Качество питьевой воды в юго-восточной зоне Красноярского края

Введение. Водные ресурсы используются во всех сферах человеческой деятельности -производстве сельскохозяйственной, промышленной продукции, добывающих отраслей, хозяйственно-питьевого водоснабжения. Проведение исследований качества природных вод, используемых в питьевых целях, необходимо в связи с обеспечением безопасности потребления, выявлением источников загрязнения, разработки схем водоподготовки и кондиционирования вод.

Цели задачи и методы исследования. Цель мониторинга качества природных вод, перспективных для использования в питьевых целях [1] - получение необходимой и достаточной информации о техногенных изменениях химического состава и качества пресных подземных и поверхностных вод для прогнозирования тенденций их состояния, принятия управленческих решений. Методологическую основу мониторинга составляет системный подход, который рассматривает гид- рогеологическую структуру, затронутую техногенезом, как открытую сложную систему. Роль подземных вод в обеспечении пресными водами будет возрастать, мониторинг природных подземных вод обеспечивает упреждение негативных гидроэкологических событий, опасных для биосферы в целом.

Антропогенное загрязнение происходит вследствие инфильтрационного загрязнения подземных вод, при закачке сточных вод и изъятия природных ресурсов подземных вод. Мониторинг и обработка результатов натурных наблюдений современными методами математической статистики создает научную базу для эколого-экономического прогноза развития территории и управления качеством водных ресурсов.

Объемы очищаемой воды, затраты энергии и ресурсов на водоподготовку чрезвычайно велики. Но основная задача - найти простые, экономически обоснованные новые технологии не только очистки но и кондиционирования питьевой воды, т.е. очистки от отдельных вредных компонентов и насыщения физиологически необходимыми элементами для организма. Актуальными для обеспечения качества питьевой воды в нашем крае являются проблемы снижения содержания железа, органического вещества, кальция, повышение концентраций йода, фтора до уровня гигиенических норм.

Формирование качества подземных вод протекает под действием различных факторов, которые включают: условия залегания - глубины, распространение, связь с геологической структурой и породами определенного состава; условия питания, разгрузки, формирования химического состава воды, а также характер и степень антропогенной нагрузки на данную территорию. Условия формирования тесно связаны с климатом, рельефом и поверхностными водами территории, но в современных условиях в значительной мере определяются различными видами антропогенного воздействия [1].

Объекты исследования. Геолого-гидрофизическими и гидрогеологическими исследованиями района определено [2], что южная часть территории Саянского района, которая составляет около 75%, принадлежит древним структурам Восточного Саяна, зоне редко островного распространения многолетнее мерзлотных пород [1, 2]. Структурно-тектоническое строение территории позволило сделать заключение о наличии полезных ископаемых по проявлениям полиметаллического, молибденового, медно-никелевого, золотого оруднения редкоземельными металлами, неметаллических полезных ископаемых, радиоактивных аномалиях, пресных подземных водах.

Гидрогеологическая изученность Саянского района слабая; с 50-х годов на территории района производилось бурение водозаборных скважин; выявлено два перспективных участка подземных вод для водоснабжения населения. В юго-восточной части Рыбинского артезианского бассейна находятся пластовые напорные воды, в южной части района расположен Алтае-Саянский бассейн жильно-блоковых вод.

Результаты исследования и их обсуждение. Основным источником водоснабжения населения пункотов Саянского района являются подземные воды четвертичных, юрских, каменноугольных и девонских отложений; по условиям залегания относятся к пластовым, трещиннопластовым и трещинно-жильным. Дренируются подземные воды местной речной сетью, включающей р.Кан и ее притоки; питание водоносных горизонтов осуществляется за счет инфильтрации атмосферных осадков и перетекания подземных вод. Саянский район относится к надежно обеспеченной подземными водами территории. Химический состав подземных вод представлен гидрокар-бонатными кальциевыми, кальциево-натриевыми водами с минерализацией до 0,8г/дм³; в воде присутствует железо в концентрациях выше нормативных. По составу подземные воды соответствуют нормативам, но в единичных пробах содержание селена достигает 0,0019 мг/дм³ (норматив 0,001 мг/дм³), алюминия - 1,23 мг/дм³ (норматив 0,2 мг/дм³) [2].

