители животного мира: моллюски, некоторые ви­ды амеб.

Самоочищение загрязненной воды сопровождается улучшением ее органо­лептических свойств и освобождением от патогенных микроорганизмов.

Скорость самоочищения зависит от степени загрязнения воды, сезона года.

При небольшом загрязнении вода в основном самоочищается за 3 - 4 сут.

Отрицательное влияние на процесс самоочищения оказывает загрязнение водоема химическими веществами (азот, фосфор), ароматическими углеводоро­дами и нефтепродуктами. Самоочищение воды от нефти растягивается на дли­тельное время (месяцы, а на реках с малым током даже на годы).

Санитарные правила предлагают выбирать источники водоснабжения в следующем порядке:

Межпластовые напорные (артезианские) воды.

Межпластовые безнапорные воды.

Грунтовые воды.

Открытые водоемы.

Статьей 53 Федерального закона «О санитарно-эпидемиологическом бла­гополучии населения» от 30.03.1999 N2 52-ФЗ предусмотрена ответственность должностных лиц за ненадлежащее исполнение своих обязанностей, а также сокрытие фактов и обстоятельств, создающих угрозу санитарноэпидемиологическому благополучию населения. Разработка и утверждение но­вого нормативного документа СанПиН 2.1.4.1074-01 обусловлена необходимо­стью гармонизации Российских нормативов с рекомендациями ВОЗ, новыми научными знаниями о влиянии питьевой воды на здоровье населения, а также повсеместным ухудшением качества воды поверхностных и подземных водоисточников.

Водопользование подразделяется на две категории: к первой относится ис­пользование водного объекта в качестве источника централизованного или не­централизованного (т. е. местного) хозяйственно-питьевого водоснабжения и для водоснабжения предприятий пищевой промышленности; ко второй - ис­пользование водного объекта для купания, спорта и отдыха населения, а также ис­пользование водных объектов в черте населенных мест.

Гигиеническими критериями для использования альтернативного источника или для коррекции технологии водоподготовки являются: постоянное присутст­вие в воде веществ 1 и 2 классов опасности в количествах, превышающих ПДК, связанных с загрязнением источника или с процессом очистки и обеззаражива­ния воды.

При организации водоснабжения необходимо учитывать стабильность и трансформацию химических веществ в водной среде. Стабильность химического вещества в воде - это его способность сохраняться без изменений химической структуры и физико-химических свойств. Трансформация химического вещества в воде - это изменения химической структуры, физико-химических свойств и биологической активности под влиянием как природных, так и искусственных факторов воздействия. Трансформация химических веществ может сопровож­даться как деструкцией химического вещества, так и биотрансформацией.

Деструкция - это распад химического вещества в водной среде до более про­стых продуктов под влиянием различных факторов воздействия.

Бuотрансформация - это модификация структуры молекулы вещества в процессе его метаболизма в организме.

В результате трансформации химических веществ образуются новые, отли­чающиеся не только по своему химическому составу и физико-химическим свой­ствам, но и по характеру и степени влияния на органолептические свойства воды, процессы самоочищения водоемов и биологической активности, способность к кумуляции и появление отдаленных специфических эффектов действия и т.д.

Как правило, трансформация химических веществ в водной среде, так же как и биотрансформация в организме, приводит к образованию менее токсич­ных и опасных продуктов.

Однако в процессе трансформации в ряде случаев могут образовываться бо­лее опасные по сравнению с исходными веществами продукты. Например, метилирование в водной среде металлической ртути приводит к образованию метилртути - вещества более токсичного и опасного, чем ртуть.

В процессе хлорирования воды наблюдается образование хлор органических продуктов и в небольших количествах присутствует хлороформ. Гидролиз мало­токсичного уротропина приводит к образованию формальдегида, обладающего высокой токсичностью и цитогенетической активностью.

Согласно «Положению о государственной санитарно-эпидемиологической службе РФ» (Постановление правительства РФ от 24.07.2000 г. NQ 554) для под­держания водозаборных объектов в состоянии, соответствующем экологическим требованиям, для предотвращения загрязнения и истощения поверхностных вод, а также сохранения среды обитания объектов животного и растительного мира уста­навливаются водоохранные зоны (СанПиН 2.1.4.1110-02). Зоны санитарной охраны (ЗСО) организуются на всех водопроводах, вне зависимости от ведомственной при­надлежности, подающих в воду как из поверхностных, так и подземных источни­ков.

