CC BY
7
УДК «28.112(470.324-25
Проф. А. А. Землянухин, кандидаты биол. наук Э. К. Артемова, Н. К. Паенко, В. П. Платонова, Л. Н. Хицова, В. В. Чурикова
ХИМИКО-БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГРУНТОВЫХ ВОД КАК ИСТОЧНИКА ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ВОРОНЕЖА
Воронежский университет им. Ленинского комсомола
Источником питьевого водоснабжения Воронежа являются грунтовые воды четвер-тично-неогенового горизонта. Источники водоснабжения расположены в черте города, в пойменной зоне р. Воронеж. После заполнения Воронежского водохранилища (1973) большинство водозаборных скважин попало в полосу затопления.
Нашей задачей было комплексное химико-биологическое исследование качества грунтовых вод, которое включало исследование альгсфлоры, микрофлоры, фауны беспозвоночных животных и ряда химических показателей: перманганатной окнсляемости (ПО), азота (общий, аммонийный, органический), железа (общее, окисное, закисное), сульфат-иона, рН, окислительно-восстановительного потенциала (ЕЙ). Перечисленные показатели могут быть использованы для оценки качества воды, а также для характеристики воды как среды обитания живых организмов. В течение 1974—1976 гг. мы обследовали скважины и сборные водоводы 1 подъема водоподъемных станций (ВПС) № 1, 2, 3, 4, 6, 8, 9, 11, из которых лишь ВПС № 9 значительно (на 3500—7000 м) удалена от водохранилища. Скважины остальных водозаборов расположены зачастую по урезу водоема, расстояние их от берега 5—45 м на ВПС № 1 и 4, 4 — 250 м — на ВПС № 8 м 11, 250—300 м — на ВПС № 6. Пробы отбирали многократно в течение 1 года и синхронно для всех определений.
Методика альгологических исследований в основном заимствована у Э. А. Штнной, Д. О. Радзимовского. Пробы для протистологического анализа отбирали по методике Н. А. Киселева. Определение проводили по Б. Ф. Жукову, Н. С. Гаевской, Е. С. Кирьяновой. Для количественного подсчета микроорганизмов использовали метод прямого счета на мембранных фильтрах (Г. А. Разумов).
ПО и аммонийный азот определяли общепринятыми методиками («Унифицированные методы анализа вод»), общий азот — по Несслеру после озоления с Н^О« предварительно упаренной пробы воды, железо — колориметрически (на ФЭКМ) с роданистым аммонием после окисления двухвалентной формы перекисью водорода, рН и ЕЬ — электрометрически на потенциометре рН-340.
Судя по результатам анализа воды, подаваемой скважинами, грунтовые воды в районе большинства городских водозаборов имели признаки химического и биологического загрязнения. Так, выявлено 8 видов и 1 форма сине-зеленых, 5 видов диатомовых, 4 вида зеленых и 1 вид золотистых водорослей (из них 3 вида и 1 форма в воронежской области ранее не обнаруживались), 35 видов беспозвоночных животных (31 вид простейших, 2 вида круглых червей, 1 вид олигохет и 1 вид ракообразных), 3 вида железобактерий, нитрофицирующие, денитрифицирующие, аммонифицирующие, тионовые, сульфатреду-цирующие бактерии. В районе некоторых водозаборов в воде оказалось повышено содержание органических веществ, о чем свидетельствует высокая ПО (до 18 мгО,/л в большинстве скважин ВПС № 1 и 2, до 5,6 мЮ,/л в зоне ВПС № 4 и 8). Относительно низкая ПО (не выше 2,8 мЮ2/л) была характерна для воды в зоне водозаборов № 3, 6, 9 и 11. Ранее (М. А. Седых) в водах неоген-четвертичных отложений Воронежской области ПО колебалась от 0,2 до 2,2 мгО,/л. О недавнем органическом загрязнении воды и активной деятельности аммонифицирующей микрофлоры свидетельствовал высокий (2—6 мг/л) уровень аммиака в воде из скважин ВПС № 1 и 2. Свободны от ионов аммония грунтовые воды в зоне ВПС № 6 и 11. Обнаружено несоответствие воды требованиям ГОСТ 2874-73 о содержании железа. В районе ВПС № 1 общее количество железа (с преобладанием за-кисного) в воде достигало иногда 16 мг/л на ВПС № 2—7 мг/л, на ВПС № 9—9 мг/л, на ВПС № 4—3 мг/л, что многократно превышало даже максимальный уровень, допустимый ГОСТ (1 мг/л). Удовлетворяют ГОСТ по этому показателю грунтовые воды в зоне водозаборов № 3,6 и 11. По количеству сульфатов в воде водозаборы распределяются следующим образом: № 1, 2, 9, 6, 4, 8, 11, 3 (рис. 1). Окислительно-восстановительный потенциал (+) достигал максимума в воде из скважин ВПС № 6, снижаясь по мере ухудшения качества воды (рис. 2). Активная реакция воды была близка к нейтральной. Из анализа приведенных показателей следует, что наиболее химически загрязненной является вода из скважин ВПС № 1 и 2.
