мини| Пример загађења подземних вода у Лусаки, Замбија, где септичка јама у позадини загађује плитки бунар у првом плану патогенима и нитратима. Загађење подземних вода настаје када се загађујуће материје испуштају у земљу и у подземне воде. Ова врста загађења воде може се појавити и природно због присуства нежељеног састојка, загађујуће материје или нечистоће у подземној води.
Загађујућа материја често ствара загађујући стуб у водоносном слоју. Кретање воде и дисперзија унутар водоносног слоја шири загађујућу материју на ширем подручју. Напредујућа ивица стуба може се укрштати са бунарима подземне воде или површинским водама и изворима, што залихе воде чини небезбедним за људе и животиње. Кретање стуба, названо фронт стуба, може се анализирати путем хидролошког транспортног модела или модела подземне воде. Анализа загађења подземних вода може се усредсредити на карактеристике тла и геологију локалитета, хидрогеологију, хидрологију и природу загађујуће материје.
Загађење може настати из канализационих система на локацији депонија, отпадних вода из постројења за пречишћавање отпадних вода, из канализације која цури, бензинских пумпи или због прекомерне примене ђубрива у пољопривреди. До загађења (или контаминације) може доћи и загађујућим материјама које се јављају у природи, попут арсена или флуорида. Коришћење загађених подземних вода изазива опасност по јавно здравље због тровања или ширења болести.
Различити механизми утичу на транспорт загађујућих материја у подземној води, нпр. дифузија, адсорпција, падавине, разлагање. Интеракција загађења подземних вода са површинским водама анализира се коришћењем хидролошких транспортних модела.
Врсте загађујућих материја Загађујуће материје пронађене у подземним водама покривају широк спектар физичких, неорганских хемијских, органских хемијских, бактериолошких и радиоактивних параметара. У принципу, многе од истих загађујућих материја које играју улогу у загађењу површинских вода такође се могу наћи у загађеним подземним водама, иако се њихов значај може разликовати.
Арсен и флуориди Светска здравствена организација (СЗО) препознала је арсен и флуориде као најозбиљније неорганске загађујуће материје у води за пиће на светском нивоу.
Неоргански арсен је најчешћа врста арсена у земљи и води. Металоидни арсен може се природно појавити у подземним водама, што се најчешће среће у Азији, укључујући Кину, Индију и Бангладеш. У Ганшкој равници на северу Индије и Бангладеша озбиљна контаминација подземних вода природним арсеном погађа 25% водених бунара у плићем од два регионална водоносна слоја. Подземне воде у овим областима су такође загађене употребом пестицида на бази арсена.
Арсен у подземној води такође може бити присутан тамо где се обављају рударске радње или постоје депоније рудничког отпада који садржи арсен.
Природни флуорид у подземним водама изазива све већу забринутост јер се користи дубља подземна вода, „са више од 200 милиона људи под ризиком од питке воде са повишеним концентрацијама“. Флуорид се нарочито може ослободити из киселих вулканских стена и распршеног вулканског пепела када је тврдоћа воде ниска. Висок ниво флуорида у подземним водама озбиљан је проблем у аргентинским Пампама, Чилеу, Мексику, Индији, Пакистану, источној Африци и на неким вулканским острвима (Тенерифе).
У подручјима која имају природни висок ниво флуорида у подземној води која се користи за пиће, и зубна и скелетна флуороза могу бити раширене и тешке.
Патогени мини| Водене болести могу се ширити преко бунара подземне воде који је контаминиран фекалним патогенима из пољских клозета Недостатак одговарајућих санитарних мера, као и непрописно постављени бунари, могу довести да воде за пиће буду загађене патогенима који се преносе преко измета и урина. Тако изазване болести укључују тифус, колеру и дијареју. Од четири типа патогена који су присутни у измету (бактерије, вируси, протозое и хелминти или јаја хелминта), прва три се обично могу наћи у загађеној подземној води, док се релативно велика јаја хелминта обично издвоје на честицама земље.
