АРТЕЗИАНСКИЕ ВОДЫ

АРТЕЗИАНСКИЕ ВОДЫ — подземные воды, залегающие между водонепроницаемыми породами (рис. 1) и находящиеся под гидравлическим давлением. Артезианские воды могут изливаться на поверхность, иногда в виде фонтана (фонтанирующая скважина). На рис. 2 схематически изображен механизм образования напора артезианских вод. Область питания артезианского горизонта часто расположена на значительном расстоянии от зоны накопления и на более высоком по сравнению с ней уровне, вследствие чего и создается давление воды в последней. Область земной поверхности с залегающим под ней самостоятельным резервуаром артезианских вод называют артезианским бассейном.

Рис. 1. Схема залегания артезианских вод: 1 — верхние слои земли; 2 — грунтовые воды; 3, 4 и 7 — водоупорные пласты; 5 — артезианский водоносный горизонт (зона напора); 6 — область питания артезианского водоносного горизонта.
Рис. 2. Схема сообщающихся сосудов (гидродинамическая модель артезианского водоносного горизонта): 1 — аналог зоны питания; 2—4 — аналог зон напора; 5 — аналог зоны стока артезианских вод.
Рис. 3. Схема распределения артезианских вод по степени минерализации: 1 — зона высокоминерализованных хлоридных вод; 2 — зона сульфатных и щелочных вод; 3 — зона гидрокарбонатных маломинерализованных вод.

Артезианские воды имеют различное происхождение. Наиболее глубокие высокоминерализованные, преимущественно хлоридные, воды образовались главным образом за счет морских бассейнов, находившихся в минувшие геологические эпохи в районе современных артезианских вод. Эти воды практически не обмениваются с вышерасположенными более пресными водами. Ближе к поверхности располагаются менее минерализованные сульфатные или щелочные воды. На глубине 100—600 м (чаще 300—400 м) залегают маломинерализованные гидрокарбонатные воды, которые образуются в результате инфильтрации атмосферных осадков в области питания водоносного горизонта, а также процессов выщелачивания горных пород. Инфильтрационные воды опресняют части артезианского бассейна, прилегающие к областям питания. Однако этот процесс весьма медленный, поэтому, в отличие от грунтовых и слабонапорных вод, состав артезианских вод мало изменяется в течение времени. В наибольшей степени он зависит от состава пород, с которыми эти воды контактируют. Указанная зональность распределения минерализации артезианских вод схематично показана на рис. 3. На практике ввиду сложности расположения гидрогеологических структур нередко под водоносным пластом соленых вод располагается другой водоносный слой с пресными водами. Это наблюдается в случаях, когда проницаемость нижних водоносных горизонтов выше, чем верхних.

При соответствующей скорости движения воды артезианские бассейны могут иметь интенсивный подземный сток, приводящий к хорошему обмену и промывке пород от солей. При малых величинах уклонов в глинистых породах наблюдается замедленный сток подземных вод, породы плохо промываются, водообмен затруднен и артезианских водах в верхних слоях часто засолена. Минеральный состав артезианских вод колеблется в широких пределах: от сотен миллиграммов до сотен граммов в 1 л. Артезианские водоносные горизонты, используемые для водоснабжения, обычно располагаются в карбонатных породах (известняки, доломиты, мергели, меловые породы) и песках, реже — в других породах. Соли различных металлов, соединения микроэлементов и другие вещества содержатся в артезианских водах обычно в небольших концентрациях, за некоторыми исключениями в пределах допустимых гигиенических нормативов. Но в районах залегания различных руд их содержание может превышать допустимые пределы. Так, могут наблюдаться значительные концентрации меди, цинка, свинца, стронция, мышьяка.

В водах нефтеносных месторождений могут встречаться высокие концентрации йода, иногда обнаруживаются фенолы, нафтеновые кислоты. В водах некоторых артезианских бассейнов, напр. Московского, встречаются гумусовые соединения — до 4—5 мг/л. Из других элементов в артезианских водах в небольших концентрациях обнаруживаются барий, никель, хром, сурьма, титан, серебро, бром, бор, цезий, молибден, кобальт и др. Галогены — бром и йод — наряду с хлором в повышенных концентрациях находятся в глубоких соленых водах. Содержание фтора в артезианской воде может достигать 15—20 мг/л. Наиболее часто в повышенных количествах, иногда до 10 мг/л и выше, в пресных артезианских водах содержатся соединения железа (чаще карбонатного, обычно закисного).

Эти воды не содержат в своем составе растворенного кислорода. Из газов в них может присутствовать сероводород, углекислота.

Артезианские воды являются важнейшим источником хозяйственно-питьевого водоснабжения (см.). Они используются для водоснабжения многих городов и других населенных пунктов, а также промышленных предприятий. При выборе источников хозяйственно-питьевого водоснабжения при прочих равных условиях им согласно ГОСТ 2761—57 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения» отдается предпочтение перед всеми другими водоисточниками как наиболее защищенным от различных загрязнений.

Химический состав артезианских вод может оказывать влияние на качество воды и здоровье населения. Чаще всего эти воды в результате высокой минерализации могут обладать соленым или горько-соленым (в присутствии ионов магния) привкусом. Привкус появляется при содержании в воде солей более 1000 мг/л, в том числе сульфатов более 500 мг/л, хлоридов более 350 мг/л. При более высоких концентрациях, чем указанные, данные соли могут оказывать неблагоприятное влияние на физиологические показатели состояния организма человека. Соли жесткости (кальция, магния) при высоком содержании в воде и неблагоприятных других условиях могут способствовать камнеобразованию в мочевыводящих путях. Присутствие в воде сероводорода не опасно для здоровья человека, но ухудшает запах и вкус воды, вызывает коррозию труб, паровых котлов и т. п., поэтому, при использовании вод, содержащих сероводород, принимаются меры к полному его удалению.

Содержание железа в воде согласно ГОСТ 2874—73 допускается не более 0,3 мг/л. Показатель, определяющий этот предел содержания,— органолептический (привкус, окраска, образование мути, опалесценция воды).

Важное гигиеническое значение имеет присутствие в артезианских водах соединений фтора, который может содержаться и в повышенных, и в пониженных по сравнению с гигиеническими нормативами концентрациях. Избыток фтора в воде может оказывать на организм не только общетоксическое, но также и специфическое действие — вызывать заболевание зубов — флюороз (см.). Недостаток фтора в воде может привести к кариесу зубов (см.).

Так как артезианской воде обычно подаются в водопроводную сеть без очистки и обеззараживания, то, помимо названного выше ГОСТа, они должны также удовлетворять требованиям ГОСТ 2874—73 «Вода питьевая», согласно которому артезианская вода не должны обладать запахом и привкусом более 2 баллов при 20°, цветностью — более 20°, мутностью — более 1,5 мг/л по стандартной шкале, общей жесткостью — выше 7 мг/экв/л; содержание свинца в них не должно быть более 0,1 мг/л, мышьяка — 0,05 мг/л, селена — 0,001 мг/л, бериллия — 0,0002 мг/л, фтора — 0,7 —1,5 мг/л (в зависимости от климатического района), меди — 1 мг/л, цинка — 5 мг/л, нитратов (по азоту) — 10 мг/л, молибдена — 0,5 мг/л, стронция — 2 мг/л, марганца — 0,1 мг/л. Допустимые концентрации других вредных веществ не должны превышать нормы, установленные Министерством здравоохранения СССР, для источников централизованного водоснабжения.

Гигиенические исследования качества артезианской воды производятся как при выборе источника водоснабжения, так и в порядке контроля за качеством подаваемой населению воды в период эксплуатации артезианских скважин (см. Водяная скважина). Они проводятся согласно требованиям названных выше ГОСТов. При рассмотрении вопроса о возможности использования артезианской воды как источников водоснабжения следует обращать внимание не только на их качество, но также на дебит, возможность организации зон санитарной охраны (см.) и т. д. При отклонениях качества вод от стандартов производится их обработка, обезжелезивание, обесфторивание или фторирование, умягчение, опреснение и т. д. В случаях присутствия в артезианской воде сероводорода с целью его удаления производится аэрация воды.

См. также Вода, Источники водоснабжения.


Библиография: Белицкий А. С. и Дубровский В. В. Проектирование разведочно-эксплуатационных скважин для водоснабжения, М., 1968; Блох А. М. Структура воды и геологические процессы, М., 1969, библиогр.; Володько И. Ф. Использование подземных вод для орошения и водоснабжения, с. 18, М., 1955; Д р а-чев С.М.идр. Приемы санитарного изучения водоемов, М., 1960; Кандрор И.С.идр. Гигиеническое нормирование солевого состава питьевой воды, М., 1963.


Популярные статьи

Источник: Большая Медицинская Энциклопедия (БМЭ), под редакцией Петровского Б.В., 3-е издание

Поделиться: