Научная статья на тему 'Качество подземных вод в северных районах Омской области'

Качество подземных вод в северных районах Омской области Текст научной статьи по специальности «Энергетика и рациональное природопользование»

CC BY
681
55
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ПОДЗЕМНЫЕ ВОДЫ / GROUNDWATER / СЕВЕРНЫЕ РАЙОНЫ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ / NORTHERN REGIONS OF THE OMSK REGION / ЗАГРЯЗНИТЕЛИ ВОДЫ / WATER POLLUTANTS / ЖЕЛЕЗО / IRON

Аннотация научной статьи по энергетике и рациональному природопользованию, автор научной работы — Терлеева О.В., Ушакова И.Г.

Приведена характеристика качества подземных вод на территории Муромцевского и Тарского районов. Пресные подземные воды на территории Омской области теоретически являются одним из наиболее надежных источников обеспечения населения питьевой водой, защищенных от загрязнения с поверхности. Однако ряд районов практически не используют подземные воды в связи с их некондиционным качеством и наличием других источников водоснабжения воды р. Иртыша и р. Оми. Наряду с климатическими условиями, на минерализацию и химический состав подземных вод влияет уровень водообмена, который зависит от литологического состава пород. Результаты мониторинговых исследований воды подземных водоисточников на территории Омской области показывают, что наиболее частые загрязнители воды железо, марганец и аммиак. Источником поступления железа являются глинистые породы и породы органогенного происхождения, доминирующие в неоген-четвертичных и олигоцен-миоценовых отложениях. Переход железа из пород в воду осуществляется под влиянием кислорода в зоне аэрации. Повышенное содержание железа зависит не только от наличия в горных породах растворимых соединений железа, но и от окислительно-восстановительной среды. Подземные железосодержащие воды имеют, как правило, в 80-90 % случаев его бикарбонатные формы. Вне зависимости от концентрации, указанные типы вод содержат также железобактерии, которые в исходной форме в бескислородной среде подземного водозабора неактивны. Однако при поступлении воды в РЧВ или водонапорную башню происходит ее обогащение кислородом, вызывающее бурное развитие железобактерий, они становятся биологически активной коррозионной структурой. Поэтому любые методы обезжелезивания воды, не предусматривающие удаление железобактерий, малоэффективны.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

UNDERGROUND WATER QUALITY IN THE NORTH AREAS OF THE OMSK REGION

Fresh groundwater in the Omsk region is theoretically one of the most reliable sources of providing the population with drinking water, protected from pollution from the surface. However, a number of areas practically do not use groundwater due to their substandard quality and the availability of other sources of water supply Irtysh and the river Om. Along with climatic conditions, the mineralization and chemical composition of groundwater is affected by the level of water exchange, which depends on the lithological composition of the rocks. The results of monitoring studies of underground water sources in the Omsk region show that the most frequent water pollutants are iron, manganese and ammonia. The source of iron is clay rocks and rocks of organogenic origin, which dominate in the Neogene-Quaternary and Oligocene-Miocene sediments. The transition of iron from rocks to water is carried out under the influence of oxygen in the aeration zone. The increased iron content depends not only on the presence of soluble iron compounds in the rocks, but also on the oxidation-reduction medium. Underground iron-containing waters usually have bicarbonate forms of iron in 80-90 % of cases. At the same time, regardless of the concentration, these types of water also contain iron bacteria, which are inactive in the initial form in the anoxic environment of the underground water intake. However, when water enters the RFH or the water tower, oxygen enrichment occurs, causing rapid development of iron bacteria, and they become a biologically active corrosion structure. Therefore, any methods of iron removal from water, which do not involve the removal of iron bacteria and these methods are ineffective.

