Оценка качества подземных вод, используемых для питьевых нужд на примере Кологривовской промплощадки Сторожевского ЛПУМГ Саратовской области

Оценка качества подземных вод, используемых для питьевых нужд на примере Кологривовской промплощадки Сторожевского ЛПУМГ Саратовской области

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Саратовский государственный аграрный университет

имени Н.И. Вавилова

Выпускная квалификационная работа

по специальности 110102.65 Агроэкология

на тему: «ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ДЛЯ ПИТЬЕВЫХ НУЖД (НА ПРИМЕРЕ КОЛОГРИВОВСКОЙ ПРОМПЛОЩАДКИ СТОРОЖЕВСКОГО ЛПУМГ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ)»

Саратов 2014

РЕФЕРАТ

Исследования по теме выпускной квалификационной работы проводились на базе Кологривовской промплощадки Сторожевского линейного производственного управления магистральных газопроводов (ЛПУМГ) ООО «Газпром трансгаз Саратов» Татищевского района Саратовской области в период 2011 г.

Целью данной работы являлась оценка качества подземных вод, используемых для питьевых нужд.

Выпускная квалификационная работа изложена на 81 странице печатного текста. Данная работа содержит следующие главы: введение; экологические аспекты состояния питьевого водоснабжения населения Российской Федерации; характеристика района исследований, методы оценки качества подземных вод; оценка качества подземных вод Кологривовской промплощадки Сторожевского линейного производственного управления магистральных газопроводов (ЛПУМГ) ООО «Газпром трансгаз Саратов» Татищевского района Саратовской области; выводы и предложения; список использованной литературы; приложения.

В работе 10 таблиц, 29 рисунков, 1 приложение.

При написании выпускной квалификационной работы использовалось 49 источников литературы, в том числе 5 - иностранных.

Ключевыми словами данной работы являются: ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ, ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДЫ, ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ВОДЫ, ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ, ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВОДЫ НА СОСТОЯНИЕ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОСТОЯНИЯ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

2 ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ, МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД

2.1 Физико-географическое положение района исследований

.2 Геолого-гидрогеологическая характеристика

.3 Методы оценки качества подземных вод

3 ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД КОЛОГРИВОВСКОЙ ПРОМПЛОЩАДКИ СТОРОЖЕВСКОГО ЛИНЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ (ЛПУМГ) ООО «ГАЗПРОМ ТРАНСГАЗ САРАТОВ» ТАТИЩЕВСКОГО РАЙОНА САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

3.1 Краткая характеристика водозаборных скважин

3.2 Анализ химического загрязнения подземных вод скважин № 1, № 4 и № 5

.3 Анализ радиационного загрязнения подземных вод скважин № 1, № 4 и № 5

.4 Анализ микробиологического загрязнения подземных вод скважин № 1, № 4 и № 5

4 ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОНЫ САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ ВОДОЗАБОРОВ

ВОДООХРАННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ЗОН САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ ВОДОЗАБОРА

ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

Сохранение здоровья нации, снижение уровня смертности и увеличение продолжительности жизни являются важнейшими условиями решения проблемы обеспечения национальной безопасности. К числу определяющих факторов охраны здоровья населения относится снабжение его доброкачественной питьевой водой.

Российская Федерация всемерно поддерживает усилия мирового сообщества, направленные на охрану водных объектов и предупреждение распространения заболеваний, связанных с водой.

Россия одна из первых подписала и ратифицировала «Протокол по проблемам воды и здоровья к Конвенции по охране и использованию трансграничных водотоков и международных озер» (1992 г.).

На III конференции «Окружающая среда и здоровье» в июле 1999 г. с участием 56 стран было достигнуто соглашение о совместных действиях и принят протокол, в соответствии с которым разработка конкретных мероприятий по предупреждению, ограничению и снижению угрозы возникновения заболеваний, связанных с водным фактором, как инфекционной, так и неинфекционной природы, является важной и неотложной задачей.

На саммите в Йоханнесбурге в 2002 г. задача обеспечения доступа населения к воде гарантированного качества была поставлена в числе основных в реализации стратегии устойчивого развития человеческого сообщества и 2003 г. был объявлен «Международным годом пресной воды».

Международными водными форумами в Киото и Душанбе принято решение о провозглашении десятилетия 2005 - 2015 гг. Международной декадой «Вода для жизни».

Несмотря на то, что Россия является крупнейшей водной державой и располагает 1/5 общемировых ресурсов питьевой воды, положение в этой сфере по-прежнему вызывает серьезную озабоченность.

В 2007 г. более 17,5 % проб воды из водопроводной сети не соответствовали санитарно-химическим требованиям, 5,8 % проб - микробиологическим, в том числе 0,14 % проб были с выделением патогенной и условно-патогенной флоры [27; 42].

В ряде регионов эти показатели в несколько раз выше, чем в среднем по стране.

Основными причинами такой ситуации являются:

·        интенсивное загрязнение источников питьевого водоснабжения, особенно из поверхностных водоемов;

·        устаревшие технологии водоочистки и обеззараживания (коагуляция, фильтрация, отстаивание и хлорирование), недостаточно эффективные в отношении ряда химических и биологических загрязнителей и прежде всего при высоком их содержании в воде водоисточника;

·        нарушение технологических условий эксплуатации сооружений водоподготовки;

·        вторичное загрязнение воды, прошедшей водообработку, в изношенных водоразводящих сетях, находящихся зачастую в крайне неудовлетворительном санитарно-техническом состоянии.

В настоящее время около 70 % населения России обеспечивается питьевой водой из поверхностных источников, 40 % которых не соответствуют санитарным нормам.

Положение усугубляется еще и тем, что более 27 % водопроводов из поверхностных источников не имеют необходимого комплекса очистных сооружений, более 16 % - обеззараживающих установок.

По данным Федерального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга, загрязнение питьевой воды происходит за счет поступления широкого спектра веществ как из источника водоснабжения, так и в процессе водоподготовки и транспортировки воды.

Низкий уровень внедрения современных технологий водоочистки, высокая (более 60 %) изношенность разводящих сетей, территориальные особенности источников водоснабжения, обусловливающие дефицит или избыток биогенных элементов, являются факторами, негативно влияющими на здоровье населения.

Высокой остается также доля водопроводов (выше 30 %) из подземных источников, не соответствующих санитарным нормам из-за отсутствия очистных сооружений и обеззараживающих установок. Наибольшее количество таких водопроводов находится в Брянской, Курской, Московской, Орловской и Смоленской областях. Особую тревогу вызывают высокая изношенность разводящих водопроводных и канализационных сетей, многочисленные аварии на них, приводящие к вторичному загрязнению питьевой воды.

В последние годы планово-предупредительный ремонт водопроводных сооружений и сетей практически полностью уступил место аварийно-восстановительным работам.

В настоящее время около 36 % водопроводных и более 31 % канализационных сетей имеют износ выше 60 %. Для их восстановления до нормативных значений, по данным Росстроя, необходимо ежегодно до 2015 г. выделять 275 и 86 млрд. руб. соответственно [27].

При существующем износе водопроводных и канализационных систем и нынешних темпах их ремонта потребуется более 50 лет на приведение их в должное санитарно-техническое состояние.

В сельской местности более 1/3 населения используют для питьевых целей воду из децентрализованных источников.

Качество этой воды остается низким вследствие слабой защищенности водоносных горизонтов от загрязнения с поверхностных территорий, отсутствия зон санитарной охраны, несвоевременного проведения ремонта, очистки и дезинфекции колодцев и каптажей. Практически повсеместно ассигнования на эти цели муниципалитетами не выделяются.

В 2007 г. при исследовании воды из этих источников почти 28 % проб не соответствовали нормативам по санитарно-химическим и 23 % - по микробиологическим показателям [27].

Серьезные недостатки в обеспечении населения доброкачественной питьевой водой приводят к возникновению вспышек острых кишечных инфекций и вирусного гепатита А.

В 2007 г. зарегистрированы 52 вспышки и групповые заболевания этими инфекциями с числом пострадавших 1552 человека (2006 г. - 77 вспышек и 2381 заболевший, 2005 г. - 62 вспышки и 5045 заболевших), в том числе 32 вспышки, связанные с употреблением инфицированной воды из централизованных источников, 3 - из открытых водоемов, 17 - из других.

Влияние химического состава питьевой воды на состояние здоровья и заболеваемость населения установлено в исследованиях, проведенных на протяжении ряда лет специалистами организаций Роспотребнаазора совместно со специалистами НИИ гигиенического профиля.

Подтверждены подученные ранее данные об увеличении риска заболеваний органов кровообращения, пищеварения, эндокринной системы, мочевыводящих путей в результате длительного воздействия питьевой воды с нарушением гигиенических нормативов, регламентирующих содержание химических веществ.

Основными факторами при этом являются:

·        дефицит йода, обусловливающий развитие у детей врожденных аномалий, снижение умственных способностей;

·        недостаток фтора, обусловливающий заболеваемость более 60 % детей кариесом зубов;

·        повышенная концентрация фтора, способствующая развитию флюороза, полиневритов, изменению костей;

·        низкая жесткость воды (недостаток кальция и магния), способствующая увеличению числа смертельных исходов и тяжести течения кардиоваскулярных заболеваний;

·        избыток кальция, способствующий развитию мочекаменной болезни, нарушению солевого обмена, замедлению роста костей у детей;

·        дефицит селена, способствующий развитию сердечно-сосудистой патологии и возникновению он кол отческих заболеваний;

·        повышенное содержание железа, способствующее развитию аллергических заболеваний, болезней крови.

Неблагоприятным фактором хозяйственно - питьевого водоснабжения населения является дефицит питьевой воды в ряде субъектов Российской Федерации. Это связано как с ограниченными запасами водных ресурсов, нерациональным использованием подаваемой населению питьевой воды, ветхостью и изношенностью водопроводных и канализационных сетей, которые не в состоянии принимать и осуществлять отвод необходимого объема воды, так и с замедлением темпов и сокращением масштабов строительства объектов водоснабжения из-за отсутствия должного финансирования, К таким территориям относятся Костромская, Калужская, Псковская области. Республика Северная Осетия - Алания и др.

Ухудшается по микробиологическим показателям качество воды водоемов, используемых в рекреационных целях. Это касается прежде всего прибрежных вод в Санкт-Петербурге, Ленинградской и Ростовской областях. Республике Дагестан и обусловлено неэффективной работой очистных сооружений канализации, поступлением неочищенных ливневых стоков городов и поселков, неудовлетворительным состоянием глубоководных выпусков, аварийным состоянием судов.

С целью улучшения обеспечения населения страны доброкачественной питьевой водой Роспотребнадзором постоянно ведется работа по совершенствованию правовой и нормативной базы, устанавливающей санитарно-эпидемиологические требования к питьевой воде и питьевому водоснабжению.

Требования по обеспечению безопасности, безвредности и органолептической безупречности питьевой воды регламентируются Федеральным законом от 30.03.99 № 52 - ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», санитарными правилами и гигиеническими нормативами.

Разработаны и утверждены около 150 гигиенических нормативов содержания химических веществ в воде объектов питьевого, хозяйственно- бытового и рекреационного водопользования, из них 35 пересмотрены с целью гармонизации с международными нормативами и с учетом рекомендаций Директивы Совета Европейского союза.

В связи с постоянным внедрением в практическую деятельность новых технологий и химических соединений НИИ Роспотребнадзора и РАМН ведутся научные исследования по обоснованию их предельно допустимых концентраций.

До настоящего времени продолжается работа по внесению изменений и дополнений в Водный кодекс Российской Федерации.

В связи с принятием Федерального Закона «О техническом регулировании» с участием специалистов Роспотребнадзора ведется работа над проектом технического регламента, касающегося всего комплекса проблем водопользования и водопотребления. Следует отметить, что разными разработчиками подготовлены 4 варианта регламента с противоположными точками зрения на отдельные аспекты этой проблемы, что затягивает представление этого документа в Государственную Думу.

Проблема обеспечения населения доброкачественной питьевой водой требует комплексного решения в рамках реализации целевых программ, принимаемых на федеральном и региональном уровнях.

