CC BY
18
УДК 551.49
ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНОЙ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ И ОБОСНОВАНИЕ СИСТЕМЫ ПРИРОДООХРАННЫХ МЕРОПРИЯТИЙ В МЕСТАХ ВЫХОДОВ ГРУНТОВЫХ ВОД В УСЛОВИЯХ ОБЩЕЙ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ
© 2008 г. С.Ю. Уваров
In given article the basic problems of drinking water supply of the Voronezh area are opened. The substantiation of use of spring waters as alternative source of drinking water supply is resulted. Strategy of a regional ecological policy and ecological safety in which basis results of integrated research of springs of the Voronezh area are put is formulated.
Эффективность и рациональность природопользования в нашем регионе необходимо повышать как внедрением новых геоинформационных технологий и технологических приемов контроля и экологической оценки (математическое моделирование), так и совершенствованием управленческих механизмов в природопользовании: мониторинг параметров и индикаторов окружающей среды.
В ряде районов сложилось неудовлетворительное качество питьевой воды. Так, в Кантемировском районе отмечается наивысший в области удельный вес проб питьевой водопроводной воды, не соответствующих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям (около 90 %), а в Каменском - по микробиологическим. В Таловском и Богучарском районах более 80 % проб питьевой водопроводной воды не отвечают гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям. В Калачеевском, Бобровском, Новоусманском, Каширском, Воробьевском и Терновском районах более 60 % проб питьевой водопроводной воды не отвечают гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям, а в Нижнедевицком Центром Госсанэпиднадзора микробиологическое загрязнение обнаруживается в 15 % проб питьевой водопроводной воды, что является одним из самых худших показателей в Воронежской области.
Сегодня одной из альтернативных мер по улучшению качества питьевого водоснабжения является применение родниковых вод.
Специалистами кафедры экологического образования ВГПУ была проведена работа по оценке качества природных родниковых вод Воронежской области. На основе выполненных расчетов определена типизация родников по гидроэкологическим показателям, в основу которой положены принципы выделения биогидрогеохимических провинций, рассмотренных А.Н. Вороновым и А.В. Шварцем (1995). Здесь на основании медико-биологических исследований рекомендуются классы концентрации элементов в питьевых водах, отвечающие потребностям организма в их суточном приеме, и выделяются категории качества вод по диапазону концентраций биологически активных компонентов: дефицитная, оптимальная, избыточная, недопустимая (табл. 1).
Таблица 1
Категории качества воды
Элемент Класс концентрации элементов, мг/дм3
Дефицитный Оптимальный Избыточный Недопустимый
Кальций <50 50 -100 100 -200 >200
Магний <8 8 -40 40 -120 > 120
Марганец <0,1 0,1 -0,3 0,3 -0,5 >0,5
Железо <0,3 0,3 -0,8 0,8 -1,0 > 1
Медь <0,1 0,1 -0,2 0,2 -1,0 > 1
Барий <0,05 0,05 -0,1 0,1 -0,7 >0,7
Калий <50 50 -100 100 -200 >200
Предложенный принцип выделения биогидрогео-химических провинций используется также при характеристике экологического состояния пресных вод зоны интенсивности водообмена гидролитосферы бассейна Верхнего Дона.
В картографическом редакторе ГИС MapInfo 7.0 градиентным методом построена карта гидроэкологических условий родников Воронежской области (рисунок).
Качество вод, применяемых для питьевого водоснабжения, регламентируется нормами, определенными ГОСТом 2874-82 «Вода питьевая» требованиями, изложенными в Санитарных нормах и правилах (СанПиН) 1996 г. Нормы качества питьевой воды включают три показателя: бактериологический, орга-нолептический и химический состав воды.
Бактериологический показатель характеризуется количеством патогенных бактерий в воде; органолеп-тический - связан с восприятием воды органами чувств человека (запах, привкус, цветность и мутность воды).
Показатели химического состава включают предельно допустимые концентрации (ПДК) веществ, встречающихся в природных водах и появляющихся вних в результате действия естественных природных условий или техногенных факторов, вызывающих промышленное, сельскохозяйственное и коммунальное загрязнение подземных вод.
Ареалы распространения выходов родниковых вод. Места выходов подземных вод: а - неоген-четвертичного водоносного горизонта; б - палеоген-неогенного; в - верхнедевонского; г - мелового водоносного горизонта
Органолептические показатели определяются особенностями химического состава воды, поэтому химический состав является доминирующим в оценке качества питьевой воды.