Текст научной работы на тему «Качество подземных вод в северных районах Омской области»

УДК 556.3.004.12(571.13)

О.В. ТЕРЛЕЕВА, ИГ. УШАКОВА

Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина, Омск

КАЧЕСТВО ПОДЗЕМНЫХ ВОД В СЕВЕРНЫХ РАЙОНАХ ОМСКОЙ ОБЛАСТИ

Приведена характеристика качества подземных вод на территории Муромцевского и Тарского районов. Пресные подземные воды на территории Омской области теоретически являются одним из наиболее надежных источников обеспечения населения питьевой водой, защищенных от загрязнения с поверхности. Однако ряд районов практически не используют подземные воды в связи с их некондиционным качеством и наличием других источников водоснабжения - воды р. Иртыша и р. Оми. Наряду с климатическими условиями, на минерализацию и химический состав подземных вод влияет уровень водообмена, который зависит от литологического состава пород. Результаты мониторинговых исследований воды подземных водоисточников на территории Омской области показывают, что наиболее частые загрязнители воды - железо, марганец и аммиак. Источником поступления железа являются глинистые породы и породы органогенного происхождения, доминирующие в неоген-четвертичных и олигоцен-миоценовых отложениях. Переход железа из пород в воду осуществляется под влиянием кислорода в зоне аэрации. Повышенное содержание железа зависит не только от наличия в горных породах растворимых соединений железа, но и от окислительно-восстановительной среды. Подземные железосодержащие воды имеют, как правило, в 80-90 % случаев его бикарбонатные формы. Вне зависимости от концентрации, указанные типы вод содержат также железобактерии, которые в исходной форме в бескислородной среде подземного водозабора неактивны. Однако при поступлении воды в РЧВ или водонапорную башню происходит ее обогащение кислородом, вызывающее бурное развитие железобактерий, они становятся биологически активной коррозионной структурой. Поэтому любые методы обез-железивания воды, не предусматривающие удаление железобактерий, малоэффективны.

Ключевые слова: подземные воды, северные районы Омской области, загрязнители воды, железо.

Введение

Проблема обеспечения населения Омской области качественной питьевой водой актуальна и оказывает прямое влияние на социальную и экономическую обстановку в регионе. Загрязненность воды в источниках - следствие высокой антропогенной нагрузки на водосборы, отсутствия или слабой инженерной обустроенности водоохранных зон [1], сброса сточных вод, разработки месторождений полезных ископаемых, проведения широкого комплекса земляных и осушительных работ, шахтного водоотлива, строительства гидротехнических сооружений, перераспределения поверхностного стока, использования земных недр для различных целей, проведения мелиоративных мероприятий. Качество питьевой воды «в кране» у потребителя отражает степень эффективности всей технологической цепочки системы водообеспечения, включающей источник водоснабжения, водоподготовку, сети для транспортировки. Потребление питьевой воды ненадлежащего качества - потенциальная угроза здоровью нашего населения, причина хронических, генетических заболеваний и источник острых отравлений.

Объекты и методы

Пресные подземные воды на территории Омской области - теоретически являются одним из наиболее надежных источников обеспечения населения питьевой водой, защищенных от загрязнения с поверхности. Ряд районов практически не используют

© Терлеева О.В., Ушакова И.Г., 2018

подземные воды (Азовский, Марьяновский, Кормиловский, Омский и др.) в связи с их некондиционным качеством и наличием других источников водоснабжения - воды р. Иртыша и р. Оми; другие районы (Большеуковский, Колосовский, Крутинский и др.) используют только подземные воды [2].

Однако точное количество действующих скважин, использующихся для водоснабжения населения, неизвестно, как неизвестно и общее количество бесхозяйных.

Природные некондиционные подземные воды - это воды, которые в естественном состоянии отличаются повышенным содержанием отдельных компонентов при небольшой минерализации.

Результаты исследований

Одним из основных факторов, влияющих на формирование химического состава подземных вод зоны активного водообмена, является интенсивность инфильтрацион-ного питания атмосферными осадками, напрямую связанная с климатом. Наряду с климатическими условиями, на минерализацию и химический состав подземных вод влияет уровень водообмена, который зависит от литологического состава пород. Приказом Федеральной службы [3] в сфере защиты прав потребителей и благополучия населения утвержден Перечень показателей и данных для формирования Федерального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга. Согласно этому приказу исследования, выполняемые в рамках социально-гигиенического мониторинга, необходимо проводить в соответствии с перечнем мониторинговых точек.