Постановлением Правительства Российской Федерации от 6.03.98 № 292 «О концепции Федеральной целевой программы «Обеспечение населения России питьевой водой» и осуществлении первоочередных мероприятий по улучшению водоснабжения населения» рекомендовано органам исполнительной власти субъектов Российской Федерации разработать целевые программы обеспечения населения питьевой водой. Однако следует отметить, что Федеральная целевая программа «Обеспечение населения России питьевой водой», в которой предусматривались 3 этапа реализации (1999 - 2000, 2001 - 2005, 2006 - 2010 гг.), не была утверждена.

В настоящее время региональные целевые программы по обеспечению населения питьевой водой действуют в 33 субъектах Российской Федерации. В ряде регионов предусмотрены соответствующие мероприятия по улучшению водоснабжения населения в рамках реализации программ реформирования коммунальной службы, социального развития села и др.

Учитывая вышеизложенное, целью данной работы являлась оценка качества подземных вод Кологривовской промплощадки Сторожевского линейного производственного управления магистральных газопроводов (ЛПУМГ) ООО «Газпром трансгаз Саратов» Татищевского района Саратовской области.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

·        оценка показателей качества (химических, радиологических, микробиологических) подземных вод изучаемого района;

·        обоснование санитарно-защитных зон;

·        разработка водоохранных мероприятий на территории водозабора.

. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СОСТОЯНИЯ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Водные ресурсы (особенно пресные) имеют большую экологическую и экономическую ценность. Проблема водообеспечения является одной из важнейших гигиенических проблем нашего времени. По данным Комитета ООН по окружающей среде (ЮНЕП), около одной трети населения мира проживает в странах, страдающих от дефицита пресной воды, а менее чем через 25 лет в странах с дефицитом пресной воды будет жить две трети человечества [2].

По оценке Института мировых ресурсов в последние годы самыми необеспеченными ресурсами пресной воды являются 13 государств мира, располагающими ресурсами питьевой воды менее 1 тыс. м3 в год на душу населения: Египет (30 м3), Израиль (150 м3), Туркмения (206 м3), Молдова (236 м3), Пакистан (350 м3), Алжир (440 м3), Венгрия (594 м3), Узбекистан (625 м3), Нидерланды (676 м3), Бангладеш (761 м3), Марокко (963 м3), Азербайджан (972 м3) и Южно-Африканская республика (982 м3).

Проблема усугубляется тем обстоятельством, что, к концу ХХ в. мировое потребление воды возросло в шесть раз, более чем в два раза превысив темпы роста населения.

Водные ресурсы Российской Федерации характеризуются значительной неравномерностью распределения по территории страны (рис. 1). В количественном отношении водные ресурсы России слагаются из статических (вековых) и возобновляемых запасов. Первые считаются неизменными. Возобновляемые ресурсы оцениваются объемом годового стока.

По данным Росводресурсов статический запас всех водных ресурсов страны составляет более 97000 км3. Самые значительные запасы сосредоточены в ледниках, подземных водах и озерах - 39890; 28000 и 26600 км3 соответственно, меньшие в болотах - 3000 км3.

Рис. 1. Водные ресурсы Российской Федерации

Средний многолетний объем (возобновляемый) всех водных ресурсов России достигает 8384 км3/год. Причем самые существенные возобновляемые запасы сосредоточены в речном стоке (4270 км3/год), почвенной влаге (3500 км3/год) и болотах (1000 км3/год) [17].

На территории Российской Федерации выделяется 11 речных бассейнов, имеющих значительные объемы стока воды: Северная Двина (120 км3/год), Печора (142,2 км3/год), Волга (239,0 км3/год), Дон (16,4 км3/год), Кубань (9,8 км3/год), Терек (10,7 км3/год), Объ (299,9 км3/год), Енисей (497,1 км3/год), Лена (677,4 км3/год), Колыма (144,4 км3/год), Амур (376,3 км3/год).

Запасы крупнейших озер России следующие: Ладожское - 911,00; Онежское - 292,00; Байкал - 23000,00 и Ханка - 18,30 км3.

В Приволжском федеральном округе средний многолетний речной сток составляет 271,3 км3/год (рис. 2). Стоит отметить, что среднегодовой речной сток за период 2010 - 2012 гг. увеличился: 245,4 (2010 г.); 246,5 (2011 г.) и 321,6 км3/год (2012 г.).

Рис. 2. Объем речного стока в Приволжском федеральном округе

Общий объем забора пресных вод для использования в различных отраслях деятельности на территории Российской Федерации за период 2010 - 2012 гг. уменьшился: 63805,27 (2010 г.); 60347,4 (2011 г.) и 58798, 98 млн. м3/год. По-прежнему забор поверхностных вод преобладает над подземными: 55860,39 - 50983,00 млн. м3/год и 7945,34 - 7815,97 млн. м3/год соответственно.

В Поволжском федеральном округе также отмечается тенденция снижения общего объема забора пресных вод (рис. 3): 10003,52 (2010 г.); 9839,55 (2011 г.) и 9389,73 млн. м3/год (2012 г.).

Рис. 3. Забор пресных вод на территории Приволжского федерального округа

Общий объем пресной воды, используемой на питьевые и хозяйственно-бытовые нужды в России за последние 3 года сократился с 9572,2 (2010 г.) до 9023,67 млн. м3 (2012 г.). Отмечается рост численности населения, использующего централизованное водоснабжение - с 92261830 (2010 г.) до 97041659 человек (2012 г.). В мире число людей, пользующихся услугами водопровода, так же выросло: с 4,1 млрд. чел (1990 г.) до 4,9 млрд. чел (2000 г.).

ВОЗ отмечает, что средние показатели водопотребления в развивающихся и развитых странах существенно отличаются. Так, например, в развивающихся странных этот показатель варьирует от 30 - 57 (Молдова, Монголия, Руанда, Беларусь, Румыния, Украина) до 95 - 100 м3/год/чел. (Афганистан, Бангладеш, Камбоджа, Йемен, Мадагаскар, Таиланд, Туркмения, Казахстан и др.). В развитых от 3 (Англия, Ирландия, Финляндия) до 68 м3/год/чел. (Испания) [2].

В нашей стране потребление воды на душу населения при централизованном водоснабжении уменьшилось со 103,75 (2010 г.) до 92,99 м3/чел. (2012 г.). Тем не менее, приведенные ВОЗ статистические данные показывают, что в городах Санкт-Петербург и Москва потребление воды на душу населения является одним из значительных в мире - 183 и 146 м3/год/чел. соответственно.

На рисунке 4 видно, что в Приволжском федеральном округе бытовое потребление воды на душу населения ниже среднестатистических показателей России: от 66 (2010 г.) до 60 м3/чел (2012 г.).

Наибольший объем бытового водопотребления на душу населения в Приволжском федеральном округе отмечается в Самарской (93 м3/чел.), Саратовской областях (69 м3/чел.), Республике Марий Эл (67 м3/чел.), Удмуртской Республике (64 м3/чел.).

Рис. 4. Использование воды и бытовое водопотребление на душу населения в Приволжском федеральном округе

Результаты научных исследований, ведущихся во многих странах мира в т.ч. России, свидетельствуют о проблеме качественного дефицита воды, отражающегося на состоянии здоровья населения в связи с использованием некондиционных питьевых вод поверхностных и подземных водоисточников.

Острая необходимость решения задач полноценного и безопасного водоснабжения населения, как важнейших и первостепенных, подчеркивается положениями целого ряда крупных международных документов. Здесь уместно отметить «Протокол по проблемам воды и здоровья», созданный в рамках Конвенции ЕЭК ООН по охране и использованию трансграничных водотоков и международных озер [34], ратифицированный Российской Федерацией.

Протокол и последующие декларации крупных международных форумов отмечают необходимость преодоления крайне негативного влияния качественного и количественного дефицита пресных вод на здоровье людей. Серьезность ситуации заставила Генеральную Ассамблею ООН объявить 2005 - 2015 годы Международным десятилетием действий «Вода для жизни».

В числе первоочередных проблем, с которыми сталкиваются и развитые, и слаборазвитые страны, - нарастающие антропогенные нагрузки (прежде всего сброс недостаточно очищенных или вообще неочищенных сточных вод) в поверхностные и подземные водные потоки - источники питьевого водоснабжения. Для России это острейшая проблема, во многом определяющая состояние водопользования населения. Сегодня приходится говорить о кризисе питьевого водоснабжения, связанном с комплексом обозначившихся экологических, технологических, экономических и законодательно-правовых проблем. В сложившихся условиях функционирования водохозяйственной отрасли доминирующий характер приобретает необходимость определения мероприятий, направленных на обеспечение полноценного и безопасного питьевого водоснабжения в городах и населенных пунктах. Важность и неотложность таких решений подтверждаются все более расширяющимся кругом отечественных исследований, устанавливающих прямые причинно-следственные связи повышенной неинфекционной (в том числе канцерогенной и сердечно-сосудистой), инфекционной и паразитарной заболеваемости с водным фактором в ряде населенных мест России.

При определении значимости водного фактора в проблеме обеспечения безопасной для здоровья среды обитания человека обращает внимание социально-демографический фон ее развития. Так, «Доклад о состоянии гражданского общества в Российской Федерации в 2010 году», подготовленный Общественной палатой Российской Федерации [21], отмечает, что стояние здоровья российского населения продолжает ухудшаться, а наметившиеся положительные тенденции, по некоторым направлениям имеют пока неустойчивый характер. В настоящее время только 23,7 % населения Российской Федерации относятся к группе практически здоровых граждан. Это положение отражается и на демографической ситуации. По данным Федеральной службы государственной статистики Российской Федерации (2010 г.), смертность в России выше, чем во многих, в том числе и в слаборазвитых, странах. Показатели смертности по сравнению с российскими хуже только в Афганистане, Нигерии, Сомали и на Украине. В то же время естественный прирост населения в 2006 - 2011 гг. (кроме августа 2009 г. и августа - сентября 2011 г.) был отрицательным [44].

Анализ уровня и причин смертности в России показывает, что первых два места занимают новообразования и болезни системы кровообращения. Ежегодная смертность составляет соответственно более 300 000 [40] и 1400000 человек [44]. Естественно, возникает вопрос о роли водного фактора в формировании сложившейся демографической ситуации. Ответ на него дают анализ данных, касающихся качества воды, используемой населением для питьевых целей, и результаты исследований причинно-следственных связей ряда фиксируемых заболеваний с водным фактором.

Качество питьевой воды непосредственно зависит от качества воды водоисточника, эффективности барьерной функции водопроводной станции и состояния водораспределительной сети.

По данным государственного доклада «О состоянии и охране окружающей среды Российской Федерации в 2012 году» отмечается, что несмотря на наметившуюся в последние годы положительную тенденцию уменьшения антропогенной нагрузки на отдельные водные объекты, адекватного улучшения качества поверхностных вод не происходит.

Основными причинами являются:

·        отсутствие на многих предприятиях необходимых очистных сооружений;

·        сброс неочищенных ливневых стоков с территорий больших городов, промышленных и сельскохозяйственных предприятий;

·        большие объемы накопившихся загрязняющих веществ в донных отложениях, являющихся источниками вторичного загрязнения поверхностных вод.

При анализе показателей качества воды России (табл. 1) можно заключить, что доля проб, не отвечающих гигиеническим показателям, за последние 3 года сократилась: 10,45 % (2010 г.); 10,02 (2011 г.) и 10,04 % (2012 г.).

Доля проб, не отвечающих по микробиологическим показателям уменьшилась с 6,47 до 5,50 %, по санитарно-химическим - с 17,70 до 17,59 %, по радиологическим - с 4,62 до 4,38 %.

В то же время отмечается рост доли проб воды, не отвечающих по паразитологическим показателям: с 0,09 (2010 г.) до 0,12 % (2011 и 2012 гг.).

Таблица 1

Качество питьевой воды Российской Федерации

Ежегодно число створов с высоким уровнем загрязненности воды (среднегодовая концентрация одного или более загрязняющих веществ превышает 10 ПДК) колеблется в пределах 670 - 700.

