Качество подземных вод в северных районах Омской области

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

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 инфильтрационного 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, Горьковском, 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 санитарнохимическим 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 окислительновосстановительной 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 О 2 /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 (Fe) в подземных водах на территории Тарского района Омской области

Рис. 2. Содержание солей железа (Fe) 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 named P.A. Stolypin, Omsk

Underground water quality in the north areas of the Omsk region