Главная » Литература » Инженерная подготовка территории » Орадовская А. Е., Лапшин Н. Н. Санитарная охрана водозаборов подземных вод

Орадовская А. Е., Лапшин Н. Н. Санитарная охрана водозаборов подземных вод


А.Е.Орадовская

Н.Н.Лапшин

 

САНИТАРНАЯ ОХРАНА

ВОДОЗАБОРОВ ПОДЗЕМНЫХ ВОД

 

УДК 614.777

 

Орадовская А. Е., Лапшин Н. Н. Санитарная охрана водозаборов подзем­ных вод. — М.: Недра, 1987. — 167 с., с ил.

Обобщены результаты исследований, проведенных в СССР и за рубежом за последние десять лет для гидрогеологического и санитарно-гигиенического обоснования и проектирования зон санитарной охраны подземных вод и водо­заборов. Описаны водоносные горизонты и их связь с поверхностными водами. Объяснены причины ухудшения качества подземных вод при их эксплуатации. Дана оценка защищенности подземных вод от загрязнения. Освещены мероприя­тия по санитарной охране. Рассмотрены методы расчета зон санитарной охраны для водозаборов в различных гидрогеологических условиях.

Для, гидрогеологов и работников санитарно-эпидемиологической службы.

Табл. 15, ил. 44, список лит. — 45 назв.

Рецензент: В. М. Гольдберг, д-р геол.-минер. наук (Всесоюзный науч­но-исследовательский институт гидрогеологии и инженерной геологии)

 

Издательство «Недра», 1987

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

 

Охрана источников питьевого водоснабжения от загрязнения и истощения всегда являлась актуальной проблемой. Однако в последнее времяг характеризующееся бурным развитием всех от­раслей промышленности и сельского хозяйства, она становится еще более актуальной и вместе с тем гораздо более сложной. Это объясняется как увеличением числа потенциальных источ­ников загрязнения, так и появлением новых видов загрязнителей.

Как известно, для хозяйственно-питьевого водоснабжения ис­пользуются поверхностные и подземные воды, причем приори­тетным источником являются подземные воды, обладающие, по сравнению с поверхностными, более высоким качеством и ста­бильностью. Вместе с тем, по сравнению с поверхностными, охра­на подземных вод от загрязнения представляет собой гораздо более сложную задачу, что связано с необходимостью не столько заранее обнаружить, сколько своевременно предупредить возмож­ность поступления загрязнителя в водоносный пласт. В против­ном случае загрязнение подземных вод обнаруживается с за­позданием и ликвидация его становится делом сложным, доро­гостоящим, а порой и просто невозможным. Поэтому охрана водозаборов подземных вод должна предусматривать разнооб­разные профилактические и другие защитные мероприятия, в числе которых организация зон санитарной охраны водозабо­ров — важный, хотя и не единственный элемент.

Авторы сделали попытку комплексно рассмотреть вопросы, связанные с охраной подземных вод от загрязнения, и дать гид­рогеологическое обоснование выделения зон санитарной охраны водозаборов подземных вод. При этом учтены большой опыт со­ветских исследователей и зарубежные публикации по данному вопросу, использованы новые теоретические разработки и на­турные исследования авторов.

Авторы выражают благодарность А. В. Ефремовой, Т. М. Ку­ликовой и В. Н. Львовой за помощь, оказанную при подготовке рукописи к печати.

Главы 1 — 8, 9 и 11 написаны А. Е. Орадовской, глава 10 — Н. Н. Лапшиным и Э. М. Хохлатовым.

 

 

ГЛАВА 1.

ОХРАНА ПОДЗЕМНЫХ ВОД В СССР

 

В нашей стране после Великой Октябрьской социалистиче­ской революции все природные богатства, в том числе и воды, были национализированы. Принципы социалистического отноше­ния к природе наиболее полно отражены в Конституции СССР, провозгласившей необходимость принятия мер для охраны и научно обоснованного рационального использования земли, ее недр, водных ресурсов, растительного и животного мира, а так­же для сохранения в чистоте атмосферного воздуха. Возмож­ность осуществления в СССР крупномасштабных мероприятий, направленных на охрану окружающей среды, основана на успе­хах нашей страны в области экономики. Научная система ра­ционального природопользования постоянно совершенствуется и внедряется во все отрасли народного хозяйства в соответствии с государственными планами экономического и социального раз­вития.

