ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РОДНИКОВЫХ ВОД (НА ПРИМЕРЕ ХАРЬКОВСКОГО РЕГИОНА) : ПІДВИЩЕННЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ БЕЗПЕКИ ВИКОРИСТАННЯ джерельних вод (НА ПРИКЛАДІ ХАРКІВСЬКОГО РЕГІОНУ)

Краткое содержание

У вступі обґрунтовано актуальність роботи, сформульовано мету, об’єкт, предмет і задачі дослідження, визначено наукову новизну і практичне значення отриманих результатів, а також особистий внесок автора.

Перший розділ присвячено аналізу стану питання використання і дослідження джерельних вод. Виявлено, що джерельні води займають важливе місце в сучасній структурі питного водопостачання населення міст різних країн. Джерела можуть бути також додатковою складовою питного водопостачання в періоди надзвичайних ситуацій – техногенних аварій і природних катастроф.

У розвинутих європейських країнах (Австрії, Німеччині, Швейцарії, Франції) використовується вода підземних джерел, зони живлення яких знаходяться далеко за межами міст або в горах, надійно захищені від техногенної дії та постійно знаходяться під ретельним санітарним контролем. В Україні, включаючи м. Харків, джерела з далекого минулого також використовуються населенням для питних і господарсько-побутових цілей. Проте в недостатній мірі організовано санітарно-бактеріологічний контроль якості цих джерельних вод, не здійснено їх комплексне дослідження, яке повинне включати всебічне вивчення зон живлення (в першу чергу, їх екологічну захищеність), динаміку зміни екологічної і техногенної обстановки в містах та інших населених пунктах, наявність зон санітарної охорони, упорядкування і захищеність каптажів. Висловлене вище свідчить про своєчасність і актуальність питань, які пов'язані з проведенням досліджень, спрямованих на комплексне вивчення стану підземних джерел і визначення перспектив використання джерельних вод для питних цілей. Ці дослідження повинні також включати розробку науково-технічних рішень, які спрямовані на підвищення екологічної надійності використання джерельних вод. Особливу актуальність це питання набуває у зв'язку з прогресуючим техногенним забрудненням навколишнього середовища.

Вивченням джерел до цього часу займалися в багатьох наукових, проектних, виробничих і контролюючих організаціях країн СНД, зокрема, в інституті НДІ ВОДГЕО (м. Москва), Харківському національному університеті ім. В.Н. Каразіна, Харківській геологічній партії КП “Південукргеологія”, інституті "УкрНДІІНТВ", ТВО "Харківкомунпромвод", Харківських обласній, міській і районних санітарно-епідеміологічних станціях та ін. Над вирішенням цих питань працювали відомі вчені, фахівці й інженери О.С. Федоровський, Г.М. Захарченко, В.В. Гончарук, Ф.В. Стольберг, В.В. Яковлєв, С.С. Душкін та інші. Разом з тим слід зазначити, що джерела, які використовуються населенням вже протягом декількох сторіч, до цього часу вивчені недостатньо. Вирішення цих завдань можливо тільки на основі системного підходу.

На підставі аналізу стану даної проблеми, вивчення і оцінки літературних джерел і матеріалів проектних та науково-дослідних організацій, а також водогосподарської і сучасної екологічної ситуації в населених пунктах України, зокрема, в м. Харкові, сформульовано мету і задачі дисертаційного дослідження.

У другому розділі викладено методологічні принципи проведених досліджень, розробки нових підходів до природно-техногенної стратифікації підземної гідросфери урбанізованої території, а також розрахунків зон санітарної охорони підземних джерел.

Виконано інвентаризацію всіх існуючих у межах м. Харкова джерел, кількість яких 25, здійснено їх комплексне обстеження, що включає дослідження хімічного складу, фізико-хімічних властивостей, бактеріальної забрудненості, а також дебіту води в різні періоди року.

На підставі проведених досліджень, а також аналізу великого фактичного матеріалу і літературних даних гідрохімічно та екологічно обґрунтовано виділення трьох природно-техногенних поверхів підземної гідросфери урбанізованої території, в основу якого покладено урахування як природних умов, так і техногенних чинників.

Для першого поверху, де розташовуються підземні частини більшості будівель і споруд промислових і цивільних об'єктів, насипні ґрунти, інженерні мережі комунікацій, каптажні пристрої горизонтальних дренажів, притаманне істотне забруднення ґрунтів і підземних вод зони неповного насичення – зони аерації, а також ґрунтових вод. На ділянках з близьким заляганням ґрунтових вод захисна роль зони аерації зменшується. Має місце техногенне забруднення води органічними, особливо азотовмісними речовинами, нафтопродуктами, фенолами. Тут також наявний широкий спектр неорганічних забруднень, представлених хлоридами, сульфатами, іонами важких металів та ін. Для водного середовища першого поверху характерні окислювальні умови.

На другому поверсі здійснюються будівництво і експлуатація підземних транспортних тунелів, каналізаційних колекторів глибокого закладення, фільтрів свердловин вертикального і променевого дренажів. У районах будівель великої поверховості цих глибин досягають пальові фундаменти. На глибинах, відповідних другому поверху, спостерігається розкладання органічних сполук, накопичення сірководню, розчинення у відновному середовищі і міграція іонів заліза і марганцю, розчинення карбонатів і підвищення жорсткості води.

На третьому поверсі проводяться головним чином експлуатаційний водовідбір і прокладка тунелів глибокого закладення. Як і для другого поверху, але в менших масштабах, тут характерна міграція заліза і марганцю, накопичення сірководню, підвищення жорсткості води. Значно зменшується концентрація нітратів у воді.

Кількісним критерієм, що характеризує можливе забруднення підземних вод в умовах міста, є час руху техногенних вод від поверхні землі до покрівлі експлуатаційного водоносного горизонту через товщу перекриваючих порід t_р, діб.

Для оціночного визначення величини t_р запропоновано використання залежностей (1) – (3), які згідно з літературними даними застосовуються при розрахунку розмірів зон санітарної охорони свердловинних водозаборів підземних вод. При цьому в процесі виконання дисертаційного дослідження визначено величини необхідних параметрів і коефіцієнтів, які знаходяться у залежностях, що пропонуються: