Подземные воды Беларуси как источник жизнеобеспечения и технологических проблем AUTOEXP.ORG BAES
Подземные воды Беларуси как источник жизнеобеспечения и технологических проблем Печать E-mail
В последние десятилетия водные ресурсы планеты становятся фактором политики не в меньшей степени, чем нефть и газ. Социальные и экологические вызовы конца ХХ – начала XXI веков спровоцировали дополнительные обострения в этой сфере потребления человечества, что вызывает озабоченность международной общественности. 

В связи с этим в марте 2005 года под эгидой ЮНЕСКО стартовала международная Программа «Water for life» («Вода для жизни»). На состоявшемся 23-27 апреля 2007 года в Санкт-Петербурге Международном симпозиуме «Будущее гидрогеологии» было принято решение о созыве в 2009-2010 гг. Гидрогеологического съезда стран СНГ с целью активизации исследований подземных вод как важнейшего полезного ископаемого современности. И примечательно, что 2008 год был объявлен Международным годом планеты Земля. Это еще один стимул исследований геологии планеты, ее ресурсного потенциала, состояния планетарной экологии (геоэкологии), в т.ч. атмосферы, гидросферы и биосферы в самом широком смысле этого понятия. В последние десятилетия для стран мирового содружества, и Беларуси в их числе, особое значение приобретает проблема воды и водопользования…

Из-за повсеместного загрязнения речных вод и русловых отложений практически всей гидрографической сети, более 95 % потребностей Беларуси в хозяйственно-питьевой воде покрывается за счет скважинной эксплуатации подземных водоносных горизонтов. Но подземная вода — это не просто ординарная вода, это в первую очередь возобновляемое полезное ископаемое, геологический объект с весьма специфическими условиями формирования и эксплуатации. От того, насколько адекватно учитываются особенности подобного геологического объекта и профессионально грамотно разрабатываются технологии добычи подземных вод, зависит не только их качество, но и сохранность самого месторождения подземных вод.

Еще одна особенность, которую следует учитывать при рассмотрении тех или иных аспектов изучения и использования подземной гидросферы, — это глобальная гидрогеохимическая зональность земной коры и части верхней мантии. Верхние позиции в ней занимают пресные (содержание солей <1 г/дм3) подземные воды (за исключением некоторых аридных областей земного шара, где пресноводная зона может отсутствовать), средние - минерализованные воды (1<М<35 г/дм3). Наконец, нижние позиции, вплоть до глубин тепловой фазовой неустойчивости молекулярной воды (~375-450 оС), занимают высокоминерализованные «рассольные» воды (рассолы) с содержанием солей до 600-700 г/дм3.

Подобная гидрогеохимическая зональность, в соответствии с которой слой пресных питьевых вод «плавает» на более минерализованных водах, свойственна и геологическим структурам территории Беларуси ([1], рис. 1), при этом мощность (толщина) слоя пресных подземных вод, в среднем, достигает 300-350 м, в отдельных местах его мощность может уменьшаться до 50-150 м, в других – увеличиваться до 1000-1200 м ([1, 2], рис. 2). Причины подобных вариаций толщины слоя пресных вод связаны как с геологическими, так и искусственными процессами (эксплуатационное водопонижение, сработка запасов пресных вод и пр.).

1. Ресурсы пресных подземных вод

Общий статический объем пресных подземных вод в пределах Беларуси варьирует от 7,85 до 10,47 тыс.км3 [2]. Естественные ресурсы пресных подземных вод оценивают величиной 15,9 км3/год (43,56 млн. м3/сут), а прогнозные эксплуатационные ресурсы -- 18,10 км3/год (49,6 млн. м3/сут). По состоянию на 01.01.2004 г., в Беларуси разведано 256 месторождений пресных подземных вод с общими утвержденными эксплуатационными запасами 6,5 млн. м3/сут [3]. При величине прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод 18 104 млн.м3/год и прогнозной численности населения в 2020 г., равной 9,03 млн.человек (прогноз НИЭИ Министерства экономики Республики Беларусь), потенциальные возможности водообеспечения в республике достигают 2 005 м3/год на одного человека. Это в 2 раза превышает достаточный для развития и социально-экономических потребностей уровень водообеспеченности, оцениваемый по данным материалов ООН в 1 000 м3/год.

