Підходи до оцінки техногенного навантаження на підземні води від локальних джерел забруднення

Важливим завданням сьогодення є забезпечення населення якісною питною водою та збереження цінних водних ресурсів для майбутніх поколінь. Адже вода – це невід’ємна частина екосистеми, обмежений і вразливий ресурс, благо, що має соціально-економічне і стратегічне значення [1]. Однак, в умовах техногенезу якісний стан водних ресурсів, особливо поверхневих джерел, постійно погіршується, зростає водний дефіцит. Здавалося б, стратегічним ресурсом залишаються підземні води, що менш уразливі до антропогенного забруднення, але сучасний їх стан на багатьох територіях є вкрай незадовільним.
Ресурси прісних підземних вод, які є придатними для задоволення питних цілей людини в основному зосереджені в зоні активного водообміну, куди легко потрапляють забруднювачі з денної поверхні. На територіях з високим рівнем техногенного навантаження кількість забруднювачів, які надходять у водоносні горизонти, настільки висока, що виникає забруднення підземних вод. Під забрудненням розуміють викликані господарською діяльністю зміни якості води, в порівнянні з природним станом та нормами якості води за видами водокористування, які роблять цю воду частково або повністю непридатною для використання за цільовим призначенням [2].
Всі джерела забруднення за характером локалізації можна поділити на площинні, лінійні та точкові (локальні) [2]. Кількість останніх невпинно зростає в часі, це техногенні об’єкти, що займають невелику площу, в межах якої забруднююча речовина з денної поверхні потрапляє в підземні води (сміттєзвалища, склади отрутохімікатів, тваринницькі комплекси, автозаправні станції та ін.). В результаті значної концентрації таких об’єктів на невеликій території формуються регіональні площі забруднення.
Для уникнення масштабного забруднення підземних вод, з метою забезпечення природоохоронних заходів, моніторингових робіт важливо провести районування території за ступенем впливу на підземну гідросферу локальних техногенних об’єктів. В даній роботі представлений підхід до оцінки такого впливу на прикладі території Херсонської області, одного з проблемних, з точки зору сучасного стану та збереження тенденції погіршення якості питних підземних вод, регіонів України.
Основним джерелом ресурсів питних підземних вод на даній території є верхньоміоценовий водоносний комплекс – потужна товща водонасичених тріщинуватих вапняків з прошарками пісків, глин, мергелів сарматського, меотичного та понтичного ярусів. Водоносний комплекс повсюдно поширений на території області і забезпечує 98 % видобутку підземних вод. За результатами обстеження водозаборів (2006-2009 рр.), що експлуатують верхньоміоценовий водоносний комплекс, встановлено не відповідність питної води нормативам за багатьма показниками (табл. 1, за результами обстеження водозаборів 2006-2009 рр.). Простежується стійке забруднення підземних вод фенолами та сполуками азотної гркупи (α>30 %), яке набуло регіонального поширення. Вміст нітратів та фенолів у підземних водах на сьогоднішній день перевищує 2-3 ГДК (граничнодопустимих концентрацій) [3]. Значні втрати ресурсів питних підземних вод відбуваються також за рахунок збільшення мінералізації, адже процесом засолення підземних вод охоплено майже всю площу області.

Таблиця 1 – Повторюваність випадків (α, %) невідповідності якості підземних вод верхньоміоценового водоносного комплексу вимогам ДСанПіН 2.2.4-171-10

 

