Материал: Геоэкологические проблемы городов на примере загрязнения подземных вод Казанской агломерации

) вода не должна содержать вредных для здоровья человека веществ, например меди, свинца, мышьяка и др., и количествах, превышающих установленные для этих компонентов кондиции;

) вода должна быть свободной от болезнетворных микроорганизмов.

Обычно в подземных пресных водах содержание микроэлементов не достигает установленных предельно допустимых концентраций. Превышение же указанных концентраций часто является результатом загрязнения воды (Посохов, 1975).

Превышение каких-либо химических элементов и их соединений в воде влияет на распространенность многих заболеваний. Причина этого в высокой биологической активности микроэлементов, участвующих в различных видах обмена: белковом, жировом, углеводном, витаминном, минеральном, а также в газообмене, теплообмене, тканевом дыхании, тканевой проницаемости, клеточном дыхании. Микроэлементы влияют на активность ферментов, вступая в соединения с ферментами, они участвуют в различных биохимических превращениях. Именно поэтому это может привести к возникновению эндемических заболеваний (Мовчан, 2004).

Приведем пример влияния некоторых химических показателей, которые определяются для оценки качества подземных вод, на здоровье человека.

Медь. Концентрация меди более 3 мг/л может вызвать острое нарушение функции желудочно-кишечного тракта - тошноту, рвоту, понос. У людей, перенесших заболевания печени, например вирусный гепатит, обмен меди нарушен и длительное ее употребление с водой может способствовать развитию цирроза печени. Особенно чувствительны к повышенной концентрации меди в воде грудные дети на искусственном вскармливании. У них еще в младенческом возрасте при употреблении такой воды может развиться цирроз печени.

Железо - один из основных элементов природной воды, в которой его концентрация колеблется от 0,5 до 50 мг/л. Повышенное содержание железа в воде придает ей ржавый цвет и металлический привкус, что делает воду непригодной к употреблению. Постоянное употребление воды с повышенным содержанием железа может привести к развитию гемохроматоза, т.е. отложению соединений железа в органах и тканях, развивается геморрагический некроз (разрушение) и отслойка участков слизистой оболочки желудка.

Алюминий присутствует в природной воде. При изучении влияния на организм человека некоторыми исследователями было отмечено, что алюминий в больших количествах может вызывать повреждение нервной системы. Алюминию приписывают роль в возникновении таких тяжелых заболеваний нервной системы, как болезнь Альцгеймера (возникает в зрелом возрасте, проявляется появлением провалов памяти, дезориентацией в окружающей обстановке, депрессией и прогрессирующим слабоумием), боковой амиотрофический склероз (возникновение прогрессирующих параличей мышц, смерть от остановки дыхания и сердечной деятельности через несколько лет), паркинсоническое слабоумие (дрожание головы, кистей рук, нижней челюсти, стоп из-за повышения тонуса мышц, слабоумие, нарушение в психо-эмоциональной сфере в виде появления назойливости, эгоизма, обидчивости).

Хлорсодержащие соединения могут быть опасны для здоровья при нахождении их в воде в высоких концентрациях. Особенно чувствительны к их действию дети. Небольшие дозы хлора вызывают воспаление слизистой оболочки рта, глотки, пищевода, спонтанную рвоту. Из всех анионов хлориды обладают наибольшей миграционной способностью, что объясняется их хорошей растворимостью; слабовыраженной способностью к сорбции на взвесях и потреблением водными организмами. Повышенные содержания хлоридов ухудшают вкусовые качества воды, делают ее малопригодной для питьевого водоснабжения и ограничивают применение для многих технических и хозяйственных целей, а также для орошения сельскохозяйственных угодий. В связи с хорошей растворимостью в воде хлориды, в первую очередь, поражают слизистую оболочку верхних дыхательных путей. При избыточном содержании в воде и попадании в организм соединений хлора возможна временная остановка сердечной деятельности.

Сульфаты являются одним из важнейших анионов и присутствуют практически во всех природных водах, бытовых стоках, сточных водах стекольной, бумажной, текстильной и других видах промышленностей, атмосферных осадках. В подземных водах содержание сульфатов нередко достигает значительно более высоких величин. Повышение содержания сульфатов оказывают физиологическое воздействие на человеческий организм. При приеме внутрь они оказывают тормозящее действие на желудочную секрецию. Токсическое действие на детей проявляется при длительном употреблении воды с содержанием сульфатов в концентрации 600-1000 мг/л или 21 мг/кг массы тела.

Нитраты. Однако большие дозы нитратов и их производных токсичны для человека. Попадая в кровь нитриты окисляют Fе²⁺ в Fе³⁺. При этом образуется метгемоглобин, неспособный переносить кислород к тканям и органам, в результате чего может наблюдаться удушье человека и животного. Угроза для жизни начинает возникать тогда, когда уровень метгемоглобина в крови достигает 20% и выше. Значительное количество токсичных веществ может попадать на наш стол с питьевой водой. Доказано, что влияние нитрат-ионов, содержащихся в пище, почти на четверть слабее, чем растворенных в воде.

Марганец забивает канальцы нервных клеток. Снижается проводимость нервного импульса, как следствие повышается утомляемость, сонливость, снижается быстрота реакции, работоспособность, появляются головокружение, депрессивные, подавленные состояния. Марганец почти невозможно вывести из организма; очень тяжело диагностировать отравление марганцем, т.к. симптомы очень общие и присущи многим заболеваниям, чаще же всего человек просто не обращает на них внимания .

