ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВОД В РАЙОНЕ РАЗМЕЩЕНИЯ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОЙ СВАЛКИ
ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДЗЕМНЫХ ВОД В РАЙОНЕ РАЗМЕЩЕНИЯ НЕСАНКЦИОНИРОВАННОЙ СВАЛКИ
Аннотация
В статье рассматривается состояние поверхностных и грунтовых вод в районе размещения несанкционированной свалки в г. Карабулак, Республики Ингушетия. Для проведения исследования были отобраны 6 проб поверхностной и подземной природной, поверхностной и подземной техногенной воды и проанализированы по 36 различным показателям.
Исследования показали повышенное содержание магния и лития в пробах поверхностной и грунтовой воды и ион аммония в пробе грунтовой воды из действующей скважины. Во всех пробах наблюдается превышение предельно-допустимой концентрации по гидрокарбонатам и БПК5.
При анализе техногенной воды (фильтрата), наблюдаются превышения по хлоридам, железу, марганцу, мышьяку, хрому, литию, магнию, фенолу и нефтепродуктам. Концентрации загрязняющих веществ в пробах техногенной воды, взятых из-под тела свалки в несколько раз выше, чем в пробах, взятых у подножья свалки. Также определены высокие показатели по сухому остатку, ХПК, БПК5 и гидрокарбонатам.
1. Введение
Несанкционированные свалки являются одним из значимых факторов загрязнения, которые оказывают негативное воздействие на все природные компоненты: атмосферу, почву, воду. Свалки являются одной из крупных социальных проблем урбанизированных территорий и объектами высокого экологического риска загрязнения окружающей природной среды. Основным фактором, определяющим негативное воздействие полигонов захоронения твердых бытовых отходов (ТБО), является инфильтрация в пределах площади складирования отходов. Атмосферными осадками из свалочного тела вымываются тяжелые металлы и другие вещества, которые просачиваются в почву, накапливаются и отравляют поверхностные и грунтовые воды. Исследованию загрязнения поверхностных и подземных вод в районах размещения санкционированных и несанкционированных свалок в различных регионах РФ посвящено много работ
, , , .В настоящей работе рассматривается загрязнение поверхностных, грунтовых и фильтрационных вод на территории несанкционированной свалки для утилизации и хранения бытовых отходов ТБО, расположенной на юго-западной окраине г. Карабулак, Республики Ингушетия.
Ингушетия считается республикой с самой большой плотностью населения на территории Российской Федерации. Численность населения республики, по данным Росстата, составляет 488 043 чел. (2018). Плотность населения – 134,52 чел./км2 (2018). Быстрый темп роста населения приводит к большому количеству твердых бытовых отходов, которые складируются в местах, не предназначенных для хранения мусора
.
Рисунок 1 - Территория свалки
Подземные воды на площадке представлены четвертичным аллювиальным водоносным горизонтом, залегающим на глубинах более 5,0 м в мощной толще галечников. Питается водоносный горизонт за счет инфильтрации атмосферных осадков, разгружается в нижележащий водоносный горизонт и в местную гидрографическую сеть. Состав фильтрата зависит от типа и возраста отходов, преобладающих физико-химических условий (аэробные или анаэробные), микробиологического и водного баланса полигона.
2. Методы и принципы исследования
Для комплексной оценки состояния поверхностной и подземной природной, поверхностной и подземной техногенной воды производился отбор проб для химического, микробиологического, паразитологического лабораторного анализа.
В результате обследования территории несанкционированной свалки были установлены следующие места отбора 6 проб воды:
– 1 проба поверхностной природной воды ПВ1 из затопленного карьера;
– 2 пробы техногенной воды, из них проба Ф2 из тела свалки и Ф1 проба отобрана из скопления фильтрата под телом свалки;
– 3 пробы подземной природной воды: проба ГВ1 отобрана из действующей скважины южнее участка изысканий, проба ГВ2 отобрана в месте выхода родника, проба ГВЗ из геологической скважины.
Для определения качества воды в месте размещения несанкционированной свалки были проведены физико-химические исследования
.Отбор проб проводился в соответствии с нормативными документами
, .Оборудование для отбора и емкости для хранения проб были свободны от загрязнений и не вносили изменений в состав пробы. Объем взятой пробы определялся соответствующим нормативным документом (НД) на метод определения конкретного показателя с учетом количества определяемых показателей.
