CC BY
63
УДК 556.31
DOI: 10.24411/1728-323X-2019-13047
ЭКОЛОГО-ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ПОДЗЕМНЫХ ВОД ТОБОЛЬСКОГО РАЙОНА ТЮМЕНСКОЙ ОБЛАСТИ
Г. А. Сулкарнаева, доктор медицинских наук, профессор, Тюменский государственный медицинский университет, Тюменский индустриальный университет, [email protected], Тюмень, Россия, Э. Ф. Садыкова, кандидат педагогических наук, доцент, Тюменский государственный университет, [email protected], Тобольск, Россия, Т. А. Мирюгина, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент, Тюменский государственный университет, [email protected], Тобольск, Россия
В работе рассмотрена проблема водоснабжения некоторых сельских поселений Тобольского района. Представлены результаты эколого-гигиенической оценки качества хозяйственно-питьевой воды на соответствие требованиям СанПиН 2.1.4.1074—01. Проведен анализ химического состава вод, потребляемых населением, отмечено превышение гигиенических нормативов по четырем показателям: мутность, цветность, общая жесткость и содержание железа. Наиболее значительные, до 8,46 ПДК, превышение отмечено по общему железу (0,40—2,54 мг/л); по мутности превышение норматива от 1,06 до 7,5 (1,6—11,27 мг/л); цветности — до 1,4 норматива (23,9—33,0°), величины общей жесткости особо не различались (3,7—8,1 мг-экв/л). Повышенное содержание общего железа обусловлено природными факторами, характерными для Западно-Сибирского региона. Мутность и цветность определялась высокими концентрациями общего железа. Рекомендована система очистки подземных вод, в частности установка блочных станций подготовки питьевой воды, и доведение ее до питьевого качества.
The paper deals with the problem of water supply in some rural settlements of the Tobolsk District. The ecological and hygienic characteristics of the drinking water quality in compliance with the requirements of SanPiN 2.1.4.1074—01 are presented. The analysis of the chemical composition of water consumed by the population was carried out; hygienic standards were exceeded according to four indicators: turbidity, chromaticity, total hardness and iron content. The most significant, up to 8.46 MPC, the excess is indicated for the total iron (0.40—2.54 mg/l); turbidity is excessed from 1.06 to 7.5 times (1.6—11.27 mg/l); chromaticity is up to 1.4 times more (23.9—33.0°), the values of total hardness did not differ much (3.7—8.1 mg-eq/l). The high concentration of total iron is due to natural characteristic of the West Siberian Region. The excess of the turbidity and chromaticity is due to high concentrations of total iron. The system of groundwater purification was recommended, in particular, the installation of block stations for drinking water preparation and making it of drinking quality.
Ключевые слова: сельские поселения, подземные воды, качество водоснабжения, питьевая вода, Тобольский район.
Keywords: rural settlements, groundwater, water quality, drinking water, the Tobolsk District.
Введение. Природная среда — это многокомпонентная система, все составляющие части которой обеспечивают благоприятные условия для существования жизни на Земле. Один из основных ее компонентов — поверхностные и подземные воды, относящиеся к возобновляемым, ограниченным и уязвимым природным ресурсам. Водные ресурсы обусловливают основу жизни и деятельности населения, обеспечивают его социально-экономическое и экологическое благополучие, поддерживают существование растительного и животного мира.
Рост численности населения, развитие промышленного и сельскохозяйственного производства обусловливают пристальное внимание к проблеме водопотребления, особенно к использованию подземных питьевых вод.
Тюменская область относится к регионам, имеющим огромные запасы питьевых подземных вод, при этом воды имеют достаточную степень защищенности от атмосферных и наземных загрязнений, и есть все предпосылки для перевода питьевого водоснабжения населения на подземные источники, причем с возможностью их использования в течение многих лет. Общая величина ресурсов питьевых подземных вод на 01.01.2018 г. составила 6,015 млн м3/сут. Вместе с тем степень изученности ресурсов подземных вод составила всего 16 %, и на государственный учет поставлено всего 115 месторождений [1]. Общая сумма разведанных и оцененных запасов подземных вод на территории Тюменской области составила 960,22 тыс. м3/сут. Основная их часть (более 96 %) — это воды, предназначенные для питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения населения, около 1 % подземных вод используется для технологического обеспечения водой объектов промышленности; порядка 2,3 % — запасы, разведанные для технологического водоснабжения [1].
