Подземные ресурсы бывают минеральные, водные и газовые. Минеральные ресурсы представляют собой скопление полезных ископаемых, газовые — различные газообразные вещества, содержащиеся в грунте. Подземные воды — это часть водных ресурсов Земли. Их запасы составляют свыше 60 миллионов кубических километров. Они находятся в верхней части земной коры на глубине до 16 километров. Подземные воды являются одним из источников питания рек. Чистая вода — богатство природы, которое нужно беречь и охранять. Без воды невозможно существование человека. Родниковая вода, самый надежный источник, за которым нужно следить. Родники поддерживают разнообразие флоры и фауны прибрежных территорий [2].

В современном мире под загрязнением подземных вод понимают любое ухудшение их качества в сравнении с естественными условиями, связанное с деятельностью человека, включая промышленное производство, сельское хозяйство, бытовую работу. Подземные воды по сравнению с поверхностными, характеризуются значительно более высокой естественной защищённостью от различных видов загрязнения [1].

Родники представляют собой точки естественного выхода подземных вод на поверхность. Масштаб загрязнения родников ежегодно увеличивается, что приводит к снижению качества питьевой воды, угрозе здоровью. Защита родников является важнейшая частью экологической безопасности и сохранения природных ресурсов. В России более 120 тысяч родников, которые используются для питьевого и хозяйственного водоснабжения. Многие сельские населённые пункты полностью зависят от воды из родников. Основные показатели воды в роднике: температура, кислотность, электропроводность, гидрохимический состав [8].

Анализ образца воды из родника на кислотность проведен несколькими способами. В первом использован техметр . Полученное значение 7,27 соответствует норме. Во втором способе применена лакмусовая бумага . (Приложение 3). Её погрузили на 2 секунды в образец воды, взятой из родника [5]. Цвет соответствует 7 . Значение совпадает с данным техметра. Далее результат сравнивается с таблицей цветов. Диапазон значений водородного показателя pH показывает уровень кислотности жидкости. Шкала pH от 1 до 14. По научным данным в диапазоне рН 6,5–8,5 вода считается безопасной для питья и бытового использования. Отклонения рН от нормы могут негативно влиять на свойства воды. Кислая среда (рН <6,5) может вызывать раздражение кожи и слизистых оболочек. Щелочная вода (рН >8,5) может придавать воде неприятный вкус (рис. 1).

Рис. 1. Измерение кислотности с помощью лакмусовой бумаги. Диапазон значений водородного показателя pH. Шкала определения уровня кислотности

В зимнее время показатель 7,6, что является нормой.

Чистая вода обладает способностью проводить ток. Электропроводность воды — характеристика этого свойства, которая определяется количеством заряженных частиц: положительных и отрицательных ионов. Данный показатель тем выше, чем больше в воде положительно заряженных ионов — катионов (Na ⁺ , K ⁺ , Ca ²⁺ ) и отрицательных ионов — анионов (Cl ^- , SO ₄ ^2- , НСО ₃ ^-) . Электропроводность связана с солесодержанием воды. Чем больше растворённых в воде веществ (солей, кислот и щелочей, которые содержат ионы), электропроводность резко возрастает. Существует и зависимость и от температуры. При нагреве воды скорость движения ионов увеличивается, что временно повышает электропроводность. [2]

Для измерения электропроводности в работе использовался TDS-метр . Сначала нужно снять защитный колпачок и включить прибор. Затем его опустить в воду на 10 секунд. Данные на приборе зафиксировать c помощью кнопки HOLD [9]. После использования, TDS-метр следует протереть и надеть защитный колпачок. Существует единица измерения ppm (parts per million) — частей на миллион — это миллионная доля, которая используется для указания концентрации растворов. 1ppm в пресных водах примерно равно 1 мг/л. Образец воды взят осенью, измерения проведены, чтобы определить наличие растворённых в образце воды примесей, найти уровень её загрязненности (жесткости). Результат: в проводимом опыте t ⁰ = 27,8 ⁰ С и 447 ppm . Этот результат не является нормой. Норма 0–50 ppm. [7] В зимнее время, проведя тест, жесткость получилась 425 мг/л. Результат схож с показанием TDS-метра.

Для снижения электропроводности используют обратный осмос : полупроницаемые мембраны задерживают различные примеси и соли. Дистилляция — кипячение воды, удаление большинства растворённых веществ. Фильтрация — используется для удалениякрупных молекул и частиц. Ионный обмен эффективно удаляет заряженные частицы из жидкости при использовании специальных веществ в виде фильтров, которые сначала убирают заряженные частицы с поверхности. Добавление химических реагентов помогает снизить электропроводность. [3]

Исследование образца воды на наличие тяжёлых металлов и нитратов . Подземные воды могут содержать свыше 60 химических элементов. [1] В данном исследовании проведен тест на качество воды. Определены в мг/л жёсткость, количество сероводорода, железа, меди, свинца, марганца, общего и свободного хлора, нитратов, нитритов, сульфатов, цинка, хлорида натрия, фторида в исследуемом роднике Дмитровского округа. По технике безопасности нельзя браться мокрыми руками за участки тестовой площадки. Обнаружены нитраты 250 мг/л (норма < или = 45 мг/л) и повышена общая щелочность 180 мг/л (норма 80–120 мг/л). Потребление воды с превышением ПДК по нитратам вызывает у человека метгемоглобинемию. Кислотно-щелочной баланс влияет на работу желудка. Родник подвержен химическому загрязнению. [13] Отклонение от нормы сероводорода 0,5 мг/л (норма < или = 0,05 мг/л) придаёт воде неприятный запах. В составе исследуемой воды из родника есть тяжелые металлы : свинец 5 мг/л (норма до 0,03 мг/л), что вызывает отравления и болезни внутренних органов. (Рис. 2).

Рис. 2. Выполнение теста на количество сероводорода, железа, меди, свинца, марганца, общего и свободного хлора, нитратов, нитритов, сульфатов, цинка, хлорида натрия, фторида, содержащихся в образце воды из родника Дмитровского округа. Проверка на кислотно-щелочной баланс и жесткость воды в зимний период

Подземные ресурсы сильно реагируют на загрязнение. Они служат индикатором изменения экологических условий региона. Эффективная охрана подземных вод требует сочетания государственного контроля, экологического мониторинга, внедрения современных технологий очистки и просветительские программы среди населения. Комплексная реализация указанных мер может обеспечить долгосрочную экологическую устойчивость подземных ресурсов. Каждый должен понимать важность питьевой воды и ценность родников, заботиться об окружающей среде и принимать участие в волонтёрских движениях.

Заключение

Загрязнения подземных ресурсов недопустимы, так как влияют на здоровье людей и экономики. Экономический ущерб проявляется в затратах на реабилитацию подземных ресурсов, медицинские расходы на лечение заболеваний. [6] Любое загрязнение подземных вод: химическое, бактериальное и тепловое делают воду родников опасной для использования. Систематический рост загрязнения подземных ресурсов требует ужесточения контроля над сельскохозяйственными и бытовыми источниками. [10] Можно сделать выводы орезультатах исследования.

1. Выявлено, что промышленные стоки и сельскохозяйственная деятельность: попадание бактерий из удобрений и пестициды оказали самый большой вред объекту исследования — роднику, расположенному между деревнями Животино и Круглино в городе Яхрома Дмитровского округа. Во время тестирования обнаружены нитраты. Потребление воды с превышением ПДК по нитратам вызывает у человека метгемоглобинемию.
2. В воде присутствуют тяжелые металлы. Ухудшение состояния родника ведет и к деградации прибрежных сообществ, сокращению численности рыб и земноводных.

Пути решения проблемы :

1. Внедрить экологически безопасные методы ведения сельского хозяйства, совершенствовать системы хранения и транспортировки опасных веществ, чтобы исключить возможность их утечек и аварийных сбросов. [3]
2. Откачать загрязнённую воду.
3. Регулярно проводить мониторинг состояния подземных вод и анализ проб, выявлять источники загрязнения и оценивать эффективности применяемых мер по защите.
4. Особенность исследуемого родника — малая глубина залегания. Это увеличивает уязвимость к поверхностным источникам загрязнения. После экологической реабилитации необходима программа по благоустройству родника. Проведение экологического субботника. [5]
5. Твёрдые бытовые отходы также один из значимых источников загрязнения. При их разложении и попадании в родник в воде появляются тяжёлые металлы, аммиак и другие токсичные вещества. Необходимо внедрить современные фильтрационные установки и провести мероприятие по утилизации устаревших свалок вблизи питания родника. [4]
6. Чистка дна родника и посадка вокруг влаголюбивых растений необходимы для снижения нитратов.

Литература:

1. Орлов Д. С., Садовникова Л. К., Лозановская И. Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. — М.: Высшая школа, 1998. — С. 140–160.
2. Тихонова И. О., Кручинина Н. Е. Экологический мониторинг водных объектов. — М.: ИНФРА-М, 2023. — 202 с.
3. Родионов А. И., Клушин В. Н. Техника защиты окружающей среды. — М.: Химия, 1989. — 512 с.
4. Хаскин В. В., Акимова Т. А. Экология. — М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2017. — С. 178–185.
5. Жукова И. С. Я забочусь о планете: простые способы сделать каждый свой день экологичным. — М.: Эксмо, 2020. — 128 с.
6. Красенков В. Г. Экологическая книга для чтения. — М.: Современные тетради, 2007. — 472 с.
7. Муравьёв А. Г. Школьный экологический мониторинг. — СПб.: Крисмас+, 2008. — С. 41–45.
8. Чернова Н. М., Галушин В. М., Константинов В. М. Основы экологии: учеб. для 10–11 кл. общеобразоват. учреждений. — М.: Дрофа, 2005. — С. 189–210.
9. Фрог Б. Н., Левченко А. П. Водоподготовка. — М.: Изд-во МГУ, 1996. — С. 55–75.
10. Демина Т. А. Экология, природопользование, охрана окружающей среды. — М.: Аспект Пресс, 1998. — 143 с.