В государственной наблюдательной сети на территории Омской области [4; 5] 58 наблюдательных скважин. Исследование питьевой воды из подземных источников фиксируется санитарно-химическими, микробиологическими, вирусологическими и радиологическими показателями. По результатам мониторинговых исследований воды подземных водоисточников на территории Омской области за 2015 г. [4], наиболее частые загрязнители воды - железо, марганец и аммиак.

По данным Государственного доклада «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Омской области в 2015 году» (раздел «Питьевая вода»), превышен среднеобластной показатель по санитарно-химическому загрязнению водоисточников (суммарно) в 13 районах области и г. Омске [6]. В Тевризском, Полтавском, Нижнеомском районах все исследованные пробы воды не соответствовали гигиеническим нормативам. В 10 районах области: Знаменском, Колосовском, Горь-ковском, Седельниковском, Тюкалинском, Омском, Кормиловском, Усть-Ишимском, Русско-Полянском, Муромцевском - удельный вес проб воды, не отвечающих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям, составляет от 51,5 до 82,9 %, по г. Омску показатель - 69,2 %.

По микробиологическим показателям наиболее низкое качество воды отмечается в семи районах области и г. Омске. Самые загрязненные по этому показателю Нижнеомский, Калачинский, Тарский, Омский, Любинский и Муромцевский районы.

В 2015 г. из распределительной сети сельских водопроводов по санитарно-химическим показателям выполнено 5546 исследований проб воды. К районам области с отмеченной низкой долей проб воды из распределительной сети с превышением гигиенического норматива по санитарно-химическим показателям относят Азовский, Исилькульский, Москаленский, Называевский, Одесский, Таврический. Доброкачественная вода по санитарно-химическим, микробиологическим и паразитологическим показателям подается в Москаленском и Называевском районах. Самая безопасная в отношении микробиологического загрязнения питьевая вода подается населению,

проживающему в Большеуковском, Колосовском, Крутинском, Марьяновском, Моска-ленском, Называевском, Полтавском, Тевризском, Тюкалинском, Усть-Ишимском районах. Наиболее загрязненная по микробиологическим показателям - населению в Нижнеомском, Седельниковском, Муромцевском, Кормиловском районах.

Превышение по отдельным показателям качества подземных вод наблюдалось в мониторинговых точках, расположенных почти во всех районах Омской области. Наиболее неблагополучная ситуация в отношении качества воды подземных водоисточников отмечается в Знаменском, Нижнеомском, Тюкалинском, Тевризском и Усть-Ишимском районах.

По результатам мониторинговых исследований питьевой воды [4] из подземных водоисточников на территории Омской области за 2015 г., выявлено несоответствие гигиеническим нормативам по содержанию железа [7; 8] в 218 точках.

Для Омской области характерно превышение содержание железа в подземных водах над ПДК. Источником поступления железа являются глинистые породы и породы органогенного происхождения, доминирующие в неоген-четвертичных и олигоцен-миоценовых отложениях. Переход железа из пород в воду осуществляется под влиянием кислорода в зоне аэрации. Повышенное содержание железа зависит не только от наличия в горных породах растворимых соединений железа, но и от окислительно-восстановительной среды.

На рис. 1 и 2 приведено распределение показателей качества воды по содержанию железа на территории Тарского и Муромцевского районов Омской области. На всей обследованной территории Тарского района (рис. 1) содержание железа в подземных водах значительно превышает нормативные требования к питьевой воде [7; 8] и составляет от 0,46 до 2,02 мг/л. Исключение составляют такие населенные пункты, как Пологрудово, Максима Горького, Усть-Тара, Коренево, Междуречье, Машканка. Здесь железо присутствует в подземных водах в количествах, незначительно превышающих 0,3 мг/л.

Для территории Муромцевского района (рис. 2) содержание железа в подземных водах изменяется от 0,52 до 1,5 мг/л, что не соответствует требованиям [7; 8].