Наибольшее количество клеток водорослей и бактерий обнаружено в воде из скважин ВПС № 2 и 8, беспозвоночных животных — в воде ВПС № 11 и 4. Среди наиболее чистых по перечисленным показателям оказались скважины ВПС № 1,3, 9. Таким образом, в противоположность химическим биологические показатели не имеют прямой связи с расстоянием водозаборных скважин от водохранилища. Это указывает на сложную зависимость между химическим составом воды и степенью загрязнения биологическими объектами, а также на многообразие биотических связей между различными группами организмов, обитающих в грунтовых водах. Удалось установить, что с возрастанием концентрации железа снижается общее количество организмов в воде. Что касается железобактерий, водорослей и беспозвоночных животных, то зависимость их развития от концентра-
1 г 3 4 6 В 9 11
Рис. 1. Содержание сульфат-иона в воде из скважины городских водозаборов.
По оси абсцисс — водоподъемные станции; по оси ординат —
5072(В МГ/Л).
/ 2 34 689 1/
Рис. 2. Окислительно-восстановительный потенциал воды из скважин городских водозаборов. По оси абсцисс — то же. что на рис. 1; по оси ординат — ЕЬ (в мВ).
ции железа выражается одновершинной кривой. Подобное влияние на количество гидробнон-тов оказывает аммиак. В грунтовых водах большинства водозаборов оптимальным для развития железобактерий является окислительно-восстановительный режим с ЕЬ от 120 до 220 мВ.
Если основываться на данных анализа воды из сборного водорода 1 подъема, то водозаборы распределяются в следующем порядке (по нарастанию интенсивности развития живых организмов): по количеству водорослей — ВПС № 9, 3, 1, 6, 2, 8, 11, 4, по количеству беспозвоночных — № 9, 3, 2, 1, 4, 6, 11, 8, по количеству бактериальных клеток — № 1, 9, 4, 3, 6, 11, 2 и 8. Что касается химических показателей качества воды, то они наиболее высоки в воде 1 подъема ВПС № 1 и 2, что сочеталось с относительно низкой (86—220 мВ) электроположительностью.
Интересно отметить, что по всем тестам биологического загрязнения воды в сборном водоводе 1 подъема и по ряду показателей в воде из скважин на последнем месте стоит водозабор № 9. Аналогичные данные получены и по тем химическим показателям, по которым судят об уровне органического загрязнения (окисляемость, содержание органического и аммонийного азота). ВПС № 9 удалена от водохранилища на 3500—7000 м в отличие от большинства водозаборов, скважины которых расположены в береговой зоне (5—400 м от уреза воды). Возникает предположение о существовании обратной связи между величиной перечисленных показателей и расстоянием от водохранилища пункта отбора проб. В пользу этого предположения свидетельствуют и результаты анализов воды, взятой из ведомственных скважин некоторых предприятий города. Пробуренные в тот же водоносный горизонт, но удаленные от водохранилища на несколько километров скважины промышленных предприятий подают воду с удовлетворительными химическими и биологическими показателями.
Известно, что инфильтрация воды через грунт обеспечивает достаточную степень очистки от биологических и некоторых химических компонентов при прохождении расстояния от 30 до 200 м в зависимости от свойств фильтрующего слоя (Л. А. Ветрилэ; М. Е. Альтовский и соавт.; Ю. В. Новиков и Г. В. Гуськов).
По заключению гидрогеологов Воронежского университета, инфильтрация поверхностных вод в грунтовые облегчена гидрогеологическими условиями в зонах водозаборов № 1, 2 и 8 по сравнению с № 6, 9 и 11.
Основываясь на этом, можно предположить, что повышение уровня основных химических показателей качества воды и интенсивное развитие живых организмов в зонах большинства водозаборов связаны с подтоком поверхностных вод в грунтовые без достаточной фильтрации.
Л И Т Е Р А Т У Р А. А л ь т о в с к и й М. Е., Быкова Е. Л., К у з н е ц о-в а 3. И. и др. Органические вещества и микрофлора подземных вод и их значение в процессах нефгегазообразования. М., 1962. — Ветрилэ Л. А. Некоторые вопросы гигиенической оценки метода искусственного пополнения запасов подземных вод. Авто-реф. дис. канд. М., 1973. — Гаевская Н. С. — В кн.: Жизнь пресных вод СССР. Т. 2.
М. — Л., 1949, с. 299—311. — Кирьянова Е. С. — В кн.: Жизнь пресных вод СССР. Т. 2. М. — Л., 1949, с. 38—65. — Киселев Н. А. — В кн.: Жизнь пресных вод СССР. Т. 4, ч. 1, М. — Л., 1950, с. 183—253. — Н о в;н> о в^ Ю. В., Гуськов Г. В.— «Гиг. и сан.», 1975, № 4, с. 74—78. — Раек и "н а Е. Е. — «Труды Всесоюзного гидро-биол. о-ва», 1963, т. 14, с. 137—150. — Седых М. А. — «Труды Воронежск. зоовет. ин-та», 1961, т. 17, вып. 1,с. 73—87. — Унифицированные методы анализа вод. М., 1971.— Ш т и н а Э. А. — «Труды ботанического сада АН СССР», 1945, кн. 5i с. 117—180.