Эксплуатация пресных подземных вод осуществляется как одиночными скважинами (более 40 тысяч), так и групповыми водозаборами (до 150-155). Из утвержденных запасов на водозаборах в 2001 г. водоотбор составил 1817,6 тыс.м3/сут или 41 % от разведанных, из неутвержденных запасов водоотбор достиг 1157,1 тыс.м3/сут, всего 2974,7 тыс.м3/сут (табл. 1).

В 2002 г. общий водоотбор из подземных и поверхностных источников составил примерно 2 км3, из которых около 0,1 км3 переброшено из реки Вилия в реку Свислочь для обводнения города Минска. Потребление воды на одного жителя в целом по республике составило 218 л/сут, что выше, чем в большинстве стран Европы (100-150 л/сутки). В основном, хозяйственно-питьевое водоснабжение республики осуществляется за счет подземных вод. Из поверхностных вод частично обеспечиваются города Полоцк, Минск, Гомель и Гродно.

Касаясь использования ресурсов подземных вод в целом по Беларуси, административным областям и объектам водопотребления, следует отметить довольно низкое освоение прогнозных ресурсов (4-8 %) и эксплуатационных запасов (до 32-47 %) подземных вод (табл. 1, рис. 3), а также преимущественное расходование воды в системах хозяйственно-питьевого и промышленного водоснабжения (рис. 4, [5]). Только промышленные предприятия г. Минска ежегодно потребляют для технических нужд 90 тыс.м3/сут пресных подземных вод, в то время как для питьевых целей население города использует 180 тыс.м3/сут поверхностных вод из Минско-Вилейской водной системы, имеющих гораздо более низкое качество. Последнее обстоятельство свидетельствует о явно нерациональной организации систем водоснабжения столицы Беларуси и, конечно же, давно нуждается в коренном пересмотре в пользу населения.

В целом, можно констатировать, что Беларусь обладает значительными ресурсами пресных подземных вод, многократно превышающими современные и перспективные объемы их потребления. Основные проблемы в использовании подземных вод как в настоящее время, так и в перспективе будут обусловлены их качеством.

2. Качество подземных вод

Сложнее складывается ситуация с качеством подземных вод. В целом для Республики Беларусь свойственны маломинерализованные (от 15-50 до 500-700 мг/дм3) подземные воды преимущественно гидрокарбонатного кальциевого состава (рис. 5), которые на участках, не испытывающих хозяйственного загрязнения, в основном, удовлетворяют общим требованиям европейского и белорусского стандартов, что хорошо проиллюстрировано результатами наших исследований (табл. 2, 3). Вместе с тем, известны обширные территории, где их качество не соответствует указанным стандартам из-за высокого содержания железа, реже марганца, бора, а также практически повсеместного дефицита фтора и йода.

Высококачественные подземные воды, удовлетворяющие требованиям стандартов качества питьевых вод, широко распространены в Беларуси, тяготея к залесенным территориям, не затронутым ни промышленным, ни сельскохозяйственным освоением. Однако и здесь далеко не всегда в подземных водах содержание фторидов соответствует оптимальному уровню 0,7-1,5 мг/дм3 (СанПиН 10-124 РБ 99), повсеместно наблюдается острый дефицит йода (оптимум 0,1 мг/дм3), часто имеют место превышения по содержанию бора (0,5 мг/дм3), железа (0,3 мг/дм3), марганца (0,1 мг/дм3) и многих других загрязнителей природного происхождения.

Типичными представителями элементов-загрязнителей подземных вод, происхождение которых связывается с подземными геохимическими процессами взаимодействия воды и вмещающих пород, являются железо, марганец, бор, фтор, некоторые другие элементы и соединения. Железо широко распространено в подземных водах Восточно-Европейской платформы, четвертичный осадочный комплекс в пределах которой в значительной мере сложен ледниковыми и постледниковыми образованиями. На территории Беларуси железистое загрязнение подземных вод указанного комплекса отложений прослеживается практически повсеместно, что серьезно осложняет их хозяйственно-питьевое использование. При содержании железа в воде более 0,3 мг/дм3 последняя нуждается в обезжелезивании. Высокое содержание железа в водах является важнейшей проблемой, которую приходится решать при эксплуатации многих групповых водозаборов и одиночных скважин. Более 70 % артезианских скважин на территории Беларуси имеют воду с содержанием железа, превышающим уровень ПДК (0,3 мг/дм3), а в зоне Полесья доля этих скважин достигает 90-95 %.

Во многих случаях, наряду с железом, подземные воды сверхнормативно (допустимо 0,1 мг/дм3) обогащены марганцем, источником которого (как, впрочем, и железа) являются преимущественно породы и минералы моренного и флювиогляциального комплекса ледниковых отложений.