феноли леткі

нафтопродукти

пестициди, сума

сполуки азотної групи

Залізо загальне

Свинець

Алюміній

Миш’як

Літій

α, %

48,4

4,7

12,3

32,8

23,4

20,5

9,4

10,3

15,6

Серед основних видів антропогенної діяльності, які сприяють забрудненню підземних вод на території Херсонської області можна виділити наступні:
1. розміщення техногенних об’єктів (звалища промислових і господарських відходів, поля фільтрації, нафтосховища, склади отрутохімікатів, скотомогильники тощо);
2. відбір підземних вод;
3. втрати води на полях зрошення, фільтрація з гідротехнічних споруд (Каховське водосховище, магістральні канали), скидання стічних вод.
Так, перший вид діяльності – це потенційне джерело забруднюючих речовин, що надходять у підземні води. Кожен тип об’єктів по-різному вливає на забруднення підземних вод, ступінь впливу залежить від забруднюючих речовин, що від нього надходять і характеру їх міграції у даних геолого-гідрогеологічних умовах. Інтенсивність надходження забруднювачів зростає під спільною дією другого і третього видів діяльності, вони викликають зміну витратних (відбір підземних вод) та прибуткових (втрати води) елементів водного балансу. Синергетичний ефект таких впливів призводить до збільшення швидкості надходження забруднюючих речовин з денної поверхні до водоносних горизонтів.
Для оцінки впливу локальних техногенних об’єктів на підземні води на території Херсонської області у середовищі ГІС було створено базу даних. Вона включає потенційно небезпечні для підземних вод техногенні об’єкти на два періоди часу (1980, 2010 рр.). Типізація території за ступенем техногенного впливу на підземну гідросферу проводилась за допомогою спеціальних кількісних критеріїв. Кожному типу техногенних об’єктів присвоювалося числове значення індексу небезпеки. Індекс небезпеки (за О. Лущиком), являє собою відношення кількості експериментально виявлених в підземних водах токсичних елементів до їх теоретично передбаченої кількості [3]. Даний критерій був розрахований для кожного типу техногенних об’єктів, виходячи з експериментальних даних обстеження водозаборів Херсонської області у 2006-2009 рр. Значення критерію змінюються в межах від 0 до 1. Відповідно, техногенні об’єкти з індексом небезпеки рівним 1 створюють найбільш негативний вплив на підземні води. Це передусім сміттєзвалища та поля фільтрації неочищених промислових стоків. Для переходу від локального рівня оцінки впливу даного антропогенного фактору на підземні води до просторового, автором був запропонований кількісний критерій – сумарний індекс небезпеки. Це відношення суми індексів небезпеки кожного локального техногенного джерела забруднення до площі на якій вони розташовані (адміністративний район, область, річковий басейн і т.д.). В даному випадку величину сумарного індексу небезпеки розраховано для кожного адміністративного району Херсонської області на два періоди часу 1980 р. і 2010 р., та відповідно середні значення критерію для області в цілому (рис. 1.).

Рис. 1. Розподіл значень сумарного індексу небезпеки по адміністративних районах Херсонської області, станом на 1980 р., 2010 р.

Виходячи з величини сумарного індексу небезпеки, можна зробити висновок, що розподіл локальних техногенних об’єктів на території області є нерівномірним в часі і просторі. За досліджуваний період техногенне навантаження на підземні води від техногенних об’єктів збільшилось вдвічі. Так, середнє значення критерію для області у 1980 р. становило 0,004, а в 2010 р. – 0,008. Найбільш несприятлива ситуація склалась у Білозерському, Каховському, Нижньосірогозькому, Каланчацькому районах.
Для кращого візуального сприйняття інформації та виявлення просторових закономірностей, отримані результати можна відображати в картографічній формі (кольорова заливка території адміністративного району в залежності від величини якісного параметра), за допомогою ГІС-технологій.
Важливо також враховувати той факт, що навіть після ліквідації техногенного об’єкту, його негативний вплив на підземні води може продовжуватись досить довго. В таких випадках фактичну величину сумарного індексу небезпеку необхідно збільшувати, еквівалентно до кількості ліквідованих небезпечних об’єктів.
Висновки. На прикладі Херсонської області продемонстровано підхід до оцінки техногенного навантаження на підземну гідросферу від локальних джерел забруднення, що базується на застосуванні кількісних критеріїв та ГІС-технологій. У якості критеріїв запропоновані індекс небезпеки (за О. Лущиком), що визначається експериментальним шляхом для конкретної території та сумарний індекс небезпеки, що відображає відносну величину техногенного навантаження на підземні води, на одиниці площі і дозволяє проводити подальшу типізацію території. Отримані значення сумарного індексу небезпеки порівнювались з іншим широко відомим кількісним критерієм – модулем техногенного навантаження. Встановлено наявність значного прямого кореляційного зв’язку між критеріями (r=0,6), з вірогідністю 0,95.
Отже, запропонований підхід дозволяє адекватно та у зручний спосіб оцінити зміну техногенного навантаження на підземні води у просторі та часі.

Список літератури
1. Програма дій «Порядок денний на ХХІ століття» / Переклад з англійської: ВГО «Україна. Порядок денний на ХХІ століття». - К.: Інтелсфера, 2000. – 360 с.
2. В. Гольтберг Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды. – Ленинград: Гидрометеоиздат, 1987. – 248 с.
3. О. Лущик, С.Петренко, Т. Парак, В. Кіріакіді та ін. Звіт з оцінки впливу господарської діяльності на підземні води – джерела централізованого водопостачання в межах Причорноморського артезіанського басейну (Херсонська область): в 2 кн. – Сімферополь, 2010. – Кн.1. – 104 с.

Підходи до оцінки техногенного навантаження на підземні води від локальних джерел забруднення Електронний ресурс]  / Щербак О.В. // Режим доступу: http://eco.com.ua/

Topics: 
Оцінка: 
0
No votes yet