Экологическое состояние малых рек Кольского полуострова, в бассейнах Оби и Енисея под влиянием антропогенных факторов изменяется и характеризуется как крайне неудовлетворительное. Большинство рек классифицируются как «грязные», «очень грязные», отдельные как «экстремально грязные».

По Федеральным округам наибольшее количество водных объектов, в которых качество поверхностных вод в многолетний период характеризуется 4 классом («грязная» и «очень грязная») и 5 классом («экстремально грязная») наблюдалось в следующих субъектах Российской Федерации: в Центральном федеральном округе (водные объекты Московской области); в Северо-Западном федеральном округе (водные объекты Мурманской и Архангельской областей); в Приволжском федеральном округе (водные объекты Башкортостана, Татарстана); в Уральском федеральном округе (водные объекты Тюменской, Челябинской, Свердловской областей); в Дальневосточном федеральном округе (водные объекты Хабаровского края).

В условиях Арктики загрязнение небольших северных рек, испытывающих постоянную нагрузку сточных вод промышленных комплексов и населенных пунктов при низкой способности к самоочищению, приобретает хронический характер, что подтверждается данными режимных наблюдений гидрохимической сети Росгидромета, повторяющимися случаями высокого и экстремально высокого загрязнения, высоким уровнем содержания загрязняющих веществ в воде, накоплением их в донных отложениях.

Данные наблюдений за качеством воды озера Байкал свидетельствуют о влиянии сбросов сточных вод Байкальского ЦБК на ухудшение качества воды озера в 100 м от глубинного рассеивающего сброса сточных вод предприятия. Отмечались превышения всех нормируемых показателей качества воды озера. По данным наблюдений за загрязнением донных отложений в районе сброса сточных вод комбината по сравнению с 2011 г. отмечается рост содержания в донных отложениях сульфидной серы, бенз(а)пирена и ДДТ. Таким образом, в 2012 г. по сравнению с 2010 г., когда комбинат временно не работал, общая площадь загрязненных донных отложений увеличилась в 1,3 раза.

По данным мониторинга состояния недр, на территории Российской Федерации выявлено 6439 участков загрязнения подземных вод.

Распространенными загрязнителями подземных вод России являются: соединения азота (нитраты, нитриты, аммиак или аммоний), нефтепродукты, сульфаты и хлориды, тяжелые металлы (медь, цинк, свинец, кадмий, кобальт, никель, ртуть или сурьма), фенолы.

Большинство участков подземных вод (2898) имеют загрязнение соединениями азота. Несколько меньше участков подземных вод загрязненных нефтепродуктами - 1798. Участки подземных вод, загрязненные сульфатами и хлоридами, тяжелыми металлами, фенолами составляют 892, 483 и 416 соответственно.

Наибольшее количество участков загрязненных подземных вод встречается в Сибирском (1630), Приволжском (1538) и Центральном (1092) федеральных округах.

В Сибирском федеральном округе подземные воды чаще загрязняются нефтепродуктами и соединениями азота - 622 и 616 участков соответственно, в Приволжском - соединениями азота, нефтепродуктами, сульфатами и хлоридами (650, 552 и 421 соответственно). В Центральном федеральном округе в подземных водах преобладают соединения азота - 613 участков.

При анализе интенсивности загрязнения подземных вод можно заключить, что во всех федеральных округах России преобладают участки подземных вод с загрязнением 1 - 10 ПДК (Центральный федеральный округ - 870 участков; Северо-Западный - 165; Южный - 311; Северо-Кавказский - 366; Приволжский - 1018; Уральский - 435; Сибирский - 1212; Дальневосточный - 339). Участки подземных вод, имеющих загрязнение 10 - 100 ПДК характерны для территорий Приволжского (347), Сибирского (319) и Центрального федеральных округов (166). Наиболее загрязненные участки подземных вод (интенсивность загрязнения более 100 ПДК) наблюдаются в Приволжском и Сибирском федеральных округах - 173 и 99 соответственно.

Вклад промышленных предприятий в загрязнение подземных вод наиболее существенный и составляет 38 %, сельскохозяйственных - 15 %, коммунального хозяйства - 14 %, в результате подтягивания некондиционных природных вод при нарушении режима их эксплуатации в - 6 %. Совместная деятельность промышленных, коммунальных и сельскохозяйственных объектов обусловливает 11 % загрязнения подземных вод. В 16 % источник загрязнения подземных вод не установлен.

Радиоактивное загрязнение поверхностных вод на территории России обусловлено техногенным стронцием (90 Sr), поступающим с загрязненных глобальными выпадениями территорий. За период 2004 - 2011 гг. в воде рек России объемная активность 90 Sr уменьшалась. Тем не менее, в 2012 г. данный показатель несколько увеличился по сравнению с 2011 г. и составил 4,8 мБк/л. При составлении осредненных статистических данных не включались результаты измерений 90 Sr в речной воде рек Колва (п. Чердынь), Вишера (п. Рябинино), Кама (п. Тюлькино), расположенных в районе взрыва трех зарядов (мощностью 15 кТ каждый), проведенного в мирных целях («Канал») в марте 1971 г. на глубине 128 м. Средние за три квартала объемные активности 90 Sr в воде указанных рек в 2012 г. составляли 5,8-9,0 мБк/л, что выше среднего по рекам России в 1,2 - 1,9 раза.

В Приволжском федеральном округе доля проб питьевой воды в распределительных сетях, не соответствующая санитарно-химическим нормативам варьировала от 10,95 (2010 г.) до 11,61 % (2012 г.), микробиологическим - от 3,17 до 2,01 % (рис. 5). Нарушение норм по паразитологическим показателям за период 2010 - 2012 гг. не выявлено.

Рис. 5. Качество питьевой воды в распределительных сетях Приволжского федерального округа (доля проб, не соответствующих нормативам, %)

Особую озабоченность вызывает загрязнение водных объектов тяжелыми металлами. В ряду всех тяжелых металлов ртуть занимает особое место. Она токсична для теплокровных животных и человека. Под влиянием микробиологических процессов токсичная неорганическая ртуть превращается в гораздо более токсичные органические формы. Эти формы ртути по трофической цепочке способны накапливаться в рыбах, находящихся на вершинах пищевых пирамид, и способны представлять прямую угрозу здоровью людей [24].

Исследования, проведенные в водоемах и водотоках Оренбургской области (Приволжский федеральный округ) показали, что в питьевой воде Восточного Оренбуржья ртуть была обнаружена на 100 % станций, в Центральном районе - на 64, 7, в Западном регионе - на 45,5, в районе Оренбурга - на 35,7.

Для оценки степени загрязнения ртутью в Оренбургской области использовались нормативы ПДК, которые для воды рыбохозяйственных водоемов и водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования составляли 0,00001 и 0,0005 мг/л. Директива совета Европейского союза и рекомендации Всемирной организации здравоохранения при ООН рекомендует величину ПДК 0,001 мг/л [36]. В Восточном Оренбуржье не соответствие содержания ртути нормативным показателям отмечалось во всех пробах. На станциях Центрального района (ст. 23, р. Сакмара, Сакмарский район) превышение концентрации ртути было максимальным: в 11204 (ПДК рыбхоз) и 224 раз (ПДК в), нормативы ПДК ЕС и ВОЗ были превышены в 112 раз [39].

При анализе статистических данных, отражающих качество питьевой воды в централизованной системе водоснабжения Приволжского федерального округа можно заключить, что доля проб не соответствующая нормативам по санитарно-химическим и микробиологическим показателям снизилась и в 2012 г. составила 17,51 и 11,81 % соответственно. Изменение празитологических показателей в воде не обнаруживается (рис. 6).

Рис. 6. Качество питьевой воды в нецентрализованной системе водоснабжения Приволжского федерального округа (доля проб, не соответствующих нормативам, %)

Проблема качества воды остро стоит во всех субъектах Российской федерации. Нижнее Поволжье относится к территориям, постоянно испытывающим дефицит пресной воды. В районах Заволжья более 70 % подземных вод имеют минерализацию от 1 500 до 15 000 мг/дм3 и не могут быть использованы без кондиционирования. Сельское население Заволжья в основном использует для хозяйственно-питьевых нужд малые и средние реки, расход воды в которых практически полностью обеспечивается за счет поступления паводковых вод. В связи с малоснежными зимами в 2006 - 2008 гг. произошло резкое снижение (в 5 - 12 раз) объема поступления талых вод в поверхностные водоемы Левобережья, что создало критическую ситуацию с водоснабжением многих населенных пунктов. В этих условиях существенно возросла роль санитарного состояния р. Волга - как основного источника водоснабжения сельского населения, проживающего не только в береговой зоне Волгоградского водохранилища, но и на левобережных притоках.

Установлено, что антропогенное воздействие на Волгоградское водохранилище на протяжении последних десятилетий сохраняется на высоком уровне. Известно, что после сооружения каскада гидроэлектростанций скорость водообмена в бассейне р. Волги значительно снизилась, что привело к ухудшению условий для самоочищения воды [25]. Высокий уровень зарегулированности р. Волги нарушил условия жизнедеятельности речной и прибрежной экосистем.

Высокая антропогенная нагрузка способствовала массовому развитию сине-зеленых водорослей на значительной акватории водоема и появлению мощных донных отложений, являющихся источником вторичного загрязнения воды [3].

Так как Волгоградское водохранилище работает на транзитной воде, это ставит его санитарное состояние в зависимость от качества воды семи вышерасположенных водохранилищ.

Исследованиями 1996 - 2007 гг. выявлено, что к г. Саратов волжская вода приходит загрязненной. Так величина общего органического вещества по бихроматной окисляемости в отдельные годы достигала 50 мгО2/дм3, по перманганатной окисляемости - 13 мгО2/дм3, значительным было и содержание нефтепродуктов, фенолов и т. д. Достаточно высокий уровень загрязнения отмечался во все сезоны года. Наиболее высокие показатели загрязнения были характерны для акватории в радиусе до 50 км от г. Саратова. В то же время, концентрации хрома, никеля, алюминия, цинка, марганца и других микроэлементов колебались в воде Волгоградского водохранилища в пределах близких к ПДК за все годы наблюдения.

Установлено, что нефтепродукты - одни из основных загрязнителей Волгоградского водохранилища. Содержание нефтепродуктов в целом по водохранилищу колебалось от 0,5 до 12 ПДК. Такие же высокие концентрации отмечались в местах водозаборов большинства сельских водопроводов, использующих волжскую воду. Максимальная концентрация загрязнения водохранилища поверхностноактивными веществами (СПАВ) составляла 1,5 ПДК. В воде водохранилища постоянно присутствовали фенолы, достигая в отдельные периоды значительных концентраций. Наиболее высокое содержание фенолов (5 - 10 ПДК) наблюдалось в местах водозаборов сельских водопроводов ниже г. Вольск и г. Саратов. В 2006 - 2007 гг. отмечается резкое возрастание содержания в водохранилище (до 2 ПДК) и левобережных притоках (до 10 ПДК) марганца, обусловленное, очевидно, поступлением в поверхностные водоисточники высокоминерализованных подземных вод [31].

По значениям индекса загрязнения (ИЗ) были выявлены зоны влияния гг. Вольск, Саратов, Камышин, характеризующиеся наиболее высоким уровень загрязнения воды. Акватория, примыкающая к г. Балаково, в верхнем участке водохранилища характеризовалась умеренным уровнем загрязнения.

На неблагоприятные органолептические свойства потребляемой воды обратило внимание большинство (80 %) опрошенных сельских жителей. Они отмечали высокую цветность воды, отчетливый гнилостный запах, привкус тины и наличие посторонних примесей. Более 90 % респондентов оценили воду как негодную для хозяйственно-питьевого потребления и требующую обязательного кондиционирования.

Стоит отметить, что в Саратовской области около 200 тыс. жителей Правобережья полностью или частично для питьевых нужд пользуются родниковой водой. Подземные воды, разгружаемые родниками, как правило, отличаются большей санитарной надежностью по сравнению с открытыми водоемами. В то же время в случае неблагоприятной санитарно-экологической обстановки на территории водосбора при организации водоснабжения они могут стать источником повышенной опасности для потребителей [4].

