Питьевые подземные воды: вчера, сегодня, завтра

Основным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения на территории Беларуси являются пресные подземные воды. Их доля в общем водопотреблении составляет в настоящее время 95%.

Сегодня в республике разведано более 200 месторождений пресных подземных вод. Две трети из них эксплуатируются, обеспечивая централизованное водоснабжение 89 городов, промышленных центров и крупных населенных пунктов. Кроме того, для хозяйственно-питьевого водоснабжения Полоцка, Минска, Гомеля и Гродно частично используются поверхностные воды. Потребление воды на одного жителя в республике составляет около 200 литров в сутки (в Минске — 380, Солигорске — 400, Могилеве — 325 литров в сутки), что выше, чем в большинстве стран Европы (100-150 литров в сутки).
Большая часть (70%) подземных вод расходуется на хозяйственно-питьевое водоснабжение. На производственные нужды уходит 15%, на сельхозводоснабжение — 14%, и на орошение — менее 1%.
В общем водопотреблении (подземные и поверхностные воды) доля подземных вод на производственные нужды составляет около 30%, а на орошение — около 28%. Сельхозводоснабжение обеспечивается только за счет подземных вод.

Такая структура водопотребления не является оптимальной, поскольку в хозяйственно-питьевом водоснабжении велика доля поверхностных вод (до 13,4%), а на промышленные нужды направляется значительное количество высококачественных подземных вод. В будущем планируется все хозпитьевое водоснабжение перевести на подземные воды. Это обусловлено, прежде всего, слабой защищенностью поверхностных вод от загрязнения, а также их неудовлетворительными органолептическими показателями. Поверхностные воды содержат значительное количество органических веществ природного происхождения, которые на этапе хлорирования преобразуются в сложные хлорорганические соединения, в том числе канцерогенные. Кроме того, поверхностные воды обладают повышенной агрессивностью к металлу, что приводит к ускоренному разрушению систем водо- и, особенно, теплоснабжения. Что касается вкусовых качеств, то поверхностные воды значительно уступают в этом подземным, в чем могут убедиться жители районов, подключенные к Вилейско-Минской водной системе.
Использование воды на хозяйственно-питьевые цели в последние 15 лет остается сравнительно стабильным, тогда как потребление на производственные нужды и сельхозводоснабжение постоянно снижается.
Наибольшими прогнозными ресурсами подземных вод в Беларуси обладает Минская область, наименьшими (почти в 2 раза) — Брестская.
Общий водоотбор составляет сегодня менее 10% от прогнозных эксплуатационных ресурсов, т.е. республика располагает огромными ресурсами пресных подземных вод, многократно превышающими современные потребности. Однако это вовсе не означает, что допустимо небрежное обращение с нашим главным богатством. Уже сегодня в республике актуальной является проблема качества питьевой воды. И в будущем эта проблема станет еще острее, если мы не пересмотрим свое отношение к ней. Ведь обеспеченность населения качественной питьевой водой является важнейшим показателем уровня жизни. По данным Всемирной организации здравоохранения, до 80% всех заболеваний в мире обусловлено плохим качеством питьевой воды.

Геологические условия Беларуси таковы, что породы, перекрывающие водоносные горизонты с поверхности, отличаются высокой проницаемостью. С одной стороны, это благоприятствует формированию значительных ресурсов пресных подземных вод, но с другой — обуславливает их очень слабую естественную защищенность от загрязнения.
На незагрязненных участках пресные подземные воды по качеству, как правило, удовлетворяют требованиям ГОСТа (СанПиН 10-124 РБ99). Исключение составляет повышенное содержание железа, которое осложняет работу многих групповых водозаборов и одиночных скважин. На территории Беларуси более 70% артезианских скважин имеют воду с содержанием железа, превышающим уровень предельно допустимого, а в зоне Полесья доля этих скважин достигает 90%. Качество пресных подземных вод ухудшает также дефицит (т.е. содержание ниже физиологически оптимального уровня) фтора и йода. Однако все эти особенности связаны с природными условиями Беларуси.
Сегодня на качество пресных подземных вод Беларуси все большее влияние оказывает хозяйственная деятельность человека. На территории более 6 млн га сельхозугодий, в окрестностях всех без исключения городов и населенных пунктов, соледобывающих рудников (Солигорск), обогатительных заводов (Гомель), птицеферм и животноводческих комплексов с их высокотоксичными стоками практически все грунтовые воды являются некондиционными. В последние десятилетия увеличиваются масштабы загрязнения и более глубоких напорных водоносных горизонтов, на которых базируется централизованное водоснабжение.

