По оценкам Центргеологии в бассейне р.Москвы и ее притоков в центральной части воронки депрессии на эксфильтрацию теряется 30-40% поверхностного стока. Проблема, однако, состоит в том, что воды, поступающие в глубокие подземные горизонты, по качеству далеки от природных вод. Особенно незащищенными следует считать районы, где отсутствует верхнеюрская разделяющая толща и где нет моренных глин и суглинков, а в карбоне напоры снижены. Загрязнение в таких местах может носить не только локальный, но и региональный характер.
Защищенными от загрязнения можно считать водораздельные равнины и плато, закрытые мощным плащом моренных глин и суглинков восточнее меридиана, проходящего через Дорохово и Сычево, если исключить собственно долинные часть бассейна. Всю верхнюю часть бассейна западнее указанного меридиана, равно как и низовья р.Сходни, следует считать условно защищенной. Долина Москвы-реки ниже г.Можайска, долина средней и нижней Рузы, а также долина средней и нижней Озерны не защищены, поскольку здесь, в полосе от 5 до 10 км, размыта юрская толща глин. Для мониторинга поверхностных вод это означает, что именно здесь густота сети наземных измерений должна быть наибольшей.
Рассмотрим влияние отдельных отраслей народного хозяйства на формирование качества подземных вод бассейна.
Сельское хозяйство. Здесь следует выделить земледелие, которое в результате применения удобрений и ядохимикатов следует рассматривать как отрасль, вносящую значительное количество загрязнений в подземные воды, причем необходимо подчеркнуть пространственный (площадной, рассредоточенный) характер влияния этой отрасли. Структура земледелия в бассейне довольно однородна. В Можайском и Рузском районе под пашней находится по 50 тыс.га. В Истринском и Одинцовском районах - по 30 тыс.га. Повсеместно около 40% пашни отдано под зерновые, удобряемые относительно мало. Около 50% площади занято под многолетними травами, кукурузой на силос и кормовыми корнеплодами. Около 10% пахотных земель отдано под овощи и картофель, которые выращиваются с применением высоких доз удобрений. Так, при средней по России норме в 100-120 кг в некоторых хозяйствах Подмосковья вносят до 5 т органических и неорганических удобрений на гектар.
Существенным источником загрязнения являются и пригородные хозяйства. Здесь в среднем на 1 га используемых земель вносилось удобрений на гектар: в Рузском районе - 216 кг, в Одинцовском районе - 286 кг, в Можайском районе - 424 кг, в Истринском - 491 кг.
Грунтовые воды под сельскохозяйственными угодьями загрязнены. Исследованиями кафедры гидрогеологии геологического факультета Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова в грунтовых водах аллювиального водоносного комплекса выявлены концентрации нитратов от 80 до 180 мг/л (ПДК - 10 мг/л). Имеются сведения о недопустимо высоких содержаниях аммоний-иона (до 31 мг/л (ПДК - 1,5 мг/л)) в грунтовых водах аллювия р.Малая Истра. Мощным способом непосредственного воздействия на качество грунтовых вод являются водные мелиорации.
В качестве сосредоточенных источников загрязнения в сельском хозяйстве выделяются животноводческие фермы. Среднее поголовье для них таково: крупный рогатый скот - 600 тыс.голов (250-260 ферм), свиней - 15-20 тыс.голов (3 фермы в Можайском и Истринском районах), птицы - 1,0-1,5 млн.(9 фабрик в Истринском и Одинцовском районах).
Население. В селах Московской области постоянно проживает около 210 тыс.человек. В теплый период года население здесь резко увеличивается за счет отдыхающих. Рекреационных учреждений в бассейне около 1000: в Можайском районе - 110, в Истринском - 250, в Рузском районе - 250. Их очистные сооружения устроены примитивно, устарели морально и физически, поэтому являются загрязнителями. Так, в районе Звенигорода установлено, что практически все старые очистные сооружения загрязняют грунтовые воды хлоридами, нитратами, органикой и другими веществами. Однако наибольшее влияние на качество грунтовых вод оказывают города, а в них - промышленные предприятия.
Подземные воды в районах городов и поселков городского типа таких, как Руза, Тучково, Звенигород, Истра, Голицыно, Одинцово, Дедовск и Нахабино, загрязнены органикой, хлоридами, сульфатами, нитратами, а в районах расположения механических заводов и автохозяйств - тяжелыми металлами. Практически каждый населенный пункт имеет рядом свалки для бытовых или смешанных отходов. Свалки обычно невелики по площади - не более 1-2 га, и размещаются в отработанных и зачастую совершенно неподготовленных карьерах, оврагах и прочих выемках. Крупных свалок в бассейне шесть: Чесцовская и Супоневская (Одинцовский район), площадью 7,5 и 2 га; Аннино и Дорохово (Рузский район) - по 3 га; Павловская (Истринский район) - 8,5 га; Можайская - 4 га.
