Оценка загрязнения подземных вод

 

Загрязнение подземных вод - это вызванные антропогенным воздействием изменения их качеств и свойств по сравнению с естественным состоянием, которые определяют их пригодность для использования. Понятие «загрязнение подземных вод» относится прежде всего к водам питьевого назначения.

Качество питьевых вод определяется бактериологическими, химическими и органолептическими показателями.

ПДКв – максимальная концентрация веществ и микроорганизмов в воде, при которой ее использование не оказывает прямого или опосредованного негативного влияния на состояние здоровья людей и животных (при воздействии на организмы в течение всей жизни) и не ухудшает гигиенических условий водопользования.

Нормы качества вод питьевого назначения регламентируются ГОСТ 2874-82* «Вода питьевая».

Безопасность воды в эпидемиологическом отношении определяют общим числом микроорганизмов и числом бактерий группы кишечных палочек.

По микробиологическим показателям питьевая вода должна соответствовать требованиям, указанным в таблице Е.1 (приложение Е).

Токсикологические показатели качества воды характеризуют безвредность ее химического состава и включают вещества:

- встречающиеся в природных водах;

- добавляемые к воде в процессе обработки в виде реагентов;

- появляющиеся в результате промышленного, сельскохозяйственного и бытового загрязнения источников водоснабжения.

Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, встречающиеся в природных водах или добавляемые к воде в процессе ее обработки, не должны превышать нормативов таблицы Е.2 (приложение Е).

При обнаружении в воде нескольких веществ, указанных в таблице Е.2 (приложение Е) (за исключением фтора, нитратов, радиоактивных веществ), сумма концентраций, выраженная в долях от максимально допустимых концентраций каждого вещества в отдельности, не должна быть более единицы. Расчет ведется по формуле:

 

Zв = с_в1/С_в1 + с_в2/С_в2 + …с_вп/С_вп ≤ 1                        (10)

 

где с_в1, с_в2, с_вп - обнаруженные в пробах концентрации химических

элементов, мг/л;

С_в1, С_в2, С_вп - установленные по элементам загрязнения допустимые нормы, мг/л.

Показатели, обеспечивающие благоприятные органолептические свойства воды, включают нормативы для веществ:

- встречающихся в природных водах;

- добавляемых к воде в процессе обработки в виде реагентов;

- появляющихся в результате промышленного, сельскохозяйственного, бытового и иного загрязнения источников водоснабжения.

Концентрации химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, встречающихся в природных водах, или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не должна превышать нормативов, указанных в таблице Е.4 (приложение Е).

При обнаружении в воде нескольких веществ, указанных в таблице Е.4 (приложение Е), сумма концентраций, выраженная в долях от максимально допустимых концентраций каждого вещества в отдельности, не должна быть больше 1. Расчет ведется по формуле (10).

Внешние признаки проявления органолептических свойств воды должны соответствовать требованиям, указанным в таблице Е.3 (приложение Е).

Вода не должна содержать различимых невооруженным взглядом водных организмов и не должна иметь на поверхности пленку.

После определения фактических показателей по каждому водозабору проводят гигиеническую классификацию по степени загрязнения в соответствии с таблицей Е.5 (приложение Е).

Допустимая степень загрязнения – определяет пригодность одного объекта для всех видов водопользования населения практически без каких либо ограничений.

Умеренная степень загрязнения – свидетельствует об известной опасности для бытового водопользования. Использование источников с такой степенью загрязнения для хозяйственно-питьевого водоснабжения без снижения уровня химического загрязнения на очистных водопроводных сооружениях может привести к появлению начальных симптомов интоксикации у населения (части его), особенно при наличии в воде веществ I и II классов опасности.

Высокая степень загрязнения – указывает на безусловную опасность бытового пользования водным объектом. Недопустимо использование такого водного объекта как источника хозяйственно-питьевого водоснабжения из-за сложности удаления токсичных веществ на водопроводных сооружениях. Употребление для питья воды, имеющей высокую степень загрязнения, может привести к появлению у людей интоксикации, особенно в случае присутствия в воде веществ I и II классов опасности.

Чрезвычайно высокая степень загрязнения водного объекта определяет его абсолютную непригодность для всех видов водопользования. С гигиенической точки зрения такой уровень загрязнения является экстремально высоким и даже кратковременное использование водного объекта опасно для здоровья людей.

Расчеты приведены в таблице 4.

 

3.3.1 Источники исходной информации для оценки загрязнения подземных вод

Блок исходных данных по загрязнению подземных вод формируется на основе существующих данных о качестве питьевой воды в хозяйственных водозаборах населенных пунктов в течение пятилетнего периода.