Жёсткостью называют свойство воды, обусловленное наличием в ней растворимых солей кальция и магния. Их источником являются природные залежи известняков, гипса и доломитов. Ионы кальция и магния поступают в воду в результате взаимодействия растворенного диоксида углерода с минералами и при других процессах растворения и химического выветривания горных пород. Источником этих ионов могут служить также микробиологические процессы, протекающие в почвах на площади водосбора, в донных отложениях, а также сточные воды различных предприятий. Высокая жесткость ухудшает органолептические свойства воды, придавая ей горьковатый вкус и оказывая отрицательное действие на органы пищеварения (#"817452.files/image001.gif">,

где xi - значение какого-либо показателя i-ой пробы;

X - среднее арифметическое показателей проб (X = );

n - количество проб

Далее значения равные 3у и выше убираются из общего массива проб. Для остальных снова считается среднее арифметическое, которое и будет являться фоновым значением. Такой метод хорош при применении его на больших массивах данных с большим разбросом значений. Если данные не имеют существенно большого разброса, то можно использовать только вычисление среднего арифметического (Белоусова и др., 2007).

Заключение

В ходе написания курсовой были рассмотрены анализы 26 проб скважин трех районов г. Казани - Кировского, Авиастроительного, Приволжского районов, а также прилежащих поселков- и двух геологических слоев данном месторождении подземных вод: неоген-четвертичный, верхне- и нижнеказанский и ассельско-сакмарский. Анализы проб предоставлены ООО НПП «Казаньгеология». Данные пробы за 2007-2009 г. с подсчитанными для них интегральными показателями загрязнения помещены в приложение. Пробы с превышениями по железу и марганцу помещены на гидрогеологическую и карту-схему Казани (приложение). Таким образом, можно сделать следующие выводы:

Ø  Фоновое значение для железа в данном месторождении является превышенным. Это значение было подсчитано: слой 1 - 0,89 мг/л, слой 2а (kz1) - 0,36 мг/л, слой 2б (kz2) - 1,40 мг/л.

Ø  Всего было рассмотрено 23 пробы. Превышение ПДК (либо естественного фона) отмечено:

·        по алюминию (1 пробу)

·        по железу (13 проб)

·        по сульфатам ( 2 пробы)

·        по кремнию ( 2 пробы)

·        по марганцу (11 проб)

Ø  Общее количество проб, где зафиксировано хотя бы одно превышение ПДК (фона) -15 проб.

Ø  Интегральный показатель загрязнения (ИПЗ) по районам составляет:

·        Кировский ИПЗ=1,64

·        Авиастроительный ИПЗ=2,765

·        Приволжский ИПЗ=2,29

Ø  В целом воды в этих районах характеризуются как слабонеустойчивые (слабозагрязненные).

Ø  Рассматривая отдельно пробы из скважин можно отметить:

·        нет проб с условно чистой водой, грязной и очень грязной водой, чрезвычайно грязной водой.

·        8 проб с слабозагрязненной водой

·        5 проб с весьма загрязненной водой

·        2 пробы с очень загрязненной водой

Ø  1/5 забора воды в г. Казани осуществляется из подземных источников. И хотя идет снижение использования подземной воды на общем фоне уменьшения водопотребления, эти темпы меньше в сравнении с поверхностным.

Литература

Опубликованная литература:

1.   Белоусова А.П. и др. Экологическая гидрогеология. - М.: Академкнига, 2007 - 396 с.

2.      Горшков С.П. Концептуальные основы геоэкологии. - Смоленск: Изд-во Смолен. гос. ун-та, 1998. - 447с

.        Государственный доклад о состоянии природных ресурсов и об охране окружающей среды в 2008 году. - Казань, ООО «Печатный двор», 2009. - 510 с

4.   Карлович И.А. Геоэкология. - М.: Альма Матер: Акад. проект, 2005. - 508 с.

5.      Кауричев И.С. Почвоведение. - М: Колос, 1975. - 496 с.

6.   Комарова Н.Г. Геоэкология и природопользование. - М.: Изд. центр «Академия», 2003. - 192 с.

7.   Мовчан В.Н. Экология человека. - СПб.: СПбГУ, 2004.-289с.

8.   Научный путеводитель по Казани и ее окрестностям. - Казань: Изд-во Казанского университета, 1990. - 160 с.

9.      Новиков Ю.В., Сайфутдинов М.М. Вода и жизнь на Земле. - М.: Наука, 1981. - 184 с.

10. Орадовская А.Е., Лапшин Н.Н. Санитарная охрана водозаборов подземных вод. - М.: Недра, 1987.

11. Пивоваров Ю.Л. Основы геоурбанистики: урбанизация и городские системы. - М.: Изд. центр ВЛАДОС, 1999. - 232 с.

12.    Посохов Е.В. Общая гидрогеохимия. Л.: "Недра", 1975. - 208 с.

.        Проект ООО НПП «Казаньгеология» по организации технического водоснабжения за счет подземных вод ОАО «ПО КВ - Солодовпиво», 2008. - 65 с.

.        Прохоров Б.Б. Экология человека. - М.: Академия, 2005. - 317 с.

.        Родзевич Н.Н. Геоэкология и природопользование. - М.: Дрофа, 2003. - 255 с.

16. Средняя Волга. - Казань: Изд-во Казанского университета, 1991, 210 с.

17. Толоконцев Н.А. Окружающая среда крупного города. - Ленинград: Изд-во «Наука», 1988. - 112 с.

18.    Шилов И.А. Экология. - М.: Изд-во «Высшая школа», 2006. - 512 с.

19. Экология города Казани. - Казань: Изд-во «Фэн» Академии наук РТ, 2005. - 576 с.

20. Ясаманов Н.А. Основы геоэкологии. - М.: Изд. центр «Академия», 2003. - 352 с

21.    Саваренский Ф.П., Гидрогеология, М., 1935; Ланге О.К., Гидрогеология, М., 1969.

1.   Центр Водных Технологий

2.   Портал мэрии Казани