Российские требования к качеству вод изложены в соответствующих методических указаниях к проведению работ по гидрогеологии, учитывают около 72 показателей. Наиболее существенные из них приведены в табл. 2.
Методом интерполяции мы выделили ареалы распространения выходов родниковых вод, относящихся к различным водоносным горизонтам (рисунок).
Качество питьевых вод функционально связано с загрязнением подземных вод, под которым понимается вызванное антропогенной деятельностью изменение качества воды (физических, химических, биологических свойств) по сравнению с ее естественным состоянием, которое делает эту воду частично или полностью непригодной для использования.
Таблица 2
Показатели качества питьевой воды (извлечение из требований СанПиНа 1996 г.)
Показатель Концентрация
Сухой остаток, мг/дм3 1000
Хлориды 350
Сульфиты 500
Нитраты 45
Железо 0,3
Марганец 0,1
Фтор 0,7 -1,5
Барий 0,7
Цинк 5
Свинец 0,03
Жесткость, ммоль/дм3 7
РН 6,0 -9,0
Обязательной характеристикой подземных вод зоны интенсивного водообмена, используемых для
питьевого водоснабжения населения, является содержание биологически активных компонентов (железо, фтор, марганец, свинец, медь, молибден, селен, бор).
По данным анализа массивов химических анализов проб воды, отобранных на ключевых участках бассейна Верхнего Дона, следует, что указанные элементы в том или ином количестве присутствуют в эксплуатационных (продуктивных) водоносных горизонтах мезо-кайнозоя.
Проанализировав качественный состав биоэлементов, мы выделили ассоциации элементов семейства железа: марганец, железо, титан и хром; семейства серы: медь, цинк, а также литофильные: барий, стронций.
Все они в том или ином количестве присутствуют в пресных водах, но наиболее распространены: Fe, Mn, Сщ меньше - Zn, Mo, Pb и редко - Be, Se, As. Концентрации большинства биохимических элементов в пресных водах обычно ниже значений ПДК для пресных подземных вод питьевого назначения.
В аллювиальном современном водоносном горизонте речных долин Верхнего Дона широко распространены железо, марганец, алюминий, цинк, фтор, свинец. Среднестатистические их значения находятся в пределах: Fe - 0,01 - 1,4 мг/дм3; F - 0,12 - 0,35, Zn -0,1 - 0,7, Мп - 0,03 - 0,4, Ва - 0,01 - 0,03 мг/дм3.
В водоносном комплексе верхнечетвертичных отложений, распространенном на площадях речных террас, следующие концентрации: Fe - 0,01 - 0,4; F - до 0,38, Zn - 0,42 - 1,2, Мп - 0,01 - 0,6, Ва - 0,01 -0,02 мг/дм3.
В водоносном комплексе неогеновых отложений Окско-Донской низменности содержание Fe колеблется от следов до 0,4 мг/дм3, F - 0,05 - 0,4; А1 - 0,1 -0,8; Zn - 0,008 -0,07; Ва - до 0,06; С^ -0,01 -0,05 мг/дм3.
В водоносных горизонтах нижне- и верхнемеловых отложений концентрация Fe - до 0,3 мг/дм3, Мп -0,01 - 0,7; Ва - 0,001 - 0,02; ^ - 0,03 -0,2 мг/дм3.
Несомненный интерес представляют элементы, концентрации которых повышены в водах. К таким относятся железо, марганец, барий, медь. Эти элементы биологически активны, и именно они влияют на потребительские качества воды. Желательно иметь сведения о распространении всех 30 биологически активных элементов в подземных водах, пригодных для водоснабжения, но в настоящее время это не представляется возможным. Поэтому для рассматриваемого региона целесообразно изучить приоритетные компоненты, имеющие наибольшее значение, к числу которым в пресных подземных водах рассматриваемой территории относятся кальций, магний, фтор, йод, железо, алюминий, барий и радий. Таким образом, в районах распространения родников верхнечетвертичного водоносного горизонта наблюдается дефицит железа, бария. В районах распространения родников неогенового комплекса небольшой дефицит меди. В районах распространения родников верхнемелового комплекса наблюдается избыток марганца.