Согласно многочисленным исследованиям качество потребляемой воды как по санитарно-химическим, так и сани-тарно-микробиологическим показателям во многих регионах признается неудовлетворительным [2—4]. Основными факторами ненадлежащего качества водопроводной воды, особенно в сельской местности, являются неудовлетворительное состояние источников питьевого водоснабжения и изношенность
водопроводных сетей, а также неблагоприятный природный минеральный и микроэлементный состав водоисточников, недостаточная очистка воды в системах водоподготовки [4—6]. Подземные воды подвержены в основном бытовому загрязнению: стоки селитебных зон, инфильтрация загрязненных стоков из речной сети, полей, свалок, а также утечка канализационных стоков из инженерных сетей. Еще одна причина загрязнения — большое количество «бесхозных» скважин. На территории Тюменской области насчитывается 777 таких скважин, на них демонтировано водоподъемное оборудование, устья часто открыты, часть скважин самоизливается, все это способствует беспрепятственному доступу загрязняющих веществ в подземные воды [7].
Согласно гигиеническим нормативам (ГН 2.1.5.1315—03) определено 1345 наименований вредных веществ, на которые установлены предельно допустимые концентрации в воде водных объектов хозяйственно-питьевого водопользования, а фактически контролируется не более 51 [3]. Это говорит о важности вопроса обеспечения санитарно-гигиенической и экологической безопасности водопользования в Российской Федерации, тем более постоянно контролировать качество питьевой воды в сельских районах довольно сложно и крайне трудно.
Обеспечение жителей Тобольского района питьевой водой соответствующего качества и в достаточном количестве — задача первостепенной важности, без ее решения невозможно сохранение здоровья населения, улучшение бытовых условий и решение других социально-значимых проблем, направленных на повышение уровня жизни.
Согласно данным Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Тюменской области в 2017 г. только 67,9 % сельского населения обеспечено питьевой водой, соответствующей требованиям безопасности [1].
Исследование проводилось с целью проверки соответствия питьевой воды из подземных источников, подаваемой с использованием централизованных систем холодного водоснабжения, в населенных пунктах Тобольского района требованиям СанПиН 2.1.4.1074—01 [8].
Материалы и методы исследования. На территории Тобольского района располагается 118 населенных пункта, объединенных в 22 сельских поселения, исследование качества питьевой воды проводилось в 19 населенных пунктах. Нами были отобраны сельские поселения, находящиеся на землях особо охраняемых природных территорий — комплексного заказника регионального
значения «Абалакский природно-исторический комплекс»; населенные пункты, являющиеся административными центрами сельских поселений, и населенные пункты, численность жителей в которых за последние десять лет существенно выросла, и продолжает увеличиваться.
Источниками водоснабжения во всех рассматриваемых населенных пунктах являются артезианские скважины, их глубина колеблется от 112 м в д. Ростошь до 250 м в с. Абалак. Вода из скважин подается в накопительный резервуар чистой воды и далее, без дополнительной очистки, подается непосредственно в водопроводную сеть и поступает к потребителям.
Исследования водных проб проводились в летний период 2018 г., отбор проб проводился в соответствии с общими требованиями. Исследования проводились по санитарно-химическим показателям в соответствии с СанПиН 2.1.4—01, на базе лаборатории мониторинга окружающей среды Тобольского педагогического института им. Д. И. Менделеева (филиала Тюменского государственного университета). Нами оценивались следующие показатели: запах, привкус, цветность, мутность, РН, окисляемость, общая жесткость, хлориды, нитриты (N02), нитраты (N03), сульфаты, ионы аммония, фенол, алюминий, железо, марганец.
Результаты и обсуждение. Анализ химического состава проб велся по 16 показателям, что, безусловно, не может отражать полную картину о качестве исследуемой воды. Проведенный химический анализ выявил, что по большинству показателей вода населенных пунктов соответствует нормативным требованиям СанПиН 2.1.4.1074—01; отдельные показатели — мутность, цветность, общая жесткость и содержание железа показали превышение гигиенических нормативов. Подробно мы остановимся на анализе именно этих показателей.
Наибольшее превышение показателей по мутности воды отмечено в трех населенных пунктах: с. Верхние Аремзяны — 7,5 ПДК (до 11,27 мг/л); д. Загваздина — 6,7 ПДК (до 10,10 мг/л); с. Ер-маково — 6,5 ПДК (до 9,80 мг/л) (рис. 1).