Поступила 21/111 1977 г.
УДК 618.632+615-91в]:в78.742.2
Т. Е. Черкасова, канд. мед. наук А. Г. Ларионов, канд. техн. наук Р. О. Чанышев, С. П. Черканов
К ВОПРОСУ ОБ ОБЩЕТОКСИЧЕСКОМ ДЕЙСТВИИ ПОЛИОКСИЭТИЛЕНА
Новосибирский филиал Охтинского научно-исследовательского объединения «Пластполимер»
Полиоксиэтилен (ПОЭ) — продукт полимеризации окиси этилена в присутствии катализатора — порошок белого цвета. В зависимости от типа катализатора получают полимер различной молекулярной массы. ПОЭ легко растворим в воде и некоторых органических растворителях. Он является хорошим флокулянтом и обладает способностью снижать гидродинамическое сопротивление при движении воды^по трубам и обезвоживать осадки в процессе фильтрации.
В настоящее время полимер широко используется в качестве флокулянта в горнодобывающей промышленности и для очистки сточных вод. Кроме того, предполагается применять его в качестве флокулянта для осветления вин и соков, стабилизации молока, пива и других пищевых продуктов, а также в качестве связующего компонента фармацевтических и косметических препаратов. В литературе имеется достаточно сведений о токсических свойствах ПОЭ с низкой молекулярной массой, данные же о токсичности высокомолекулярного ПОЭ, полученного на каталитической смеси амида и амидалкоголята кальция, отсутствуют.
В задачу настоящего исследования входило изучение токсического действия ПОЭ на организм теплокровных животных в острых, подострых и хронических опытах. Параметры острой токсичности определяли на крысах и мышах обоего пола при внутрижелудочном введении 1,6% водного раствора ПОЭ с молекулярной массой 3,19X10® и 84X10® в дозах 500 мг/кг. Животные не погибали, и существенного влияния на внешний вид, поведение и вес их не выявлено. При гистологическом исследовании внутренних органов обнаружены незначительные изменения. В печени встречались мелкие очаги круглоклеточной инфильтрации, в почках сосуды расширены, переполнены эритроцитами, изредка выявлялись мелкие участки кровоизлияний, в легких гиперемия и инфильтрация межальвеолярных перегородок, селезенка полнокровна, сосуды растянуты. Сердце, желудок и кишечник оказались без патологических изменений.
При однократном внесении чистого вещества в конъюнктивальный мешок глаза кролика воспалительных процессов не выявлено; длительные аппликации 2% водного раствора ПОЭ на кожу морских свинок также не вызвали патологических процессов.
Кумулятивные свойства изучаемого вещества, определяемые при дробном введении ПОЭ с молекулярной массой 1,96Х 10е, 4,84Х 10е из расчета 50 и 200 мг/кг и разрешающей дозы 400 мг/кг в конце опыта, оказались практически не выражены. Летальных исходов у подопытных животных на всем протяжении опыта и после введения нагрузочной дозы не было. Со стороны изучаемых показателей найдены лишь тенденция к снижению уровня гемоглобина в крови животных, которых затравливали ПОЭс молекулярной массой 1,96Х X 10е в дозе 50 мг/кг, до 12,8 (9,2—16,4) г% по сравнению с животными контрольной группы, у которых этот показатель равнялся 16,4 (14,5—18,3) г%. Остальные показатели — лейкоциты, эритроциты крови, суммационно-пороговый показатель центральной нервной системы и вес — практически не отличались от таковых у контрольных животных.
Хронический 12-месячный эксперимент проводили на крысах и мышах обоего пола при добавлении в пищу водных растворов ПОЭ с молекулярной массой 4.84Х 10е в дозах 3 и 100 мг/кг.
В результате исследований установлено, что ПОЭ не вызывает существенных изменений в общем состоянии и поведении животных, по ряду показателей (тонус скелетной мускулатуры, состояние шерстного покрова и слизистых оболочек) они не отличались от контрольных животных. В отдельные периоды опыта зарегистрированы изменения веса у подопытных животных как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, однако они не были статистически достоверны. На динамическую работоспособность ПОЭ не оказывал влияния, изменения ее носили разнонаправленный характер и чаще протекали на фоне аналогичных колебаний у контрольных животных. На суммационно-пороговый показатель и спонтанно-двигательную активность ПОЭ также не влиял. Картина периферической крови (эритроциты, гемоглобин, лейкоциты, лейкоцитарная формула) у подопытных животных была на уровне контроля, а биохимические показатели крови (активность каталазы,