Повышенные (сверхнормативные) концентрации фтора и бора в пресных питьевых водах в большинстве случаев связываются с подтягиванием к водозаборным скважинам фтор- и борсодержащих хлоридных вод верхнепротерозойского водоносного комплекса. Эффективным способом нейтрализации этого процесса может быть регулирование гидродинамического воздействия на верхнепротерозойскую пластовую системы при эксплуатации вышезалегающих водоносных горизонтов.

Начиная с 40-х годов прошлого столетия, на природное геолого-геохимическое загрязнение подземных вод питьевого регистра накладывается еще более интенсивное и разнообразное антропогенное загрязнение: промышленное, сельскохозяйственное, муниципальное и хозяйственно-бытовое. В результате грунтовые воды, а во многих местах и глубоко залегающие напорные, загрязнены нитратами, тяжелыми металлами, высокотоксичными металлорганическими ионными композициями, пестицидами, а также легко летучими органическими веществами высоких классов опасности (бензол, транс-1,2-дихлорэтилен, фенол, анилин, сероуглерод и др.) [10].

Загрязнение поверхностных и подземных вод отходами производства и потребления – общемировая проблема, однако для Республики Беларусь, как и множества других развивающихся стран, эта проблема усугубляется практически полным отсутствием современной инфраструктуры и экологоприемлемых технологий обращения с отходами. В результате, из строя выводятся многие эксплуатационные скважины, отдельные крупные водозаборы и месторождения подземных вод, соответственно уменьшаются и ранее оцененные ресурсы питьевых подземных вод – этого важнейшего геологического и стратегического потенциала Беларуси…

В отличие от сельскохозяйственного и коммунально-бытового загрязнений, которые охватывают весьма обширные площади (пахотные земли, приусадебные участки, селитебные территории), промышленное загрязнение проявляется, в основном, на локальных участках, однако по многим компонентам загрязнения оно своей интенсивностью их превосходит. В целом перечень компонентов промышленного загрязнения исключительно разнообразен и определяется, главным образом, характером производства и перечнем веществ, применяемых, либо образующихся в технологических процессах. На предприятиях машиностроения и металлообработки — это нефтепродукты, тяжелые металлы; на предприятиях пищевой промышленности — органические вещества, хлориды и т.д.

На территории Беларуси наиболее яркими примерами промышленного загрязнения являются техногенные ореолы, сформировавшиеся в районе Солигорских калийных комбинатов и Гомельского химического завода. В районе солеотвалов и шламохранилищ Солигорских калийных комбинатов на площади более 15 км2 сформировалась зона хлоридно-натриевого засоления подземных вод, которая охватывает не только горизонт грунтовых вод, но и также глубоко залегающие межморенный водоносный горизонт, палеогеновый и меловой водоносные комплексы.

В районе Гомельского химического завода на участках складирования твердых отходов (отвалы фосфогипса) и хранилищ жидких отходов (шламонакопители и др.) подземные воды интенсивно загрязнены по фосфатам, фтору, сульфатам, натрию и хлору.

Сельскохозяйственное загрязнение характеризуется меньшей интенсивностью, но охватывает обширные площади сельхозугодий и является, таким образом, региональным. Часто различные виды и площади загрязнений накладываются друг на друга. Так, например, в сельских населенных пунктах на коммунально-бытовое загрязнение повсеместно накладывается сельскохозяйственное, а в городах – промышленное и транспортное.

На площади всех сельскохозяйственных земель, где вносятся минеральные или органические удобрения, естественный гидрогеохимический фон подземных вод существенно нарушен. В первую очередь, это выражается в росте содержания в водах таких компонентов как NO3-, Cl-, SO42-, K+, Na+ и некоторых других. Участками особенно интенсивного сельскохозяйственного загрязнения неглубоко залегающих подземных вод являются животноводческие фермы и поля орошения животноводческими стоками. Загрязнение выражается здесь в росте содержания в воде нитратов (до 80-150 мг/дм3), аммония (до 5-18 мг/дм3), хлоридов (до 100-180 мг/дм3) и других компонентов.

В пределах сельских и городских населенных пунктов химический состав грунтовых, а, нередко, и напорных подземных вод трансформируется под влиянием коммунально-бытового загрязнения. Оно формируется за счет утечек из выгребных ям и канализационных систем, поступления в подземные воды загрязненных стоков с полей фильтрации и свалок бытовых отходов. В пределах сельских населенных пунктов этому загрязнению, как правило, сопутствует сельскохозяйственное загрязнение (приусадебные участки, скотные дворы и др.), а в городах на коммунально-бытовое загрязнение накладывается промышленное загрязнение.