Наиболее масштабным загрязнением подземных вод является сельскохозяйственное. Оно охватывает практически все пахотные земли, где применяются органические и минеральные удобрения, территории животноводческих ферм и комплексов, полей орошения животноводческими стоками. На таких участках в грунтовых водах растет содержание нитратов, хлоридов, сульфатов, калия, натрия и некоторых других компонентов. В районах животноводческих ферм нередко фиксируется микробиологическая загрязненность подземных вод.
Загрязнение в районах пахотных земель проникает на глубину до 14-16 м и прослеживается по течению потока грунтовых вод на расстояние до 1,5 км от источника загрязнения.
Часто источником интенсивного загрязнения как грунтовых, так и более глубоких подземных вод являются склады минеральных удобрений. По этой причине в 1994 г. был закрыт водозабор "Северный" в Орше. Здесь на глубинах 14-60 м отмечено интенсивное загрязнение эксплуатационных скважин хлором, сульфатами, нитратами, мышьяком, марганцем, а концентрация аммония превысила допустимый уровень в 16,5 раз.
Нередко в скважинах появляются следы ядохимикатов. В зоне депрессионных воронок действующих водозаборных скважин загрязнение ядохимикатами установлено на водозаборах Минска, Орши, Жодино, Борисова и других городов.
Мощным фактором, приводящим к глубокой трансформации химического облика грунтовых вод и процессов формирования их режима и баланса, являются осушительные мелиорации. В настоящее время в Беларуси осушено 3,2 млн га болот и заболоченных земель. На таких землях грунтовые воды приобретают сульфатный кальциевый состав, совершенно нехарактерный для пресных подземных вод Беларуси.
За счет утечек из выгребных ям и канализационных систем, в районах свалок бытовых отходов и полей фильтрации формируется коммунально-бытовое загрязнение. В сельских населенных пунктах этому загрязнению, как правило, сопутствует сельскохозяйственное загрязнение, источником которого служат приусадебные участки и скотные дворы. В городах на коммунально-бытовое загрязнение накладывается промышленное загрязнение.

Характерными компонентами подобного загрязнения являются нитраты, аммоний, хлор, сульфаты, калий, натрий, а также широкий спектр органических соединений. Кроме того, коммунально-бытовые стоки являются источником исключительно высоких уровней микробиологического загрязнения подземных вод.
Высокой интенсивностью отличается и промышленное загрязнение подземных вод, хотя проявляется оно, как правило, на сравнительно ограниченных участках. Наиболее значительные площади подвержены промышленному загрязнению в Солигорском промрайоне, Минской и Гомельской агломерациях, в районах нефтепромыслов и др.
В районах солеотвалов и шламохранилищ Солигорских калийных комбинатов на площади 15 км2 сформировалась зона хлоридного натриевого засоления, которая охватывает подземные воды до глубины более 100 м. Минерализация загрязненных вод достигает 160 граммов на литр. Имеет место тенденция к расширению ареала загрязнения, скорость которого составляет до 50-85 м в год. По причине засоления подземных вод в 1977 г. была прекращена эксплуатация некоторых водозаборных скважин 1-го и 3-го рудоуправлений ПО "Беларуськалий".

В районе Гомельского химзавода на участках складирования твердых отходов (отвалы фосфогипса) и хранилищ жидких отходов (шламонакопители) подземные воды интенсивно загрязнены фосфатами (до 50 ПДК), фтором (до 16 ПДК), сульфатами (до 4 ПДК) и другими компонентами.
В пределах промплощадок нефтепромыслов ПО "Белоруснефть" вследствие утечек и аварийных разливов нефти, рассолов и буровых растворов формируются ореолы загрязнения подземных вод хлором, натрием, кальцием, нефтепродуктами и другими компонентами.
Очень часто промышленное загрязнение фиксируется в ведомственных скважинах предприятий, что связано с неудовлетворительным санитарным состоянием околоскважинной территории. Состав загрязнения исключительно разнообразен и определяется главным образом характером производства и перечнем веществ, применяемых либо образующихся в технологических процессах.
В ряде случаев промышленное загрязнение подземных вод фиксируется и на городских водозаборах. Так, загрязнение хромом было отмечено в скважине на водозаборе "Лядище" г. Борисова; мышьяком и свинцом — в скважине райагропромтехники в г. Могилеве; цинком — на водозаборе "Гожка" в г. Гродно.
Загрязнение вод артезианских скважин нитратами, сульфатами и хлоридами наблюдается на водозаборах "Песковатик" и "Марковщина" г. Витебска, "Парковый" г. Орши, "Центральный" и "Кореневский" г. Гомеля, "Центральный" г. Речицы, "Новинки", "Зеленовка" и "Петровщина" г. Минска, а также на водозаборе №2 г. Бобруйска.