Наиболее опасным компонентом свалок является фильтрат, образующийся за счет инфильтрации атмосферных осадков и отжима жидкости при уплотнении. Типичный состав фильтрата таков: минерализация 10-20 г/л; повышенные концентрации всех азотосодержащих ионов; хлоридов около 5 г/л, сульфатов 1-2 г/л, органических веществ - до 2 г/л, заметны тяжелые металлы. Отмечается, что по отношению к характерным для фильтратов соленым и агрессивным жидкостям проницаемость глин и специальных противофильтрационных экранов увеличивается иногда на 1-2 порядка.
Транспорт. Наиболее крупные железные дороги проходят по южной и северной границам бассейна, однако их влияние изучено недостаточно. На крупных автомагистралях применяются противогололедные смеси, содержащие каменную соль; за зиму вносят десятки (до 60-80) килограмм соли на погонный метр. Деревенские колодцы, даже отстоящие на сотни метров от дорог, имеют повышенную за счет хлоридов минерализацию воды. Типичными для автотранспорта являются такие загрязняющие вещества, как хлориды, нитраты, нефтепродукты, включая ароматические углеводороды (в частности, бенз(а)пирен), свинец, кадмий и другие тяжелые металлы.
Особенности нормирования химических веществ в водной среде обусловлены несколькими факторами
1. С гигиенических позиций оценивается уровень загрязнения воды, предназначенной для хозяйственно-питьевого или культурно бытового назначения.
2. Нормативы качества воды распространяются не на весь водный объект, а только на пункты водопользования населения.
3. Вода используется населением не только для питья, личной гигиены, но и для хозяйственно-бытовых и рекреационных целей. В связи с этим при нормировании учитывается как непосредственное влияние химических загрязнителей на организм (санитарно-токсикологический показатель вредности), так и их влияние на органолептические свойства воды и процессы самоочищения воды водоемов (органолептический и общесанитарный показатели вредности).
4. Для всех водных объектов, используемых населением (поверхностные и подземные воды, питьевая вода, вода систем горячего водоснабжения), устанавливаются единые гигиенические нормативы (ПДК,ОДУ).
Таблица 2
ПДК некоторых вредных веществ в воде (мг/л) и их содержание в подземных водах Москворецкого бассейна
в 1995-1996 г.
| Вещество | ПДК | Класс опасности | Содержание в 1995 г. | Содержание в 1996 г. |
| Барий | 0,1 | III | 0,15 | 0,105 |
| Бенз(а)пирен | 0,000005 | I | 0,000006 | 0,000006 |
| Бензол | 0,5 | II | 0,65 | 0,35 |
| Бериллий | 0,0002 | I | 0,00022 | 0,00023 |
| Винилхлорид | 0,05 | II | 0,061 | 0,045 |
| Диоксин | - | I | 0,0000026 | 0,0000005 |
| Дифенил | 0,001 | II | 0,0005 | 0,0002 |
| Дихлорбромметан | 0,03 | II | 0,03005 | 0,03 |
| Кадмий | 0,001 | II | 0,00101 | 0,0005 |
| Марганец | 0,1 | III | 0,12 | 0,14 |
| Медь | 1,0 | III | 0,9 | 1,0 |
| Нефть многосернистая | 0,1 | IV | 0,0 | 0,0 |
| Нефть прочая | 0,3 | IV | 0,05 | 0,0 |
| Нитраты | 10,0 | III | 50-160 | 50-120 |
| Нитриты | 3,3 | II | 5,4 | 3,7 |
| Свинец | 0,03 | II | 0,033 | 0,025 |
| Тетраэтилсвинец | Отсут. | I | - | - |
| Фенол | 0,001 | IV | 0,005 | 0,0065 |
| Формальдегид | 0,05 | II | 0,053 | 0,052 |
| Цинк | 1,0 | III | 1,005 | 1,02 |
В связи с изданием в начале 1990 г. директивы Ес о защите грунтовых вод от загрязнений некоторыми опасными веществами во многих странах встала проблема необходимости очистки и самое главное охраны подземных вод от загрязнений. Например, в Великобритании с конца XIX века остро стоял вопрос об очистке воды в реке Темзе (о грунтовых водах тогда еще не думали), а в начале 1980-х годов резко поднялся уровень загрязненности в немецком Рейне. И в Великобритании (Лондон), и в Германии (Кельн, Дюссельдорф, Дуйсбург) пользовались артезианской подземной водой, создавая инверсию балансовой структуры потока подземных вод, т.е. артезианские водоносные горизонты частично питались с поверхности. Загрязнителями воды в Темзе выступали металлургические и химические заводы Рединге, Тилфорде, лондонском Ист-Энде, в Рейне - угольные шахты и нефтехимический завод Кельна, черная и цветная металлургия в Дуйсбурге и др. Для очистки поверхностных вод этих рек были предприняты следующие меры: 1) переход на замкнутый цикл водоснабжения предприятий (каждый второй кубометр воды не изымался из производства, а вторично использовался); 2) применение жестких санкций к предприятиям-загрязнителям; 3) создание “искусственных островов” как биологических фильтров; 4) высаживание по берегам Рейна растений и деревьев для укрепления береговой линии, а набережные Темзы стали каменными везде, где это возможно. В результате по таким веществам как фенолы, четыреххлористый углерод, нитраты и др. были достигнуты следующие показатели, приблизительно одинаковые и в Великобритании, и в Германии (поверхностные воды - подземные воды):