Подземные воды Жамбыльской области, как в целом вся водохозяйственная система, находится под усиленным антропогенным воздействием – на территории области действует более 70 крупных и средних предприятий. В результате применения оросительных мелиораций в отдельных районах низовий рек Талас, Асса и Шу значительно ухудшилась экологическая обстановка. Резко снизились уровни грунтовых вод в колодцах, высохли многие озера, уменьшились сенокосные угодья.
Данные режимных наблюдений по ведомственной наблюдательной сети скважин, полученные Жамбыльской ГГЭ, свидетельствуют о тесной гидравлической связи поверхностных и подземных вод, особенно в районах Каратау-Жамбыльского промышленного узла; подтверждают слабую защищенность водоносных горизонтов от поверхностных загрязнителей. В связи с этим, здесь должны быть наиболее высокие требования к качеству очистных сооружений, хранилищам промышленных отходов и др.
Одним из наиболее известных токсичных компонентов подземных вод является фтор. При фоновом содержании 0,2 – 0,4 мг/л его концентрация в подземных водах, примыкающих к отстойникам «Горводоканала», достигает в отдельные месяцы 5 – 7 мг/л при среднем в течение года 1 – 1,5 мг/л. Аналогичная картина отмечается на полях фильтрации суперфосфатного завода (до 1,5 мг/л). Несколько более удовлетворительное положение на территории ЖПО «Химпром».
Для изучения миграции фтора в подземных водах выполнено около 200 опробований в наблюдательных скважинах и в 30 % случаях отмечается превышение ПДК (1,2 мг/л). Распространение по площади от прудов – отстойников составляет до 5 – 6 км, в глубину более 30 м. Так, повышенное содержание фтора по направлению грунтового потока обнаружено в грунтовых водах с.Костюбе, разъезда 5, уч-к «Ильич», уч. Бирлису и т.д.
Таким образом, главным источником фторсодержащих подземных вод являются промышленные объекты, испарители, накопители и д.р. технические водоемы, которые интенсивно питают горизонт грунтовых вод некондиционными водами; вторым – хозфекальные стоки, поступающие на поля фильтрации и просачивающиеся внутрь земли.
Загрязнение пестицидами илов донных отложений рек и каналов, а также подземных вод составляет 0,004 – 0,015 мг/л, в донных отложениях и илах их содержание в пересчете на фосфоритоорганисекие соединения достигает от 0,17 (оз. Бийликоль, северная часть) до 0,1 мг/л (канал Талас – Асса).
Исследованиями установлено, что в природных условиях желтый фосфор может попадать в подземные воды вместе с его твердой фазой, поступающей со сточными водами и накапливающиеся в иловых отложениях.
Загрязнение на полях фильтрации ЖПО «Химпром» и СЗ достигает 0,002 – 0,007 (при ПДК – 0,0001 мг/л), в прудах – отстойниках – 0,002 – 0,006 мг/л. Сохраняется высокий уровень концентрации донных отложений (илов) технических прудов всех химических заводов. Содержание желтого фосфора в р. Асса на отрезке напротив НЖФЗ составляет 0,0001 – 0,0006 мг/л, т.е. 6 ПДК для питьевых вод.
Установлены факты загрязнения хозяйственно-фекальных стоков желтым фосфором с транспортировкой на поля фильтрации «Горводоканала». Высокие (до 0,5 – 0,7мг/л) концентрации желтого фосфора выявлены в воде испарителей ЖПО «Химпром», а также техногенных стоках ЖПО «Химпром» (до 0,04мг/л).
Повышенное содержание фосфора в подземных водах отмечается в скважинах ведомственной режимной сети на расстоянии до 2 – 5 км от объектов. Величина элементарного (желтого) фосфора составляет в них до 0,002-0,007, общего фосфора – 4-26 мг/л (ПДК – 3-5 мг/л). Глубина загрязненной части пласта до 30 м и больше. По площади фосфор обнаруживается на участках разъезда 7 (9,5 мг/л), 5 (9,2), с.Асса (5,5-5,6), уч.Ильич (4,0 мг/л).
По данным исследований ЖГМСИ, основными источниками загрязнения подземных вод являются техногенные стоки НЖФЗ, ЖПО «Химпром», ЖСЗ, сточные воды «Горводоканала».
Сточные воды городской канализации в объеме 2800-3000 тыс. м³/год поступают на поля фильтрации (в 2 км севернее с. Костюбе). В них содержатся: фтор- 0,2-8,0, общий фтор - 10,8-13,7 (ПДК – 10 мг/л), аммиак – 8,5-38 (ПДК – 2 мг/л), нитриты – 0,15-2,1 (ПДК – 0,08 мг/л), элементарный фосфор – 0,0025-0,0028 мг/л (ПДК – 0,0001 мг/л).
Сточные воды НЖФЗ, используемые для орошения (ЗПО), имеют повышенную концентрацию вредных веществ: фтора – 3,88-7,8 (ПДК – 1,5 мг/л), нитритов – 0,1-0,98, БПК – 7,566-12,02 (ПДК – 2,6 мг/л), аммиака – 1,55-4,74 мг/л; отмечается высокий уровень фтора в грунтовых водах (до 2-2,5 мг/л).
Техногенные стоки ЖПО «Химпром» в объеме 3,7 млн. м³/год содержат следующие компоненты: фтор – 1,5-6, сухой остаток 1,3-3,1 (ПДК – 1,0 мг/л), фосфаты – 42,6-134 (ПДК – 10 мг/л), общий фосфор – 58-315 (ПДК – 10 мг/л), элементарный фосфор – 0,04-0,54 (ПДК – 0,0001 мг/л), хлор-ион – 319-1174 мг/л (ПДК – 300 мг/л).