Зоны санитарной охраны организуются в составе трех поясов, расположе­ние которых отличается весьма существенно в зависимости от характера водо­ема, используемого для централизованного водоснабжения, а также природных, климатических и гидрологических условий.

Для подземных водоuсточнuков граница 1-го пояса устанавливается по всем направлениям на расстоянии 30 - 50 м от водозабора в зависимости от уровня защищенности подземных вод. Второй пояс рассчитывается, исходя из то­го, что микробное загрязнение, поступающее в водоносный слой на границе этой зоны, должно попадать в район водозабора не ранее чем через 100 - 200 сут (в зависимости от климатического района) - для защищенных вод и 400 сут ­для недостаточно защищенных вод. Третий пояс рассчитывается из того, что хи­мическое загрязнение от границы зоны за 25 - 50 лет (обычный срок эксплуата­ции таких водозаборов) не должен достигать водозабора (исходя из скорости движения химического загрязнения).

Для открытых водотоков (реки, каналы) граница 1-го пояса должна прохо­дить не менее чем в 200 м от водозабора вверх по течению и не менее 100 м вниз по течению; по прилегающему к водозабору берегу не менее 100 м от уреза воды летне-осенней межени (межень - ежегодно повторяющееся сезонное стояние низ­ких уровней воды в реках и других водоемах); в направлении противоположного берега при ширине водотока менее 100 м - вся акватория и 50 м противополож­ного берега от линии уреза воды; при ширине водотока более 100 м - полоса ак­ватории не менее 100 м. Граница 2-го пояса для водотоков вверх по течению, ис­ходя из скорости самоочищения, не менее 3 - 5 сут. движения (в разных климати­ческих районах); вниз по течению определяется с учетом влияния ветровых обрат­ных течений, но не менее 250 м от водозабора; боковая граница пояса от уреза воды не менее 500 м (равнинная местность) и 750-1000-м (горная местность) в зави­симости от крутизны склона. Граница 3-го пояса по направлению вверх и вниз по течению совпадает со 2-м поясом, а боковые границы по линии водоразделов в пределах 3 - 5 км, включая притоки.

На водоемах (водохранилища, озера) граница 1-го пояса должна устанавли­ваться исходя из местных санитарных и гидрологических условий, но не менее 100 м во всех направлениях по акватории и прилегающему берегу от линии уреза во­ды летне-осенней межени. Граница 2-го пояса должна быть удалена по акватории на 3 - 5 км в зависимости от наличия нагонных ветров; на такое же расстояние в обе стороны по береry и от уреза воды на 500-- 1000 м. Граница 3-го пояса на во­доеме совпадает с границами 2-го пояса.

1-й пояс включает территорию расположения водозаборов и территорию, на которой расположены головные сооружения водопровода: насосные станции, водоочистные сооружения, резервуары чистой воды. Эта территория ограждается и охраняется. Доступ посторонним лицам в нее запрещен. Воспрещено прожива­ние на территории зоны и содержание животных (кошек, собак и др.). Вся тер­ритория должна быть озеленена, канализована с хорошим отводом атмосферных осадков с территории зоны ниже места забора воды.

В пределах 1-го пояса воспрещается пользование водоемом для каких бы то ни было целей (катание на лодках, купание, стирка белья, рыбная ловля, забор льда, водопой скота и т.д.).

Для персонала обязательны периодические медицинские осмотры, обследо­вание на бациллоносительство, строгое соблюдение правил личной гигиены и санитарные знания в соответствии с объемом выполняемой работы.

Основные мероприятия по 2-му и 3-му поясам зон санитарной охраны ­выявление объектов, загрязняющих водоем и строительство сооружений по очи­стке и обеззараживанию сточных вод. Во 2-м поясе реryлируют размещение насе­ленных ПУНКТОВ. На 10 -15 км выше места забора воды в 100 - 200 м прибреж­ной полосы запрещено удобрение пахотных земель навозом или ядохимикатами.

Массовое купание людей, водопой скота, стирка белья и др. разрешаются толь­ко в местах, устанавливаемых санитарными органами.

Многолетнее ведение в нашей стране эколого-гигиенического мониторин­га по состоянию водных объектов показывает, что практически все водоисточ­ники, как поверхностные, так и подземные, подвергаются антропогенному и техногенному загрязнению разной степени интенсивности. При этом согласно данным Государственного доклада за 2000 г. санитарное состояние многих водо­емов оценивается как неудовлетворительное.

Особенно высокий уровень загрязнения водоемов химическими вещества­ми отмечен в Архангельской, Ульяновской, Кировской, Владимирской и Ниже­городской областях.

Наибольший уровень бактериального загрязненияимеет место в г. Санкт-Петербурге, Ивановской, Кемеровской, Ульяновской областях, республике Да­гестан и Хабаровском крае.

Крайне высокий уровень загрязнения отмечается в реках: Волга, Ока, Кама, Дон, Северная Двина, Нева, Тобол, Иртыш, Обь, Томь и др. Ilреобладающими веществами, загрязняющими водоемы, являются фенолы, нефтепродукты, легко окисляемые органические соединения, ПAВ (поверхностно-активные вещества), соединения азота, железо. В водоемах Владимирской области удельный вес проб воды, не отвечающих гигиеническим требованиям по содержанию тяжелых ме­таллов, составляет 41 %, в Республике Татарстан, Тверской и Брянской областях - 23 - 31 %, Республиках Саха (Якутия) и Удмуртия, Рязанской области - 11 ­16%, Красноярском крае и Свердловской области - 8 - 8,5 % (в среднем по РФ -4,2 %).

Наихудшие показатели микробного загрязнения водоемов отмечаются в г. Санкт-Петербурге. Ежегодно в р. Неву и ее притоки сбрасывается около 1400 млн м³ сточных вод, из них 505 млн м³ без очистки. В районе водозаборов р. Невы 70 % проб воды не соответствует нормативам по микробиологическим показателям, при этом в 12,3 % проб обнаружены возбудители инфекционных заболеваний. Велика доля проб воды с выделением возбудителей инфекционных заболеваний в Республиках Удмуртия, Башкортостан, Татарстан, Хабаровском крае, Кемеров­ской, Рязанской и Ярославской областях. Неблагополучное положение с загряз­нением водоемов сохраняется в г. Москве. На всем протяжении р. Москвы в пре­делах города отмечается интенсивное микробное загрязнение, превышающее ги­гиенические нормативы в 12 - 50 раз.

В этих условиях особое значение при обретает качество очистки и обеззара­живания воды. Вместе с тем, до сих пор 27,9 % коммунальных и 40,4 % ведомст­венных водопроводов с водозабором из поверхностных источников не имеют полного комплекса очистных сооружений, а 12,3 и 28,3 %, соответственно, обез­зараживающих установок. Поэтому следует ли удивляться, что в целом по стране 20,33 % проб питьевой воды из водопроводной сети не отвечают гигиеническим нормативам, в том числе 15,4% - по органолептическим показателям; 1,5 %­по общей минерализации; 1,96 % - по содержанию токсических веществ; 0,18 % - по содержанию возбудителей инфекционных заболеваний. Наиболее не­удовлетворительное качество питьевой воды отмечалось по санитарно­химическим показателям в Республике Карелия (59,77 %), Республике Калмыкия (51,34 %), Архангельской области (47,41 %), Приморском крае, Костромской и Вологодской областях, Республике Саха (Якутия) и Ямало-Ненецком АО (от 40 до 45 %). Наибольшее количество проб питьевой воды, не отвечающих гигиени­ческим требованиям по микробиологическим показателям, зафиксировано в Рес­публиках Карачаево-Черкессия (38,9 %), Ингушетия (35,82%) и Калмыкия (26,36%), Смоленской и Архангельской областях, Республике Кабардино-­Балкария и Приморском крае (от 18,5 до 20 %)

Используемые для централизованного водоснабжения подземные воды (до­ля которых составляет 32 0/0) имеют, как правило, высокий уровень общей мине­рализации и жесткости, в том числе повышенное содержание сульфатов, хлори­дов, солей кальция и магния, а также железа и марганца, что не только ухудшает органолептические свойства этих вод, но может оказывать неблагоприятное влияние на здоровье людей.

В целях улучшения санитарного состояния водных объектов и питьевого водоснабжения последние годы ведется интенсивная работа в области совер­шенствования нормативной базы, регламентирующей гигиенические критерии безопасности условий водопользования.

Разработаны новые документы: СанПиН «Гигиенические требования к охране поверхностных вод» (СанПиН 2.1.5.980-00) и «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения» (СанПиН 2.1.4.1110-02). Подготовлено два новых нормативных документа: «Источники централизованного питьевого водоснабжения. Гигиенические требования. Пра­вила выбора и контроль качества» и Санитарные правила «Гигиенические требо­вания к охране подземных вод». В связи с неудовлетворительным состоянием водоснабжения в ряде регионов (Республиках Дагестан, Ингушетия, Баш­кортостан, Удмуртия, Иркутской, Орловской, Нижегородской и Ростовской об­ластях) разработаны региональные программы по улучшению водоснабжения населения.

Ресурсы недр.

Недра (в узком смысле слова) - это верхняя часть земной коры, в которой при современном уровне развития техники добываются полезные ископаемые. Иногда исполь­зуют термин «геологическая среда», что почти совпадает с понятием «недра». Под геологической средой понимают часть земной коры, вклю чающую горные породы, циркулирующие в них растворы, газы, рас­плавы и связанные с ними геологические процессы. Естественно, что они оказывают влияние на состав и функционирование биоценозов. Недра Земли издавна используются человеком. Названия длительных исторических периодов человеческой истории: каменный, бронзовыii и железный века - характеризуют степень использования земных недр человеком. До сих пор полезные ископаемые служат основой, обеспечивающей научно-технический прогресс общества. Извлечен­ные из недр природные ресурсы и продукты их переработки являют­ся основными источниками, они составляют 90% продукции тяжелой индустрии и около одной пятой от всех предметов потребления.

МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВЫЕ РЕСУРСЫ

Мuн.ерально-сырьевые ресурсы - полезные ископаемые, найден­ные в недрах Земли в результате геолого-разведочных работ и доступные для промышленной разработки. Полезные ископаемые подразделяются на горючие, металлические и неметаллические. Строго говоря, к минеральным ресурсам принадлежит и вода. Минеральные ресурсы относят к категории невозобновимых природных ресур­сов. Горючие ископаемые иногда считают восстановимыми ре­сурсами, поскольку в течение длительного геологического време­ни они способны возобновляться. Однако скорость их восстанов­ления несоизмеримо мала по сравнению со скоростью их извлече­ния из недр и интенсивностью использования человеком.

По физическим свойствам полезные ископаемые (минеральное сырье) бывают твердыми (уголь, рудные и нерудные полезные ис­копаемые), жидкими (нефть, минеральные воды), газообразными (горючие и инертные газы).

Минеральные ресурсы разделяются на рудные и нерудные.

К рудным ресурсам относятся руды черных, цветных, благородных и радиоактивных металлов. К нерудным принадлежат строительные материалы (песок, гравий, глина и др.), химическое (сера и др.) и металлургическое (асбест и др.) сырье, драгоценные и поделочные камни (алмаз, нефрит, яшма и др.).

Принято различать несколько групп минеральных ресурсов:

* топливно-энергетические: нефть, природный газ, уголь, го­рючие сланцы, урановые руды;

* рудные черные металлы: железные, марганцевые, хромовые и другие руды;

* цветные и редкие металлы: медь, свинец, цинк, никель и т.д.;

* алмазы и благородные металлы: золото, серебро, платиноиды;

* неметаллические полезные ископаемые: апатиты, фосфориты,

калийные и поваренные соли, плавиковый шпат, слюда-мусковит, тальк, графит, барит, пьезооптическое сырье, драгоценные и по­делочные камни;

* природные строительные материалы;

* гидроминеральные: подземные пресные и минеральные воды, промышленные и термальные воды глубоких структурных гори­зонтов.

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ЗАПАСЫ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ В МИРЕ И В РОССИИ

Крупные запасы основных полезных ископаемых распределе­ны по странам следующим образом: нефть - Саудовская Аравия, Кувейт, Ирак; природный газ - Россия, Иран, ОАЭ; каменный уголь - Китай, США, Россия; железная руда - Бразилия, Россия, Китай; бокситы - Гвинея, Бразилия, Австралия; медные руды - Чили, США, Заир; марганцевые руды ­ЮАР, Австралия, Габон.

Разведанные запасы железа на Земле оцениваются в 100 млрд т. Основные запасы железа сосредоточены в Америке (47,8%), Аф­рике (15,9%), Австралии и Океании (15,7%). Разведанные запасы фосфоритов, оценивающиеся в 40-50 млрд т, размещены в Афри­ке (62%), Америке (29,1%) и Азии (5,9%). Запасы алюминия оцени­ваются в 20-25 млрд т, они размещены в Африке (59,4%), Амери­ке (19%), Австралии и Океании (11,6%).

Мировые запасы нефти и газа составляют соответственно 136094 млн т и 141026 млрд м3. Основные запасы нефти сосредо­точены на Ближнем Востоке (65,7%), в Америке (16,2%, в том числе в США 3,3%) и Африке (6,1%); запасы газа - в Восточной Европе (40,2%, в том числе в России 39,2%), в Америке (10%) и Африке (6,9%).