Эффективное научно обоснованное использование природных вод в СССР для нужд населения и народного хозяйства, их охрана от загрязнения, засорения и истощения определены со­ветским водным законодательством. В «Основах водного зако­нодательства Союза ССР и союзных республик», утвержденных Верховным Советом СССР 10 декабря 1970 г., даны основные положения по регулированию водных отношений, государствен­ному управлению в области использования и охраны вод, кон­тролю за их использованием, а также рассмотрены вопросы охраны вод от загрязнения, засорения и истощения, государ­ственного учета и планирования использования вод. Использо­вание любых водных объектов предусматривается в первую оче­редь для удовлетворения питьевых и бытовых нужд населения и лишь затем для других целей — лечебных, курортных, оздо­ровительных, сельскохозяйственных, промышленных, энергетиче­ских, транспортных, рыбохозяйственных и других государствен­ных и общественных потребностей. Что касается подземных вод питьевого качества, то их использование для нужд, не связанных с питьевым и бытовым водоснабжением, как правило, не допу­скается.

В каждой союзной республике действуют водные кодексы, в которых изложены юридические нормы, направленные на рацио­нальное использование и охрану водных ресурсов.

В соответствии с Постановлением ЦК КПСС и Совета Ми­нистров СССР «Об усилении охраны природы и улучшении ис­пользования природных ресурсов» (декабрь 1972 г.) определен порядок осуществления охраны подземных вод от загрязнения и истощения и контроля за их охраной на территории СССР.

Охраной подземных вод занимаются предприятия, организа­ции и учреждения, деятельность которых влияет на состояние этих вод. Государственный контроль за использованием и охра­ной подземных вод осуществляется исполнительными и распо­рядительными органами Советов народных депутатов, а также специально уполномоченными на это государственными органа­ми в порядке, устанавливаемом законодательством СССР. Кон­троль за охраной подземных вод от истощения и загрязнения осуществляется Министерством геологии СССР.

Охрана подземных вод — это система мер, направленных на предотвращение и устранение последствий загрязнения и исто­щения вод; при этом ставится цель сохранить такое качество и количество вод, которое позволяет использовать их в народном хозяйстве. Основными объектами охраны являются эксплуати­руемые водоносные горизонты и водозаборы хозяйственно-питье­вого назначения.

При решении сложных комплексных проблем охраны приро­ды возникает необходимость в оценке состояния природной среды и источников наиболее опасного воздействия на нее. Для оценки состояния среды используются нормы (стандарты) ее качества и допустимых воздействий на нее.

Качество водных ресурсов, используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения, определяется показателями химиче­ского и бактериального состава, а также органолептических свойств. Норма допустимых воздействий оценивается предельно допустимыми концентрациями (ПДК) вредных веществ, зна­чения которых устанавливаются санитарными органами. За ПДК принимаются максимальные не действующие на здоровье чело­века концентрации вещества в воде, выявленные при экспери­ментальных исследованиях с учетом возможных отдаленных по­следствий длительного влияния нормируемых веществ. Список ПДК уже включает около 1000 различных веществ — возможных загрязнителей воды, входящих в состав промышленных и ком­мунальных стоков, сельскохозяйственных ядохимикатов и удоб­рений, нефтепродуктов и т. п. Значения ПДК в настоящее время являются основным критерием, определяющим допустимость сбросов того или иного количества сточных вод в водоемы и в водоносные горизонты, необходимость устройства очистных со­оружений, проведения защитных мероприятий и т. д.

Большое значение для охраны подземных вод имеет охрана поверхностных вод, которые являются одним из основных источ­ников питания водоносных горизонтов. «Правила охраны поверх­ностных вод от загрязнения сточными водами» утверждены в 1974 г. министерствами здравоохранения, мелиорации и водного хозяйства, рыбного хозяйства СССР. В 1982 г. Главным государ­ственным санитарным врачом СССР было утверждено «Поло­жение о порядке проектирования и эксплуатации зон санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов хозяйственно-питьевого назначения» [24], в котором даны основные принципы выделения зон санитарной охраны водозаборов подземных вод и определены санитарно-защитные мероприятия в их пределах. ВНИИ ВОДГЕО Госстроя СССР разработаны рекомендации по гидрогеологическим расчетам для обоснования размеров зон са­нитарной охраны водозаборов подземных вод [13]. Организация зон санитарной охраны (ЗСО) водозаборов подземных вод ре­гламентирована также в СНиП 2.04.02 — 84 «Водоснабжение. Наружные сети и сооружения».