Многолетними исследованиями установлено, что почти 83 % родников Саратовской области позволяют получать воду, полностью соответствующую гигиеническим требованиям. Родниковая вода отличалась высокими вкусовыми качествами, отсутствием запаха и примесей и оценивалась сельскими потребителями (более 90 % из 250 опрошенных) как вполне пригодная для питьевых нужд.

Вода 17 % источников отличалась от нормативных величин в 2 - 10 раз. Основными показателями, играющими главную роль в ухудшении качества родниковой воды, являются запах, привкус, сухой остаток, общая жесткость, нитраты и уровень бактериологического загрязнения.

Обследование источников позволило установить, что полностью санитарным требованиям соответствует обустройство не более 20 % родников. Основными недостатками являются: отсутствие или неудовлетворительное состояние зон санитарной охраны (у 18 % родников), отсутствие водосборных стенок (имеются у 16 % родников), канав для отвода поверхностного стока (у 8 % родников), а также смотровых люков и переливных труб (у 12 % родников) [26].

Проблемы качества воды отмечаются в Ростовской области. Население ряда территорий области (Зверево, Гуково, Шахты, Таганрог, Новочеркасск и др.) испытывает дефицит в доброкачественной питьевой воде. Так, показатель микробиологического загрязнения воды в местах водозаборов области в 2011 г. составил 29,5 % проб воды (2010 г. - 34,2 %), а химического загрязнения - 34,6 % (2010 г. - 35,5 %). Высокие показатели химического и микробного загрязнения водных объектов в черте населенных мест и зонах рекреаций по-прежнему сохранены. В 2011 г. удельный вес проб, не отвечающих гигиеническим нормативам по химическим и микробиологическим показателям, составил 45,6 и 47,7 % соответственно (2010 г. - 43,5 и 46,1 % соответственно) [38]. Причинами загрязнения поверхностных водных объектов являются сбросы неочищенных, недостаточно очищенных и необеззараженных сточных вод с коммунальных, промышленных, сельскохозяйственных объектов, а также ливневых, талых, шахтных, дренажных вод, вод с оросительных систем и т. д. Так, за прошедший год в водоемы области было сброшено 18,6 % недостаточно очищенных сточных вод (2010 г. - 14,9 %), неочищенных - 3,3 % (2010 г. - 3,3 %) от общего их объема. Превышение предельно допустимых концентраций (ПДК) в поверхностных водных объектах наблюдается по показателям сухого остатка (0,2 - 2,2 ПДК), нефтепродуктов (0,2 - 1,5 ПДК), жесткости (0,3 - 2,0 ПДК), сульфатов (1,1 - 2,1 ПДК), железа (0,2 - 5,0 ПДК), БПК5 (1,2 - 2,3 ПДК), ХПК (1,2-4,1 ПДК). Тяжелые металлы и пестициды в поверхностных водоисточниках или не были обнаружены или не превышали значений ПДК.

В 2010 г. в Тульской области удельный вес населения, обеспеченного питьевой водой надлежащего качества, составил 61,7 % (в 2009 г. - 52,2 %). В течение этого периода ФГУЗ Центром гигиены и эпидемиологии в Тульской области из источников централизованного водоснабжения для проведения санитарно-химических исследований было отобрано 1209 проб, из них не соответствовало гигиеническим нормативам 590 (48,8 %) проб. В ходе работы выявлено увеличение количества проб, не соответствующих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям, в разводящей сети по сравнению с предыдущими годами (2007 г. - 14,5 %, 2008 г. - 22,8 %, 2009 г. - 26,2%, 2010 г. - 31,2%). Полученные данные свидетельствует об изношенности разводящей сети, частых аварийных ситуациях и ухудшении качества воды при гидродинамических перепадах. Среднее количество неудовлетворительных проб по санитарно-химическим показателям в Тульской области за 2007 - 2009 гг. превышало аналогичный показатель по РФ в 1,2 раза [18].

Загрязнение источников питьевого водоснабжения при недостаточной барьерной роли действующих очистных сооружений водопроводов влечет за собой ухудшение качества подаваемой потребителям питьевой воды, создает серьезную опасность для здоровья населения и увеличивает степень риска воздействия на организм человека канцерогенных и мутагенных факторов.

В Красноярском крае превышение ПДК по жесткости, минерализации, содержанию железа и фтора в питьевой воде (ПВ) способствует увеличению уровня заболеваемости населения. Так, сформировался эпидемический очаг флюороза с поражением 116 человек в поселке с численностью 7700 жителей, потреблявших ПВ с концентрациями фтора 2,8 - 3,2 ПДК. С увеличением жесткости ПВ в пределах 1,1 - 2,4 ПДК повышался уровень болезней костно-мышечной системы жителей на 22,9 - 42,1 %, моче-половой системы на 28,9 - 53 %, болезней органов пищеварения на 16,5 - 23,3 %. При повышении величины сухого остатка ПВ до 1,1- 2 ПДК возрастал уровень болезней костно-мышечной системы на 35,2 %, моче-половой системы на 40 %, болезней органов пищеварения на 31,4 %. На территориях, где население потребляет ПВ с повышенными концентрациями железа в пределах 1,1 - 3,2 ПДК уровень болезней костно-мышечной системы населения на увеличивался на 5,9 - 28,4 %, моче-половой системы на20,1 - 35,3 %, болезней органов пищеварения на 17,6 - 33,3 % [37].

В Тульской области выявлена взаимосвязь между уровнем заболеваемости среди детского населения и концентрацией солей железа в питьевой воде проведен корреляционный анализ. На основании полученных результатов установлена прямая связь с гастритом и болезнями кожи. В таких районах Тульской области, как Ефремовский, Каменский, Куркинский и Тепло-Огаревский вода загрязнена нитратами. Согласно современным научным данным, нитраты в кишечнике человека под бактериальным воздействием восстанавливаются в нитриты, всасывание которых ведет к образованию метгемоглобина и к частичной потере активности гемоглобина в переносе кислорода, что практически означает ту или иную степень кислородного голодания и может отрицательно сказаться на деятельности сердечно-сосудистой системы. Корреляционный анализ показал прямую зависимость между заболеваемостью анемией у детей и концентрацией нитратов в воде. В городах Донском, Туле, а также Узловском, Кимовском, Арсеньевском, Воловском, Одоевском и Белевском районах вода загрязнена стронцием. Длительное поступление стронция в организм человека приводит к функциональным изменениям в печени, морфологическим изменениям в тканях и органах, костной системе и в организме человека в целом. Проведенный корреляционный анализ продемонстрировал прямую связь между концентрацией стронция и заболеваемостью костно-мышечной системы у детей в Тульской области [18]. Вместе с тем вода в Тульской области характеризуется низким содержанием фторидов. При рекомендуемой норме 0,8 - 1,2 мг/л содержание фторидов в воде составляет в среднем 0,54 мг/л. Их недостаток вредно сказывается на здоровье, вызывая опасность заболевания кариесом зубов.

При анализе гигиенических характеристик источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения населения Томской области (г. Северск) выявлено, что в воде водозабора № 1 определяется 14 канцерогенов, водозабора № 2 - 6. Наиболее распространенными токсикантами в воде являются: мышьяк; 1,1 - дихлорэтилен; свинец; 1,2 - дихлорэтан; трихлорэтилен; бенз(а)антрацен и др. Уровень канцерогенного индивидуального риска для здоровья населения питьевой воды обоих водозаборов составляет 8,1*10-6 и 5,1*10-6 соответственно при допустимом 1*10-5. Из 20 основных классов болезней была отмечена взаимосвязь заболеваний мочеполовой системы, системы кроветворения, центральной нервной системы, органов пищеварения, иммунной и эндокринной системы, новообразований с химическим составом питьевой воды [41].

Неудовлетворительное качество питьевой воды по микробиологическим показателям в ряде территорий Ростовской области приводит к повышенной заболеваемости населения острыми кишечными инфекциями (ОКИ). В 2011 г. суммарная заболеваемость ОКИ всего населения области выросла по сравнению с предыдущим годом на 4,6 % (зарегистрировано 15927 случаев), показатель составил 375,9 на 100 тыс. населения (2010 г. - 359,4). Рост заболеваемости отмечен по большинству нозологических форм, в т. ч. ОКИ установленной этиологии - на 6,8 %, вирусной этиологии - в 1,4 раза, неустановленной этиологии - на 4,9 % [38].

В Ростовской области в 2010 г. распространенность злокачественных новообразований выросла на 0,9 % и составила 2315,2 на 100 000 населения, а смертность от этих заболеваний по сравнению с 2009 г. выросла на 15,1 %. Проведенные исследования выявили устойчивую связь между превышением ПДК хлорорганических соединений, алюминия, железа, марганца и нефтепродуктов в водопроводной воде и повышенным уровнем онкологической заболеваемости в г. Цимлянске (рак желудочно-кишечного тракта - в 3 раза, рак кожи и подкожной клетчатки - в 2 раза, общая смертность - в 2 раза) [29].

Исследованиями, проведенными в Республике Дагестан (г. Кизляр), установлена корреляционная зависимость между высоким уровнем заболеваемости злокачественными новообразованиями и сверхнормативным содержанием токсических веществ в питьевой воде и пробах почвы; фенола, формальдегида, меди, свинца, цинка, мышьяка [5]. Оценка риска для здоровья населения, связанного с качеством питьевой воды из подземного источника, проведенная в 2010 г. Центром гигиены и эпидемиологии в Липецкой области (пос. Матырский), показала, что в соответствии с критериями ВОЗ канцерогенный риск на рассматриваемой территории неприемлем для населения. Наибольший вклад в суммарную величину риска, при всех путях поступления и для всех возрастных групп, вносил мышьяк, на втором месте - нитраты, на третьем - фториды. Далее следуют кальций и хром (VI) оксид [28]. Стоит отметить, что данные, отражающие связь раковых заболеваний с содержанием в питьевой воде нитратов, превращающихся в желудке в канцерогенные N-нитрозоамимы, отмечалась еще в 90 - х годах [23].

По данным Г. Г. Онищенко, в Свердловской области была обнаружена связь между содержанием хлорорганических соединений в питьевой воде в 12 городах и онкологическими заболеваниями, спонтанными абортами, частотой мутаций в соматических клетках у детей. Одним из городов максимального риска как по загрязнению воды, так и по мутагенной и канцерогенной опасности назван Екатеринбург. Повышение канцерогенного риска в связи с загрязнениями питьевой воды отмечено в Новокузнецке, Кемерово, Оренбурге [44].

О наличии прямых причинно-следственных связей раковых заболеваний с химическими загрязнениями питьевых вод свидетельствуют и зарубежные работы. Исследования Национального института рака США [48] отмечают увеличение риска развития раковой патологии в связи с содержанием в питьевой воде повышенных концентраций нитратов, асбестопродуктов, радионуклидов, мышьяка и вторичных продуктов хлорирования воды. Исследования, проведенные этим институтом, позволили также высказать предположение о связях повышенной заболеваемости раком молочной железы на Гавайях, где в течение 40 лет используются подземные воды, содержащие такие пестициды, как хлородан, гептахлор и 1,2 - дибром-З-хлорпропан [45]. В одном из районов Египта обнаружено пестицидное загрязнение окружающей среды (подземные питьевые воды, пища, почва), одновременно установлено наличие этих химикатов в женском молоке [46].

Японские авторы обнаружили положительную корреляцию между раком матки и концентрацией фтора в питьевой воде в 20 районах страны [49]. В современных публикациях все чаще появляются данные о проникновении в подземные питьевые водоисточники канцерогенных соединений (метил-3-бутил эфира - МТВЕ) в связи с утечками топлива. Отмечена необходимость дальнейшего развития исследований для уяснения степени влияния МТВЕ на уровень раковых заболеваний [47].

При оценке риска влияния воды на здоровье населения все большее значение приобретают работы, посвященные воздействию комплекса загрязняющих веществ. Из последних работ по этой сложной проблеме выделяется исследование R. Yang и др. из университета штата Колорадо (США).

В ряде работ установлено специфическое действие вторичных продуктов хлорирования питьевой воды (тригалометанов), образующихся при недостаточной очистке от органических соединений и последующем обеззараживании хлором на уровень онкологической заболеваемости в Новом Орлеане. Значительный ряд последующих исследований подтверждает наличие значимой корреляционной связи между раковыми заболеваниями и содержанием в питьевой воде тригалометанов. Именно эти исследования послужили изменению современных стандартов допустимого содержания данных веществ в воде. Для ряда токсичных веществ, содержащихся в питьевой воле отмечены положительные корреляции с заболеваниями, так установлена взаимосвязь содержания в воде оксида азота с раком желудка, мышьяка - с раком мочевого пузыря [44].

Тайваньские исследователи, анализируя частоту смертельных исходов при заболеваниях раком (изучено 1714 случаев), выявили статистически достоверное увеличение рака ободочной кишки при снижении уровня жесткости воды коммунальных водопроводов. В Японии ученые установили положительную корреляцию уровня смертности от рака желудка, связанную с соотношением Mg2+/Ca2+ в питьевой воде.

При выяснении влияния водного фактора на уровень канцерогенной патологии нельзя особая роль принадлежит побочным продуктам хлорирования питьевой воды - галогенсодержащим соединениям (ГСС), среди которых большую часть составляют тригалометаны (TГM). природного происхождения. Наличие в воде ТГМ может привести к рождению мутированного потомства и на 5 - 15 % увеличить риск возникновения онкологических заболеваний [44]. Появление в питьевой воде ТМГ - последствие обеззараживания воды хлором в процессе очистки воды. Хлорирование воды - один из наиболее популярных и широко используемых способов обеззараживания воды в настоящее время. Однако возникающие последствия хлорирования воды заставляют относится к этому способу критично.

В связи с возрастающей заболеваемостью населения планегы бактериальной, вирусной и паразитарной этиологии, обусловленной употреблением инфицированной питьевой воды возникает необходимость совершенствования нормативной базы контроля качества с одновременной унификацией требований на международном уровне.

Оценка качества воды, предназначенной для водопользования населений в РФ и в других странах, проводится по комплексу бактериологических, вирусологических и паразитологических показателей.

В рассмотренных документах основные микробиологические критерии оценки безопасности питьевой воды едины во всех странах - отсутствие в 100 мл Escherichia coli (Е. coli) как показателя недавнего фекального загрязнения и колиформных бактерий семейства Еnterobacteriасеае, ферментирующих лактозу при 37 °С [22].

В большинстве стран, в том числе в России, нормируется показатель качества технологических процессов водоподготовки и гигиенического состояния систем водоснабжения - общее число микроорганизмов (ОМЧ) или число колоний гетеротрофных бактерий (Heterotrophic plate count). Данный параметр является интегральным многофункциональным показателем уровня общего микробного загрязнения питьевой воды, объединяющим большую группу аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов.

В некоторых странах (Австралия) приняты показатели фекального загрязнения питьевой воды - энтерококки. Кроме того, с целью контроля качества водоподготовки из поверхностных водоисточников на выходе из водопроводных станций определяют споры сульфитредуцирующих клостридий с идентификацией Clostridium perfringens. В России также рекомендуется этот показатель (СанПиН 2.1.4.1074-01), но без видовой идентификации, что существенно увеличивает надежность поиска этих бактерий, упрощает и ускоряет анализ воды.

В ряде стран помимо бактериологических и паразитологических показателей определяются также и вирусологические показатели. Так, в стандарте США и Канадском руководстве по контролю питьевой воды (2012) нормируется прямое определение кишечных вирусов (Еnteric viruses); в Австралийском руководстве (2011) и Руководстве ВОЗ рекомендован показатель колифаги (coliphages) - как индикатор вирусного загрязнения.

В соответствии с действующим в РФ СанПиН 2.1.4.1074-01 в отличие от рекомендаций международных документов не учтены такие надежные показатели фекального загрязнения как Е. coli и энтерококки, а также паразитологический показатель - ооцисты криптоспоридий.

Директивы ЕС декларируют право каждой страны вводить более жесткие требования к качеству воды, если они научно обоснованы и способствуют эпидемической безопасности населения при водопотреблении. Поэтому в проект СанПиН рекомендованы более жесткие критерии при контроле качества воды.

Таким образом, проблема загрязнения водных ресурсов как поверхностных, так и подземных в мире, России очевидна. Обеспечение населения качественной питьевой водой является стратегической задачей любого государства, так как это напрямую связано с показателями здоровья и смертности населения. В связи с чем тема выпускной квалификационной работы актуальна и представляет практический интерес.

. ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ, МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД

2.1 Физико-географическое положение района исследований

Территория водозабора расположена в пределах западной части Приволжской возвышенности и примыкающей к ней с запада Окско-Донской равнине и представляет собой холмистое плато, сильно расчлененное речной и овражной сетью. Гидрографическая сеть площади исследований принадлежит к Донскому бассейну - р. Медведица с ее притоками. Долины рек располагаются на абсолютных отметках 150 - 180 м, имеют слабо выраженную ступенчатость. Подземные воды площади работ дренируются притоками р. Медведицы: Малая Идолга, Елшанка, Сосновка, Осиновка.

Основное питание рек происходит за счет атмосферных осадков и подземных вод. Колебания уровня воды крупных рек района в течение года достигают 4 - 5 м. Расходы воды в реках изменяются в течение года довольно резко, уменьшаясь в межень, возрастая в паводок, что говорит преимущественно снеговом питании рек.

Воды преимущественно пресные, умеренно-жесткие, характеризуются гидрокарбонатно-кальциевым, составом с минерализацией до 0,6 г/дмЗ.

Район характеризуется умеренно-континентальным климатом с жарким сухим летом и холодной малоснежной зимой. Ближайшая метеостанция расположена в пос. Октябрьский Городок. По многолетним наблюдениям среднемесячные температуры воздуха в летние месяцы составляют плюс 16,8 - 22,8°С, в зимнее - минус 3,2 - 11,3°С. В отдельные годы температура воздуха зимой опускается до минус 36,0°С, летом поднимается до 37°С [1].

По многолетним наблюдениям суммарное годовое количество атмосферных осадков в районе работ изменяется от 406 до 598 мм за год. В теплый период года (весна, лето, осень) выпадает от 70 до 80 % общего количества атмосферных осадков, расходуются они на инфильтрацию, испарение.

Устойчивые морозы начинаются в конце ноября и заканчиваются во второй декаде марта, глубина промерзания грунтов в зимний период в отдельные годы достигает 1,5 м и более. Устойчивый снежный покров по многолетним наблюдениям образуется с конца ноября и длится около 130 дней. Высота снежного покрова - 9 - 40 см, редко бывает более.

Промерзание почвы имеет определенное гидрогеологическое значение, так как мерзлый слой весной играет роль водоупора, задерживая инфильтрацию талых вод и увеличивая относительное значение поверхностного стока.

Циркуляция воздушных масс определяется распределением атмосферного давления. Зимой преобладают ветры юго-восточных и южных направлений, а летом - северо-западных. Летом циклоны сопровождаются дождями, а зимой - снегопадами.

скважина санитарный загрязнение анализ

2.2 Геолого-гидрогеологическая характеристика

В геологическом строении рассматриваемой территории принимают участие породы меловых и четвертичных отложений. Литологически они представлены: четвертичные - суглинками, зеленовато-бурыми с включением гальки, песчаников и опок; меловые - песками среднезернистыми, прослоями глин, мергелей и песчаника, песками мелкозернистыми (табл. 2).

На глубине подошвы 10,0 м расположен суглинок с щебнем и опоками, мощность слоя составляет 10,0 м. Глины, алевриты располагаются на глубине 48,0 м, причем мощность слоя составляет 38,0 м. Песок светло-серый, мелкозернистый, кварцевый с прослоями глин, мергелей, песчаников наблюдается на глубине 105,0 м, мощность его наиболее значительна по сравнению с другими породами - 57,0 м.

Скважины Кологривовской промплощадки Сторожевского линейного производственного управления магистральных газопроводов (ЛПУМГ) ООО «Газпром трансгаз Саратов» Татищевского района Саратовской области оборудованы на водоносный комплекс сеноманских отложений. Сеноманский водоносный горизонт представлен песками мелкозернистыми, мощность водовмещающей толщи 15 - 46,0 м, вскрыт на глубине от 28 до 105,0 м, являемся напорным, уровни устанавливаются у устьев скважин. По составу воды пресные, с минерализацией до 1,0 г/дм3.

Таблица 2

Геологическое строение территории скважин

2.3 Методы оценки качества подземных вод

Основными факторами, определяющими качественный состав подземных вод, являются условия залегания и минералогический состав водовмещающих пород, а также природно-климатические условия рассматриваемой территории.

В основу оценки качества подземных вод легли результаты проб отобранных в процессе эксплуатации скважин.

Параметры качества подземных вод оценивались в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения».

В таблице 3 приведены исследуемые параметры качества воды.

Таблица 3

Изучаемые параметры качества воды

Общие анализы проб воды выполнялись в лаборатории охраны окружающей среды ИТЦ ООО «Газпром трансгаз Саратов» (аттестат аккредитации РОСС RU.0001.516586 до 16.12.2015 г.), микробиологические исследования - в филиале ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Саратовской области в Петровском районе» (аттестат аккредитации № ГСЭН.1Ш.ЦОА 048.12 от 12.07.06 г.), анализ на радиологическое исследование воды осуществлялся лабораторией охраны окружающей среды ООО «Газпром трансгаз Саратов» (аттестат аккредитации № САРК RU.0001.441979 от 13.03.09 г.).

ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД КОЛОГРИВОВСКОЙ ПРОМПЛОЩАДКИ СТОРОЖЕВСКОГО ЛИНЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО УПРАВЛЕНИЯ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ (ЛПУМГ) ООО «ГАЗПРОМ ТРАНСГАЗ САРАТОВ» ТАТИЩЕВСКОГО РАЙОНА САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ

3.1 Краткая характеристика водозаборных скважин

Кологривовская промплощадка Сторожевского ЛПУМГ расположена в 0,9 - 1,0 км северо-восточнее железнодорожной станции Кологривовка, Тати- щевского района Саратовской области. В настоящее время водоснабжение Кологривовской промплощадки осуществляется, согласно лицензии на право пользования недрами СРТ 01220 ВЭ, пятью водозаборными скважинами (рис. 7).

Рис. 7. Обзорная схема расположения участка водозабора Кологривовской промплощадки

Водозабор подземных вод располагается в 3,6 км юго-юго-восточнее промплощадки, на правом склоне долины р. Малая Идолга. Абсолютные отметки поверхности составляют 186-187,0 м.

Количество скважин составляет 5 штук: скважина № 1, № 4, № 5, № 6, №7. Глубина скважин следующая: скважины № 1 - 55,0 м, скважин № 4, № 5, № 6, № 7 - 107,6 м. Геологический возраст - скважины эксплуатируют водоносный горизонт сеноманских отложений верхнемелового отдела.

Скважина № 1 - самоизливающаяся, пробурена Лобненской экспедицией, глубиной 55,0 м. Обсадная колонна диаметром 325 мм установлена от 0 до 28,0 м. Фильтровая колонна диаметром 168 мм установлена на глубине 28 - 55,0 м и состоит из верхней глухой части длиной 20,0 м, фильтра длиной 6,0м и отстойника - длиной 1,0 м. Фильтр каркасно-сетчатый. Оголовок скважины расположен в кирпичном павильоне 2,0x2,5x2,5 м, закрывается на замок, имеется сигнализация, устье скважины забетонировано и загерметизировано. Скважина оборудована электропогружным насосом, краном для отбора проб воды, отверстием для замера уровня подземных вод и водомером. Самоизлив воды из скважины происходит по отводной трубе в р. Малая Идолга. Зона санитарной охраны строго режима размером 12 х 9 х 9 х 11 м ограждена секциями ограждения, закрыта на замок, территория спланирована и санитарно благоустроена.

