Масса солевых отходов, II — прогиб пород под тяжестью отвала и скопление рассола, III — горизонт подземной воды, IV — слой рассола, проникающий из прогиба, V — водоупор

Как бороться с этим несчастьем? Ученые и производственники работают прежде всего над решением задачи ликвидации этих соляных отвалов. Это может быть достигнуто и помещением отходов в выработанные пространстве соляных шахт под землей, и вторичным использованием отходов. Наконец, возможен путь более рационального устройства самих отвалов — уменьшение площади, которую они занимают, устройство основания с системой удаления образующихся под соляной массой рассолов (рис. 54).

Мы привели лишь один эпизод борьбы с влиянием промышленных отходов на подземные воды. Промышленность в ходе технологических процессов выбрасывает массу самых разнообразных сточных вод. В составе их содержатся такие ядовитые вещества, как ртуть, никель, медь, органические ядовитые соединения и многие другие. Особенно опасны стоки, содержащие радиоактивные вещества. Все эти воды способны загрязнить и испортить реки и озера и подземные горизонты.

Опасность представляют не только сточные воды, но и дымы (газы), выбрасываемые в воздух промышленными предприятиями. Чего только они ни содержат: и сульфиды и сульфаты, и ангидриты азотной кислоты и пары соляной кислоты и многое другое. В конечном счете большинство этих газов оседает на поверхность либо вместе с пылью, либо с атмосферными осадками. А уж отсюда они держат путь с просачивающимися водами в породы, а затем в грунтовые воды. Чтобы представить себе размах этого процесса, укажем, что в районах химических предприятий, тепловых электростанций и других производств с атмосферными осадками выпадает до 2 — 4 г различных веществ на квадратный метр поверхности в год.

Наконец, промышленные предприятия часто забирают из подземных горизонтов воды для технических целей, истощая их запасы. В районах нефтяных месторождений при откачке так называемых наднефтяных вод часто происходят проникновение нефти в горизонты подземных вод и их порча.

Большие количества подземных вод используются для охлаждения турбогенераторов, станков и других механизмов. Часть из них может попадать в земную кору. Их опасность заключается не только в загрязненности маслами и различными примесями, но и в повышенной температуре (так называемое термозагрязнение) .

Рис. 54. Защита при помощи экрана (Э) от поступления из отвалов загрязненных вод Д в породы

Борьба с загрязнением поверхностных и подземных вод вполне возможна путем создания оборотного водоснабжения, когда вода, попав в производственный цикл, все время находится в его пределах. Хорошим методом является создание очистных сооружений, задача которых освободить воду от вредных растворенных и взвешенных примесей.

Примером современной очистительной системы является био-химочистка, созданная в Северодонецке. Здесь воды сначала очищаются от взвешенных механических примесей (ила, песка), а затем после усреднителей, понижающих концентрации химических веществ, направляются в специальные бассейны. Они достигают площади в тысячу квадратных метров. Здесь и происходит основная биологическая очистка. Микроорганизмы, привносимые с городскими отходами, должны перерабатывать все ядовитые органические примеси, превращая их в воду и углекислоту. Так же постепенно разрушаются различные загрязняющие неорганические соединения. После биологической очистки, пройдя отстойники, вода поступает в специальные пруды. Они служат для дополнительной очистки и озонирования. На этом все заканчивается. Получаемые воды могут смело сбрасываться в речную систему. Анализы показывают, что воды после этого оказываются очищенными на 98% от содержащихся в них примесей.

Город и вода

Вы едете по городу и любуетесь широкими асфальтированными улицами и площадями, высокими красивыми зданиями. Современные города с многочисленным населением занимают крупные территории, в значительной части густо застроенные.

Нью-Йорк со своим 14-миллионным населением занимает около 10 тыс. км². Столица Японии Токио с населением почти в 10 млн. человек разместилась на площади только 573 км².

Третий по величине город мира — Лондон при населении 8,3 млн. человек занимает площадь около 2000 км². Москва со своими 8,1 млн. жителей размещается на территории 900 км².

На пространствах, занимаемых городами, резко изменяются природные условия, определяющие существование подземных вод, и в особой степени — грунтовых. Большие асфальтированные площади понижают испарение и ухудшают условия инфильтрации воды в породы. Система водостоков, дренажей, коллекторов перехватывает атмосферные осадки и отводит их в речные системы или прямо в моря.

Все овраги, котлованы в пределах города, как правило, засыпаны. Многие реки канализированы, как это сделано в Москве с реками Яузой, Неглинкой, Пресней, Ходынкой и др. Ф. В. Котлов в одной из своих работ отмечает, что с момента возникновения Москвы на ее территории исчезло более 100 речек и ручьев. А ведь из их долин происходило дренирование или питание грунтовых вод.

Большую роль играет строительство метрополитена, подземных складов, транспортных туннелей и других подземных сооружений, в ходе которого откачивается и сбрасывается в поверхностные водостоки большое количество подземных вод.

Масса тяжелых зданий, целых кварталов и застроенных районов уплотняет рыхлые горные породы на глубину 15 — 20 м. Размеры пор уменьшаются, и соответственно сокращается водопроводимость пород. Подземные воды, встречая участки уплотненных песков, суглинков и других пород, могут обтекать их, изменяя условия движения подземных потоков.

Большое количество бытовых и промышленных отходов на территории города попадает в породы и, поступая в подземные воды, меняет их водообильность и состав. Особенно опасно загрязнение ядовитыми веществами и болезнетворными бактериями.

Наконец, города интенсивно эксплуатируют подземные горизонты для получения питьевой и технической воды. Об этом уже упоминалось в предыдущем разделе книги. Вот такие сложные условия существования подземных вод складываются в городе.

Если проанализировать различные факторы, то можно заметить, что одни из них истощают подземные горизонты, другие — повышают их уровень, третьи изменяют условия динамики потока вод под землей, наконец, четвертые — меняют состав и загрязняют их.

Совсем недавно для ряда городов было обнаружено явление самоподтопления. Оно развивается в результате утечек воды из водопровода, канализации и трубопроводов технических вод. Этому способствует также покрытие обширных площадей городов асфальтом и бетоном. В результате уровень грунтовых вод постепенно поднимается.

Во многих случаях в городах происходят процессы истощения глубоких горизонтов, опускание уровня грунтовых вод и формирование на отдельных участках пятен, как бы висящих в верхних частях массивов, образованных в результате течи коллекторов, емкостей, канализационных и прочих сетей.

Все это отрицательно отражается на экологической сети этих районов — изменяются почвы, растительность, микробиологические процессы. Часто изменение залегания грунтовых вод ведет к развитию ряда процессов — оползней, карста, разрушению зданий и сооружений, появлению плывунов, эрозии поверхности и т. д. Следует заметить, что влияние города на подземные воды распространяется далеко за пределы его территории.

Можно ли бороться с отрицательными воздействиями города на подземные воды? Что для этого нужно сделать?