В основе исходных данных должны быть представлены:

- карта города и его окрестностей с обозначением мест расположения водозаборов и зон их влияния;

- перечень веществ, оказывающих наибольшее влияние на загрязнение воды;

- характеристика степени опасности загрязняющих веществ;

- данные о загрязнении воды, его тенденциях за последние годы и научно технический прогноз развития;

- сведения о влиянии загрязнения воды в водозаборах на здоровье населения и окружающую среду;

- значения ПДК загрязняющих веществ.

 

Таблица 4 – Расчет комплексных показателей загрязнения водозаборов II земельно-оценочного района г. Усть-Каменогорск

точка отбора	дата отбора	pH	NO	NO3	SO4	CL	Fe	жестк. Общ.	Cu	Pb	Zn	Se	Mn	F	Be	Mo	As	компл показатель
Атамановский водозабор
резервуар	3,82	7,5	0,1	-	34	21	-	2,7	-	0,005	-	0,0003	-	0,2	-	0,0025	0,01	2,26
	5,82	7,3	0,2	-	47	11	-	2,4	0,02	-	0,1	0,0002	-	0,19	-	0,0025	0,041	2,58
	9,82	7,4	0,05	-	38	19	-	3,2	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1,64
	2,83	8,3	-	-	39	18	-	2,7	0,019	0,05	0,01	0,0003	0,05	0,02	-	0,0025	0,01	4,40
	5,83	7,8	-	7	39	18	-	2,5	0,021	0,05	0,054	0,0002	0,05	0,2	-	0,0025	0,01	4,36
	3,84	6,9	-	10	38	21	-	2,4	0,03	0,05	0,08	0,0005	0,08	0,02	-	0,0025	0,01	4,91
	5,84	6,9	0,01	11	139	14	-	3,6	-	-	-	-	-	-	-	-	-	2,06
	11,84	7,5	-	16	29	11	-	2,5	0,006	-	0,13	0,0005	-	-	-	-	-	2,41
	5,85	7,1	-	15	37	11	-	2,5	0,006	0,025	0,035	0,0002	0,05	0,19	0,0002	0,0025	0,01	4,57
эксп.скв.№6	6,86	7,5	-	10	24	14	-	2,9	0,019	0,025	0,29	0,0004	0,05	-	-	-	-	3,61
	10,86	6,9	-	11	38	14	-	3,6	0,003	0,026	0,12	-	0,05	-	-	-	-	3,25
	3,87	6,9	-	10	43	11	-	2,8	0,007	0,01	0,06	0,0006	0,05	-	-	-	-	3,18
	5,87	6,8	-	9	43	11	-	3,6	0,075	0,01	0,14	0,0005	0,05	-	-	-	-	3,24
	12,87	6,9	-	10	34	14	-	2,8	0,01	0,025	0,22	0,0008	0,05	-	-	-	-	3,90
	4,88	7,2	-	5	46	21	-	2,6	0,007	0,025	0,356	0,0004	0,05	-	-	-	-	3,47
	10,88	6,8	-	-	28	14	-	2,4	0,0025	0,025	0,25	0,0004	0,05	-	-	-	-	3,20
	11,88	6,7	0,01	-	28	14	-	2,9	-	-	-	-	-	-	-	-	-	1,47
	12,88	6,7	0,03	12	38	14	-	2,4	0,025	0,025	0,025	0,0003	0,05	-	-	-	-	3,35
среднее знач.		7,172	0,022	11,33	42,33	14,7	-	2,81	0,0163	0,0269	0,168	0,00041	0,05	0,167	0,0002	0,0003	0,01	3,21

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

В процессе выполнения курсового проекта была произведена геоэкологическая оценка II земельно-оценочного района г. Усть-Каменогорска. Оценка включает в себя расчет комплексных показателей инженерно-геологических условий, загрязнения атмосферного воздуха, содержания тяжелых металлов в почвах, загрязнения подземных вод, определение степени их влияния.

В результате оценки определено, что территория района (S=825.76 га.) включает:

- 2 категории сложности ИГУ: II и III степени (средней сложности и сложная). Наибольшим по площади является участок района с III категорией сложности ИГУ – 757,02 га (приложение Б). Расчет общего показателя ИГУ равен 0,70, что соответствует III степени сложности.

- 2 степени загрязнения атмосферы: III и IV степени загрязнения. Наибольшим по площади является участок района с IV степенью загрязнения – 813.03 га (приложение В). Расчет общего показателя по степени загрязнения атмосферы 37,40, что соответствует IV степени сложности.

- 3 категории загрязнения почв: допустимая, умеренно опасная и опасная (приложение Г). Наибольшим по площади является участок района с умеренно опасной категорией загрязнения – 455,25 га, а наименьшим по площади является участок района с допустимой категорией загрязнения – 132,78га. Расчет общего показателя по степени загрязнения почвы равен 25,60, что говорит об умеренно опасной категории загрязнения.

По результатам расчетов (таблица 4) степень загрязнения подземных вод данного района высокая – 3,21. Не допускается использование такого водного объекта как источника хозяйственно-питьевого водоснабжения.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 

1. Ипалаков Т.Т., Максимов В.А. Геоэкологическая оценка земель в системе городского кадастра. – Усть-Каменогорск, 1999.

2. Большая Советская Энциклопедия. Т. 21.- М.: Советская Энциклопедия, 1975.

3. Гусаренко Ю.Д. Кадастровая оценка городских земель. – Усть-Каменогорск, 2003. (Методическое пособие по выполнению практических работ)

4. Максимов В.А. Кадастровое зонирование, оценка и налогообложение земель. – Усть-Каменогорск. 2010.

 

Приложение А

 

Исходные данные для кадастровой оценки земель по ИГУ

Номер фактора	Факторы	Показатели
I	Геморфология	Морфологические данные в соответсвии с основными основными и морфографическими категориями рельефа
II	Геология	Классификация горных пород для определениия типов, классов, генетических групп, видов и признаков пород, структурно-тектонические характеристики: слой, его мощность, зерновой состав, границы и углы наклона слоёв, трещиноватость. Физические свойства пород: - плотности (удельный вес, объёмная масса); - влажность; - объемная масса скелета; - пористость; - водонасыщение; - пластичность; - консистенция; - водопроницаемость. Механические свойства пород: - сила сцепления; - угол внутреннего трения; - модуль общей деформации; - несущая способность оснований; - просадчность.
III	Гидрогеология	Классификация подземных вод для определения наличия, типов, условий залегания и образования подземных вод: - глубина залегания; - коэффициент фильтрации. Химический состав: агрессивность.
IV	Геологические процессы	Классификация физико-геологических процессов: - карст; - деформация грунтов, сейсмические явления; - скалистый обрывы, подмыв берегов, овраги и искусственные выемки, болота, заболоченные земли.

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

 

Категории сложности ИГУ

Факторы	I (простая)	II (средней сложности)	III (сложная)	IV (весьма сложная)
1	2	3	4	5
Геоморфологические условия – характеристики рельефа, Vp – угол наклона местности, градус	Площадка (участок) в пределах одного геоморфологического элемента. Поверхность горизонтальная, нерасчлененная Vp=до 2° (Кv=1,00)	Площадка (участок) в пределах нескольких геоморфологических элементов. Поверхность наклонная, слабо расчлененная Vp= 2-7° (Кv=0,44)	Площадка (участок) в пределах нескольких геоморфологических элементов разного генезиса. Поверхность наклонная, сильно расчлененная Vp= 7-24° (Кv=0,13)	Vз =20-45° (Кv=0,05)
Геологические в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой
Количество слоев литологии, N	N<2 (КN=1,00)	N не > 4 (КN=0.50)	N не > 6 (КN=0.33)	N > 6 (КN=0.10)
Углы наклона залегания слоев, Vз, градус	Vз до 2° (Кз=1,00)	Vз =10-20° (Кз=0.10) выпирание	Vз =20-40° (Кз=0.05) выпирание	Vз >40° (Кз=0.02) осадки, линзовидное залегание слоев

 

Продолжение приложения Б

1	2	3	4	5
Мощность	Выдержана(Км=1,00)	Изменяются закономерно(Км=0,80)	Резко изменяются(Км=0,60)	Резко изменяются(Км=0,20)
Степень выветрелости грунтов, Кв	Кв = 1,00	1,00<Кв<0.80 (Кв=0,90)	0,90>Кв>=0.60 (Кв=0,75)	Кв<0.40
Степень трещиноватости грунтов,Б	Б1 = 300-100(Кт=1,00)	Б2=100-30 (Кт=0,35)	Бз=30-10 (Кт=0,10)	Б4=10-3 (Кт=0,03)
Степень влажности,G	G = 0 (Кg = 1.00)	0<G<0.5 (Kg=0.40)	0,5<G<=0.8 (Kg=0.15)	0,8<G<=1 (Kg=0.11)
Модуль общей деформаций,Е, кгс/см2	Е = 600-800 (КЕ = 1,00)	E = 400-500 (Ke=0.71)	E=200-400 (Ke=0.43)	E = 0-200 (Ke=0.14)
Несущая способность, Rc, кгс/см2	Rc = 10-19 (KR = 1.00)	Rc=5-10 (Kr=0.50)	Rc=2-5 (Kr-0.20)	Rc=0.4-2 (Kr=0.10)
Просадочность, Пр	П = 0	П=0,1-0,15	П=0,17-0,24 (Кпр=0,20)	П=0,24 (Кпр=0,10)
Гидрологические в сфере взаимодействия зданий и сооружений с геологической средой
Подземные воды,ПВ	Отсутствуют или один выдержанный горизонт (Кпв = 1,00)	Два более выдержанных горизонтов (Кпв = 0,80)	Тоже и обладают напором (Кпв = 0,60)	Горизонты не выдержанны по простиранию и по мощности, изменяются напоры (Кпв = 0,20)