Основными компонентами коммунально-бытового загрязнения являются азотсодержащие соединения (NO3-, NO2-, NH4+), хлориды и сульфаты, синтетические моющие средства и другие соединения. Коммунально-бытовые стоки характеризуются исключительно высокими уровнями микробиологического загрязнения. Воды колодцев нередко имеют неудовлетворительное качество из-за повышенной минерализации (более 1 000 мг/дм3), общей жесткости (более 7,0 мг-экв/дм3), содержания хлоридов (более 350 мг/дм3). Однако наиболее часто из разряда кондиционных их выводят повышенное (более 45 мг/дм3) содержание нитратов (рис. 6). В выборке из 1 029 анализов среднее содержание нитратов в водах колодцев составляет 150,9 мг/дм3 (более 3 ПДК), а максимальное достигает 1000-2490 мг/дм3.

Подавляющая часть (более 82 %) колодцев, составляющих основу водоснабжения многих сельских населенных пунктов и небольших городов, не удовлетворяет санитарным нормам по химическим (NO3-, Cl- и др.) и микробиологическим показателям. Между тем в подобных населенных пунктах проживает более трех миллионов человек.

К категории коммунально-бытового загрязнения относится также загрязнение подземных вод, формирующееся в пределах свалок (полигонов твердых бытовых отходов, ТБО) и очистных сооружений коммунальных служб. Так, в грунтовых водах районов полигонов бытовых отходов г. Минска содержится обширный комплекс тяжелых металлов 1-3 классов опасности: бериллий, ванадий, хром (Северный, до 1233 мкг/дм3 при ПДК=500), марганец (Тростенец, до 215 мкг/дм3 при ПДК=100), кобальт, никель (Тростенец, до 199 мкг/дм3 при ПДК=100; Северный, до 576 мкг/дм3), медь, цинк, мышьяк, селен, молибден, кадмий (Северный, до 1,89 мкг/дм3 при ПДК=1), барий и свинец, источниками которых являются фильтраты свалочного субстрата отходов [10]. Столь обширный набор высокотоксичных тяжелых металлов свойственен всем компонентам свалок (субстрат, фильтраты, почвы, поверхностные и грунтовые воды, растительность), что ставит их в число опаснейших источников загрязнения природных комплексов, среды обитания человека и прямого негативного воздействия на живые организмы.

Помимо тяжелых металлов в составе фильтратов коммунально-бытовых отходов нашими исследованиями установлен обширный набор легко летучих органических соединений [10]. Наиболее многочисленными являются группы углеводородов и алкилзамещенных фенолов. В свою очередь, группу углеводородов составляют, главным образом, представители ароматического ряда. Ниже приводится предварительная классификация основных органических соединений фильтратов и некоторые индивидуальные компоненты в составе отдельных классов с указанием уровней токсикологической опасности.

  • Углеводороды: бензол (2); толуол (3); этилбензол; 1,2-, 1,3- и 1,4-ксилолы (3); 1-этил-2-метил-, 1-этил-3-метил- и 1-этил-4-метилбензолы; 1,3,5-триметил-, 1,2,4-триметил- и 1,2,3-триметилбензолы; 1-метил-4-изопропилбензол; нафталин (4); лимонен; камфен.
  • Хлоруглеводороды: транс-1,2-дихлорэтилен (1); хлорбензол (3).
  • Фенолы и спирты: фенол (2); 4,4-(1-метилэтилиден)бис-фенол; 4,4-метиленбис(2,6-диметил)-фенол; 2-метилфенол; 4-метилфенол; 2,4-диметилфенол; фенилизопропанол.
  • Амины: анилин (2); n-аминотолуол (толуидин); 3-(1-метил-2-пирролидинил)-пиридин.
  • Кетоны: ацетон (4); 2-бутанон; 2-пентанон; камфора (3).
  • Карбоновые кислоты: фульвокислоты; гуминовые кислоты.
  • Другие соединения: азобисизобутиронитрил; сероуглерод (2); азотистые гетероциклы (производные индола, бензтиазола и аминопирина).

Общий анализ идентифицированных соединений показывает, что источниками их являются преимущественно отходы химической промышленности и медицинских учреждений. Лишь некоторые из углеводородов (лимонен, камфен), а также фульво- и гуминовые кислоты и производные индола и бензтиазола являются продуктами разложения бытовых отходов (пищевых продуктов, древесины и пр.).