Вследствие ухудшения качества воды многие скважины, а иногда и целые водозаборы исключаются из эксплуатации. В качестве примера можно привести водозаборы 1-го рудоуправления ПО "Беларуськалий", водозабор №2 г. Бобруйска, "Северный" г. Орши, а также многие эксплуатационные скважины водозабора "Петровщина" г. Минска, "Лядище" г. Борисова и ведомственных водозаборов (Минский автозавод и др.).
Наиболее распространенным видом загрязнения подземных вод является нитратное. В водах колодцев и неглубоких индивидуальных скважин на подворьях содержание нитратов часто превышает естественный фон в 250-500 раз, а в отдельных случаях — и в 2000 раз. Это в 13-55 раз выше предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных санитарными правилами и нормами (СанПиН).
Как показывают наблюдения, уровень ПДК по нитратам в грунтовых водах достигается уже через 6-10 лет после появления на участке новой сельской усадьбы с обычным для Беларуси режимом эксплуатации хозяйственных построек.
По данным Института геологических наук Национальной академии наук Беларуси и РУП "Белгеология", в настоящее время 82% колодцев, которыми в Беларуси продолжает пользоваться подавляющая часть сельского населения, имеют воду, не удовлетворяющую санитарным нормам по нитратам. Концентрации этого компонента достигают нередко 7-11 ПДК. Абсолютный рекорд для Беларуси был зафиксирован в одном из колодцев в Солигорском районе — 2429 мг/л, или в 54 раза выше допустимого уровня.
Воды колодцев часто неблагополучны и по ряду других химических и микробиологических показателей. В связи с этим проблема сельского водоснабжения является сегодня острейшей экологической проблемой Беларуси.

Нитраты в подземных водах достаточно устойчивы, способны мигрировать на значительные расстояния и проникать в более глубокие водоносные горизонты, особенно в зонах депрессионных воронок действующих скважин. Высокие уровни нитратного загрязнения подземных вод (до 2 ПДК) наблюдаются на водозаборах Минска, Орши, Борисова и других городов. На старейшем групповом водозаборе г. Минска "Новинки", действующем с 1932 года, нитратное загрязнение фиксируется до глубины 200 м. В Беларуси это первых случай проникновения нитратного загрязнения на столь значительную глубину. Причем на момент начала эксплуатации водозабора нитраты в водах отсутствовали.
Нитратное загрязнение эксплуатационных скважин тесно связано с экологической ситуацией в районе водозаборов. Все скважины, в которых были установлены случаи нитратного загрязнения, размещаются в непосредственной близости от жилой частной застройки. На том же водозаборе "Новинки" максимальное загрязнение наблюдается на его восточном крыле. На западном крыле водозабора, которое размещается в зеленой зоне (район дачного поселка и водохранилища "Дрозды") загрязнения подземных вод нет.
Аналогичная ситуация складывается и на другом групповом водозаборе г. Минска — "Зеленовка", который функционирует с середины 50-х годов. В пределах его западного крыла, которое размещается на городской территории (район Севастопольского парка), во многих скважинах наблюдается загрязнение вод нитратами. В скважинах на восточном крыле водозабора, находящихся в зеленой зоне, следов загрязнения не отмечается.