Скважина № 4 - глубиной 107,6 м. Конструкция скважины фильтровая. Колонна диаметром 377 мм установлена от 0 до 29,0 м. Фильтровая колонна диаметром 219 мм установлена на глубине 0 до 107,6 м и состоит из верхней глухой части длиной 80,0 м, фильтра длиной 21,0 м и отстойника длиной 6,6 м. Фильтр каркасно-сетчатый с песчано-гравийной обсыпкой. Рабочая часть фильтра от 80,0 м до 101,0 м. Оголовок скважины расположен в кирпичном павильоне 2,5 x 2,0 x 2,5 м, закрывается на замок, имеется сигнализация, устье скважины забетонировано и загерметизировано. Скважина оборудована электропогружным насосом, краном для отбора проб воды, отверстием для замера уровня подземных вод и водомером. Зона санитарной охраны строго режима размером 11 х 12 х 11 х 10 м ограждена секциями ограждения, закрыта на замок, территория спланирована и санитарно благоустроена.

Скважина № 5 - глубиной 107,6 м. Конструкция скважины фильтровая. Колонна диаметром 325 мм установлена от 0 до 30,0 м. Фильтровая колонна диаметром 219 мм установлена на глубине 0 до 107,6 м и состоит из верхней глухой части длиной 90,0 м, фильтра длиной 10,0 м и отстойника длиной 7,6 м. Фильтр каркасно-сетчатый, сетка № 72. Рабочая часть фильтра от 90,0 м до 100,0 м. Оголовок скважины расположен в павильоне размером 3,0x3,0x2,5 м, закрыт на замок, имеется сигнализация, устье скважины забетонировано и загерметизировано. Скважина оборудована электропогружным насосом, краном для отбора проб воды, отверстием для замера уровня подземных вод и водомером. Зона санитарной охраны строго режима размером 10х 10 х 12 х 12м ограждена секциями ограждения, закрыта на замок, территория спланирована и санитарно благоустроена.

Скважина № 6- глубиной 107,6 м. Конструкция скважины фильтровая. Колонна диаметром 325 мм установлена от 0 до 30,0 м. Фильтровая колонна диаметром 219 мм установлена на глубине 0 до 107,6 м и состоит из верхней глухой части длиной 90,0 м, фильтра длиной 12,0 м и отстойника длиной 5,6 м. Фильтр каркасно-сетчатый с песчано-гравийной обсыпкой. Рабочая часть фильтра от 90,0 м до 102,0 м. Оголовок скважины расположен в кирпичном павильоне 2,5x2,5x2,5 м, закрыт на замок, имеется сигнализация, устье скважины забетонировано и загерметизировано. Скважина оборудована электропогружным насосом, краном для отбора проб воды, отверстием для замера уровня подземных вод и водомером. Зона санитарной охраны строго режима размером 11 х 10 х 11 х Юм ограждена секциями ограждения, закрыта на замок, территория спланирована и санитарно благоустроена.

Скважина № 7 - глубиной 107,6 м. Конструкция скважины фильтровая. Колонна диаметром 325 мм установлена от 0 до 30,0 м. Фильтровая колонна диаметром 219 мм установлена на глубине 0 до 107,6 м и состоит из верхней глухой части длиной 90,0 м, фильтра 10,0 м и отстойника - длиной 7,6 м. Фильтр каркасно-сетчатый с песчано-гравийной обсыпкой. Рабочая часть фильтра от 90,0 м до 100,0 м. Оголовок скважины расположен в кирпичном павильоне 2,5x2,5x2,5 м, закрыт на замок, имеется сигнализация, устье скважины забетонировано и загерметизировано. Скважина оборудована электропогружным насосом, краном для отбора проб воды, отверстием для замера уровня под- земных вод и водомером. Зона санитарной охраны строго режима размером 12 х 11 х 11 х и м ограждена секциями ограждения, закрыта на замок, территория спланирована и санитарно благоустроена.

Скважины работают в автоматическом режиме. Вода из скважин по подземному водоводу поступает на насосную станцию в водосборный резервуар емкостью 200 м3, из него перекачивающим насосом по водопроводу длиной 3,8 км подается в два резервуара емкостью 500 м3 на промплощадку. В резервуарах вода только отстаивается, другой водоподготовки не проводится.

3.2 Анализ химического загрязнения подземных вод скважин № 1, № 4 и № 5

Содержание химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого водопользования нормируется, исходя из следующих принципов:

·        химические вещества не должны придавать воде посторонних запахов и привкусов, изменять окраску воды, вызывать появление пены, т.е. ухудшать её органолептические свойства и потребительские качества;

·        оказывать неблагоприятное воздействие на организм человека;

Нормирование содержания химических и радиоактивных веществ в окружающей среде, в том числе и в воде, базируется на понятии «принципа пороговости», а именно, наличия определенных доз (концентраций), в пределах которых присутствие этих веществ может рассматриваться как безопасное (безвредное) для организма, при этом, в обязательном порядке должны учитываться возможные отдаленные последствия [33].

Отбор проб воды из скважин № 1, № 4 и № 5 осуществлялся 15 февраля 2011 г. Всего было отобрано три пробы, консервация проб не применялась. Анализ проб воды осуществлялся в период 15.02.2011 - 24.02.2011 г. Полный протокол количественного химического состава питьевых вод приведен в приложении 1.

Такой качественный показатель воды как мутность обусловлен наличием в воде нерастворенных и коллоидных веществ (может быть неорганического и органического происхождения). Илы, кремниевая кислота, гидроокиси железа и алюминия, органические коллоиды, микроорганизмы и планктон являются причиной мутности поверхностных вод. Мутность в грунтовых водах вызывается нерастворенными минеральными веществами, а при проникании в грунт сточных вод - органическими веществами.

При анализе показателя мутности изучаемых скважин можно заключить, что он варьирует от 11,1 ± 2,2 (скважина № 5) до 18,7 ± 3,7 мг/дм3(скважина № 1). Полученные значения превышают установленный норматив (1,5 мг/дм3) на всех скважинах: в 12, 5 раз - скважина № 1, в 9,7 раз - скважина № 4 и в 7,4 раз - скважина № 5 (рис. 8).

Рис. 8. Показатель мутности исследуемых скважин

Цветность - важный показатель, характеризующий экологическое благополучие состояния воды. Цветность зависит от присутствия в воде гуминовых и фульфовых кислот, соединений железа (Fe3+). Содержание этих веществ обусловлено геологическими условиями водоносных горизонтов, количеством и размером торфяников в бассейне исследуемой реки. Стоит отметить, что поверхностные воды рек и озер характеризуются наибольшей цветностью. Наименьшую цветность имеют воды в степных зонах. В весенний период половодья и паводков, а также летом в период массового развития водорослей, цветность воды повышается. Подземные воды, по сравнении с поверхностными, имеют меньшую цветность.

Цветность воды изучаемых скважин ниже установленных гигиенических нормативов (20 град.): 18,2 ± 5,5 (скважина № 1); 7,1 ±2,1 (скважина № 4); 2,4 ± 0,7 (скважина № 5) (рис. 9).

Рис. 9. Показатель цветности исследуемых скважин

Запах воды зависит от многих факторов: состава растворенных веществ, температуры, значения рН и др. При анализе воды из изучаемых скважин можно заключить, что запах не ощущался: скважина №1, № 4 и № 5 - 0 баллов соответственно.

Водородный показатель (рН) - отражает концентрацию свободных ионов водорода в воде и выражает степень кислотности или щелочности воды (соотношение в воде ионов Н+ и ОН-).

Мониторинг показателя рН важен, так как его изменение может не только отразится на запахе, привкусе и внешнем виде воды, повлиять на эффективность водоочистных мероприятий. В речных водах pH обычно находится в пределах 6,5 - 8,5. ВОЗ не предлагает какой-либо рекомендуемой по медицинским показателям величины для рН. Тем не менее, при низком рН вода обладает высокой коррозионной активностью, а при уровнях рН>11 вода приобретает характерную мылкость, неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи. Для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9. Вода скважин № 1, № 4 и № 5 не превышает предъявляемых гигиенических требований, характеризуется как нейтральная: 6,6 ± 0,2; 6,7 ± 0,2; 6,8 ± 0,2 соответственно.

Общая жесткость обусловлена присутствием растворенных в воде солей кальция (Ca2+) и магния (Mg2+), а также катионов железа, алюминия, марганца (Mn2+) и тяжелых металлов (стронций Sr2+, барий Ba2+). Содержание в природных водах ионов кальция и магния несравнимо больше содержания всех других перечисленных ионов, поэтому под жесткостью понимают сумму количеств ионов кальция и магния. Общая жесткость является суммарным показателем, складывающимся из значений карбонатной (временной, устраняемой кипячением) и некарбонатной (постоянной) жесткости. Карбонатная жесткость вызвана присутствием в воде гидрокарбонатов кальция и магния, некарбонатная - наличием сульфатов, хлоридов, силикатов, нитратов и фосфатов этих металлов. При анализе общей жесткости скважин было установлено, что в воде скважины № 1 этот показатель был несколько превышен - 7,4 ± 1,1 °Ж при норме 7,0. Вода скважин № 4 и № 5 соответствовала требованиям СанПиН: 6,1 ± 0,9 и 6,5 ± 1,0 °Ж (рис. 10).

Рис. 10. Показатель общей жесткости исследуемых скважин

Параметр временной жесткости нормированию не подлежит. В воде скважин № 1 и № 4 он был одинаков - 1,3 ± 0,2 °Ж, в воде скважины № 5 - несколько ниже - 0,5 ± 0,1 °Ж.

Содержание в воде гидрокарбонатов не нормируется. Меньше всего гидрокарбонатов наблюдалось в воде скважины № 1 - 97,7 ± 7,8 мг/дм3. Несколько выше этот показатель в воде скважины № 5 - 99,3 ± 7,9 мг/дм3. В Воде скважины № 4 концентрация карбонатов была наибольшей по сравнению с двумя предыдущими - 111,8 ± 8,9 мг/дм3.

Хлориды в воде водоисточников рассматриваются как ценные показатели бытового загрязнения. Содержание хлоридов в воде поверхностных незагрязненных водоисточников обычно не превышает 20 - 30 мг/л. В местах с солончаковой почвой в подземных водах часто присутствуют хлориды солевого происхождения в более высоких концентрациях, и, в этом случае, они не указывают на загрязнение воды. Увеличение хлоридов по сравнению с обычным для данного водоисточника содержанием говорит об опасном загрязнении воды продуктами жизнедеятельности человека (фекалиями, мочой). При этом главное значение имеет не столько концентрация хлоридов (нормированных по вкусовому порогу на уровне 350,0 мг/л), сколько её изменение во времени. При анализе хлоридов в воде скважин было установлено, что гигиенические нормативы превышены не были. В воде скважины № 1 содержание хлоридов достигало - 62,9 ± 2,0; скважины № 4 - 25,9 ± 2,0 и скважины № 5 29,7 ± 2,0 при нормативном показателе 350,0 мг/дм3 (рис. 11).

Рис. 11. Содержание хлоридов в воде скважин

Показателем поступления в воду органических загрязнений может служить увеличение содержания по сравнению с результатами предыдущих исследований для одного и того же сезона аммиака, нитратов.

Аммиак является начальным продуктом разложения органических азотосодержащих (в том числе, белковых) веществ. Поэтому наличие аммиака в воде во многих случаях может расцениваться как показатель опасного в эпидемическом отношении свежего загрязнения воды органическими веществами животного происхождения. Однако иногда, особенно в глубоких подземных водах, возможно присутствие аммиака, образовавшегося за счет восстановления нитратов при отсутствии кислорода. В этом случае аммиак не указывает на недоброкачественность воды. Не является показателем эпидемически опасного загрязнения повышенное содержание аммиака в болотистых и торфяных водах (аммиак растительного происхождения).

Соли азотистой кислоты (нитриты) представляют собой продукты окисления аммиака под влиянием микроорганизмов в процессе нитрификации. Наличие нитритов также свидетельствует о возможном загрязнении воды органическими азотсодержащими веществами, однако нитриты указывают на известную давность загрязнения.