В качестве растворителей при различных технологических процессах и в быту используются ароматические углеводороды, хлоруглеводороды, сероуглерод и ацетон, как компонент высокооктановых топлив используются ароматические углеводороды, а фенол применяется для антисептических целей в медицине. Отходами фармацевтики являются также камфора и некоторые амины. Анилин и его производные находят применение в производстве красителей и лекарственных препаратов и могут образовываться при их разложении. Фенолы, анилин, азоизобутиронитрил используются при получении полимерных материалов и смол. Большинство идентифицированных веществ может образовываться при разложении полимерных материалов (фталаты), смол, лаков, красок, резины, белковых, древесных и других органических материалов. Например, сероуглерод является продуктом деструкции серусодержащих органических соединений, в т.ч. белков.

Перечисленными загрязнителями и их промышленными источниками устанавливаются причинно-следственные связи с отсутствием в республике технологий и инфраструктуры обращения с отходами и, в частности, с отсутствием мусоросжигающих теплоэнергетических установок с молекулярной термодеструкцией высокотоксичных веществ. Как следствие, практически весь набор свойственных фильтратам органических соединений идентифицирован в водах поверхностных бассейнов (пруды, обводные канавы) районов свалок, многие из этих соединений зафиксированы также в подземных водах на глубине до 26-36 м. Особенно часто в составе подземных вод фиксируются производные масляной кислоты (до 0,15 мг/дм3) и дибутилфталат (до 0,13 мг/дм3), при этом общее количество полулетучих веществ может достигать 0,18-0,30 мг/дм3. Как следствие дальней миграции органических соединений, некоторые их них зафиксированы в питьевых водах городских водозаборов «Новинки» (скв. 9 — трихлорэтилен и 1,2-дихлорэтилен), «Петровщина» (скв. 4Б — ксилолы) и «Зеленовка» (скв. 4 — трихлорэтилен, тетрахлорэтилен; скв. 9 — 1,1-дихлорэтилен; 1,1-дихлорэтан; 1,1,1-трихлорэтан).

Опасным источником загрязнения подземных вод являются радиоактивные выбросы от аварии на Чернобыльской АЭС. В настоящее время в пределах Беларуси площадь территории с плотностью загрязнения 137Cs выше 37 кБк/м2 (1 Ки/км2) составляет около 46 тыс.км2. На этой территории проживает более 1,5 млн. человек. Заметно влияние поверхностного радионуклидного загрязнения на качество подземных вод. Так, по нашим данным, в зоне техногенного ореола ЧАЭС активность подземных вод по цезию-137 может достигать 0,2-0,58 Бк/дм3. По стронцию-90 она находится в пределах от сотых до десятых долей Бк/дм3. И в том и в другом случае это существенно выше доаварийных уровней: 0,0066 и 0,0033-0,0185 Бк/дм3, соответственно по 137Cs и 90Sr [12]. Радиационное состояние грунтовых, а в отдельных районах и более глубоко залегающих подземных вод следует учитывать при разработке систем социально-экологической реабилитации загрязненных территорий.

Завершая этот краткий очерк, посвященный преимущественно геологии подземных вод, их ресурсам и источникам антропогенных загрязнений, искажающих природное качество пресных подземных вод – основного источника хозяйственно-питьевого водоснабжения в Республике Беларусь, целесообразно еще раз подчеркнуть явно неприемлемый факт практически повсеместного загрязнения этого источника на территории населенных пунктов, крупных городов и городских агломераций, сельскохозяйственного и промышленного производства [13 и др.]. Выведен из строя ряд водозаборов в Слониме, Солигорске, Борисове, Новополоцке, Орше, Толочине, Могилеве, Речице, других городах и населенных пунктах. Под угрозой загрязнения выше допустимых уровней находятся подземные водоисточники водозаборов Гомеля, Мозыря, Светлогорска, Бреста, Гродно, выросла загрязненность питьевых вод Минска. По данным РНПЦ эпидемиологии и микробиологии [14, 15], актуальной для Беларуси стала проблема энтеровирусных водных инфекций в крупных городах (Минск, 1985 г., Гомель, 1997 г., Витебск, 2001 г., Минск, 2003 г.). Вирусологическим контролем качества питьевых вод централизованного и децентрализованного хозяйственно-питьевого водоснабжения установлены случаи энтеровирусного загрязнения подземных вод, вод из потребительского крана водопроводных сетей, а также бутилированной (расфасованной в емкости) питьевой воды.

