XXI век — век жажды?

Почти 90% воды на земном шаре - это соленая морская вода. Из оставшихся шести процентов 3/4 приходится на подземные воды, из которых пресные составляют менее 7%.

Качество поверхностных вод, от которых зависит жизнь многих людей во всем мире, ухудшается в результате человеческой деятельности. Плохая организация сельского хозяйства, вырубка лесов, неправильная мелиорация превращают реки в грязевые потоки. Тепловое загрязнение от теплоэлектростанций и некоторых видов промышленности нарушает температурный режим рек и озер так, что это совершенно изменяет водные экосистемы. Из-за бездарного планирования, аварий и умышленных злоупотреблений хозяйственно-бытовые, сельскохозяйственные и промышленные отходы часто загрязняют водные источники. Около 75% населения планеты не имеют системы очистки канализационных стоков и поэтому просто сбрасывают их в водотоки. В сельских районах развивающихся стран 71% населения испытывает недостаток в чистой воде и 87% не имеют канализации.

Отходы антропогенной деятельности - самый опасный загрязнитель окружающей среды. По данным ООН, четыре из каждых пяти заболеваний в развивающихся странах вызваны либо загрязненной водой, либо антисанитарными условиями проживания. Ежедневно в этих странах двадцать пять тысяч человек умирает от болезней, вызванных некачественной водой.

В условиях нарастания техногенных нагрузок на ландшафт и связанного с этим загрязнения поверхностных вод единственным надежным источником качественных питьевых вод может быть только подземная гидросфера. Однако на протяжении десятилетий и она испытывает отрицательные и часто неконтролируемые антропогенные воздействия.

В густонаселенных районах причиной загрязнения грунтовых вод часто становятся неисправности в системах септических отстойников, где происходит очистка бытовых стоков. Утечки из подземных трубопроводов и резервуаров приводят к загрязнению подземных вод канализационными стоками и продуктами нефтяной и химической промышленности. В одном случае в результате прорыва трубы произошла утечка 1,3 миллиона литров канализационных стоков, и на расстоянии двух километров от места аварии в колодцах были обнаружены бактерии.

Мощный источник загрязнения грунтовых вод - это мусорные свалки (полигоны). Отсюда вместе с осадками в грунтовые воды просачивается чуть ли не вся "таблица Менделеева". Этот процесс напоминает то, что происходит с пакетиком чая, опущенным в горячую воду. Ученые подсчитали, что из свалки площадью в 40-47 гектаров, расположенной во влажном месте, ежегодно вымывается от 172 до 308,5 миллиона литров химических соединений разной степени токсичности.

Свою весомую долю в загрязнение подземных вод вносит сельское хозяйство. Азотные удобрения и отходы животноводческих ферм в избытке насыщают грунтовые воды азотом в форме различных соединений (нитраты, нитриты, аммоний), которые активно включаются в гидрологический цикл подземных вод. Хотя существует не так много свидетельств загрязнения грунтовых вод пестицидами, тем не менее есть опасность просачивания этих веществ через почву и их поступления в более глубокие подземные источники.

На нефтяных месторождениях на поверхность вместе с нефтью выкачивается соленая вода, и ее утилизация представляет большую проблему. Утечки из заброшенных скважин также могут стать источником серьезных проблем. Из одной такой скважины через пятьдесят три года после того, как она была пробурена, вытекало 5110 литров соленой воды в сутки.

Наконец, добывающая промышленность создает проблему отвалов и шламонакопителей сточных вод, в которых присутствуют нитраты, хлориды, токсичные и радиоактивные металлы. Все это в конце концов оказывается в поверхностных и подземных водах.

Все эти мировые проблемы присутствуют сегодня и в Беларуси. Так, возникшая у нас в 90-е годы напряженная демографическая ситуация, как полагают медики и некоторые представители санитарно-эпидемиологических служб, на 20-30% связана с низким качеством питьевых вод.