Незначительные превышения предельно допустимых концентраций по мутности воды отмечены в населенных пунктах: п. Сетово (1,6 мг/л); с. Абалак, д. Шамша и д. Байгара (от 1,9 до 2,2 мг/л). В целом превышение по мутности отмечено во всех населенных пунктах, кроме с. Баш-кова.
Цветность подземных грунтовых вод на исследованной территории характеризуется повышенными значениями — 23,9—33,0° (превышение в 1,2—1,4 раза гигиенического норматива). Макси-
-Мутность, мг/л-СанПиН 2.1.4.107.4—01
Рис. 1. Показатели мутности воды в населенных пунктах Тобольского района и их оценка на соответствие требованиям СанПиН 2.1.4.1074—01
Рис. 2. Оценка соответствия качества питьевой воды в населенных пунктах Тобольского района на соответствие требованиям СанПиН 2.1.4.1074—01 по общей жесткости
мальные значения отмечены для подземных вод на территории с. Ушарова — 33°, что можно объяснить более чем восьмикратным превышением ПДК по железу. Остальные органолептические показатели вод находились в пределах установленных гигиенических нормативов.
Жесткость подземных вод достигает 8,1 мг-экв/л (д. Загваздина), в среднем — 5,59 мг-экв/л, достигая максимальных значений в единичных случаях (рис. 2). Кислотно-щелочные условия вод изменяются в интервале 6,9—8,7, среднее 7,52.
Повышенные концентрации железа установлены для всех населенных пунктов Тобольского
района, превышение ПДК составило от 8,46 до 1,33 (рис. 3).
Наиболее значительные превышения ПДК по содержанию железа (общего) в подземных водах зафиксированы в населенных пунктах: с. Ушарова (до 2,54 мг/л), превышение по ПДК в 8,46 раза; п. Прииртышский (2,02 мг/л), превышение ПДК — 6,73; д. Ростошь (1,25 мг/л), превышение ПДК — 5,33. Незначительные превышения ПДК по железу отмечены в сельских поселениях: п. Надцы (0,57 мг/л), превышение ПДК — 1,9 и п. Сетова (0,4 мг/л), превышение ПДК — 1,33. В п. Сетово действует станция обезжелезивания воды, через которую проходит вся вода от водозабора, этим и объясняются самые низкие показатели по железу. В целом превышение ПДК по содержанию железа отмечено по всем населенным пунктам.
Повышенная концентрация железа в воде может вызывать хронические заболевания кожи и слизистых оболочек, способствовать проявлению аллергических реакций, также возможно влияние на формирование иммунитета, но в организме человека есть механизмы регуляции баланса железа, которые не позволяют проявляться его токсическим свойствам.
В подземных водах долин рек Иртыш и Тобол интенсивно мигрирует железо, содержание которого превышает нормативные значения. Так, в работах А. А. Балобаненко отмечается, что содержание железа (общего) в подземных водах на тер-
Железо, мг/л -СанПиН 2.1.4.107.4—01
Рис. 3. Оценка соответствия качества питьевой воды в населенных пунктах Тобольского района на соответствие требованиям СанПиН 2.1.4.1074—01 по содержанию железа
ритории Западно-Сибирского артезианского бассейна увеличивается с юга на север, и средние значения в Южной тайге и подтайге составляют 5,25 мг/л, а максимальные могут достигать до 12,56 мг/л [9].
Повышенное содержание указанных веществ в подземных водах обусловливается, в основном, природными факторами, характерными для Западно-Сибирского региона и периодическими повышениями концентраций отдельных компонентов в природной среде.
Таким образом, результаты исследований са-нитарно-химических показателей качества питьевой воды из подземных источников, расположенных на территории Тобольского района, показали, что вода, в основном, соответствует гигиеническим требованиям. Исключения составляют показатели по мутности, цветности и содержанию железа, а также отдельные пробы по общей жесткости.
Выводы. Тюменская область — регион с благоприятными гидрогеологическими предпосылками для перевода питьевого водоснабжения населения на подземные источники, которые надежно защищены от атмосферных и наземных загрязнений. Основная часть подземных вод (80,5 % от общей величины ресурсов) сосредоточена в северных районах, к числу которых относится и Тобольский район, его водных запасов будет достаточно для стабильной эксплуатации в течение года и в многолетнем разрезе.