Таким образом, сведений о весьма значительных ресурсах подземных вод, в которых не учитывается их качество, далеко не достаточно для объективного понимания проблемы обеспеченности Республики Беларусь высококачественными хозяйственно-питьевыми подземными водами, которые бы соответствовали как внутриреспубликанским, так и международным гигиеническим стандартам качества. В сложившихся условиях предстоит разработать государственную многоплановую стратегию водопользования, районировать (картировать) территорию страны по качественным признакам подземных вод основных водоносных горизонтов с использованием современных химико-аналитических методов и лабораторий и, на этой основе, осуществить переоценку запасов подземных вод с учетом их соответствия стандартам качества. Это должно составить содержание первоочередных гидрогеологических и гидрогеохимических исследований в интересах населения и экономики республики в свете наметившихся тенденций продвижения бутилированных питьевых и лечебно-столовых вод Беларуси на международные рынки.

3. Технологические проблемы водопользования

Долговременным использованием ресурсов подземных вод определяется настоятельная необходимость совершенствования технологий водопользования по следующим основным направлениям:

3.1. Буровые на воду скважины, групповые водозаборы и зоны санитарной охраны

Применение в качестве конструкционного материала при сооружении гидрогеологических скважин на воду железных обсадных и фильтровых колонн создает серьезные угрозы качеству хозяйственно-питьевых вод, откачиваемых из подземных водоносных горизонтов. За счет коррозии металлических конструкций в подземных водах повышается содержание железа (Fe2+, Fe3+), на поверхности обсадных и фильтровых колонн формируются выпадения FeS, FeCО3 и другие труднорастворимых соединений, уменьшающих скважность фильтров и служащих субстратом для развития бактериальных сообществ, в т.ч. патогенных.

С целью улучшения качества подземных вод скважинного водоподъема следует постепенно отказываться от железных обсадных и фильтровых колонн, заменяя их колоннами из нержавеющей стали и пластиковыми элементами, как это практикуется в ряде европейских стран (Германия, Нидерланды и др.).

Еще одна угроза качеству откачиваемых из подземных горизонтов вод хозяйственно-питьевого назначения создается в районах сосредоточения крупных групповых водозаборов, где в результате интенсивного водоотбора формируются глубокие и обширные депрессионные воронки и, как следствие, имеет место подтягивание солоноватых и соленых вод из глубже залегающих горизонтов, а также загрязненных вод поверхностного стока. Наиболее радикальным и эффективным методом борьбы с подобного рода загрязнениями представляется отказ от сосредоточенных групповых водозаборов «батарейного» типа с заменой их на менее крупные, рассредоточенные. При этом, несомненно, критическому и глубокому анализу должна быть подвергнута сама проблема выбора альтернативных решений в системе «качество воды – экономика водопользования» с учетом расширения и удлинения трубных сетей водораспределения.

Как упоминалось выше, основной причиной загрязнения подземных питьевых вод является несовершенство технологий устаревшего промышленного производства и отсутствие в республике современных технологий и инфраструктуры обращения с отходами производства и потребления. На этом, чисто технологическом фоне, огромное количество случаев загрязнения подземных вод связано с несоблюдением элементарных санитарно-технических условий содержания самих водозаборов и прилегающих к ним территорий. Для большинства групповых водозаборов не разработаны проекты по организации зон санитарной защиты и комплекса мероприятий, исключающих возможность ухудшения качества подземных вод. Так, например, из одиннадцати действующих десятки лет водозаборов Минска такие зоны имеют только три («Волма», «Островы», «Цнянский»), но режим их содержания также не соблюдается.

3.2. Инфраструктура и качество сетей водораспределения

В соответствии с информацией Министерства жилищно-коммунального хозяйства Республики Беларусь [16], от 20 до 50 % добываемых подземных вод потребляется различными промышленными предприятиями, что создает серьезные затруднения в экологии и экономике водопользования из подземных источников (см. выше). Поэтому одной из важнейших проблем, подлежащих кардинальному решению в ближайшие годы, является проблема перевода промышленного производства на использование поверхностных вод (реки, озера, водохранилища) с соответствующей модернизацией инфраструктуры сетей водораспределения в республике.