Озабоченность экологическим состоянием природной среды определила новый аспект использования родников - как поставщиков экологически чистого продукта (воды). Для этих целей могут быть рекомендованы крупнодебитные источники глубоких
водоносных горизонтов мелового и девонского возраста, сконцентрированные на правобережье р. Дон и в нижних течениях её притоков - р. Потудань, Битюг, Осередь. К первоочередным объектам могут быть отнесены родники в окрестностях следующих населённых пунктов: Нижний Кисляй (Бутурлиновский район), Колодежное и Белогорье (Подгоренский район), Верхние Марки (Каменский район), Сердюки (Репьевский район), Гремячье (Хохольский район), Хвощеватка (Семилукский район).
Нами разработана стратегия региональной экологической политики и экологической безопасности, в основу которой положены результаты интегрального исследования родников Воронежской области, проведенной с учетом региональной программы «Экология и природные ресурсы Воронежской области на 2002 - 2010 годы». Схема состоит из отдельных блоков мероприятий. Блоки последовательно связаны между собой принципиально, но каждый из них имеет свою социальную и ведомственную направленность.
Организационно-технический блок. Работы по выполнению этой части программы предполагают участие органов Санэпиднадзора, различных кадастровых и мониторинговых учреждений, также органов местного самоуправления. Цель работ -регистрация и паспортизация малых водных объектов (родников), их гидрологическая и эколого-гигиени-ческая оценка; выявление наиболее благоприятных источников по санитарно-рекреационному показателю; подтверждение либо опровержение информации о целебности вод освященных источников аналитическим путём, так как она базируется на достоверном, но недостаточно точном человеческом опыте. Родниковая вода зачастую вкуснее, физически и микробиологически чище поверхностной воды в данном районе. Но ее микроэлементный состав остаётся невыясненным. Задачей первого блока также является и обустройство выходов родниковых вод на поверхность. Решение этой задачи возможно при сотрудничестве органов местного самоуправления и церкви.
Культурно-эстетический блок предполагает использование родников для паломничеств и в качестве объектов поклонения при исполнении культовых обрядов различных религиозных конфессий. В Воронежской области часть родников учтена существующими районными благочиниями православной церкви. Воды родников освящены, некоторые из них носят имя «Святой колодец» (Бутурлиновский, Ольховатский, Грибановский районы). Объектами культового направления являются преимущественно средние и большие источники. Соответственно, обустройство их связано со строительством срубов, беседок, павильонов с иконами, сооружением подходов к источнику и оформлением мест для свершения религиозных действий.
Медико-социальный блок включает в себя применение родниковых вод в лечебно-оздоровительных целях. Особенно это касается минерализированных вод. На территории Воронежской области широко распространены воды первой бальнеологической группы - без специфических компонентов и свойств. Это воды сульфатно-хлоридного или хлоридно-сульфатного хи-
мического класса, преимущественно кальциевого или натриевого-кальциевого подкласса с минерализацией от 0,1 до 10,0 г/дм3. Это Углянческая, Икорецкая, Бобровская и Липецкая минеральные воды.
В Воронежской области для бальнеологических целей используются два месторождения вод первой бальнеологической группы: Углянческое, расположенное в 30 км к северо-востоку от г. Воронежа, и Икорецкое, в 65 км к юго-востоку. Эти воды приурочены к песчаникам, известнякам нижнего девона и коре выветривания кристаллических пород архейско-протерозойского возраста. По химическому составу воды типизированы как сульфатно-хлоридные на-триево-кальциевые.
Производственный блок. Организация работ по изучению возможностей промышленного получения экологически чистой родниковой воды на первом этапа должна включать:
1. Натуральные полевые обследования рекомендуемой площади и выбор конкретных объектов.
Воронежский государственный педагогический университет
2. Постановка режимных наблюдений за дебитом родника и качеством воды.
Следует отметить, что при известных параметрах «абсолютная отметка родника» (кровля водоносного горизонта) и «абсолютная отметка местности» принципиально возможно, с минимальными затратами, вскрытие дополнительных выходов подземных вод на дневную поверхность вблизи ныне действующих источников. Обустройство родника для промышленного освоения связано с комплексом строительных мероприятий (промышленные объекты, подъездные пути и т.п.). До настоящего времени родник является саморегулирующимся геологическим объектом. Повышенная антропогенная нагрузка и интенсификация водосбора может спровоцировать негативные экзогенные процессы, характерные для конкретного вида водовмещающих пород (геологического разреза), поэтому на всех этапах работ необходимы консультации и заключения специалистов-геологов.
28 июня 2007 г
