Загрязнение грунтовых вод.
Природные грунтовые воды — это часть воды в водообороте, которая из осадков и стоков с поверхности земли через почву попадает на грунт (горную породу). Часть просачивающейся воды удерживается в порах почвы и в ее частицах, которые вода обволакивает тонкой пленкой. Текучесть воды при этом сохраняется, и она в состоянии транспортировать растворенные или адгезионно присоединенные (прилипшие) вредные вещества в грунтовые воды. Над водонепроницаемым (водоупорным) слоем почвы вода скапливается в пористой породе (водоносном слое) и при наличии уклона стекает (например, в крупнозернистом песке — 50 м/сут).
Попадание вредных веществ на своем пути вода захватывает вредные вещества из атмосферы, водоемов и почвы из различных источников их происхождения.
Важнейшие источники вредных веществ следующие:
- неплотные и неупорядоченные свалка, преимущественно старых отходов кохсо-химзаводов, промышленных предприятий и быта (проблема: углеводороды);
- уличное движение (хлориды при посыпании солью, свинец, отходы минеральных масел);
- интенсивное хозяйство (нитраты, пестициды, гербициды, фосфаты, тяжелые металлы и фториды):
- термические нагрузки (вода из контуров охлаждения, сброс тепла при работе тепловых насосов);
- неправильное регулирование проточных вод.
Загрязнение грунтовых вод
Проблема нитратов.
Загрязнение грунтовых вод нитратами становится все более важной проблемой при подготовке питьевой воды, прежде всего для потребителей колодезной воды в сельской местности (. Б). Нитрат сам по себе не ядовит. Токсичность появляется в реакционной цепочке:
нитрат — нитрит — N-нитрозосоединения.
В теле шгграт ферментами и микроорганизмами восстанавливается до нитрита. Последний может окислять гемоглобин до метагемоглобина, который более неспособен воспринимать кислород.
У взрослых метагемоглобин при наличии фермента — диафоразы — повторно восстанавливается. У грудных детей в крови мало красного дыхательного пигмента, и он насыщена легко окисляемым гемоглобином F при недостатке диафоразы. Образование нитрата происходит быстро, поэтому предельно допустимая норма для детей составляет 10 - 20 мг NO., на 1 л стандартной питьевой воды (нормы ВООЗ) по сравнению с 50 мг/л — NO ~ для взрослых. Признаки заболевания (при повышенном содержании метагемоглобина) — сииюшность (цианоз), вялость мышц, слабый пульс и нарушение дыхания; при содержании NO ~ 40 — 70% — смертельный исход. Нитрит в теле реагирует с вторичными и третичными аминами до N-нитрозосоединений, например до провоцирующих рак натрозаминов. В зависимости от химической структуры они избирательно приводят к злокачественным опухолям во всех важных органах.
Источниками увеличения нитратных загрязнений являются стоки:
- из накопившихся твердых отходов (садовый и бытовой мусор);
- при внесении минеральных азотных удобрений; из скоплений азота в почве при минерализации 1 - 3% остатков урожая и зеленой массы при интенсивном сельском производстве;
- из почв, перенасыщенных навозной жижей.
Проблема навозной жижи.
С интенсификацией хозяйства, ростом удельного поголовья скота на одну ферму и переходом от содержания скота в коровниках на соломенной подстилке с выгребанием навоза к коровникам с решетчатым полом и вымыванием навозной жижи, которое стало применяться и в крупном птицеводстве, в ФРГ ежегодно накапливается до 300 млн т навозной жижи (водный раствор коровьего навоза и мочи) с содержанием N около 800 000 т. Сама по себе навозная жижа — это ценное азотное удобрение.
Проблема возникает вследствие того, что большинство ферм все реже располагает достаточными полевыми площадями, которые можно было бы в разумных пределах удобрить навозной жижей. Нитрат попадает в почву, на которую сливают навозную жижу (вымывание нитрата). Остатки неусвоенных растениями солей из корневой системы уходят в глубь почвы и в итоге попадают в грунтовые воды (вымывание нитрата), если еще до того их не успели переработать микробы. В особенности часто это наблюдается, если навозная жижа выливается не в период роста растений.
Вымывание нитрата зависит от количества просачивающейся в почву воды, структуры почвы, содержания нитрата почве, а также от способа обработки почвы.
Вымывание начинается с пастбищ с постоянным содержанием NO ~ и повышается с его переходом в зерновые, кукурузу и огородные культуры. Растения накапливают нитрат, если получают его в избытке. Если они служат кормом для скота, то замкнутый цикл скот — навозная жижа — растение — корм — скот обостряет проблему навозной жижи.
Опасаются, что при длительном внесении вредных веществ в почву проблема со снабжением питьевой водой будет постоянно обостряться, поскольку во многих местах используют грунтовые воды, скопившиеся 10 — 30 лет тому назад. Буферная способность почвы разлагать NO ~ с помощью денитрифицирующих бактерий в газообразный N2 местами достигла своего верхнего предела.