Следует отметить, что законы об организации зон санитар­ной охраны подземных источников водоснабжения были приняты в разных странах лишь в 1930 — 40-е гг. текущего столетия. В СССР первое положение об обязательном проектировании ЗСО было утверждено Всесоюзной Государственной санитарной инспекцией в 1938 г., а инструкция по установлению ЗСО — в 1956 г. В этих документах в составе ЗСО предусматривались два пояса: первый — пояс строгого режима, второй — пояс огра­ничений. Размеры второго пояса не были регламентированы.

В 1950 — 60-е гг. вопросы методики обоснования размеров поя­сов ЗСО подземных источников водоснабжения рассматривались в работах Н. Ф. Гуляева, А. С. Белицкого, Е. В. Салтыкова, В. И. Владимирского, а за рубежом — в работах Д. Чока, Р. Трофина и др. Среди современных зарубежных исследовате­лей, занимающихся проблемами гидрогеологического обоснова­ния границ ЗСО, следует назвать Дж. Браунса, X. Вейгениша, X. Экслера, В. Левиса, С. Фостера, Г. Рида и др. Судя по публикациям этих авторов, в различных странах еще не выра­ботан общий подход как к числу выделяемых в составе ЗСО поясов (два или три), так и к их назначению, принципам выде­ления и методам определения размеров.

В СССР вопросы использования теории фильтрации для раз­работки аналитических методов расчета второго пояса ЗСО впервые наиболее полно рассмотрены Е. Л. Минкиным в рабо­те «Гидрогеологические расчеты для выделения зон санитарной охраны водозаборов подземных вод». При этом были предло­жены методы расчета ЗСО для случаев фильтрации к одиноч­ному водозабору, двум равнодебитным взаимодействующим, ли­нейному водозабору в неограниченном водоносном горизонте или вблизи реки при направлении естественного потока подземных вод к реке или от нее.

Применяющиеся для расчета границ поясов ЗСО аналити­ческие зависимости, связывающие время движения к водозабо­ру частиц воды от точек с заданными координатами, использу­ются и для решения других проблем, связанных с изучением движения подземных вод, например для прогноза качества воды в водозаборах, обоснования защиты водозаборов от загрязнения и т. п. Поэтому на развитие методики аналитических расчетов ЗСО применительно к разнообразным гидрогеологическим условиям большое влияние оказали работы [1, 3, 5, 11, 12] и др. Используя результаты указанных выше исследований, а так­же собственные новые проработки, в рекомендациях [13] ив главах 9 и 10 настоящей книги авторы представили аналитиче­ские и другие методы расчета границ второго и третьего поясов ЗСО для наиболее распространенных расчетных схем фильтра­ции применительно к обобщенной (прямоугольной) форме пло­щади ЗСО и составляющих ее поясов.

 

 

Г Л А В А 2.

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

 

Многочисленными наблюдениями и исследованиями давно установлена роль питьевой воды в распространении инфекцион­ных кишечных (холера, брюшной тиф, дизентерия), кишечных вирусных (инфекционный гепатит, аденовирусные заболевания, полиомиелит) и других заболеваний. Большое влияние на орга­низм человека оказывает также химический состав воды — со­левой и микроэлементный. Некоторые компоненты даже в малых количествах ухудшают вкус и запах воды, а в больших — могут оказывать вредное действие на здоровье. В связи с этим раз­работаны гигиенические нормативы качества воды, используемой для хозяйственно-питьевого водоснабжения.

Для определения норм безвредности воды по ее химическому составу проводятся специальные исследования, заключающиеся в санитарно-токсикологических экспериментах на лабораторных животных. Выявленная при этом опасная доза того или иного вещества, выраженная в миллиграммах на 1 кг массы животного, затем пересчитывается на предельно допустимую концентрацию (ПДК), выраженную в миллиграммах вещества в 1 дм3 воды. При этом условно исходят из средних показателей массы чело­века (60 кг) и суточного потребления воды (3 л).

Первый в Европе стандарт качества питьевой воды был раз­работан в СССР в 1937 г. Стандартизация качества питьевой воды — одно из важнейших профилактических мероприятий со­ветского здравоохранения, которое нашло отражение в «Основах законодательства Союза ССР и Союзных республик о здраво­охранении» (1969г.).

В хозяйственно-питьевом и промышленном водоснабжении ис­пользуются пресные (сухой остаток до 1 г/дм3) и солоноватые (1 — 5 г/дм3) подземные воды.

Для производственного водоснабжения применение пресных подземных вод допускается с разрешения органов по регулиро­ванию использования и охране вод только в районах, где отсут­ствуют необходимые поверхностные водные источники и имеют­ся достаточные запасы подземных вод питьевого качества. Тре­бования к качеству подземных вод для производственного водоснабжения устанавливаются водопотребляющими или проект­ными организациями для каждого конкретного случая с учетом специфических особенностей применения вод по данному назна­чению.