Дубоке, затворене издани се обично сматрају најсигурнијим извором воде за пиће с обзиром на патогене. Патогени из пречишћених или неочишћених отпадних вода могу контаминирати одређене, посебно плитке водоносне слојеве.
Нитрати Нитрати су најчешћи хемијски загађивачи у подземним водама и изданима света. У неким земљама са ниским приходима нивои нитрата у подземним водама су изузетно високи, што узрокује значајне здравствене проблеме. Такође су стабилни (не разграђује се) под условима високог садржаја кисеоника.
Нивои нитрата изнад 10 mg/l (10 ппм) у подземној води могу изазвати „синдром плаве бебе“ (стечена метхемоглобинемија). Стандарди квалитета воде за пиће у Европској унији предвиђају мање од 50 mg/l за нитрате у води за пиће.
Међутим, везе између нитрата у води за пиће и синдрома плаве бебе оспораване су у неким студијама. Избијање синдрома може бити последица других фактора осим повишене концентрације нитрата у води за пиће.
Повишени нивои нитрата у подземним водама могу бити узроковани одлагањем муља из канализације и пољопривредним активностима.
Органска једињења Испарљива органска једињења опасне су загађујуће материје подземних вода. У животну средину се углавном уносе непажљивим индустријским активностима. За многа од ових једињења није било познато да су штетна до касних 1960-их и прошло је неко време пре него што су редовна испитивања подземних вода идентификовала ове супстанце у изворима воде за пиће.
Примарне органске загађујуће материје пронађене у подземној води укључују ароматичне угљоводонике (компоненте бензина) као што су бензен, толуен, етилбензен и ксилени) и хлорисани растварачи, укључујући тетрахлоретилен, трихлоретилен (хемијско чишћење, одмашћивање метала) и винил хлорид.
Остали органски загађивачи присутни у подземној води и који потичу из индустријских активности су полициклични ароматични угљоводоници. Због своје молекуларне тежине, нафтален је најрастворљивији и најпокретљивији у подземној води, док је бензо(а)пирен најотровнији. Они се углавном производе као нуспроизводи непотпуног сагоревања органске материје.
Органски загађивачи се такође могу наћи у подземним водама као инсектициди и хербициди. Као и многа друга синтетичка органска једињења, већина пестицида има врло сложене молекуларне структуре. Ова сложеност одређује растворљивост у води, капацитет адсорпције и покретљивост пестицида у систему подземних вода. Дакле, неке врсте пестицида су покретније од других, тако да могу лакше доћи до извора питке воде.
Метали Неколико метала у траговима се природно јавља у одређеним стенским формацијама и може ући у животну средину природним процесима попут временских утицаја. Међутим, индустријске активности попут рударства, металургије, одлагања чврстог отпада, фарбања и емајлирања итд. могу довести до повишених концентрација токсичних метала, укључујући олово, кадмијум и хром. Ови загађивачи имају потенцијал да се пробију у подземне воде.
На миграцију метала (и металоида) у подземне воде утиче неколико фактора, посебно хемијске реакције које одређују расподелу загађујућих материја међу различитим фазама и врстама. Дакле, покретљивост метала првенствено зависи од рН и редокс стања подземне воде.
Фармацеутски производи Трагови фармацеутских средстава из пречишћене отпадне воде која се инфилтрира у водоносни слој спадају међу новонастале загађиваче подземне воде који се проучавају широм Сједињених Држава. Популарни фармацеутски производи попут антибиотика, антифламаторних средстава, антидепресива, деконгестива, средстава за смирење итд. се обично налазе у пречишћеним отпадним водама.Emerging Contaminants In Arizona Water, Sep. 2016, pg 4.3.1 Ова отпадна вода се испушта из постројења за пречишћавање и често се пробија у водоносни слој или извор површинске воде која се користи за пијаћу воду.