Соли азотиой кислоты (нитраты) - конечные продукты минерализации органических азотсодержащих веществ. Присутствие в воде нитратов без аммиака и солей азотистой кислоты указывает на завершение процесса минерализации.

Одновременное содержание в воде аммиака, нитритов и нитратов свидетельствует о незавершенности этого процесса и продолжающемся, опасном в эпидемическом отношении, загрязнении воды. Однако повышенное содержание нитратов в воде может также иметь минеральное происхождение за счет растворения почвенных солей, минеральных удобрений, например, селитры.

Высокое содержание нитратов в питьевой воде независимо от их происхождения может вызвать в организме явление метгемоглобинемии.

Следует помнить, что возникновение водно-нитратных метгемоглобинемий из-за высокого содержания нитратов наиболее часто возникает при употреблении воды колодцев, что связано с отсутствием в них водорослей, в результате чего не происходит активного потребления ими нитратов, как в поверхностных водоемах.

Помимо влияния азотсодержащих веществ на возникновение водно-нитратной метгемоглобинемии, установлена их роль как предшественников образования канцерогенных веществ - нитрозаминов, особенно в присутствии некоторых пестицидов, а также влияние на снижение резистентности организма к воздействию мутагенных и канцерогенных факторов.

Допустимое содержание нитратов в питьевой воде - не более 10 мг/л, считая по азоту [32; 33].

Концентрация аммония в воде исследуемых скважин ниже установленного норматива (1,5 мг/дм3): 0,11 ± 0,01 - скважина № 1; <0,05 мг/дм3 - скважины № 4 и № 5 (рис. 12).

Рис. 12. Содержание аммония в воде скважин

Содержание нитратов в воде незначительное: <0,4 (скважина № 1), 0,93 ± 0,14 (скважина № 4) и 4,3 ± 0,65 мг/дм3 (скважина № 5), в то время как гигиенический норматив достигает 45,0 мг/дм3 (рис. 13).

Рис. 13. Содержание нитратов в воде скважин

Наименьшее содержание нитритов наблюдается в воде скважины № 1 - 0,019 ± 0,002 мг/дм3. Концентрация нитритов в воде скважин № 4 и № 5 несколько выше 0,023 ± 0,002 и 0,027 ± 0,003 мг/дм3. Тем не менее данные показатели не превышают значения ПДК по нитритам (3 мг/дм3) (рис. 14).

Рис. 14. Содержание нитритов в воде скважин

Окисляемость характеризует содержание в воде органических и минеральных веществ, окисляемых сильным окислителем. Она выражается в мг O2, необходимого на окисление этих веществ, содержащихся в 1 дм3 исследованной воды.

Существуют перманганатная (1 мг KMnO4 соответствует 0,25 мг O2), бихроматная, иодатная, цериевая окисляемости воды. Наиболее высокая степень окисления достигается бихроматным и иодатным методами. Для малозагрязненных вод (природных) определяют перманганатную окисляемость, более загрязненных - бихроматную.

Поверхностные воды имеют более высокую окисляемость, следовательно, в них содержится высокие концентрации органических веществ по сравнению с подземными. Горные реки и озера характеризуются окисляемостью 2 - 3 мг О2/дм3. У равнинных рек она значительно выше - 5 -12 мг О2/дм3, у рек с болотным питанием - десятки миллиграммов на 1 дм3, у подземных вод - на уровне от сотых до десятых долей миллиграмма О2/дм3.

Однако присутствие в воде органических веществ не всегда может служить характерным признаком загрязнения, опасного в эпидемическом отношении, т.е. может быть обусловлено присутствием в воде остатков растительного происхождения и т. д. Например, непоказательна в отношении опасного загрязнения воды окисляемость при высокой цветности, так как в этом случае она обусловлена присутствием в воде гумусовых веществ, или окисляемость, связанная с содержанием в воде легкоокисляющихся соединений железа и марганца, поэтому для гигиенической оценки окисляемости необходимо знание её происхождения.

Установленный норматив перманганатной окисляемости составляет 5 мгО/дм3. Значения перманганатной окисляемости, полученной при анализе воды скважин № 1, № 4 и № 5 гораздо ниже норматива: 3,34 ± 0,7; 1,91 ± 0,4; 2,15 ± 0,4 мгО/дм3 (рис. 15).

Рис. 15. Перманганатная окисляемость воды скважин

Наличие железа в воде может быть обусловлено как природными факторами, так и антропогенными (например, при коррозии водопроводных конструкций и др.). Превышение концентраций железа в воде может оказывать раздражающее действие на организм человека, вызывать гемохроматоз и аллергические реакции. Осадок железа может накапливаться в распределительной системе и провоцировать рост железобактерий.

При анализе воды скважин Кологривовской промплощадки было установлено, что пробы воды содержали повышенные концентрации железа. В воде скважины № 1 концентрация железа превышала ПДК (0,3 мг/дм3) в 11 раз (3,3 ± 0,83 мг/дм3), скважины № 4 - в 9,3 (3,32,8 ± 0,7 мг/дм3), скважины № 5 - в 6,7 (2,0 ± 0,5 мг/дм3) (рис. 16).

Рис. 16. Содержание общего железа в воде скважин

Сульфаты (SO42-) поступают в воду в результате вымывания осадочных горных пород, выщелачивания почвы и иногда вследствие окисления сульфидов и серы, являющимися продуктами распада белка из сточных вод.

Содержание сульфатов в воде может быть взаимосвязано с заболеваниями пищеварительного тракта, в некоторых случаях загрязненная вода является причиной коррозии бетона и железобетонных конструкций.

В изучаемых источниках содержание сульфатов не превышало гигиенический норматив (500,0 мг/дм3). В воде скважин № 1 и № 4 концентрации сульфатов были практически одинаковые - 287,5 ± 31,6 и 286,0 ± 31,5 мг/дм3. В воде скважины № 5 содержание сульфатов было ниже - 253,0 ± 27,8 мг/дм3 (рис. 17).

Основными источниками поступления фосфатов в водоемы являются сельскохозяйственное производство (при использовании удобрений, стоки животноводческих комплексов) и коммунально-бытовое хозяйство (применение стиральных порошков, необработанные сточные воды) и др.

Рис. 17. Содержание сульфатов в воде скважин

Содержание фосфатов может изменяться в течение сезонов года: минимальные наблюдаются обычно весной и летом, максимальные - осенью и зимой.

Содержание фосфатов жестко регламентируется гигиеническими нормативами. ПДК фосфатов в воде составляет 3,5 мг/дм3.

В анализируемых пробах воды превышение нормативов по фосфатам не отмечалось. Так, в воде скважины № 1 концентрация фосфатов достигала 0,020 ± 0,003 мг/дм3, скважины № 4 - 0,030 ± 0,0005 мг/дм3, скважины № 5 - 0,230 ± 0,035 мг/дм3 (рис. 18).

Рис. 18. Содержание фосфатов в воде скважин

Наиболее вероятный путь поступления алюминия в воду - процесс коагуляции воды. По мнению ученых, в значительных количествах он не оказывает мутагенного действия на организмы, в то же время способен поражать центральную нервную систему. В подземных водах Кологривовской промплощадки содержание алюминия было в 10 раз меньше норматива ПДК - 0,02 мг/дм3 (при нормативе 0,2 мг/дм3) (рис. 19).

Рис. 19. Содержание алюминия в воде скважин

Поступление тяжелых металлов в подземные воды тесно связано с физико-географическими и геолого-гидрологическими факторами. Тяжелые металлы в подземные воды поступают в виде свободных ионов и комплексов с органическими и неорганическими соединениями.

Свинец и кадмий в воду могут поступить из непосредственных источников загрязнения или при миграции из материалов. Повышенное поступление свинца и кадмия в организм человека сопровождается многогранным негативным воздействием: повышается агрессивность; поражаются функции печени, почек и половых желез; снижается резистентность иммунного статуса; возможно эмбриотропное и канцерогенное действие; поражаются органы кровообращения и костные ткани.

При анализе содержания свинца в подземных водах исследуемых скважин было установлено, что во всех пробах концентрация свинца была в 10 раз меньше установленного гигиенического норматива ПДК (0,01 мг/дм3) (рис. 20).

Рис. 20. Содержание свинца в воде скважин

Стоит отметить, что концентрация кадмия во всех пробах воды из скважин колебалось на уровне предельно-допустимых значений - 0,001 мг/дм3 (рис. 21).

Рис. 21. Содержание кадмия в воде скважин

При анализе наличия цинка в подземных водах было установлено, что во всех скважинах (№ 1, № 4 и № 5) его концентрация была в 100 раз ниже нормативного показателя (ПДК - 1,0 мг/дм3) (рис. 22).

Рис. 22. Содержание цинка в воде скважин

Превышение содержания меди в воде зачастую сопровождается поражением печени, почек и желудочно-кишечного тракта людей. Значения концентрации меди в воде скважин были гораздо меньше нормативного показателя (1,0 мг/дм3): 0,011 ± 0,003 мг/дм3(скважина № 1); 0,014 ± 0,004 мг/дм3 (скважина № 4); 0,008 ± 0,002 мг/дм3 (скважина № 5) (рис. 23).

Рис. 23. Содержание меди в воде

Допустимое содержание марганца в воде составляет 0,1 мг/дм3. При превышении его концентрации возможно поражение центральной нервной системы, гемопоэз. Побочным эффектом также является окрашивание белья при стирке. Исследование проб воды не выявило превышение нормативных показателей: 0,023 ± 0,009 (скважина № 1) и 0,01 мг/дм3 (скважины № 4, № 5) (рис. 24).

Рис. 24. Содержание марганца в воде скважин

Содержание кальция и магния в воде не нормируется. Тем не менее, эти показатели чрезвычайно важны. Многолетними исследованиями ряда ученых различных стран было доказано, что потребление воды с малым количеством кальция приводит к уменьшению массы и прочности костей, поражению сердца, сужению сосудов мозга. Магний также благотворно влияет на сердечно-сосудистую систему, снижает поступление ряда тяжелых металлов (свинец, хром, кадмий) в клетку. Однако, чем мягче вода, тем меньше там кальция и магния. Концентрация кальция в подземных водах исследуемых скважин колебалась в пределах от 95,4 ± 10,5 (скважина № 5) до 119,4 ± 13,1 мг/дм3 (скважина № 1); магния - от 14,8 (скважина № 4) до 21,2 мг/дм3 (скважина № 5).

В воде скважин № 1, № 4 и № 5 содержание хрома было одинаковым - < 0,02 мг/дм3, что в 2,5 раза ниже допустимых значений (0,05 мг/дм3) (рис. 25).

Рис. 25. Содержание общего хрома в воде скважин

При высоких концентрациях в воде никель может поражать желудочно-кишечный тракт, красную кровь. Причем учеными отмечается, что женщины более чувствительны к воздействию данного металла. Предельно допустимая концентрация никеля в воде составляет 0,02 мг/дм3. Вода скважин № 1 и № 5 по содержанию никеля отвечала требуемым показателям качества воды: <0,01 и 0,010 ± 0,004 мг/дм3 соответственно, в то время как в скважине № 4 содержание никеля было превышено в 1,5 раза (рис. 26).

Рис. 26. Содержание никеля в воде скважин

ПАВ (в том числе АПАВ) входят в состав хозяйственно-бытовых и промышленных сточных вод. Находясь в воде, они влияют на процессы перераспределения и трансформации других загрязняющих веществ активизируя их токсическое действие. АПАВ и продукты их распада токсичны для различных групп гидробионтов, они способны накапливаться в организме и вызывать необратимые патологические изменения. Особенностью данных соединений является высокая пенообразующая способность. Находящаяся на поверхности воды пена затрудняет тепло- и массообмен водоема с атмосферой, снижает поступление кислорода из воздуха в воду, замедляет осаждение и разложение взвесей, процессы минерализации органических веществ, тем самым ухудшая процессы самоочищения. В пробах воды скважин № 1, № 4 и № 5 содержание АПАВ находилось на уровне 0,015 мг/дм3, что в 33 раза ниже допустимых значений (ПДК 0,5 мг/дм3) (рис. 27).