В Саянском районе наряду с другими муниципальными территориями проводятся проверки санитарно-эпидемиологической обстановки; в результате установлено отсутствие утвержденных зон санитарной охраны источников водоснабжения, несоблюдение режима зон санитарной охраны в 18-и населенных пунктах территории района; отсутствие систем водоочистки и обеззараживания на питьевых водопроводах сельских территорий: села: Унер (2 скважины), Нагорное (2 скважины), Кулижниково (2 скважины), Межово (4 скважины), Средняя Агинка (скважина); деревни Малиновка (2 скважины), Орловка (1 скважина), Карлык (2 скважины), Благодатка (1 скважина), Павловка (1 скважина), Тинская (1 скважина), Балдара (1 скважина), Вятка (1 скважина) и районного центра – с. Агинское (9 скважин).

Произведенные нами отборы проб воды из поверхностных источников, каптажей и скважин в 2012 году в точках: 1, 2 – скважины в с. Агинском, ул. Зеленая, ул. Озерная; 3 – р. Анжа до с. Агинское, д. Орловка; 4 – р. Анжа, после с. Агинское, д. Усть-Анжа; 5 – Средняя Агинка, скважина; 6 – д. Арбай, скважина; 7 – с. Агинское, ул. Октябрьская, колодец; 8 – с. Агинское, центральный водозабор; 9 – р. Кан, Усть-Анжа, 10 – с. Унер, скважина – позволили сделать следующие выводы. Качество воды не соответствует нормативам по следующим показателям: ионов жесткости и содержания ионов железа и бария. По содержанию ингредиентов в пробах воды при обработке результатов методами математической статистики выделены несколько кластеров.

Наглядное представление о свойствах воды в разных кластерах дает пиктограмма, представленная на рисунке 4. Окружность «0» соответствует средним значениям концентраций катионов. Для кластера А (точки отбора проб 1, 5 и 8) характерны высокие (выше средних) концентрации Mg, Na, K, Pb, Ba, V и сравнительно низкие – Ca, Fe, Cu, Ni, Cr. Аналогично анализируются характерные свойства объектов отбора проб в других кластерах. Таким образом, статистическая обработка результатов анализа проб воды позволяет выделить различные факторы формирования качества воды территории.

Для кластера В (точки отбора проб воды 2,6 и 7) характерны повышенные значения концентрации ионов Са, Na, Zn, Ba, Ni и довольно низкие – Fe,Cr, Pb,V, Со. Для кластера C (точки отбора проб 9, 10) наблюдаются повышенные концентрации ионов Fe, Cr, Cu, Pb и значительно низкие концентрации ионов Co, V, Ca, Mg, Na, Zn, Ba.

Аналогично анализируются характерные свойства объектов отбора проб в кластере D: повышенные концентрации ионов Fe,Zn, Ni, Na и значительно пониженные концентрации Ca, Mg, KCu, Pb, Ba, V.

Выводы

Таким образом, проведенные исследования в рамках мониторинга позволили оценить качество природных вод Саянского района и выделить природные и антропогенные факторы формирования качества вод. Статистическая обработка результатов анализа проб воды позволяет выделить различные факторы формирования качества воды территории, например: в генезисе природных подземных и поверхностных вод территории Саянского района можно выделить элементы литосферы, которые являются определяющими в формировании качества воды. Это повышенное содержание ионов железа в речной воде р. Кан, ее притока р. Анжа, которые получают питание подземных горизонтов воды в районе д. Орловка.

Подземные горизонты воды в с. Агинское содержат значительное количество солей жесткости: кальция, натрия и калия. Обращает на себя внимание факт повышенных концентраций ионов тяжелого металла бария в скважинах центрального водозабора с. Агинское, д. Средняя Агинка.

Высокое содержание ионов цинка в поверхностных и подземных водах связано с повышенной растворимостью минералов горных пород, содержащих цинк. Повышенные концентрации бария в пробах подземных вод связаны, очевидно, со способностью железомарганцевых конкреций адсорбировать минералы бария – захват бария железомарганцевыми конкрециями сопровождается дальнейшим растворением его солей в водоносном горизонте [3].

Иллюстрацией может служить состав природных подземных вод Саянского района, где выявлены месторождения молибденовых, медно-никелевых, кобальтовых руд; золотого, полиметаллического оруднения редкоземельными металлами, неметаллическими полезными ископаемыми, радиоактивными аномалиями.

Таким образом, для экономической оценки необходимых мероприятий по обеспечению населения качественной питьевой водой необходимо исследование гидрогеологических, литологических, и почвенно-географических условия формирования качества поверхностных и подземных вод.