Жизнедеятельность человека предопределяет образование большого количества промышленных и бытовых отходов, в результате чего происходит возрастающее загрязнение земной поверхности, гидрографической среды и атмосферы и, как следствие, загрязнение подземных вод. Борьба с загрязнением подземных вод особенно актуальна на территориях городов, где в силу высокой концентрации населения, промышленности, транспорта и коммунального хозяйства оно происходит особенно интенсивно.
Загрязнение подземных вод – это такие изменения качества воды (физических, химических и биологических свойств), которые делают её частично или полностью не пригодной для использования. Критерием оценки степени загрязнения природных вод служат нормы предельно допустимых концентраций отдельных компонентов и общей минерализации воды.
Загрязнение подземных вод зависит от следующих факторов: наличия источников загрязнения, интенсивности отбора подземных вод, гидрогеологических условий водоносного горизонта. Наиболее подвержены загрязнению грунтовые воды и залегающие близко от поверхности горизонты напорных вод.
Основными загрязнителями подземных вод являются:
а) промышленные отходы и прежде всего промышленные сточные воды;
б) некондиционные природные воды;
в) бытовые стоки и отходы;
г) сельскохозяйственные удобрения и ядохимикаты.
В большинстве случаев загрязнение пресных вод остаётся невидимым, поскольку загрязнители растворены в воде. Но есть и исключения: пенящиеся моющие средства, а также плавающие на поверхности нефтепродукты и неочищенные стоки. Есть несколько природных загрязнителей. Находящиеся в земле соединения алюминия попадают в систему пресных водоёмов в результате химических реакций. Паводки вымывают из почвы лугов соединения магния, которые наносят огромный ущерб рыбным запасам.
Однако объём естественных загрязняющих веществ ничтожен по сравнению с теми, что производит человек. Ежегодно в водные бассейны попадают тысячи химических веществ с непредсказуемым действием, многие из которых представляют собой новые химические соединения. В воде могут быть обнаружены повышенные концентрации токсичных тяжёлых металлов (как кадмия, ртути, свинца, хрома), пестициды, нитраты и фосфаты, нефтепродукты, поверхностно-активные вещества (ПАВы).
Определенный вклад в повышение концентрации тяжелых металлов в воде вносят и кислотные дожди. Они способны растворять в грунте минералы, что приводит к увеличению содержания в воде ионов тяжелых металлов. С атомных электростанций в круговорот воды в природе попадают радиоактивные отходы.
Сброс неочищенных сточных вод в водные источники приводит к микробиологическим загрязнениям воды. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) 80% заболеваний в мире вызваны неподобающим качеством и антисанитарным состоянием воды
Лесные хозяйства и открытый дренаж - источники большого количества веществ, попадающих в пресную воду, в первую очередь железа, алюминия и кадмия. С ростом деревьев кислотность лесной почвы увеличивается, и проливные дожди образуют очень кислые стоки, губительные для живой природы.
Атмосферное загрязнение пресной воды особенно пагубно. Есть два вида таких загрязнителей: грубодисперсные (зола, сажа, пыль и капельки жидкости) и газы (сернистый газ и двуокись азота). Все они — продукты промышленной или сельскохозяйственной деятельности. Когда в дождевой капле эти газы соединяются с водой, образуются концентрированные кислоты - серная и азотная.
Твёрдые и жидкие загрязняющие вещества попадают из почвы в источники водоснабжения в результате т.н. выщелачивания. Небольшие количества сваленных на землю отходов растворяются дождём и попадают в грунтовые воды, а затем в местные ручьи и реки. Жидкие отходы быстрее проникают в источники пресной воды. Растворы для опрыскивания сельскохозяйственных культур либо теряют свою активность при контакте с почвой, либо попадают в местные реки, либо выщелачиваются в земле и проникают в грунтовые воды. До 80 % таких растворов тратятся впустую, так как попадают не на объект опрыскивания, а в почву.
Время, требуемое для проникновения загрязнителей (нитратов или фосфатов) из почвы в грунтовые воды, точно неизвестно, но во многих случаях этот процесс может длиться десятки тысяч лет. Загрязняющие вещества, поступающие в окружающую среду от промышленных предприятий, называют промышленными стоками и выбросами.
В пресной воде в растворённом виде встречается свинец. Один из источников свинцового загрязнения - рыболовные грузила, которые постоянно выбрасывают при запутывании лески. От свинца сильно страдают лебеди, проглатывающие грузила вместе с водорослями. Он остаётся в желудке птиц, постепенно растворяясь и вызывая их смерть. «Сломанная шея» (когда мышцы не могут держать длинную шею птицы, и в результате она медленно умирает от голода) является признаком свинцового отравления. Другой тяжёлый металл, кадмий, проникает в пресноводную среду, поражает рыб, а через них попадает в организм человека и могут погибнуть все....
Для большинства регионов характерны следующие общие проблемы, связанные с загрязнением питьевой воды: антропогенное загрязнение источников водоснабжения; избыточное хлорирование; вторичное загрязнение.
Антропогенное загрязнение источников водоснабжения связано с огромными выбросами неочищенной воды промышленными предприятиями, а также канализационными сетями городов. По оценкам специалистов, очищается не более 30% всей воды.
Хлорирование воды остаётся в подавляющем большинстве городов основным методом обеззараживания и очистки воды. Однако хлорирование питьевой воды вызывает образование хлорорганических соединений, которые чрезвычайно вредны для организма человека. Опасность хлорорганических соединений состоит еще в том, что они могут поступать в организм сквозь кожу, например, при приеме душа. Потребление такой воды опасно, но, к сожалению, очистка и обеззараживание питьевой воды в городах продолжает проводиться методом хлорирования.
Во всех городах износ коммунальных систем водоснабжения достигает 60-70%. Все это приводит к постоянным перебоям с поставкой воды, а также к вторичному загрязнению питьевой воды. Постоянные порывы, отключения воды вызывают размножение вредных микроорганизмов, сине-зелёных водорослей, развитие коррозии на стенках труб. Часто водопровод располагается вблизи канализационной системы, которая также изношена. Возникают ситуации, когда канализационные стоки засасываются в водопроводы.
Даже если после очистных сооружений качество питьевой воды худо-бедно соответствует ГОСТу, то после прохождения через водопроводную сеть она становится непригодной к употреблению.
Вторичное загрязнение вызывает такие заболевания, как гепатит, дизентерия и даже брюшной тиф. Только за прошедший год зафиксировано 8 вспышек инфекционных заболеваний, связанных с некачественной питьевой водой. Именно из-за некачественной питьевой воды взрослые и дети заражались гепатитом, дизентерией и даже брюшным тифом!
Наблюдается ухудшение качества грунтовых вод первого от поверхности водоносного горизонта. Отмечается повышение концентраций по таким показателям как сульфаты, нитраты; неудовлетворительное бактериологическое состояние, также по общему содержимому солей, жёсткости. Это объясняется высокой техногенной нагрузкой со стороны предприятий и автотранспорта города, так как питание четвертичного горизонта осуществляется за счет инфильтрации поверхностного стока.
Вода первого горизонта четвертичных аллювиальных отложений является гидрокарбонатно-магниево-кальциево-натриевой, загрязнена, непригодна для нужд питьевого водоснабжения. Здесь отмечается превышение ПДК по общей минерализации в 1,1 раза.
Второй водоносный горизонт – водоносный горизонт бучакской свиты эоцена характеризуется как менее загрязнённый. Вода – сульфатно- натриево-кальциево-магниевая также непригодна для нужд питьевого водоснабжения. Превышения норм ПДК по общей минерализации в 2,7 раза.
Третий водоносный горизонт – горизонт трещиноватой зоны меловых отложений. Воды мергельно - меловой толщи являются сульфатно кальциево-натриево-магниевые и соответствуют нормам качества воды ГОСТ 2876-82 «Вода питьевая». Используется для хозяйственно- питьевого водоснабжения. Самый загрязненный водоносный комплект четвертичных отложений, т.к. подвержен техногенному, органическому и химическому загрязнению.
Действенным средством предотвращения загрязнения подземных вод являются принимаемые государствами законы по охране окружающей среды, но добиться их соблюдения трудно. Поэтому новая международная инициатива — «платит сторона, виновная в загрязнении» — идеальна по сути, но редко даёт плоды. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) опубликовала рекомендации по допустимым уровням загрязнения. Например, содержание кадмия в воде не должно превышать 3/1000 мг/л.
Сегодня Европейское Сообщество издаёт директивы о качестве воды, но правительства европейских стран не спешат выполнять эти требования. Так, в 1992 г. 9 из 12 стран — членов ЕС превысили уровень содержания нитратов в своих водоёмах. По новому законодательству, от всех членов ЕС требовалось к 2002 г. создать специальные очистные станции для обработки воды для городского и промышленного потребления, чтобы предотвратить загрязнение рек. В большинстве стран эта работа выполнена.