К проблеме охраны подземных и поверхностных вод Бутурлиновского района Воронежской области

Е.А.Державина, Воронежский государственный университет

Бутурлиновский район занимает площадь 1970 км2 , расположен на юго-востоке Воронежской области в пределах Калачской возвышенности и представляет собой высокую равнину, сильно расчлененную оврагами и речными долинами. Абсолютные отметки колеблются от 96-100 м в долинах до 180-200 м на водоразделах.

Гидрографическая сеть принадлежит бассейну реки Дон. Наиболее крупными являются реки Битюг и Осередь. Также на территории района протекают реки Чигла, Мечеть, Толучеевка, их притоки и ручьи Малый Кисляй и Березовый Яр [1].

Район характеризуется высокоразвитой промышленностью, в том числе легкой, пищевой, перерабатывающей, производством стройматериалов и интенсивным сельским хозяйством. Развитие промышленности и сельского хозяйства связано с обильным водопотреблением. Основным источником водоснабжения являются подземные воды. Это обстоятельство вызывало необходимость их всестороннего изучения (естественная защищенность от загрязнения, гидродинамический, гидрохимический режимы, наличие факторов техногенной нагрузки и загрязнения, разработка мероприятий по рациональному использованию и охране подземных вод и поверхностных водоемов).

Основными водоносными горизонтами в данном районе являются: апт-неокомский, альб-сеноманский, турон-коньякский. Эти горизонты гидравлически связаны между собой. Воды сходны по составу и эксплуатируются совместно. Совместная эксплуатация этих горизонтов осуществляется по долинам 2-го порядка, в зонах с глубиной залегания подземных вод от 0 до 30м. Водоносными являются мела и пески различной зернистости. Общая мощность водоносного мелового комплекса от 20 до 60 м. Удельные дебиты скважин 0,5-5 л/с (от 1,8 до 18 м3/час). Преобладают удельные дебиты 1,3-2,5 л/с (4,7-9,0 м3/час). Возможная производительность отдельных эксплутационных скважин при понижении уровня вод от 2м до 8м составляет 100-1000 м3/сут. Степень естественной защищенности вод от загрязнения оценивалась по мощности и литологическому составу горных пород, слагающих зону аэрации и относится к III категории защищенности [3,4].

Вода в основном, соответствует санитарным правилам и нормам СанПиН 2.1.4.559-96 Питьевая вода [2] и является удовлетворительной. По химическому составу преобладают гидрокарбонатно-сульфатные кальциевые, гидрокарбонатно-сульфатные кальциево-магниевые, реже гидрокарбонатно-натриевые кальциевые воды с минерализацией от 0,4-1,0 г/л до 1,1 г/л. Общая жесткость изменяется в пределах 5-13,7 мг-экв/л, в большинстве случаев составляет 7-9 мг-экв/л. Использование вод с такой жесткостью согласовано с районными органами санэпиднадзора. Эксплуатировать воды меловых отложений рекомендуется скважинами глубиной от 50 до 130м с эксплутационным диаметром обсадных труб 8''. Для предохранения попадания загрязнения, а также изоляции горизонтов верховодки скважины оборудуются санитарной колонной обсадных труб диаметром 12'' с цементацией затрубного пространства.

Источником водоснабжения служит водозабор, расположенный на левобережной пойменной части долины р.Осередь в северо-восточной части г.Бутурлиновка. Водозабор располагается на землях АО «Березовское» восточнее АООТ «Пираква» (спиртзавод) и состоит из 14 артезианских скважин производительностью 1230 м3/сут. Скважины расположены в линейном ряду и оборудованы гравийными фильтрами с проволочной обмоткой. Рабочая длина фильтра составляет 11,0 м. Каждая скважина оборудована насосом, производительностью 63 м3/сут. Насосные станции в целях защиты от паводоковых вод располагаются в уплотненных грунтах. В павильонах над скважинами размером 3,0*3,6 м располагаются станции управления и контроля за работой насосов, а также аварийная сигнализация. По стальному сборному водоводу вода подается на фильтры станции обезжелезивания и, пройдя цикл очистки, поступает в резервуары чистой воды.

Водоводы пересекают пойменную затапливаемую часть р.Осередь, выполнены из стальных труб. Водопроводная сеть по городу выполнена из чугунных труб, укладка которых производится на естественном основании глин и суглинков.

Станция обезжелезивания производительностью 20,0 тыс. м3/сутки предназначена для обработки подземной воды, содержащей железа (общего) до 10 мг/л, в том числе Fe2+ не менее 70%. Вода из скважин поступает во входную камеру перед фильтрами с изливом с высоты 0,6 м над урезом воды. За счет высоты излива вода обогащается кислородом, необходимым для процесса обезжелезивания.