Прогнозные эксплуатационные ресурсы пресных подземных вод на территории Беларуси оцениваются величиной 49,6 миллиона метров кубических в сутки. Разведанные эксплуатационные запасы пресных подземных вод достигают в настоящее время 5,7 миллиона метров кубических в сутки. Суммарный водоотбор пресных подземных вод по всем водозаборам в республике составляет 3,4 миллиона метров кубических в сутки. То есть прогнозные эксплуатационные запасы подземных вод используются у нас лишь в незначительной степени, и проблемы пресной воды, как показано ниже, связаны не с ее количеством, а с качеством.

Потребности Республики Беларусь в питьевой и хозяйственно-питьевой воде на 95% удовлетворяются за счет эксплуатации подземных водоносных горизонтов и на 5% - за счет поверхностных источников (реки, водохранилища).

Подземные воды служат основным источником централизованного водоснабжения на территории Беларуси. В гг. Минске, Гомеле, Гродно и Полоцке частично используются воды поверхностных источников. Среди городского населения республики 44% не имеет бесперебойного круглосуточного водоснабжения (Борисов, Жодино, Солигорск, Вилейка, Гродно, Слоним, Новогрудок, Лида, Пинск, Брест, Столин, Могилев, Бобруйск, Мозырь, Петриков, Рогачев, Калинковичи). Только 10% сельского населения имеет возможность пользоваться системами централизованного водоснабжения, однако вода в них подается, как правило, без предварительной очистки и вследствие этого имеет плохое качество. Не менее 3,3 миллиона человек, то есть третья часть населения Беларуси, для питьевого водоснабжения пользуются колодцами, подавляющая часть которых имеет воду неудовлетворительного качества.

Общая протяженность водопроводной сети в республике около 8,9 тыс. км, из них в Брестской области - 1,0, Витебской - 1,2, Гомельской - 2,0, Гродненской - 0,9, Минской - 1,1 (в том числе в Минске - 1,0), Могилевской - 1,7 тыс. км. Около 60% водопроводных сетей находится в весьма ветхом состоянии и подвержено частым аварийным разрывам трубопроводов. Из-за биокоррозионных процессов, проникновения загрязнителей через уплотнения, наличия тупиковых участков, смены давлений и перераспределения потоков воды водопроводы часто превращаются в мощный источник вторичного загрязнения питьевой воды. Аналогичным образом загрязняются питьевые воды в регулирующих емкостях, водонапорных башнях и резервуарах.

Большая часть добываемых в республике пресных подземных вод расходуется на нужды хозяйственно-питьевого водоснабжения - 76% (или 2,56 миллиона метров кубических в сутки) и на производственно-технические нужды - 18% (0,6 миллиона метров кубических в сутки). 0,012 миллиона метров кубических в сутки идет на орошение земель. С 1991 г. наметилась тенденция сокращения водопотребления во всех отраслях экономики, кроме использования воды на хозяйственно-питьевые нужды. Наиболее крупными пользователями подземных вод хозяйственно-питьевого назначения являются жилищно-коммунальное и сельское хозяйство.

В сутки в среднем по республике на хозяйственно-питьевые нужды расходуется 200-210 литров воды на одного человека. Это существенно больше, чем в ряде стран Европы. По водопотреблению на душу населения лидируют Гомельская область (210 литров в сутки на человека) и г. Гродно (более 350 литров в сутки на человека). Самыми экономными оказались в прошлом году Минская область (около 150 литров в сутки на человека) и г. Мозырь (220 литров в сутки на человека).

Добыча подземных вод в Беларуси осуществляется более чем 48 тысячами буровых скважин, большинство из которых не отвечает санитарно-техническим требованиям эксплуатации, свыше 40% их находятся в нерабочем состоянии. Удельные дебиты водозаборных скважин в 2-5 раз ниже зарубежных показателей из-за несовершенства конструкций колонных фильтров. Применяемые в республике фильтровые элементы отличаются низкой эффективностью, не соответствуют санитарно-гигиеническим требованиям и уже более 40 лет не используются в зарубежной практике.