Подземные железосодержащие воды имеют, как правило, в 80-90 % случаев бикарбонатные формы железа. Вне зависимости от концентрации указанные типы вод содержат также железобактерии, которые в исходной форме в бескислородной среде подземного водозабора неактивны.

В тех случаях, когда после водозабора вода не подвергается обработке, а сразу поступает в РЧВ или в водонапорную башню и происходит ее обогащение кислородом, вызывающее бурное развитие железобактерий, они становятся биологически активной коррозионной структурой. В результате происходят коррозия и разрушение стенок труб, вынос железа в воду и ее вторичное загрязнение. Содержание железа может увеличиваться в несколько раз. Поэтому любые методы обезжелезивания воды, не предусматривающие удаление железобактерий, малоэффективны [9].

Обезжелезивание воды от бикарбонатных форм железа осуществляют наиболее простыми методами [10; 11]. Для таких форм характерны, как правило, содержание железа до 10-15 мг/л, рН - до 6, перманганатная окисляемость до 6-8 мг О2/л, отсутствие цветности воды и концентрацией углекислоты до 30-50 мг/л. В этом случае основной метод обезжелезивания - предварительная естественная аэрация (излив), иногда с дополнительным эжектированием и фильтрованием через зернистую загрузку.

В тех случаях, когда указанные выше условия по качеству исходной воды не соблюдаются по ряду показателей (рН 6,3-6,5, окисляемость более 12-15 мг О2/л,

наличие цветности) - приходится встречаться с так называемыми органическими формами железа обычно в зоне болот и торфяников, необходимо применение реагентных методов обезжелезивания с использованием двухступенчатой схемы очистки. Реагенты в обрабатываемую воду вводятся с целью повышения рН, тем самым ускоряя гидролиз железа и хлопьеобразования, коагуляцию хлопьев, окисление закиси железа. Как правило, в реагентных методах обезжелезивания применяется и аэрация, при которой уменьшается расход реагентов для подщелачивания и окисления.

Рис. 1. Содержание солей железа ^е) в подземных водах на территории Тарского района Омской области

Рис. 2. Содержание солей железа ^е)

в подземных водах на территории Муромцевского района Омской области

Заключение

В дальнейшем планируется продолжение исследований по изучению распространения солей жесткости, марганца и аммиака на территории северных районов Омской области и технологий кондиционирования подземных вод для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения.

O.V. Terleeva, I.G. Ushakova

Omsk State Agrarian University namedP.A. Stolypin, Omsk

Underground water quality in the north areas of the Omsk region

Fresh groundwater in the Omsk region is theoretically one of the most reliable sources of providing the population with drinking water, protected from pollution from the surface. However, a number of areas practically do not use groundwater due to their substandard quality and the availability of other sources of water supply -Irtysh and the river Om. Along with climatic conditions, the mineralization and chemical composition of groundwater is affected by the level of water exchange, which depends on the lithological composition of the rocks. The results of monitoring studies of underground water sources in the Omsk region show that the most

frequent water pollutants are iron, manganese and ammonia. The source of iron is clay rocks and rocks of organogenic origin, which dominate in the Neogene-Quaternary and Oligocene-Miocene sediments. The transition of iron from rocks to water is carried out under the influence of oxygen in the aeration zone. The increased iron content depends not only on the presence of soluble iron compounds in the rocks, but also on the oxidation-reduction medium. Underground iron-containing waters usually have bicarbonate forms of iron in 80-90 % of cases. At the same time, regardless of the concentration, these types of water also contain iron bacteria, which are inactive in the initial form in the anoxic environment of the underground water intake. However, when water enters the RFH or the water tower, oxygen enrichment occurs, causing rapid development of iron bacteria, and they become a biologically active corrosion structure. Therefore, any methods of iron removal from water, which do not involve the removal of iron bacteria and these methods are ineffective.

Keywords: groundwater, northern regions of the Omsk region, water pollutants, iron.

Список литературы

1. СанПиН 2.1.4.1110-02. Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения. М. : Минздрав России, 2002. 13 с.