В здании станции обезжелезивания расположены: 1) фильтровальный зал (6 фильтров); 2) насосная станция 2-го подъема; 3) помещение для электротехнического и сантехнического оборудования; 4) лаборатория, мастерская, служебные и бытовые помещения. После обезжелезивания вода проходит очистку путем введения хлора и обогащения фтором. Очищенная вода поступает в 2 резервуара чистой воды ёмкостью 3000 м3 каждый, оборудованные фильтрами поглатителями. В последние годы потребление воды в районе резко возросло, в связи с переходом ряда промышленных предприятий на оборотную систему водоснабжения. Это позволяет частично решить проблему в экологическом плане, так как количество сбросовых вод предприятий в поверхностные водоемы сократилось. Водопотребление по району для хозяйственных, бытовых и промышленных нужд за 1999 год представлено следующими цифрами, млн. м3. Всего использовано воды - 14,42;

в т.ч. производственные нужды – 3,19;

хозяйственно-питьевые - 1,12;

на орошение - 10,1;

безвозвратные потери составили - 0,03;

объем оборотного и последовательного использования воды - 9,0;

сброс сточных вод - 2,37;

из общего количества очищенные - 3,1;

поступление загрязняющих веществ в водные объекты - 1,7.

Лимит водопотребления – 14,4,

В т.ч. из подземных источников - 7,5.

Перечисленные выше обстоятельства формируют определенную гидрогеохимическую обстановку.

На территории Бутурлиновского района можно выделить следующие геохимические типы подземных вод, характерные меловому водоносному комплексу.

1. Самый распространенный и встречающийся практически на всей территории района гидрокарбонатно-сульфатный кальциево-натриевый тип:

HCO3-(50-60%) SO42-(30-50%) Cl-(7%), Ca2+(>60%) Na+(до 45%) Mg2+(5-12%).

Минерализация таких вод колеблется от 0,7 до 1,1 г/л. Жесткость вод изменяется от 6,2 до 13,4 мг-экв/л, рН = 7,5. Наличие органики в пределах 1,2-3,04 мг О2/л; щелочность такого типа вод изменяется от 6,3 до 8,8 мг/л. Количество фтора невелико 0,2-0,3 мг/л. Такие воды наиболее благоприятны для применения населением в целях хозяйственно питьевого водоснабжения, не смотря на повышенную жесткость и, в отдельных случаях, минерализацию.

2. Гидрокарбонатно-сульфатный натриево-кальциевый тип: HCO3- (60-70%) SO42-(30-50%) Cl-(5%), Ca2+(>50%) Na+(45-55%) Mg2+(9%). Минерализация колеблется от 0,74 до 1,42 г/л. Общая жесткость 7,5-10,4 мг-экв/л, наличие органики наиболее стабильное – 2,56 мг О2/л. Количество фтора и щелочность такая же, как в первом типе; рН 7,6-7,7. В воде наблюдается повышенное содержание железа (до 0,7 мг/л).

3. Гидрокарбонатно-сульфатный кальциевый тип: HCO3- (50-60%) SO42-(30-55%) Cl-(6%), Ca2+(до70%) Na+(30-45%) Mg2+(8%). Минерализация составляет 0,76 г/л. Общая жесткость - 8,5-9 мг-экв/л. Количество фтора 0,2-0,3 мг/л; окисляемость 1,7-2,4 мг О2/л.

Основные виды загрязнения на территории животноводческих комплексов и птицефабрик - химические и микробиологические. Среди техногенных объектов наиболее значимые: АООТ «Пираква» (спиртзавод), расположенный на берегу р.Осередь; сахарный завод «Нижнекисляйский», расположенный вблизи р.Битюг; ликеро-водочный завод, мясоптицекомбинат; молочно-консервный комбинат «Нижнекисляйский», нефтебаза и ряд животноводческих комплексов. Приоритетными элементами-загрязнителями являются соединения азота. Свиноводческие комплексы сбрасывают со сточными водами до 300 мг/л NH4+ и 0,2-12 мг/л NO3-. Кроме того, стоки содержат в больших количествах калий, фосфор, кальций, магний, содержат такие микрокомпоненты, как бор, кобальт, медь, цинк, марганец, молибден. В том или ином соотношении эти компоненты поступают в подземные воды и поверхностные водоемы (реки, озера, пруды). Главную экологическую опасность на участках животноводческих комплексов представляет нитратное загрязнение, а также применение удобрений и ядохимикатов для повышения урожайности. За последние три года на территории района наблюдалось увеличение степени загрязнения подземных вод нитратами, что свидетельствует о выполнении природоохранных мероприятий по охране водных ресурсов Бутурлиновского района. Некоторыми из них являются: закрепление и облесение оврагов; противоэрозионные мероприятия; сохранение и улучшение водного режима малых рек и ручьев.

Таким образом, в связи с широким развитием легкой, пищевой, перерабатывающей промышленности и интенсивного сельского хозяйства, т.е. широким размещением объектов техногенной нагрузки, являющихся источниками загрязнения поверхностных и подземных вод, необходимо постоянное исследование гидрохимического режима водных объектов.

Список литературы

1. Курдов А.Г. Реки Воронежской области. -Воронеж, 1995. -148 с.

2. Санитарные нормы и правила СанПиН 2.1.4.559-96 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения.

3. Смирнова А.Я., Бугреева М.Н. Слабопроницаемые отложения зоны аэрации и ее типизация в связи с охраной грунтовых вод на территории Воронежской области при захоронении твердых отходов // Проблема использования и захоронения производственных и бытовых отходов. -Воронеж, 1993. -С.11-14. 4. Смирнова А.Я., Бугреева М.Н. Особенности картирования естественной защищенности подземных вод от загрязнения на территории Воронежской области // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов. -Курск, 1995. -С.175-179.