Количина лекова у траговима и у подземним и у површинским водама је далеко испод онога што се у већини подручја сматра опасним или забрињавајућим, али то може представљати све већи проблем како становништво расте и што се више обновљених отпадних вода користи за комуналне водоснабдевање.
Остало Остали органски загађивачи укључују низ органохалида и других хемијских једињења, нафтне угљоводонике, разна хемијска једињења која се налазе у производима за личну хигијену и козметику, лекове. Неорганске загађујуће материје могу да укључују друге нутријенте као што су амонијак и фосфат, и радионуклиди попут уранијума или радона који су природно присутни у неким геолошким формацијама.
Загађење подземних вода је светски проблем. Студија о квалитету подземних вода главних водоносника Сједињених Држава спроведена између 1991. и 2004. године, показала је да 23% домаћих бунара има садржај загађујућих материја на нивоима већим од референтних вредности за људско здравље. Друго истраживање сугерише да су главни проблеми загађења подземних вода у Африци, с обзиром на редослед важности, (1) загађење нитратима, (2) патогени агенси, (3) органско загађење, (4) заслањивање и (5) одводњавање из рудника.
Узроци Узроци загађења подземних вода укључују следеће:
Природни (геогени) узроци Санитарни системи на лицу места Канализација и муљ из канализације Ђубрива и пестициди Комерцијална и индустријска цурења Хидраулична ломљења Процедне воде депоније Остало
Природни (геогени) узроци „Геогени“ се односи на природне појаве као резултат геолошких процеса.
До природног загађења арсеном долази јер седименти водоносних слојева садрже органске материје које стварају анаеробне услове у водоносном слоју. Ови услови резултирају микробиолошким растварањем оксида гвожђа у седименту и, даље, ослобађањем арсена, који је нормално снажно везан за оксиде гвожђа, у воду. Арсен се налази у подземним водама најчешће као редуковани арсенит и оксидисани арсенат, при чему је акутна токсичност арсенита нешто већа од арсената. Испитивања СЗО указала су да је 20% од 25.000 бушотина тестираних у Бангладешу имало концентрацију арсена већу од 50 μg/l.
Појава флуорида је уско повезана са обиљем и растворљивошћу минерала који садрже флуор, као што је флуорит. Значајно високе концентрације флуорида у подземној води типично су узроковане недостатком калцијума у водоносном слоју. Здравствени проблеми повезани са зубном флуорозом могу се јавити када концентрације флуора у подземној води пређу 1,5 mg/l, што је смерница СЗО од 1984.
Швајцарски савезни институт за науку и технологију воде недавно је развио интерактивну платформу за процену подземних вода, где се геогени ризик од контаминације у одређеном подручју може проценити коришћењем геолошких, топографских и других еколошких података без потребе за испитивањем узорака из сваког појединачног ресурса подземних вода. Ова алатка такође омогућава кориснику да направи мапирање ризика вероватноће и за арсен и за флуориде.
Високе концентрације параметара попут салинитета, гвожђа, мангана, уранијума, радона и хрома, у подземним водама, такође могу бити геогеног порекла. Ови загађивачи могу бити важни локално, али нису толико раширени као арсен и флуориди.
Санитарни системи на лицу места мини|Традиционално стамбено насеље у близини Херата, Авганистан, где је бунар са плитком водом (у првом плану) у непосредној близини клозета (иза белог стакленика) што доводи до загађења подземних вода. Загађење подземних вода патогенима и нитратима такође може настати течностима које се инфилтрирају у земљу из канализационих система на локацији, као што су тоалети и септичке јаме, а у зависности од густине насељености и хидрогеолошких услова.
Фактори који контролишу судбину и транспорт патогена су прилично сложени и интеракција међу њима није добро позната. Ако се занемаре локални хидрогеолошки услови (који се могу разликовати у распону од неколико квадратних километара), једноставне санитарне инфраструктуре на месту, као што су септичке јаме, могу изазвати значајне ризике по јавно здравље због контаминиране подземне воде.