В хозяйственно-питьевом водоснабжении используются толь­ко пресные подземные воды, но в отдельных случаях по согла­сованию с органами санитарно-эпидемиологической службы до­пускается использование подземных вод с минерализацией до 1,5 г/дм3. Требования к качеству питьевой подземной воды, по­даваемой централизованными хозяйственно-питьевыми системами водоснабжения, а также используемой одновременно для питье­вых, хозяйственных, технических и коммунально-бытовых целей, регламентируются государственным стандартом ГОСТ 2874 — 82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за каче­ством».

В случае несоответствия качества подземной воды требова­ниям этого ГОСТа должны быть проведены мероприятия по улучшению ее качества (умягчение, обезжелезивание, обеззара­живание, обесфторивание и др.) согласно СНиП 2.04.02 — 84.

Качество воды хозяйственно-питьевого назначения должно удовлетворять гигиеническим нормам, предусматривающим безо­пасность воды в эпидемическом отношении, безвредность хими­ческого состава и благоприятные органолептические свойства. Соответственно этому государственным стандартом установлены показатели качества воды: 1) микробиологические; 2) содержа­ния токсических химических веществ; 3) органолептические.

Безопасная в эпидемическом отношении вода не должна со­держать болезнетворных бактерий и вирусов. Обычно исполь­зуются косвенные микробиологические показатели безвредности воды, характеризующие степень общего загрязнения воды ми­кроорганизмами и содержание микроорганизмов группы кишеч­ной палочки. Общее число микроорганизмов в 1 дм3 неразбав­ленной воды не должно превышать 100, а число санитарно-по-казательных микроорганизмов группы кишечной палочки не должно превышать трех в 1 дм3 воды (коли-индекс <3). Соот­ветственно этому объем воды, в котором обнаружен один ми­кроорганизм группы кишечной палочки, должен быть не менее 300 см3 (коли-титр не менее 300). В отдельных случаях, когда имеются опасения в отношении бактериального загрязнения под­земных вод, кроме указанных косвенных микробиологических показателей, дополнительно определяют содержание болезнетвор­ных бактерий, кишечных вирусов, яиц гельминтов. Токсические химические вещества и вещества, ухудшающие органолептиче­ские свойства (запах, привкус, цветность), встречаются в при­родных подземных водах, но, кроме того, могут появиться в воде при обработке ее реагентами или поступить в водоносный гори­зонт в результате загрязнения сточными водами и отходами.

Допустимые концентрации (в мг/дм3) токсических химиче­ских веществ, преимущественно встречающихся в природных водах или добавляемых к воде в процессе ее обработки, не долж­ны превышать нормативов, содержащихся в ГОСТ 2874 — 82 и приведенных ниже:

 


 

Алюминий остаточный (А13+)

0,5

 

Бериллий (Ве2+)

0,0002

 

Молибден (Мо2+)

0,25

 

Мышьяк (As3+; As5+)

0,05

 

Нитраты (по No3~)

45,0

 

Полиакриламид остаточный

2,0

 

Свинец (РЬ2+)

0,03

 

Селен (Se6+)

0,001

Стронций (Sr2+)

7,0

 

 

Фтор (F-) I и II*

1,5

 

 

III

1,2

 

 

IV

0.7

 

        

* IIV — климатические районы.

 

Указанный диапазон содержания фтора в воде принят в связи с тем, что избыточное содержание этого элемента в воде вызы­вает заболевание флюорозом, а недостаточное — кариесом зубов. В зависимости от климатических условий, определяющих коли­чество потребляемой воды, оптимальная для здоровья концен­трация фтора составляет от 0,7 до 1,5 мг/дм3.

Радиоактивные вещества в питьевой воде нормируются в со­ответствии с нормами радиационной безопасности (НРБ — 76). До­пустимые концентрации (в мг/дм3) химических веществ, влияю­щих на органолептические свойства воды, также не должны пре­вышать нормативов ГОСТ 2874 — 82, приведенных ниже:

 

Сухой остаток*

1,0

Хлориды (С1~)

350

Сульфаты (SO42~)

500

Железо (Fe2+, Fe3+)

0.3

Марганец (Мп2+)

0,1

Медь (Си2+)

1

Цинк (Zn2+)

5

Полифосфаты остаточные (Р043-)

3,5


Архивариус Бизнес-планы Типовые серии Норм. документы Литература Технол. карты Программы Серии в DWG, XLS