 

 

Продолжение приложения Б

1	2	3	4	5
Коэффициент фильтрации, Кф	Кф=50 (Ккф =1,000)	Кф=5-50 (Ккф =0,360)	Кф=0,5-5,0 (Ккф =0,038)	Кф=0,005-0,5 (Ккф =0,003)
Химический состав подземных вод, ХС	Однородный (Кх=1,00)	Неоднородный (Кх=0,70)	Неоднородный (Кх=0,70)	Неоднородный (Кх=0,70)
Агрессивные свойства, А (щелочность, общая кислотность, углекислотность)	КА=1,00	КА=0,80	КА=0,60	КА=0,20
Глубина залегания подземных вод, L, м	L>5 (KL=1,00)	L=3-5 (KL=0,80)	L=1-3 (KL=0,60)	L< 5 (KL=0,20)
Геологические процессы, отрицательно влияющие на условия строительства и эксплуатации зданий и сооружений
Деятельность подземных и поверхностных вод (подмыв берегов, их обрушение, болота, карст, оползни), ГП	Кгп=1,00	Кгп=0,80	Кгп=0,60	Кгп=0,20
Сейсмические явления, С, балл	С=0 (Кс=1,00)	С=6 (Кс=0,83)	С=7 (Кс=0,71)	С=9 (Кс=0,55)

 

ПРИЛОЖЕНИЕ В

 

Таблица В.1 – Весовые коэффициенты показателей и факторов ИГУ

Факторы	Показатели	Коэффициенты	Веса
			Факторов Кф	Показателей Кn
Геоморфология	Vp	KV	0,10	1,00
Геология	N V3 M KB Б G E Rc П	KN K3 Km KB KT KG KE KR KП	0,42	0,08 0,09 < 0,01 < 0,01 < 0,01 0,09 0,12 0,12 0,50
Гидрогеология	ПФ Кф ХС А L	KПФ KФ KХ KA KL	0,33	< 0,01 0,10 < 0,01 0,20 0,70
Геологические процессы	ГП С	KГП KС	0,15	0,55 0,45

 

Таблица В.2 –Классификация комплексных показателей по степени сложности ИГУ

Комплексные показатели	1,00 – 0,92	0,92 – 0,78	0,78 – 0,46	0,46 – 0
Степени сложности	I (простая)	II (средней сложности)	III (сложная)	IV (весьма сложная)

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

 

Таблица Г.1 – Изоэффективные кратности превышения ПДК для веществ разных классов опасности

1 класс	2 класс	3 класс	4 класс
<1	<1	<1	<1
1,0	1,0	1,0	1,0
1,1	1,2	1,25	1,3
1,2	1,4	1,6	1,7
1,3	1,6	1,8	2,0
1,35	1,7	2,0	2,2
1,4	1,9	2,2	2,5
1,5	2,1	2,6	3,0
1,6	2,4	3,0	3,5
1,7	2,6	3,4	4,0
1,8	3,0	4,0	5,0
1,9	3,3	4,6	5,8
2,0	3,6	5,2	6,6
2,1	4,0	5,8	7,5
2,2	4,4	6,5	8,58
2,3	5,0	8,0	11,0
2,5	5,3	8,8	12,5

 

Таблица Г.2 – Показатель уровня суммарного загрязнения атмосферного воздуха

Уровень загрязнения	Величина индекса загрязнения Р при числе веществ
	От 2 до 3	От 4 до 9	От 10 до 20	Больше 20
Допустимый	2	3	4	5
I степень	> 2 - 4	> 3 - 6	> 4 - 6	> 5 - 6
II степень	> 4 - 6	> 6 - 12	> 8 - 16	> 10 - 20
III степень	> 8 - 16	> 12 - 24	> 16 - 32	> 20 - 40
IV степень	> 16	> 24	> 32	> 40

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

 