Для участков промышленного загрязнения присутствие повышенных содержаний нитратов в подземных водах в общем не характерно. Однако загрязнение подземных вод, наблюдаемое в городах, является, как правило, комплексным. Оно формируется совместным воздействием промышленного, коммунально-бытового и нередко сельскохозяйственного загрязнения. Вследствие этого в водах групповых водозаборов часто присутствуют соединения азота, как, например, в районе одиночных ведомственных скважин в г. Речица и водозабора "Лядище" г. Борисова (до 2 ПДК). Близко к ПДК содержание нитратов в водах водозабора "Валовка" г. Новогрудка.
Нитратное загрязнение питьевых вод неустранимо при использовании традиционных методов водоочистки и имеет значительные негативные последствия. Употребление питьевых вод и пищевых продуктов с высоким содержанием нитратов вызывает болезни обмена веществ, опорно-двигательного аппарата и нервной системы, наблюдаются и генетические нарушения. У детей нитраты вызывают тяжелую болезнь крови — метгемоглобинемию. В кишечном тракте нитраты преобразуются в еще более токсичные соединения — нитриты, нитрозамины и др. Нитрозамины обладают канцерогенными свойствами. Смертельная доза нитратов для человека составляет 8-15 г, допустимое суточное потребление по рекомендациям ВОЗ — 5 миллиграммов на килограмм массы тела.
Первичное нитратное загрязнение в подземных водах может трансформироваться в еще более опасное аммонийное загрязнение. В связи с этим на многих водозаборах наблюдаются случаи высокого содержания в водах аммония (до 1,5-7 и более ПДК на водозаборе "Окунево" г. Новополоцка, "Фелицианово" г. Минска, "Восточный" г. Жодино, "Полыковичи" г. Могилева, "Волохва" и "Щара-1" г. Барановичи, "Рыщицы" г. Слонима). На водозаборе "Северный" в г. Орша концентрация аммония в некоторых скважинах достигла 20 ПДК, что явилось одной из причин его закрытия в 1994 г.

Помимо нитратов, характерным компонентом сельскохозяйственного и коммунально-бытового загрязнения являются сульфаты. Они способствуют образованию и накоплению в подземных водах сероводорода, слабый запах которого постоянно ощущается при прокачках глубоких скважин, расположенных на участках сельскохозяйственного загрязнения, и особенно на болотных массивах, прилегающих к таким участкам. Этим объясняется появление сероводорода в некоторых скважинах на водозаборах "Пышки", "Чеховщизна", "Гожка" г. Гродно и "Добросневичи" г. Могилева. На Могилевском водозаборе содержание сероводорода в водах достигало огромных величин: от 290 до 98.000 ПДК.
На ухудшение качества подземных вод значительное влияние оказывает не только существующая техногенная нагрузка, но, как отмечалось выше, и неудовлетворительное санитарно-техническое состояние самих водозаборов и прилегающих к ним территорий. Для большинства групповых водозаборов не разработаны проекты по организации зон санитарной защиты и комплексы мероприятий, исключающих возможность ухудшения качества подземных вод. Из десяти действующих многие годы водозаборов г. Минска такие зоны имеют только три ("Волма", "Островы" и "Цнянский"), но режим их содержания также не соблюдается. В нарушение действующих нормативных требований в пределах зон санитарной защиты многих водозаборных сооружений располагаются животноводческие фермы, навозохранилища, склады минеральных удобрений и ядохимикатов и др. В целом, по данным БГГЭ РУП "Белгеология", в зонах влияния действующих и перспективных водозаборов в настоящее время находится более 400 приемников различных отходов (поля фильтрации, отстойники, свалки и др.).
Потенциально опасным источником загрязнения подземных вод является радиоактивное загрязнение значительной части территории Беларуси, сформировавшееся в результате аварии на ЧАЭС. Наблюдаемые в настоящее время активности (концентрации) цезия-137 в грунтовых водах, как правило, значительно ниже допустимого уровня для питьевых вод.

Иногда в количествах, превышающих допустимый уровень, в грунтовых водах накапливается стронций-90. Однако это загрязнение характерно, в основном, для территории 30-километровой зоны ЧАЭС. В подземных водах эксплуатируемых горизонтов содержание его невелико.
Вода — источник жизни, и альтернативы этому тезису нет. Уповать на "самоочищение" природы больше не приходится, т.к. ущерб от хозяйственной деятельности человека становится слишком велик, а уже сформировавшееся загрязнение подземных вод может сохраняться многие годы. Поэтому легче предупредить развитие загрязнения, так как ликвидация его потребует значительных затрат сил и времени. Сохранение нашего главного природного богатства для нынешнего и будущих поколений зависит сегодня только от нас.

Наталья ПАВЛОВИЧ