Сроки хранения отобранных проб поверхностной воды, необходимость их консервации, способы хранения и транспортировки, а также объем необходимый для проведения анализа соответствовали требованиям нормативных документов и требованиям аналитических лабораторий, в соответствии с используемыми для проведения анализа методами ,
.Исследования отобранных проб проводились в ООО «Испытательный центр "Нортест"», г. Москва, с использованием сертифицированного оборудования.
3. Основные результаты
Лабораторные исследования проб природной поверхностной, грунтовой и техногенной (фильтрат) воды проводились по 36 показателям. По 18 показателям наблюдалось превышение ПДК (табл. 1). Значение ПДК приведено в соответствие с СанПиН 1.2.3685-21 .
Таблица 1 - Результаты анализа проб природной поверхностной, грунтовой и техногенной (фильтрат) воды, в которых наблюдалось превышение ПДК
№
| Место отбора | Поверхностная природная вода | Подземная природная вода | Техногенная вода | ПДК | ||||
Показатель | Ед. изм. | Затопленный карьер | Действующая скважина южнее участка изысканий | Место выхода родника | Геологическая скважи на | Скопления фильтрата под телом свалки | Из тела свалки
| ||
1 | Сухой остаток | мг/дм3 | 1214 | 338 | 1376 | 10920 | 14956 | >35000 | 1000 |
2 | ХПК | мг/дм3 | 42 | 30 | 20 | 48 | >30 000 | >30 000 | 30 |
3 | БПК5 | мгО2/дм3 | 6,30 | 7,50 | 5,00 | 7,20 | >1000 | >1000 | 4 |
4 | Хлориды | мг/дм3 | 21,5 | 53,7 | 29,6 | 17,8 | 2012 | 5393 | 350 |
5 | Сульфаты | мг/дм3 | 537,0 | 61,8 | 504,0 | 486 | 164 | 26,8 | 500 |
6 | Аммоний-ион | мг/дм3 | <0,05 | >150,0 | <0,05 | 0,40 | 0,72 | >150,0 | 1,5 |
7 | Гидрокарбонаты | мг/дм3 | 384 | 21 | 592 | 680 | 980 | 2200 | 10 |
8 | Железо | мг/дм3 | 0,15 | 0,058 | <0,04 | 0,097 | 4,24 | 18,8 | 0,3 |
9 | Марганец | мг/дм3 | 0,0012 | 0,0059 | <0,001 | 0,0058 | 0,17 | 0,53 | 0,1 |
10 | Кадмий | мг/дм3 | <0,0001 | <0,0001 | <0,0001 | <0,0001 | 0,00011 | 0,0017 | 0,001 |
11 | Мышьяк | мг/дм3 | <0,005 | <0,005 | <0,005 | <0,005 | 0,12 | 0,36 | 0,01 |
12 | Хром | мг/дм3 | 0,0027 | <0,002 | 0,0032 | 0,0044 | 0,43 | 0,70 | 0,05 |
13 | Литий | мг/дм3 | 0,047 | 0,042 | 0,066 | <0,015 | >2 | >2 | 0,03 |
14 | Магний | мг/дм3 | 63,8 | 1,19 | 62,1 | 61,2 | 154 | 378,0 | 50 |
15 | Нефтепродукты | мг/дм3 | <0,05 | 0,013 | <0,005 | <0,005 | >50 | >50 | 0,3 |
16 | Фенолы | мг/дм3 | <0,0005 | 0,0007 | <0,0005 | <0,0005 | 2,02 | 3,28 | 0,001 |
17 | Цианиды | мг/дм3 | <0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 | >0,4 | >0,4 | 0,3 |
18 | Термотолерант-ные колиформные бактерии | КОЕ/100 мл | 30 | 4 | 7 | - | 1,8*102 | - | не >100 |
В пробах поверхностной природной воды из карьера наблюдается превышение предельно-допустимых концентраций (ПДК) по сухому остатку, химическому потреблению кислорода, БПК5, сульфатам, гидрокарбонатам, литию и магнию. Концентрация гидрокарбонатов имеет наибольшее значение и составляет 38,4 ПДК. Концентрация гидрокарбонатов определяет жесткость воды, значение которой критично для многих технических вод.
Повышенное содержание ХПК (1,4ПДК) и БПК5 (1,6ПДК) говорит о высоком проценте органики в поверхностной природной воде затопленного карьера.
