Институт горного дела, геологии и геотехнологий СФУ

Мышьяк, уран и другие микроэлементы в подземных водах США

По результатам недавнего изучения проб воды из 5000 государственных и частных скважин, пробуренных в различных районах США, в каждой пятой скважине обнаружено повышенное (до опасного для здоровья) содержание таких элементов, как мышьяк, уран и марганец. Исследования выполнены Геологической службой США в ходе выполнения национальной программы оценки качества воды.

По словам ведущего автора исследований, гидрогеолога Джо Айотта, в государственных скважинах проводится регулярный контроль содержания опасных веществ и понижение их содержания до безопасного уровня. Однако в воде из частных скважин содержание токсичных элементов может превышать предельно допустимую концентрацию (ПДК). При этом люди могут и не подозревать об опасности.

По степени опасности некоторые микроэлементы, встречающихся в подземных водах, опережают такие вещества, как нитраты, пестициды и летучие органические соединения. Большинство микроэлементов, в том числе марганец и мышьяк, попадают в воду благодаря естественному выветриванию горных пород. Радон, образующийся из растворённого в подземных водах урана, также часто встречается при высоком уровне подземных вод. Деятельность человека (горные работы, складирование отходов и строительство) также может способствовать увеличению содержания опасных микроэлементов в подземных водах.

Наиболее часто ПДК превышало содержание таких микроэлементов, как мышьяк, уран и марганец. ПДК по мышьяку превышена в 7 процентах скважин, урана – в 4, марганца – в 12. По мнению авторов исследования, длительное воздействие мышьяка может привести к нескольким видам рака, высокое содержание урана – вызвать заболевание почек. Марганец в количестве, выявленном в ряде скважин, может отрицательно влиять на интеллектуальное развитие детей, а в ещё больших дозах – действовать как нейротоксин, вызывая симптомы, схожие с болезнью Паркинсона. Радон, являющийся продуктом распада природного урана, также превысил ПДК (300 пикокюри на литр) в 65% скважин.

Важную роль в концентрации токсичных микроэлементов играют климат и характер землепользования. В аридных (засушливых районах США концентрация микроэлементов в грунтовых водах выше, чем в гумидных (более влагонасыщенных). Скважины в сельских районах чаще содержат воду с повышенным содержанием микроэлементов, но наиболее высокие их содержания характерны для городских подземных вод.

Основы геологии и геохимии проб воды помогают предсказать появление определённых микроэлементов в подземных водах. Существенное влияние оказывают окислительно-восстановительные условия, обусловленные содержанием кислорода, и pH подземных вод. Например, алюминий и марганец чаще встречаются в бескислородных слабокислых водах. Бескислородные слабощелочные воды обычно содержат мышьяк и молибден. Уран в подземных водах встречается в широком диапазоне pH и окислительно-восстановительных условий. Отмечено, что воды из моренных и песчано-гравийных водоносных горизонтов более обогащены микроэлементами, чем прочие виды пород, вмещающих подземные воды.

Как уже упоминалось, ПДК по отдельным микроэлементам превышены в каждой пятой обследованной скважине, при этом в 10 % из этой группы наблюдается превышение ПДК по двум и более микроэлементам. Это создаёт дополнительные проблемы из-за возможного совместного действия токсичных веществ, которое может оказаться гораздо более опасным.

С подробными результатами работ по программе контроля качества воды можно ознакомиться по ссылке
http://water.usgs.gov/nawqa/trace/pubs/sir2011-5059/

По материалам сайта http://www.usgs.gov/newsroom/article.asp?ID=2914&from=rss_home