Таблица Н.1 - Ориентировочная оценочная шкала опасности загрязнения почв по суммарному показателю загрязнения

Категории загрязнения почв	Комплексные показатели, Zп	Изменения показателей здоровья населения в очагах загрязнения
Допустимая	Менее 16	Наиболее низкий уровень заболеваемости детей и минимальная частота встречаемости функциональных отклонений
Умеренно опасная	16-32	Увеличение общей заболеваемости числа часто болеющих детей, детей с хроническими заболеваниями, нарушениями функционального состояния сердечно-сосудистой системы
Опасная	32 - 128	Увеличение общей заболеваемости числа часто болеющих детей, увеличение количества детей с хроническими заболеваниями, увеличение количества взрослых и детей с нарушением функционального состояния сердечно-сосудистой системы
Чрезвычайно опасная	Более 128	Увеличение заболеваемости детского населения, нарушение репродуктивной функции женщин (увеличение токсикоза в период беременности, количества преждевременных родов, мертворожденных, гипертрофии новорожденных)

 

Таблица Н.2 - Распределение химических веществ, попадающих в почву из выбросов и отходов, по классам опасности

Класс опасности	Химическое вещество
I	Мышьяк, кадмий, ртуть, свинец, селен, цинк, фтор, бензапирен
II	Бор, кобальт, никель, молибден, медь, сурьма, хром
III	Барий, ванадий, вольфрам, марганец, стронций, ацетофенол

 

ПРИЛОЖЕНИЕ Е

Таблица Е.1 - Предельные нормы биологического загрязнения воды

Показатели	Нормативы	Методы испытания
Число микроорганизмов в 1 мл воды, не более	100	По ГОСТ 18963-73
Число бактерий группы кишечных палочек в 1л воды (полииндекс), не более	3	По ГОСТ 18963-73

Таблица Е.2 - Предельные токсикологические нормативы содержания в воде химических веществ

Химические вещества	Нормативы, мг/л	Методы испытания
Алюминий остаточный (Al)	0,5000	По ГОСТ 18165-81
Берилий (Ве)	0,0002	По ГОСТ 18294-81
Молибден (Мо)	0,2500	По ГОСТ 18308-72
Мышьяк (As)	0,0500	По ГОСТ 4152-81
Нитраты (NO3)	45,0000	По ГОСТ 18826-73
Полиакриламид остаточный	2,0000	По ГОСТ 19355-74
Свинец (Pb)	0,0300	По ГОСТ 182 693-72
Селен (Se)	0,0010	По ГОСТ 19413-81
Стронций (Sr)	7,0000	По ГОСТ 23950-80
Фтор (F)		По ГОСТ 4386-81
по климатическим районам I и II III IV	1,5000 1,2000 0,7000

 

Таблица Е.3 - Предельные нормативы органолептических свойств воды

Наименование показателя	Нормативы	Методы испытания
Запах при 20-60°С,баллы	2,0	По ГОСТ 3351-74
Вкус и привкус при 20°С, баллы	0	По ГОСТ 3351-74
Цветность не более	20,0	По ГОСТ 3351-74
Мутность по стандартной шкале, мг/л	1,5	По ГОСТ 3351-74

 

Примечание:

По согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы допускается увеличение цветности воды до 35°, мутности (в паводковый период) до 2 мг/л.

 

Таблица Е.4 - Предельные органолептические нормативы содержания в воде химических веществ

Показатели	Нормативы	Методы испытания
Водородный показатель, рН	6,0 - 9,0	Измеряется на рН-метре любой модели со стеклянным электродом с погрешностью измерений не превышающей 0,1 рН
Железо (Fe), мг/л	0,3	По ГОСТ 4011-72
Жёсткость общая, мг-экв/л	7,0	По ГОСТ 4151-72
Марганец (Mn), мг/л	0,1	По ГОСТ 4974-72
Медь (Cu2+), мг/л	1,0	По ГОСТ 4388-72
Полифосфаты остаточные (PO3-), мг/л	3,5	По ГОСТ 18309-72
Сульфаты (SO4-), мг/л	500,0	По ГОСТ 18309-72
Сухой остаток, мг/л	1000,0	По ГОСТ 18164-72
Хлориды (Cl-), мг/л	350,0	По ГОСТ 4245-72
Цинк (Zn2+), мг/л	5,0	По ГОСТ 18239-72

 

Примечание:

Для водопроводов, подающих воду без специальной обработки по согласованию с органами санитарно-эпидемиологической службы, допускается: наличие сухого остатка до 1500 мг/л, общей жесткости – до 10 мг-экв/л, содержание железа – до 1 мг/л, марганца – 0,5 мг/л.