Касаясь качества сетей водораспределения, следует отметить, что, по данным того же Минжилкомхоза [16], «износ основных фондов систем водоснабжения населенных мест превышает 50 процентов и подходит к критическому» (с. 3). Подобная ситуация стала возможной из-за несвоевременной замены устаревших (коррозия, прорывы) элементов водопроводных сетей, что создает серьезные экономические и экологические риски для государства в ближайшие годы. Проблема ежегодной замены изношенных систем водораспределения требует неотложных решений и, соответственно, необходимого финансирования.

3.3. Подготовка воды

Доминирующими методами подготовки воды в Беларуси являются методы обезжелезивания и хлорирования. Первый из этих методов широко применяется почти на всей территории республики, что вызвано практически повсеместным развитием здесь железосодержащих вод в разрезе четвертичных отложений и необходимостью снижения концентрации в питьевых водах хотя бы до уровня ПДК (0,3 мг/дм3).

Метод хлорирования питьевых вод применяется преимущественно в крупных городах с целью уничтожения в воде бактерий и вирусов [17]. Между тем, хлорирование вод с высоким содержанием органических веществ, характерным для подземных вод неглубокой циркуляции и вод поверхностного стока (реки, озера, водохранилища), приводит к формированию хлорорганических соединений-канцерогенов, что создает серьезные угрозы здоровью людей. Давно назрела необходимость отказаться от этого метода подготовки воды, тем более что существуют более безопасные методы (озонирование, обеззараживание серебром, ультрафиолетовыми лучами), в том числе с использованием активированных углей и множества других природных и искусственно созданных сорбентов.

4. Научные и научно-организационные проблемы водопользования в Республике Беларусь

Несомненно, важнейшим минерально-сырьевым ресурсом Республики Беларусь являются подземные воды, пресноводный тип которых на 95-97 % обеспечивает хозяйственно-питьевое водоснабжение всей страны, а минеральные подземные воды -- бальнеотерапевтическую санаторно-курортную реабилитацию населения.

Между тем, и это парадоксально, у подземных вод Беларуси есть много пользователей, но нет хозяина и нет научного учреждения, которое бы обеспечивало научное и научно-организационное обеспечение рационального водопользования в стране, что уже привело к серьезному ухудшению качества этого важнейшего для страны минерально-сырьевого ресурса. В этой связи представляется остро необходимым создание в системе НАН Беларуси «Института гидрогеологии и химии воды» с целью обеспечения фундаментальных научных исследований подземной гидросферы Беларуси и рационального использования ресурсов подземных вод, в том числе минеральных бальнеотерапевтических и лечебно-столовых профилактических. Еще в 1989 г. вопрос о создании подобного института поднимался и активно поддерживался крупнейшими учеными Беларуси и бывшего СССР, в том числе академиками Б.С. Соколовым (Отделение геологии, геофизики, геохимии и горных наук АН СССР. 29.09.2989, № 13100/122-148) и Л.М. Бреховских (Отделение океанологии, физики атмосферы и геофизики АН СССР. 15.11.2989, № 11/02-1629). К сожалению, из-за внутренних межведомственных разногласий важнейшая для страны проблема изучения и рационального использования подземных вод – основного источника водообеспечения в Республике Беларусь – осталась без головного института, что, несомненно, отрицательно сказалось на состоянии водных ресурсов.

Ситуация, сложившаяся с региональным загрязнением подземных вод – основного источника водообеспечения в Беларуси, давно входит в противоречие с природоохранными законодательными актами и, по существу, подчеркивает неэффективность их правовых норм. В качестве примера достаточно обратить внимание на неэффективные правовые нормы Водного кодекса Республики Беларусь, нарушаемые по многим направлениям [18]. И это понятно, поскольку эффективная водоохранная деятельность просматривается совершенно в иных плоскостях, в соответствии с которыми следует приступить к созданию технологий и промышленности по переработке и утилизации промышленных отходов (твердых, жидких и газообразных), включая строительство мусоросжигающих теплоэнергетических заводов с режимами высокотемпературной (1100-1300 оС) деструкции высокотоксичных отходов (устаревшие пестициды, гербициды и другие сельскохозяйственные ядохимикаты, устаревшие медпрепараты и др.). Назрела также необходимость в обеспечении всех промышленных предприятий и городского хозяйства автономными технологическими линиями очистки высокотоксичных стоков. Предстоит также создать геологическое обоснование, технические рекомендации и районировать территорию республики по условиям подземного и приповерхностного захоронения конечных промышленных и радиоактивных отходов.