Качество подземных вод основных эксплуатационных водоносных горизонтов на территории Беларуси в большинстве случаев соответствует требованиям ГОСТа 2874-82 "Вода питьевая". Исключение составляют повышенные (более чем в 10 раз) концентрации железа и марганца, что связано с природными условиями республики. Пресную воду с высоким содержанием железа добывают до 60% всех скважин, а в Полесье количество таких скважин достигает 80%.

Очистка подземных вод сводится к удалению железа до допустимых концентраций на станциях обезжелезивания. В Беларуси 118 таких станций, что составляет 55% от необходимого. В результате 45% питьевой воды не соответствует требованиям ГОСТа по содержанию железа. Наблюдающиеся в воде отдельных водозаборов повышенные концентрации нитратов, аммония и других загрязнителей (тяжелые металлы, сельскохозяйственные ядохимикаты, микробиальная загрязненность), наиболее часто выводящие питьевые воды из разряда кондиционных, еще не стали объектом нейтрализации. Не применяется в республике и стабилизационная обработка воды, исключающая ее вторичное загрязнение вследствие коррозии внутренней поверхности трубопроводов.

В Минске, Гомеле, Полоцке и Гродно для хозяйственно-питьевого водоснабжения используются воды поверхностных источников. Очистка этих вод сводится к обеззараживанию методом хлорирования. Но это не исключает вирусных заболеваний (например, эпидемия серозного менингита в Гомеле в 1997 г.), ухудшает вкусовые качества воды и тянет за собой новые проблемы.

Хлорирование как средство для обеззараживания воды впервые было предпринято в начале XX века, в 1908 году в Российской империи в связи с эпидемией холеры. В дальнейшем этот метод распространился во всем мире как эффективное средство борьбы с инфекцией, и в настоящее время хлорированной водой пользуются миллионы людей. Вплоть до 70-х годов считалось, что хлорированная вода не оказывает на здоровье человека неблагоприятного действия. Однако в последние десятилетия стали накапливаться данные по связи потребления хлорированной питьевой воды с частотой злокачественных новообразований.

Ученые из Института рака (США) в 80-х годах провели широкомасштабное исследование, изучив более 100 000 случаев заболевания раком мочевого пузыря и прямой кишки. Результаты показали, что среди людей, употреблявших хлорированную воду, процент заболеваний втрое выше, чем у тех, кто употреблял нехлорированную или обесхлоренную воду. Но и это не все. Оказывается, хлор, растворенный в питьевой воде, в желудке человека реагирует с жирами с образованием соединений, которые являются непосредственной причиной атеросклероза и, как следствие, - большинства сердечно-сосудистых заболеваний.

В странах Западной Европы и Америки хлорирование вытесняют альтернативные методы обеззараживания - озонирование и обработка ультрафиолетовыми лучами. Они не дают побочных эффектов, но для внедрения их в нашей республике требуются значительные капитальные вложения, которые при нынешней экономической ситуации наш бюджет вряд ли выдержит.

В основу современного гигиенического нормирования вредных веществ (в том числе и в питьевой воде) положена разработка их предельно допустимых концентраций - ПДК. Согласно современным представлениям, гигиеническая ПДК вещества в воде водных объектов - это максимальная концентрация, которая не оказывает прямого или опосредованного (выявляемого современными методами исследования) влияния на состояние здоровья настоящего и последующего поколений и не ухудшает гигиенические условия водопользования населения. Для вычисления ПДК используют результаты токсикологических испытаний на животных, затем вводят "запас надежности" и в результате находят некую величину, правдоподобную в свете современных научных знаний. Объективность получения цифр сомнительна уже по самим предпосылкам, из которых исходят при установлении допустимых величин. Нет оснований утверждать, что токсикологические испытания способны охватить все аспекты вредоносности какого-либо вещества, "запас надежности" тоже не дает такой уверенности. Поэтому часто имеют место различия в допустимых величинах, принимаемых в разных странах (у нас эти величины иногда в 10 раз меньше, чем в США).

