Гидрохимия - Крайнов С.Р.
ISBN 5-247-01293-3
Скачать (прямая ссылка):
Штриховкой выделены элементы, обнаруживаемые в загрязненных подземных водах
ным процессам формирования химического состава подземных вод. Среди неорганических веществ известны цианиды, рода-ниды и др., а среди органических веществ — нефтепродукты, хлороформ, ацетон, фенолы, различные поверхностно-активные вещества и др. Количество этих веществ в сточных водах может достигать внушительных (до нескольких граммов на литр) концентраций.
Промышленное загрязнение в подземные воды при фильтрации сточных вод попадает из накопителей, хвосто- и шламо-хранилищ. Часто уже атмосферные осадки, питающие речные и неглубоко залегающие подземные воды, бывают загрязнены газодымовыми выбросами и продуктами испарения с поверхности полей фильтрации и накопителей сточных вод и отходов. В настоящее время в атмосферных осадках промышленных
Йайонов концентрации As, Se, Sb, Cr, V, Cu, Zn, Pb, Cd, Ag, g, Ni и ряда других элементов уже в десятки и сотни раз превышают их фоновые концентрации. Более того, в некоторых регионах становятся постоянными «кислые дожди> с рН<4 и очень высокими концентрациями многих элементов. Такие осадки существенно изменяют химический состав подземных вод и делают их непригодными для хозяйственно
373
39
питьевого использования. Нередко имеют место утечки сточных вод и технологических растворов из коммуникаций и цехов, из мест складирования химического сырья. Например, утечки стоков из гальванических цехов содержат цианиды, Ni, Sn, Cu, Cr, Cd. Опасны утечки при авариях трубопроводов. Достаточно крупным источником загрязнений подземных вод в настоящее время является работа автомобильного транспорта. Изучение временных изменений химического состава грунтовых вод вдоль шоссейных дорог показало прогрессирующее увеличение в них концентраций ряда токсичных компонентов, особенно свинца, соединений азота.
Сельскохозяйственное загрязнение связано с выносом из почвы дождевой или ирригационной водой ядохимикатов и удобрений. Много неприятностей доставляют стоки от животноводческих комплексов, ферм, птицеферм и др. Загрязнения подземных вод такими стоками приводят к увеличению в них содержаний различных соединений азота, фосфора, хлора, различных органических веществ. На участках утечки в подземные воды силосных стоков возрастают концентрации NH4+, NO2"", NO3", H2S, фенолов и других органических веществ (особенно органических кислот). Прогрессирующее загрязнение подземных вод отходами животноводства и силосными стоками обычно ведет к закономерному снижению их окислительно-восстановительного потенциала. Причина заключается в том, что происходит активное окисление органических веществ, содержащихся в стоках, кислородом подземных вод. В результате концентрация кислорода в подземных водах уменьшается и соответственно уменьшается их окислительно-восстановительный потенциал. В связи с этим среди соединений элементов, имеющих переменную валентность в таких подземных водах преобладают соединения низшей степени окис-ленности: среди соединений азота это NH4+ и NO2", среди соединений фосфора — разные формы P(III), среди соединений железа — Fe2+ и т. д. При снижении окислительно-восстановительного потенциала все эти формы резко увеличивают свои концентрации и выводят подземные воды из разряда кондиционных. Более того, снижение окислительно-восстановительного потенциала (до значений менее 100 мВ) способствует деятельности сульфатредукцирующих микроорганизмов и это приводит к переводу сульфатных форм серы в сульфидные, в результате чего начинается сероводородное заражение подземных вод. Таким образом, часть железа из подземных вод удаляется вследствие образования гидротроилита FeS-ZtH2O (это придает черный цвет породам, вмещающим загрязненные грунтовые воды).
Важнейшей причиной сельскохозяйственных загрязнений является внесение на поля различных удобрений и ядохимика
374
тов (пестицидов). Значительная часть соединений азота, фосфора, калия, вносимых с этими удобрениями, не усваивается растениями и уходит в подземные воды. В результате этогр в сельскохозяйственных регионах прогрессирует увеличение в подземных водах концентраций NO3", NO2", NH4+, K+, Cl", P(III1V). Вследствие внесения калийных удобрений в ряде регионов (Украина, Белоруссия, Подмосковье) в подземных водах верхних горизонтов происходит прогрессирующее изменение соотношений между натрием и калием в сторону калия. Уже известны случаи, когда величина Na/K в грунтовых водах становится менее единицы.
Особо важной проблемой сельскохозяйственных загрязнений подземных вод является загрязнение их пестицидами. В течение многих лет в связи с использованием их в сельскохозяйственном производстве непрерывно нарастает их концентрация в подземных водах, особенно в южных регионах.
Коммунально-б ытовое загрязнение обычно носит, локальный характер. Оно попадает в подземные воды через поля фильтрации, где скапливаются фекальные и хозяйственно-бытовые воды, а также в результате утечек бытовых стоков из коммунальной сети и т. д.
Такое загрязнение чаще всего связано с бактериальным и органическим загрязнениями, так как в воду попадают бактерии (иногда болезнетворные) и поверхностно-активные вещества (ПАВ), входящие в состав синтетических моющих средств. В целом при бытовом загрязнении может возрастать минерализация воды, общая жесткость, концентрации NH4+, SO42", С1~, NO3", NO2", CO2 фосфора, органических веществ. Коммунально-бытовые стоки содержат много неокисленных органических веществ, поэтому в подземных водах, куда поступают эти стоки, уменьшаются концентрации кислорода, вплоть до полного его исчезновения и соответственно снижается величина окислительно-восстановительного потенциала этих вод. В связи с этим важным свойством подземных вод, загрязненных коммунально-бытовыми стоками, является преобладание в них переменновалентных соединений в низших формах окисления. Так, среди соединений азота в них широко распространены NH4+, и N02", среди соединений фосфора P(IH) среди соединений железа — Fe2+