Концентрация лития в поверхностной воде составляет 1,56 ПДК, а магния – 1,28 ПДК.
По результатам исследования в пробах грунтовой воды наблюдается превышения по следующим элементам:
– концентрация ион аммоний в пробе из действующей скважины, расположенной южнее участка исследований (ГВ1) составляет более 100 ПДК;
– концентрация лития в пробе из скважины ГВ1, составляет 1,4 ПДК и в пробе из родника (ГВ2) – 2,2 ПДК;
– концентрация магния в пробе из родника (ГВ2) и в пробе из скважины №5 (ГВ3) – 1,2 ПДК.
В пробах грунтовой воды также превышено количество сухого остатка: в пробе из родника составляет 1,4 ПДК, а в пробе из скважины №5 (ГВ3) – 10,9 ПДК. Во всех пробах наблюдаются высокие показатели БПК5, которые составляют от 1,3 ПДК, в воде из родника, до 1,9 ПДК в воде из скважины №5 и гидрокарбонатов от 2 ПДК в воде из действующей скважины до 68 ПДК в пробах из скважины №5.
В техногенной воде (фильтрат) во всех пробах наблюдаются превышения по сухому остатку от 15 ПДК, в пробе, взятой в месте скопления фильтрата, у подножия свалки в южной части участка, до 35 ПДК из скважины №25 из-под тела свалки. Наблюдается повышенное содержание ХПК, более 1000 ПДК и БПК5, более 250 ПДК в обеих пробах. Содержание гидрокарбонатов находится в диапазоне от 98 ПДК до 220 ПДК.
По результатам лабораторных анализов наблюдаются превышения по: хлоридам от 5,7 ПДК у подножья свалки до 15,4 ПДК в пробах, взятых из-под тела свалки; железу от 14,1 ПДК до 62,6 ПДК; марганцу от 1,7 ПДК до 5,3 ПДК; мышьяку от 12,0 ПДК до 36,0 ПДК; хрому от 8,6 ПДК до 14,0 ПДК; литию более 66,6 ПДК; магнию от 3,1 ПДК до 7,56 ПДК; нефтепродуктам более 166,6 ПДК; фенолу от 2020 ПДК до 3280 ПДК.
В скважине №25 (Ф2) наблюдаются превышения по аммоний иону (более 100 ПДК), по кадмию (1,7 ПДК), бенз(а)пирену (1,2 ПДК).
В скоплении фильтрата под телом свалки наблюдается очаг термотолерантных колиформных бактерий, численность которых превышает ПДК почти в 2 раза, что указывает на загрязнение техногенных вод продуктами жизнедеятельности человека и представляет собой микробиологическую опасность.
4. Заключение
Исследования, проведенные в районе размещения несанкционированной свалки, свидетельствуют о химическом загрязнении поверхностных и подземных вод.
В поверхностной природной воде из карьера наблюдается превышения ПДК по литию и магнию, и имеют значения 1,56 ПДК и 1,28 ПДК соответственно. Концентрация гидрокарбонатов составляет 38,4 ПДК и наблюдается повышенное содержание ХПК и БПК5, что говорит о высоком проценте органики.
Содержание в подземных водах ионов аммония превышают предельно-допустимую концентрацию более чем в 100 раз. Концентрация лития и магния также выше ПДК, в 2,2 и 1,2 раза соответственно. Отмечается повышенное содержание сухого остатка и гидрокарбонатов. Указанные изменения состава подземных вод свидетельствуют о техногенном воздействии полигона на качество подземных вод.
Анализ техногенной воды (фильтрата) показал превышение ПДК по хлоридам, железу, марганцу, мышьяку, хрому, литию, магнию, фенолу, а также нефтепродуктам. Концентрации загрязняющих веществ, взятых из-под тела свалки в 1,6-4,4 раза выше, чем в пробах, взятых у подножья свалки.
Фильтрат, проходя через толщу отходов, обогащается токсичными веществами и проникая через почву в грунтовые воды приводит к их загрязнению, что, может оказывать негативное влияние на характеристики питьевой воды родника, которая используется жителями.
Мышьяк, цианиды и фенолы относятся к веществам 2 класса опасности, являются токсичными веществами и при попадании с водой в организм человека могут вызвать серьезное отравление организма.