Еще большая опасность заключается во взаимодействии в нашем организме различных загрязнителей-токсикантов. (Учитывая смешанное питание, характерное для человека, такая возможность существует практически постоянно.) При совместном воздействии различных токсических веществ возникает явление синергизма, т.е. взаимного многократного усиления отрицательного воздействия каждого из них. Эту угрозу, безусловно, нельзя устранить установлением максимально допустимых концентраций лишь для отдельных вредных веществ.

В 1947 году были сделаны первые попытки связать онкологические заболевания с качеством питьевой воды. По мнению некоторых исследователей, с употреблением загрязненной воды может быть связано от 30 до 50% случаев злокачественных опухолей. На сегодняшний день существует довольно внушительный список химических элементов, провоцирующих возникновение заболеваний канцерогенной природы.

Настоящим стихийным бедствием XX века стали нитраты. Нитрат-ион относится к категории токсикологических показателей, и поэтому повышенные содержания его в питьевых водах представляют значительную опасность.

Пути попадания нитратов в подземные воды разнообразны. Это и сельскохозяйственное загрязнение (за счет вымывания из почвы в грунтовые воды компонентов минеральных и органических удобрений), и коммунально-бытовое (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 сельскохозяйственному нитратному загрязнению, как правило, сопутствует бытовое загрязнение (приусадебные участки, скотные дворы). В городах на коммунально-бытовое накладывается промышленное загрязнение.

Поступление в организм человека нитратов с питьевой водой и продуктами питания вызывает острые желудочно-кишечные расстройства. Длительное употребление воды и пищи, богатых нитратами, вызывает болезни обмена веществ, опорно-двигательного аппарата и нервной системы, генеративных органов; наблюдаются и генетические нарушения. Аналогичные заболевания могут возникать и у животных при использовании на фермах воды и кормов с высоким содержанием нитратов. У детей нитраты вызывают болезнь крови - метгемоглобинемию. В кишечном тракте нитраты могут превращаться в еще более токсичные соединения - нитриты, нитрозамины и другие. Известно, что нитрозамины обладают канцерогенными свойствами. В общем, не менее 5% всех злокачественных опухолей различной природы возникают вследствие избыточного поступления в организм нитратов и нитритов.

В Беларуси предельно допустимая концентрация этого компонента (45 миллиграммов в литре) превышается в водах 76% колодцев. Содержание нитратов в них часто достигает 200-300, а в отдельных случаях 500-600 миллиграммов в литре. В последние годы все более отчетливой становится тенденция загрязнения нитратами артезианских вод.

Нитратное загрязнение подземных вод является острейшей проблемой не только у нас, но и во многих других регионах мира. В Молдавии после массовых внесений удобрений в начале 80-х годов зафиксированы концентрации нитратов в грунтовых водах до 3000 миллиграммов в литре, то есть в 70 раз выше допустимого уровня (нитратное загрязнение при этом просочилось до глубины 100-200 метров). Еще более высокие концентрации нитратов обнаружены в ряде сельскохозяйственных районов США. Так, например, еще в 1973 году в грунтовых водах штата Иллинойс содержание нитратов в отдельных точках достигало 6000 миллиграммов в литре, а в штате Северная Каролина - 10 000 миллиграммов в литре. Столь высокие уровни нитратного загрязнения подземных вод являются вполне реальной перспективой и для Беларуси.

К сожалению, нитраты - не единственная угроза для наших питьевых вод. Катастрофическая ситуация сложилась в Солигорском промышленном районе. Тысячи тонн галитовых отходов калийного производства, легко растворяясь атмосферными осадками, загрязнили хлоридами всю толщу пресных подземных вод на площади более 15 квадратных километров, и ореол загрязнения продолжает расширяться. Минерализация грунтовых вод здесь превышает естественную в 200 раз, то есть пресная воды превратилась по существу в раствор соли. Ликвидация хлоридных загрязнений сегодня практически невозможна, а самоочищение вод даже в случае уничтожения источника засоления происходит очень медленно. А это значит многим поколениям тех, кто будет жить на этой земле, не испытать радости от глотка холодной колодезной воды.