В настоящее время в большинстве сельских поселений Тобольского района водопотребление осуществляется из подземных источников, и ве-
дутся планомерные работы по приведению качества питьевой воды к 2022 г. в соответствие с установленными требованиями. На этот период установлены временные показатели качества питьевой воды: по мутности — до 2,5 ± 0,21 мг/дм3 и железу (суммарно) — до 1,8 ± 0,18 мг/л.
Согласно Закону «О питьевом водоснабжении в Тюменской области» все сельские поселения будут оснащены павильонами питьевой воды и блочно-модульными станциями очистки воды в сетях централизованного водоснабжения [10]. Данные станции очистки воды в 2018 г. установлены и введены в эксплуатацию в нескольких селах: Абалак, Нижние Аремзяны, Карачино и Байкал ово, что положительно сказалось на качестве питьевой воды.
Довести качество потребляемой воды до требований СанПиН возможно за счет решения следующих вопросов: повышение санитарно-техни-ческого состояния водопроводных сооружений и сетей; эффективной защищенности водоносных горизонтов и артезианских скважин от поступления поверхностных вод; создания лаборатории по мониторингу качества питьевой воды. Ожидаемые конечные результаты: обеспечение бесперебойного снабжения населения питьевой водой, соответствующей требованиям государственных стандартов, в количестве, соответствующем гигиеническим нормативам; снижение непроизводительных расходов питьевой воды; повышение санитарной надежности систем водоснабжения населенных мест. В целом можно ожидать социально-экологического эффекта от улучшения качества условий жизни населения.
Библиографический список
1. Доклад об экологической ситуации в Тюменской области в 2017 году. Правительство Тюменской области. [Электронный ресурс] / Режим доступа: М1р8://адт1уитеп.т/Ше8/ир1оад/ОГУ^_педго/Документь1/Доклад%202017_корр.рдГ [дата обращения 30.03.19].
2. Данкова И. М., Матусевич В. М. Современное состояние месторождений пресных подземных вод на юге Тюменской области // Известия ВУЗов. Нефть и газ. — 2006. — № 3. С. 92—98.
3. Орлова Л. Е. К вопросу о загрязнении питьевой воды органическим веществом (по ХПК) // Вестник РВМА. — 2008. — Приложение 2 (часть ГГ). — № 3 (23). — 458 с.
4. Онищенко Г. Г. Гигиеническая оценка обеспечения питьевой водой населения Российской Федерации и меры по ее улучшению // Гигиена и санитария. — 2009. — № 2. — С. 4—13.
5. Мысякин А. Е., Королик В. Б. Зависимость качества питьевой воды от режимов водопользования и типов водопроводных труб // Гигиена и санитария. — 2010. — № 6. — С. 31—33.
6. Нефедьева Т. А., Калюкова Е. Н. Качество питьевой воды подземных водных объектов Чердаклинского района Ульяновской области и здоровье населения // Вода: химия и экология. — 2018. — № 1—3. — С. 141—146.
7. Матусевич В. М., Ковяткина Л. А., Беспалова Ю. В. Определяющие факторы техногенеза на примере Тобольского, Среднеобского, Тазовского бассейнов стока подземных вод // Фундаментальные исследования. — 2015. — № 2—6. — С. 1238—1241.
8. Санитарные правила и нормы «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды из централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» СанПиН 2.1.4.1074—01. [] — изд. офиц. — М., 2002. — 103 с.
9. Балобаненко А. А. Геохимические особенности подземных вод хозяйственно-питьевого назначения юга ЗападноСибирского артезианского бассейна. Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук, Томск, 2018. С. 297.
10. Об информации Правительства Тюменской области о реализации Закона Тюменской области «О питьевом водоснабжении в Тюменской области». [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/550107621 [дата обращения 30.03.19].