Рис. 27. Содержание АПАВ в воде скважин

Разрешенная величина содержания нефтепродуктов в воде составляет 0,1 мг/дм3. Концентрация нефтепродуктов в подземной воде скважин № 1, № 4 и № 5 не превышает предельно-допустимой концентрации: 0,027 ± 0,014; 0,021 ± 0,011; 0,011 ± 0,006 мг/дм3 соответственно (рис. 28).

Рис. 28. Содержание нефтепродуктов в воде скважин

Содержание фтора в воде - очень важный показатель. Его избыток и недостаток оказывают отрицательное влияние на здоровье человека. Так, при содержании более 1,5 мг/л отмечается флюороз 5 стадии; менее 0,7 - кариес зубов (диапазон от 0,7 до 1,5 мг/л). Поражение организма протекает в несколько стадий: симметричные меловидные пятна на эмали зубов; пигментация (пятнистость эмали); тигроидные резцы (поперечная исчерченность эмали зубов); безболезненное разрушение зубов; системный флюороз зубов и скелета; уродства развития скелета у детей, кретинизм. Допустимая концентрация фтора в воде составляет 1,2 - 1,5 мг/дм3. В воде исследуемых скважин содержание фтора было ниже значений ПДК и варьировало от 0,51 ± 0,09 (скважина № 1) до 0,76 ± 0,14 мг/дм3 (скважина № 5).

Величина сухого остатка в воде всех исследуемых проб была ниже установленного норматива (1000 мг/дм3) в 1,7 (скважина № 1) и 2 раза (скважины № 4 и № 5) (рис. 29).

Рис. 29. Содержание сухого остатка в воде скважин

Таким образом, в целом пробы воды из скважин № 1, № 4 и № 5 не соответствуют СанПиН № 2.1.4.1047 - 01 «Вода питьевая» по общему железу и мутности. Кроме этого, вода скважины № 1 не отвечает требованиям, предъявляемым к качеству воды по общей жесткости (превышает допустимое значение на 0, 4 °Ж), а вода скважины № 4 содержит концентрацию никеля, в 1,5 раза превышающую допустимый норматив.

3.3 Анализ радиационного загрязнения подземных вод скважин № 1, № 4 и № 5

Радиологические исследования проб воды проводились 25.02.2011 г. Результаты исследований представлены в таблицах 4, 5 и 6.

Удельная суммарная альфа - активность пробы воды скважины № 1 составила <0,01 Бк/л, что в 20 раз ниже величины допустимого уровня воздействия (0,2 Бк/л). Удельная суммарная бета - активность была также ниже допустимого уровня в 5 раз (0,2 ± 0,19 Бк/л). Объемная активность Rn-222 была в 10 раз меньше установленного норматива (6 Бк/л). Таким образом, удельная суммарная альфа- и бета- активность представленной пробы и объемная активность Rn-222 не превышают уровней, установленных СП 2.6.1. 2523-09 «Нормы радиационной безопасности» (НРБ-99/09) (табл. 4).

Таблица 4

Данные радиологических исследований пробы воды скважины № 1

Удельная суммарная альфа - активность пробы воды скважины № 4 была в 20 раз ниже величины допустимого уровня воздействия и составила <0,01 Бк/л. Удельная суммарная бета - активность была меньше допустимого уровня в 10 раз - 0,1 Бк/л. Объемная активность Rn-222 составила 6 Бк/л, что в 10 раз меньше установленного норматива. Следовательно, удельная суммарная альфа- и бета- активность представленной пробы и объемная активность Rn-222 не превышают уровней, установленных СП 2.6.1. 2523-09 «Нормы радиационной безопасности» (НРБ-99/09) (табл. 5).

Таблица 5

Данные радиологических исследований пробы воды скважины № 4

Параметр удельной суммарной альфа - активности пробы воды скважины № 5 был ниже установленного норматива - <0,01 Бк/л (в 20 раз ниже величины допустимого уровня воздействия).

Таблица 6

Данные радиологических исследований пробы воды скважины № 5

Удельная суммарная бета - активность пробы воды по сравнению с предыдущими была несколько выше - 0,23 ± (0,22) Бк/л. Тем не менее, она была меньше допустимого уровня в 4 раза. Объемная активность Rn-222 составила, как и в предыдущих пробах, 6 Бк/л, что в 10 раз меньше установленного норматива. Учитывая полученные значения можно заключить, что удельная суммарная альфа- и бета- активность представленной пробы и объемная активность Rn-222 не превышают уровней, установленных СП 2.6.1. 2523-09 «Нормы радиационной безопасности» (НРБ-99/09) (табл. 6).

3.4 Анализ микробиологического загрязнения подземных вод скважин № 1, № 4 и № 5

Микробиологические исследования проб питьевой воды ведомственного водопровода проводились в период 16.02.2011 - 18.02.2011 г. При изучении микробиологического загрязнения воды оценивались следующие показатели: общее микробное число (ОМЧ), термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ), общие колиформные бактерии (ОКБ). Полученные результаты представлены в таблицах 7, 8 и 9.

Показатель общего микробного числа позволяет получить представление о массивности бактериального загрязнения воды. Количество бактерий является индикаторным показателем наличия в воде фекального загрязнения, которое попадает в воду только из кишечника человека и животных.

При обнаружении микробного загрязнения выше указанных нормативов для выявления причин загрязнения должен проводиться повторный отбор проб с дополнительными исследованиями на наличие бактерий - показателей свежего фекального загрязнения и патогенных бактерий. Однако согласно современным представлениям бактериологические показатели не позволяют обеспечить эпидемиологическую безопасность воды в отношении вирусов, цист простейших и яиц гельминтов. Для их определения рекомендуется применение специальных методов, в частности, для оценки вирусного загрязнения используют показатель содержания в воде коли-фагов.

В результате исследований было установлено, что питьевая вода скважины № 1 по микробиологическим показателям соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074 - 01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения» (табл. 7).

Таблица 7

Микробиологические исследования проб воды скважины № 1

Микробиологическое исследование пробы воды скважины № 4 не выявило нарушения установленных нормативов: общее микробное число - 0 КОЕ/мл, термотолерантные колиформные бактерии и общие колиформные бактерии в воде не обнаруживались (табл. 8).

Таблица 8

Микробиологические исследования проб воды скважины № 4

Питьевая вода скважины № 5 по микробиологическим показателям также соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074 - 01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения» (табл. 9).

Таблица 9

Микробиологические исследования проб воды скважины № 5

Таким образом, в ходе исследований было установлено, что питьевая вода скважин № 1, № 4 и № 5 по микробиологическим показателям соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074 - 01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения».

. ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОНЫ САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ ВОДОЗАБОРОВ

При сооружении подземных водозаборов необходимо создание зоны санитарной охраны. В состав зоны санитарной охраны (ЗСО) входят три пояса: пояс строго режима и два пояса ограничений.

Первый пояс ЗСО создается для устранения возможности случайного или умышленного загрязнения водозабора. В него включаются водоприемные сооружения, насосная станция, павильон, водоводы и т.д. Территорию первого пояса ограждают и осуществляют за ней постоянный контроль.

Так как, водяной горизонт водозабора Кологривовской промплощадки относится к группе подземных вод защищенных мощными регионально выдержанными пачками плотных глин, границы первого пояса ЗСО сокращены до границ горных отводов для каждой скважины и имеют следующие размеры по направлениям север-восток-юг-запад от устий эксплуатационных скважин: скважина № 1 - 12 х 9 х 9 х 11 м; скважина №4 - 11 х 12 х 11 х 10 м; скважина № 5 - 10 х 10 х 12 х 12 м.

В пределах второго пояса ЗСО не должно быть источников загрязнений, предусматривается ограничения на проведение земляных и строительных работ. Основным параметром, определяющим расстояние от границы второго пояса до водозабора, является расчетное время Тм продвижения микробного загрязнения с потоком подземных вод к водозабору, которое должно быть достаточным для утраты жизнеспособности и вирулентности патогенных микроорганизмов, т. е. для эффективного самоочищения. В нашем случае Тм при отсутствии непосредственной гидравлической связи с открытым водоемом составляет 200 суток.

Третий пояс ЗСО предназначен для защиты подземных вод от химических загрязнений. Расположение границы третьего пояса ЗСО определяется условием, что если за ее пределами в водоносный горизонт загрязнения, они или не достигнут водозабора, перемещаясь с подземными водами вне области питания, или достигнут водозабора, но не ранее расчетного времени Т, больше проектного срока эксплуатации водозабора (10000 сут).

На практике, гидрогеологические расчеты определения границ II и III поясов ЗСО могут производиться тремя методами: машинным моделированием, графоаналитическими построениями и аналитическими расчетами.

При этом первые два метода обычно применяются при высокой степени изученности горизонтов на стадии разведки, позволяющей построить геофильтрационную модель горизонта и его гидродинамическую сетку. Ввиду слабой изученности горизонта положение границ поясов будет определяться расчетным путем, по формулам и графикам, приведенным в «Рекомендациях по гидрогеологическим расчетам для определения границ зон санитарной охраны подземных источников хозяйственно-бытового водоснабжения» (М., ВНИИ «ВОДГЕО», 1983 г.)

Вскрытые скважинами подземные воды относятся к категории достаточно защищенных от грунтовых и поверхностных вод мощными регионально выдержанными пачками глинисто-песчанных отложений мощностью до 38,0 метров, развитыми в пределах всех 3-х поясов зоны санитарной охраны. Таким образом, горизонт относится к категории защищенных, безграничных в плане водоносных горизонтов.

Расчет радиуса второго и третьего поясов ЗСО для скважины №1 показал, что должны быть приняты следующие размеры поясов и зон санитарной охраны: радиус второго пояса ЗСО - 112 м, радиус третьего пояса ЗСО - 798 м. Для скважины № 4: радиус второго пояса ЗСО - 85 м, радиус третьего пояса ЗСО - 603 м. Для скважины № 5: радиус второго пояса ЗСО - 130 м, радиус третьего пояса ЗСО - 916 м.

. ВОДООХРАННЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ЗОН САНИТАРНОЙ ОХРАНЫ ВОДОЗАБОРА

Санитарно-оздоровительные и защитные мероприятия, целью которых является устранение и предупреждение возможности загрязнения подземных вод, планируются отдельно для каждого пояса ЗСО. При этом следует учитывать назначение каждого из них, а также степень естественной защищенности водоносного горизонта от загрязнения с поверхности. Мероприятия по обеспечению установленного режима на территории поясов ЗСО должны проводятся в течение всего периода эксплуатации водозабора, а единовременные меры (например, снос некоторых строений, устройство ограждения и др.) осуществляются до строительства водозабора.

Выделяются следующие водоохранные мероприятия, проводимые в ЗСО:

·        общие - подлежащие выполнению во всех трех поясах;

·        дополнительные - только по первому и второму поясам;

·        дополнительные - только по первому поясу.

К общим мероприятиям относятся:

выявление и ликвидация (или восстановление) всех бездействующих, старых, дефектных или неправильно эксплуатируемых скважин, представляющих опасность в отношении возможности загрязнения водоносного горизонта;

регулирование бурения новых скважин и любого нового строительства при обязательном согласовании с местными органами санитарно- эпидемиологической службы, геологического контроля по регулированию использования и охране вод;

запрещение закачки отработанных вод в подземные горизонты, подземного складирования твердых отходов и разработки недр земли, которая может привести к загрязнению водоносного горизонта;

своевременное выполнение необходимых мероприятий по санитарной охране поверхностных водотоков и водоемов, имеющих непосредственную гидравлическую связь с используемым водоносным горизонтом;

запрещение размещения накопителей промышленных стоков, шламохрани- лищ, складов горюче-смазочных материалов, ядохимикатов и минеральных удобрений, а также других объектов, представляющих опасность химического загрязнения подземных вод. К ним следует отнести крупные животноводческие объекты и птицефабрики, являющиеся источниками стойкого нитратного загрязнения.