Не намного лучше ситуация в районе Гомельского химического завода. Здесь на участках складирования твердых отходов (отвалы фосфогипса) и хранилищ жидких отходов (шламонакопители) подземные воды очень сильно загрязнены фосфатами, фтором, сульфатами, натрием и хлором.

К числу территорий, где в больших масштабах проявляется промышленное загрязнение подземных вод, следует отнести и нефтепромыслы. Здесь в результате утечек буровых растворов и попутных соленых вод, разливов нефти возможны загрязнения как грунтовых, так и артезианских вод. В первую очередь это проявляется в хлоридном или натриевом засолении вод.

На территории Беларуси размещено более 200 организованных и бесчисленное множество "диких" свалок бытовых и промышленных отходов. Каждая из них представляет собой бомбу замедленного действия, так как отравляет и еще долгие десятилетия после закрытия будет отравлять окружающую среду, в том числе и питьевые воды, всевозможными токсическими веществами: тяжелыми металлами, хлорорганическими соединениями.

И наконец, потенциально опасным источником загрязнения подземных вод на территории республики являются радиоактивные выбросы от аварии на Чернобыльской АЭС. Существенного влияния радиоактивного загрязнения на качество подземных вод пока не установлено. Однако в грунтовых водах и на некоторых водозаборах (например, водозабор "Сож" в Гомеле) периодически отмечается тенденция к росту содержания в подземных водах стронция-90.

Качество питьевых вод ухудшают не только избыточные, но и пониженные (ниже физиологически оптимальных) содержания некоторых компонентов. К числу подобных компонентов относятся йод, фтор и некоторые другие. В Беларуси известны районы зобной эндемии, связанные с дефицитом йода в пищевых продуктах и питьевых водах. Что касается фтора, то чересчур низкие концентрации этого компонента в питьевых водах ведут к кариесной патологии зубов. Верхний предел допустимых концентраций фтора, лимитируемый ГОСТом и составляющий 1,5 миллиграмма в литре, в условиях Беларуси превышается лишь в единичных случаях. Оптимальное содержание фтора в водах должно быть не менее 0,7 миллиграмма в литре. Однако в большинстве (до 80%) артезианских скважин на территории Беларуси содержание фтора в воде ниже этой величины. К счастью, эта проблема питьевой воды, в отличие от прочих перечисленных, легко разрешима.

Как показал опрос жителей одного из районов, большинство людей не осознают угрозы, которую несет в себе загрязнение пресных вод, и тем более не понимают, что загрязнение воды - это угроза состоянию здоровья человека. Основная масса населения предполагает, что вода, которую они пьют, может быть загрязнена. Об этом они знают из газет, радио, телевидения. Но эти же источники информации ничего не говорят о последствиях такого загрязнения.

В 1989 году в белорусской прессе сообщалось о беспрецедентном факте: в 1982 году в Верхнедвинском районе Витебской области производственным объединением "Сельхозхимия" с грубым нарушением проектных и нормативных требований захоронено 450 тонн различных ядохимикатов (пестицидов, гербицидов, инсектицидов, отходов республиканской токсикологической лаборатории). По своей токсичности эти вещества уступают только боевым отравляющим веществам. Растворяясь атмосферными осадками, ядохимикаты попадают в грунтовые воды и "расползаются" за пределы захоронения со скоростью 20-50 метров в год. Единичные выступления общественности по этому поводу не носили принципиального характера, а вскоре об этом факте и вовсе позабыли...

По данным ООН, от использования недоброкачественной воды в быту во всем мире ежегодно заболевает более 500 миллионов человек. В силу того, что сегодня на планете сложилась крайне тяжелая экологическая ситуация, преступно не предупреждать человека о грозящей ему опасности. В противном случае генофонду человечества будет нанесен непоправимый ущерб.

Наталья ПАВЛОВИЧ