ECOLOGICAL AND HYGIENIC ASSESSMENT OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF GROUNDWATER IN THE TOBOLSK DISTRICT OF THE TYUMEN REGION
G. A. Sulkarnaeva, Doctor of Medicine, Dr. Habil., Professor, Tyumen State Medical University, Tyumen Industrial University, [email protected], Tyumen, Russia,
E. F. Sadykova, Ph. D. (Pedagogy), Associate Professor, Tyumen State University, [email protected], Tobolsk, Russia, T. A. Miryugina, Ph. D. (Agriculture), Associate Professor, Tyumen State University, [email protected], Tobolsk, Russia
References
1. Doklad ob ehkologicheskoj situacii v Tyumenskoj oblasti v 2017 godu. Pravitel'stvo Tyumenskoj oblasti. [Report on the environmental situation in the Tyumen Region in 2017. Government of the Tyumen Region], available at: https://admtyu-men.ru/files/upload/OrV/D_nedro/Dokumenty/Doklad%202017_korr.pdf, date of access 30.03.19. [in Russian]
2. Dankova I. M., Matusevich V. M. Sovremennoe sostoyanie mestorozhdenij presnyh podzemnyh vod na yuge Tyumenskoj oblasti [The current state of fresh groundwater deposits in the south of the Tyumen Region]. Izvestiya VUZov. Neft'igaz [Proceedings of Higher Educational Institutions. Oil and Gas], 2006. Vol. 3. P. 92—98. [in Russian]
3. Orlova L. E. K voprosu o zagryaznenii pit'evoj vody organicheskim veshchestvom (po HPK). Prilozheniye 2 (chast' II). [On the issue of contamination of drinking water with organic matter (COD). Application 2 (Part II)]. VestnikRVMA [RMMA Bulletin], 2008. Vol. 3 (23). 458 p. [in Russian]
4. Onishchenko G. G. Gigienicheskaya ocenka obespecheniya pit'evoj vodoj naseleniya Rossijskoj Federacii i mery po ee ul-uchsheniyu [Hygienic assessment of the provision with drinking water to the population of the Russian Federation and measures for its improvement] Gigiena i sanitariya [Hygiene and sanitary], 2009. Vol. 2. P. 4—13. [in Russian]
5. Mysyakin A. E., Korolik V. B. Zavisimost' kachestva pit'evoj vody ot rezhimov vodopol'zovaniya i tipov vodoprovodnyh trub [Dependence of drinking water quality on water use regimes and types of water pipes]. Gigiena i sanitariya. [Hygiene and sanitary], 2010. Vol. 6. P. 31—33. [in Russian]
6. Nefed'eva T. A., Kalyukova E. N. Kachestvo pit'evoj vody podzemnyh vodnyh ob'ektov CHerdaklinskogo rajona Ul'yanovskoj oblasti i zdorov'e naseleniya [The quality of drinking water of groundwater bodies of the Cherdaklinsky District of the Ulyanovsk Region and the health of the population] Voda: himiya i ehkologiya. [Water: chemistry and ecology], 2018. Vol. 1—3. P. 141—146. [in Russian]
7. Matusevich V. M., Kovyatkina L. A., Bespalova YU. V. Opredelyayushchie faktory tekhnogeneza na primere Tobol'skogo, Sred-neobskogo, Tazovskogo bassejnov stoka podzemnyh vod [Determining factors of technogenesis: a case study of the Tobolsk, Sredneobsky, Tazovsky basins of groundwater flow] Fundamental'nye issledovaniya [Fundamental research], 2015. Vol. 2—6. P. 1238—1241. [in Russian]
8. Sanitarnye pravila i normy "Pit'evaya voda. Gigienicheskie trebovaniya k kachestvu vody iz centralizovannyh sistem pit'evogo vodosnabzheniya. Kontrol' kachestva" SanPiN 2.1.4.1074—01. [Sanitary rules and norms "Drinking water. Hygienic requirements for water quality from centralized drinking water supply systems. Quality control. SanPiN 2.1.4.1074—01.] Moscow, official edition. 2002. 103 p.
9. Balobanenko A. A. Geohimicheskie osobennosti podzemnyh vod hozyajstvenno-pit'evogo naznacheniya yuga Zapadno-Sibir-skogo artezianskogo bassejna. Dissertaciya na soiskanie uchyonoj stepeni kandidata geologo-mineralogicheskih nauk [Geo-chemical features of the groundwater for household and drinking purposes in the south of the West-Siberian artesian basin. Ph. D. thesis]. Tomsk, 2018. 297 p. [in Russian]
10. Ob informacii Pravitel'stva Tyumenskoj oblasti o realizacii Zakona Tyumenskoj oblasti "O pit'evom vodosnabzhenii v Tyumenskoj oblasti". [On the information from the Government of the Tyumen Region on the implementation of the Law of the Tyumen Region "On Drinking Water Supply in the Tyumen Region".], available at: http://docs.cntd.ru/document/ 550107621, date of access 30.03.19. [in Russian]