Перечисленные здесь меры по сохранению высокого качества подземных вод несомненно требуют серьезных государственных капиталовложений. Но если мы хотим сохранить их высокое природное качество на долгую перспективу, мы все же должны решать эту проблему. Хотя бы постепенно.

Литература
Кудельский А.В., Пашкевич В.И., Карабанов А.К., Павловская И.Э., Коркин В.Д. Гидросфера Беларуси на новейшем тектоническом этапе // Докл. НАН Беларуси. 2000. Т. 44. № 6. С. 79-83.
Кудельский А.В., Пашкевич В.И., Ясовеев М.Г. Подземные воды Беларуси. Мн.: ИГН НАН Б. 1998. 260 с.
Государственный водный кадастр. Водные ресурсы, их использование и качество вод (за 2004 г.). Минск. Минприроды РБ. 2005. 136 с.
Гудак С.П., Коробейников Б.И., Курило К.А.и др. Подземные воды Беларуси (ресурсы, использование, запасы) // Минерально-сырьевые ресурсы Беларуси-2002: состояние и перспективы освоения. Минск, БелНИГРИ. 2002. С. 56-60.
Государственный водный кадастр. Водные ресурсы, их использование и качество вод (за 1994-2001 гг.). Минск. Минприроды Республики Беларусь, Комгидромет Республики Беларусь, Минздрав Республики Беларусь, 2002.
Зиверс У., Кудельский А.В., Лукашев В.К. и др. Микроэлементы в поверхностных и подземных водах центральной и юго-восточной Беларуси // Весцi АН Беларусi. Сер.хiм.навук. 1966. № 2. С. 80-87.
Кудельский А.В. Качество пресных подземных вод Беларуси // Молодежный Образовательный Форум. От десятилетия чистой воды – к столетию здоровой жизни. Мат-лы Форума. БГУ, 26 марта 2008 г. Мн.: РЭЙПЛАЦ, 2008. С. 16-26.
Кудельский А.В., Пашкевич В.И., Коваленко М.К. Питьевые воды Беларуси // Питание и обмен веществ. Вып. 3. Мн., Белорусская наука, 2008. С. 134-143.
Кудельский А.В., Пашкевич В.И., Капора М.С., Коваленко М.К. О качестве питьевых подземных вод Беларуси // Природные ресурсы, №1. 2009. С. 53-61.
Кудельский А.В., Поткин В.И., Лебедева Л.Д., Волкова Н.П. Вещественный состав и экотоксикологическая опасность свалок городских отходов // Докл. НАН Беларуси. 2001. Т. 45. № 6. С. 91-97.
Кудельский А.В., Пашкевич В.И. Качество питьевых подземных вод в сельских населенных пунктах Беларуси // Информационный бюллетень № 5. Мн., БелНИЦ “Экология”. 1997.
Кудельский А.В., Смит Дж.Т., Овсянникова С.В., Пашкевич В.И. Миграция 137Cs в почвах зоны аэрации и уровни 137Cs-загрязнения подземных вод Беларуси // Геоэкология, инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2004. № 3. С. 223-236.
Хоружик Л.И., Апацкий А.Н., Счисленок В.Н., Калинин М.Ю. Состояние поверхностных и подземных вод Республики Беларусь // Мат-лы Международного Водного форума. Мн., 2006. С. 6-12.
Амвросьева Т.В. Актуальные проблемы загрязнения питьевой воды патогенными вирусами // Мат-лы Международного Водного форума «Современное состояние, проблемы и перспективы использования трансграничных водных объектов». Мн., 2006. С. 90.
Амвросьева Т.В., Богуш З.Ф., Казинец О.Н. и др. Какую воду мы пьем? Состояние проблемы ее эпидемической безопасности в отношении вирусных инфекций человека // Тезисы докладов Международного молодежного форума, Минск, 25-26 ноября 2009 г. / БГУ. Минск, РЭЙПЛАЦ, 2009. С. 37-38.
Государственная программа по водоснабжению и водоотведению «Чистая вода». Минжилкомхоз Республики Беларусь. Минск, 2002.
Кульский Л.А., Гороновский И.Т., Когановский А.М., ШевченкоМ.А. Справочник по свойствам, методам анализа и очистке воды. Часть 2. Киев. Наукова думка. 1980. 1206 с.
Кудельский А.В., Пашкевич В.И. Качество пресных подземных вод Беларуси и стратегия водопользования // Инновационное развитие геологической науки – путь к эффективному комплексному освоению ресурсов недр. Мн., 2007. С. 180-185.


 

Главное Меню