Фекальные стоки ЖСЗ поступают на поля фильтрации городской канализации в объеме 5,04 млн. м³/год и имеют повышенные содержания следующих компонентов (в мг/л): фтор – 1,5-6,0, общий фтор – 19,9, сухой остаток – 830-1156, аммиак – 5,8-76, нитриты – 0,28-5,90.
Подземные систематически подвергаются интенсивным техногенным загрязнениям. Доказательством являются повышенные содержания фтора ифосфора в скважинах, расположенных в 1-5 км от объектов (скв. 5693, ,5690, 5691). При этом не очищенный сток предприятий достигает зеркала грунтовых вод при однородной геосреде за 5,4-19,3 суток (при Кф – 5м/сут), при двухслойном строении разреза зоны аэрации (3,0) – за 30 суток. Фильтрационные расходы сточных вод в вертикальном направлении составляют 0,075-0,1 м³/сут на1 м² поверхности фильтрации. Действительная скорость распространения фронта загрязненных вод составляет около 0,4 м/сут, или 144 м/год.
Таким образом, на территории Каратау-Жамбульского промышленного узла (средняя часть бассейнов рек Талас-Асса) в результате деятельности химических заводов сформировался единый очаг загрязнения подземных вод фтором с ядром на участке очистных сооружений ЖСЗ, где содержание фтора достигает 8-17,5 мг/л. Язык этого фронта, продвигается по направлению движения подземного потока, охватывает отстойники «Горводоканала» и ЖПО «Химпром», где максимальные концентрации фтора составляют 3,5-8,5 мг/л. По данным ЖГГЭ, в контрольных скважинах, расположенных на СЗ от основного контура загрязнения (скв. 7422, 7425), фтора содержится 2,0-3,0 мг/л. В бытовых колодцах ближайших населенных пунктов (в радиусе 7-10 км) концентрация фтора достигает 1,5-6,9 мг/л, что в 2-3 раза выше, чем на Талас-Ассинском месторождении.
Имеет место изменение и других компонентов химического состава. Это, прежде всего, повышенная минерализация подземных вод (до 1-5 мг/л), что связано обычно с высоким содержанием сульфатов (до 1000-3300 мг/л), т.е. 2-6 ПДК для питьевых вод. В подземных водах (скв. 7414) отмечено наличие токсичного желтого фосфора (до 50 ПДК).
Анализы микроэлементного состава подземных вод показали повышение концентрации свинца (до 0,01 мг/л), марганца (0,2-24 мг/л), ртути (0,001-0,005 мг/л), мышьяка (0,1-0,4 мг/л) при ПДК – 0,005 мг/л; хрома (до 0,01мг/л).
Значительные изменения грунтовых вод отмечаются на территории Таш-Уткульского массива орошения в междуречье Шу-Курагаты. Здесь происходит вторичная заболачивание и засоление почво-грунтов из-за недостаточной дренированности территории.
Повышенная минерализация и общая жесткость установлена в шахтных и рудничных вода (города Каратау, Жанатас, Аксай).
Учитывая в целом водохозяйственную обстановку в регионе и, особенно, дефицит поверхностных вод, проведены экспериментальные исследования по оценке влияния хозяйственной деятельности, которые были направлены прежде всего на оценку продуктивной способности водоносных горизонтов при широком использовании подземных вод, т.е. вопросам истощения их ресурсов.
Гидрохимический режим водных объектов определяется нагрузкой на водотоки сточными водами промпредприятий, аграрным секторам и др. Основными загрязняющими веществами, превышающими предельно допустимые концентрации, являются нитриты, фториды, БПК, азот аммонийный, нефтепродукты, фенол. В последние годы происходит снижение загрязнения водостоков: по р. Шу – нитритами, нефтепродуктами; по р. Талас – фторидами, азотом аммонийным и по р. Асса – нефтепродуктами, фенолом. Самым загрязненным водоемом является оз. Бийликоль, которое находится в стадии глубокого эвтрофирования и его необходимо считать объектом особой охраны.
Изменение гидрологического и гидрохимического режимов, сложившийся дефицит водных ресурсов явились основными факторами дестабилизирующими природно-хозяйственную обстановку в регионе. Выявлены корреляционные зависимости между объемами водозабора на регулярное орошение и технико-экономическими показателями хозяйственной деятельности (продуктивность орошаемых земель, фондооснащенность и фондоотдача и др.), а также зависимость между объектом стока, поступающего в низовье рек и эколого-экономическими показателями (площадь затопления пойменных земель, урожайность пройменных сенокосов, пастбищ и др.).
К числу основных мероприятий, обеспечивающих экономическое развитие и экологическую устойчивость природно-хозяйственных систем бассейнов рек, относятся:
- комплексная реконструкция орошаемых земель, внедрение прогрессивных технологий, техники и способов полива, что позволит высвободить для природоохранных попусков в низовья Шу 440 млн. м³ и Таласа-Ассы – 315 млн. м³ воды;
- инженерное обустройство русловой, пойменной части бассейнов рек для обеспечения управляемого процесса использования попусков в низовья рек, что даст возможность в два раза сократить удельные расходы на затопление пойменных сенокосов (с 1 – 13 до 5 – 6 тыс. м³ на 1 га);