Московский регион является крупным промышленным центром России, в котором до 95% потребностей в воде для промышленных и бытовых целей обеспечивается за счет эксплуатации глубинных артезианских скважин. Геологической особенностью Московской области является наличие пяти глубоководных горизонтов, которые пересекают область с севера на юг. Состав подземных вод региона неоднозначен. Проведенные нами на протяжении нескольких лет исследования показали, что во многих районах региона воды загрязнены катионами тяжелых металлов, а также стронцием и кремнием [1,3]. Наличие примесей-токсикантов в воде связано с месторасположением артезианских скважин, и в большей степени наблюдается вблизи промышленных районных центров.
В таблице в качестве примера представлены отдельные результаты анализа для трёх образцов воды, полученных в районах Московского региона, отличающихся промышленным потенциалом и антропогенным влиянием на окружающую среду. Образец № 1 – вода, полученная из скважины вблизи г. Зарайска М.О. Город находится на юго-востоке Московской области в 160 км от Москвы, на правом берегу р. Осетр. До последнего времени промышленность города была представлена небольшими предприятиями в основном сельскохозяйственного назначения. Несколько лет назад в Зарайске был введен в эксплуатацию завод по производству свинцовых аккумуляторов. Образец № 2 – артезианская вода из деревни Шимово, расположенной в 1200 м от г. Зарайска в экологически чистой сельской местности. Образец № 3 – вода из артезианской скважины, расположенной в деревне Каменка вблизи города Подольска МО.
Таблица 1
Элементный состав природной воды
|
№ п/п |
Элемент |
ПДК рыб., мг/дм3 |
Номер образца |
||
|
№1 |
№ 2 |
№ 3 |
|||
|
7. |
Алюминий (Al) |
0,04 |
0,3 |
< ПО |
0,1 |
|
12. |
Ванадий (V) |
0,001 |
0,002 |
0,001 |
< ПО |
|
14. |
Марганец (Mn) |
0,01 |
0,02 |
0,006 |
0,047 |
|
15. |
Железо (Fe) |
0,1 |
0,058 |
0,01 |
0,087 |
|
17. |
Никель (Ni) |
0,01 |
0,08 |
0.0085 |
0,02 |
|
18. |
Медь (Cu) |
0,001 |
0,004 |
0,001 |
0,0074 |
|
19. |
Цинк (Zn) |
0,01 |
0,10 |
< ПО |
0,96 |
|
26. |
Стронций (Sr) |
0,4 |
5,2 |
0,19 |
1,01 |
|
30. |
Молибден (Mo) |
0,001 |
0,002 |
0,001 |
0,001 |
|
65. |
Свинец (Pb) |
0,006 |
0,006 |
0,0005 |
0,0091 |
Традиционно в Московской области используют подземную воду без обработки или применяют способ принудительной воздушной аэрации [4-8]. Этот способ является наиболее простым и дешевым. Основным назначением метода является очистка воды от железа [4]. Априори сделать заключение о возможности применения этого способа для комплексной очистки подземных вод не представляется возможным. Химическое поведение соединений, находящихся в растворенном виде в природной воде за исключением железа, практически не исследовалось. В настоящей работе для исследования был применен метод ИСП-МС [3]. В процессе анализа определяли элементный состав пробы воды до и после процесса аэрации и рассчитывали степень очистки.
Было показано, что различные элементы ведут себя в процессе очистки методом аэрации по разному.
Натрий и калий. Изменение концентраций этих элементов в процессе аэрации невелики. Степень очистки составляет (6-11)%.
Кальций и магний. Эти щелочноземельные металлы обуславливают жесткость воды, их соединения образуют накипь при нагреве [5-8]. Степень очистки от катионов кальция и магния невелика и не превышает 13%.
Следовательно, снизить жесткость природной воды способом аэрации не представляется возможным.
Алюминий признан высокотоксичным элементом. По нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 в питьевой воде разрешена концентрация алюминия, в 10 раз превышающая его допустимое значение в рыбохозяйственных водоемах [1].
Степень очистки воды в процессе воздушной аэрации от алюминия невелика. Таким образом добиться очистки природной воды от алюминия в процессе аэрации не представляется возможным.
Стронций и свинец. При проведении аэрации удается снизить концентрацию стронция и свинца на 63-78%.
Никель, медь и цинк. Содержание никеля и цинка в воде после проведения аэрации снижается на 85-98%, меди на 73-75%.
Анализируя приведенные результаты, можно сделать вывод, что воздушная аэрация является эффективным способом очистки природной воды от катионов «цветных» и «тяжелых» металлов.
Можно рекомендовать применение этого метода очистки глубоководных ресурсов, особенно для районов, расположенных вблизи промышленных центров Московского региона.