2. Ушакова И.Г., Горелкина Г.А О состоянии систем сельскохозяйственного водоснабжения в Омской области // Инновации в природо-обустройстве и защите в чрезвычайных ситуациях : материалы Междунар. науч.-практ. конф. Саратов, 2016. С. 50-54.

3. Приказ Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека от 30.12.2005 «О перечне показателей и данных для формирования ФИФ СГМ» № 810. М., 2005.

4. ФБУЗ «ЦГиЭ в Омской области» [Электронный ресурс]. URL : http://www.omsksanepid.ru/.

5. ТЦ ГМСН ОАО «ОГРЭ» [Электронный ресурс]. URL : http://www.omgre.su/

6. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Омской области в 2015 году : Государственный доклад / Управление Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Омской области, 2016. С. 220.

7. СанПиН 2.1.4.1074-01. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. М. : Госкомсанэпиднадзор России, 2002. [Электронный ресурс]. URL : http://www.mhts/ru/biblio/SNIPS/Sanpiny/2.1.4.1074 -01/2.1.4.1074-01.htm.

8. СанПиН 2.1.4.1175-02. Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана водоисточников. М., 2003. 11 с.

9. Журба М.Г., Соколов Л.И., Говорова Ж.М. Водоснабжение. Проектирование систем и сооружений: учеб. пособие. Т. 2. Очистка и кондиционирование природных вод ; 3-е изд., перераб. и доп. М. : Изд-во Ассоц. строит. вузов, 2010. 552 с. [Электронный ресурс]. : URL : http://www.studentlibrary.ru.

References

1. SanPiN 2.1.4.1110-02. Zony sanitarnoj ohrany istochnikov vodosnabzheniya i vodoprovodov pit'evogo naznacheniya. M. : Minzdrav Rossii, 2002. 13 s.

2. Ushakova I.G., Gorelkina G.A. O sostoyanii sistem sel'skohozyajstvennogo vodosnabzheniya v Omskoj oblasti // Innovacii v prirodoobustrojstve i zashchite v chrezvychajnyh situaciyah : materialy Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Saratov, 2016. S. 50-54.

3. Prikaz Federal'noj sluzhby po nadzoru v sfere zashchity prav potrebitelej i blagopoluchiya cheloveka ot 30.12.2005 "O perechne pokazatelej i dannyh dlya formirovaniya FIF SGM" № 810. M., 2005.

4. FBUZ "CGiE v Omskoj oblasti" [Ele-ktronnyj resurs]. URL : http://www.omsksanepid.ru/.

5. TC GMSN OAO "OGRE" [Elektronnyj resurs]. URL : http://www.omgre.su.

6. O sostoyanii sanitarno-epidemiologi-cheskogo blagopoluchiya naseleniya v Omskoj oblas-ti v 2015 godu : Gosudarstvennyj doklad / Upravlenie Federal'noj sluzhby po nadzoru v sfere zashchity prav potrebitelej i blagopoluchiya cheloveka po Omskoj oblasti, 2016. S. 220.

7. SanPiN 2.1.4.1074-01. Pit'evaya voda. Gi-gienicheskie trebovaniya k kachestvu vody centra-lizovannyh sistem pit'evogo vodosnabzheniya. Kontrol' kachestva. M. : Goskomsanepidnadzor Rossii, 2002. [Elektronnyj resurs]. URL : http://www.mhts/ru/biblio/SNIPS/SanpinyZ2.1.4.1074 -01/2.1.4.1074-01.htm.

8. SanPiN 2.1.4.1175-02. Gigienicheskie tre-bovaniya k kachestvu vody necentralizovannogo vodosnabzheniya. Sanitarnaya ohrana vodoistochni-kov. M., 2003. 11 s.

9. Zhurba M. G., Sokolov L.I., Govorova Zh.M. Vodosnabzhenie. Proektirovanie sistem i sooruzhenij: ucheb. posobie. T. 2. Ochistka i kondicionirovanie pri-rodnyh vod ; 3-e izd., pererab. i dop. M. : Izd-vo Assoc. stroit. vuzov, 2010. 552 s. [Elektronnyj resurs]. URL : http://www.studentlibrary.ru.

10. СП 31.13330.2012. Водоснабжение. Наружные сети и сооружения. [Электронный ресурс]. URL : http://www/fireman/ru/bd/snip/2-04-02-84/2-04-02-84-3.html.

11. Ушакова И.Г., Горелкина Г.А., Маджу-гина А.А., Корчевская Ю.В. Условия эффективной водоочистки маломутных природных вод высокой цветности // Электрон. науч.-метод. журн. Омского ГАУ. 2015. № 2 (2), июль - сентябрь. [Электронный ресурс]. URL : http:// e-journal. omgau.ru/index.php/2015-god/2/19-statya-2015-2/173-00044.

Терлеева Ольга Викторовна, магистрант, Омский ГАУ, olika_1992@bk.ru; Ушакова Ирина Григорьевна, канд. геогр. наук, доц., Омский ГАУ, ig.ushakova@omgau.org.

10. SP 31.13330.2012. Vodosnabzhenie. Naruzhnye seti i sooruzheniya. [Elektronnyj resurs]. URL : http ://www/fireman/ru/bd/snip/2-04-02-84/2-04-02-84-3.html.

11. Ushakova I.G., Gorelkina G.A., Madzhugina A.A., Korchevskaya Yu.V. Usloviya effektivnoj vodoochistki malomutnyh prirodnyh vod vysokoj cvetnosti // Elektron. nauch.-metod. zhurn. Omskogo GAU. 2015. № 2 (2), iyul' - sentyabr' [Elektronnyj resurs]. URL : http://e-journal. om-gau.ru/index.php/2015-god/2/19-statya-2015-2/173-00044.

Terleeva Olga Viktorovna, Masters Omskiy SAU, olika_1992@bk.ru; Ushakova Irina Grigorievna, Cand. Geogr. Sci., Ass. Prof., Omsk SAU, ig.ushakova@omgau.org

УДК 620.9

В.В. ТРОЦЕНКО, А.И. ЗАБУДСКИЙ, А.В. ШИМОХИН

Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина, г. Омск СПОСОБ УЧЕТА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ

Как известно, тарифы должны стимулировать потребителей электрической энергии к выравниванию суточной нагрузки. Это позволяет увеличить коэффициент полезного действия электрических станций, то есть снизить себестоимость производства электрической энергии и сократить ее потери при передаче. Для потребителя выравнивание суточного графика нагрузки связано, как правило, с проведением организационных мероприятий по изменению суточного графика производственных процессов и режима жизнедеятельности человека, внедрением автоматизации технологических процессов, установок, машин и проч. В настоявшее время возможно применение счетчиков электрической энергии с различными тарифами. Потребителям электроэнергии предоставлено на выбор три вида тарифного учета: одноставоч-ный; двухставочный; дифференцированный по двум зонам суток (дневная зона (7.00-23.00) ночная зона (23.00-7.00)); по трем зонам суток (пиковая зона (07.00-10.00 и 17.00-21.00), ночная зона (23.00-7.00), полупиковая зона (10.00-17.00 и 21.00-23.00)). Многотарифный учет электроэнергии позволяет снизить нагрузку на электросеть в самое популярное время и повысить ее в ночные часы, когда потребление минимально. Рассмотрены способы расчета за электрическую энергию в трехкомнатной квартире, выделены их особенности и преимущества использования применительно к Омской области. Проведен анализ энергопотребления бытовыми потребителями. Выполнены расчеты срока окупаемости, экономии при оплате электроэнергии за месяц при двухтарифном учете по сравнению с одноставочным. Предложены действия для более эффективного внедрения предлагаемого двухтарифного расчета.

Ключевые слова: экономия, затраты на электроэнергию, двухтарифные счетчики, энергетический показатель.

Введение

Сегодня потребители электрической энергии имеют возможность выбора одного из вариантов тарифов для расчетов за электроэнергию:

© Троценко В.В., Забудский А.И., Шимохин А.В., 2018

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.