Исследование химического состава питьевых вод в некоторых горных районах Южного Дагестана

Гафуров Малик Магомедович; Абдуллаев Мустангер Шарабуттинович; Амиров Ахмед Магомедрасулович; Кубатаев Заур Юсупович; Магдиев Арсен Магомедович

Естественные и точные науки •••

Natural and Exact Sciences •••

Химические науки / Chemical Science Оригинальная статья / Original Article УДК 661. 961. 6

Исследование химического состава п итьевых вод в некоторых горных районах Южного Дагестана

Кубатаев З. Ю. 1, Магдиев А. М. 1 2

1 Аналитический центр коллективного пользования, Дагестанский научный центр РАН, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]; [email protected];

[email protected]; [email protected] 2 Дагестанский государственный педагогический университет, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]

РЕЗЮМЕ. Целью исследования является анализ химического состава питьевых вод районов Дагестана и выработка рекомендаций по обеспечению населения Республики Дагестан качественной питьевой водой. Методы. Изучение химического состава питьевых вод проводили современными физико -химическими методами количественного химического анализа. Результаты. Исследование, представленное в настоящей статье, можно отнести к начальному этапу планируемых в дальнейшем системн ых исследований питьевых вод на всей территории республики, что послужит основой для создания атласа химического состава питьевых вод Дагестана. Выводы. Отсутствие постоянного мониторинга чистоты питьевых вод, содержание в них опасных для здоровья химических элементов ставят под угрозу здоровье людей. Поэтому физико-химический анализ природных источников питьевых вод, разработка соответствующих технологий селективной очистки от вредных элементов имеют большое значение.

Ключевые слова: водородный показатель воды (pH), жесткость, щелочность, минерализация, массовая концентрация, макрокомпоненты, микрокомпоненты, предельно допустимые количества (ПДК).

Формат цитирования: Гафуров М. М., Абдуллаев М. Ш., Амиров А. М., Кубатаев З. Ю., Магдиев А. М. Исследование химического состава питьевых вод горных районов Дагестана // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2017. Т. 11. № 1. С. 11-16.

The Study of the Drinking Waters Chemical Composition in Some Mountainous Districts of Dagestan

Zaur Yu. Kubataev 1, Arsen M. Magdiev 1 2

1 Analytical Center for Collective Use, Dagestan Scientific Centre, RAS, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]; [email protected];

[email protected]; [email protected] 2 Dagestan State Pedagogical University, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]

ABSTRACT. The aim of the study is the analysis of the chemical composition of drinking water of Dagestan districts and making recommendations to provide the population of the Republic of Dagestan with quality drinking water. Methods. Study of water chemistry is conducted by modern physico-chemical meth-

ods of quantitative chemical analysis. Results. The presented in this article study can be attributed to the initial stage of future planned system studies of drinking water on the territory of the Republic, which will serve as the basis for the creation of the chemical composition Atlas of drinking water of Dagestan. Conclusions. The lack of continuous purity monitoring of drinking water, the content of harmful chemical elements in them endanger people's health. That's why physico-chemical analysis of natural sources of drinking water, development of appropriate technology for selective purification of harmful elements are very important.

Keywords: hydrogen indicator (pH), hardness, alkalinity, salinity, mass concentration, macro components, trace components, the maximum allowable amounts (MAC).

For citation: Gafurov M. M., Abdullaev M. Sh., Amirov A. M., Kubataev Z. Y., Magdiev A. M. The Study of the Drinking Waters Chemical Composition in Some Mountainous Districts of Dagestan. Dagestan State Pedagogical University. Journal. Natural and Exact Sciences. 2017. Vol. 11. No. 1. Pp. 11-16. (In Russian)

Введение

Известно, что каждая четвертая проба питьевой воды по России не соответствует гигиеническим требованиям по санитарно-химическим и каждая девятая - по бактериологическим показателям действующих норм.

Проблема обеспечения населения горных районов Республики Дагестан качественной питьевой водой приобретает в последние годы чрезвычайную актуальность. С одной стороны, это связано с необходимостью создания в горных аулах нормальных бытовых условий для уменьшения оттока сельского населения в города. С другой стороны, в средствах массовой информации периодически появляются сообщения о якобы имеющих место вспышках различных заболеваний в некоторых районах Республики Дагестан. Основная причина таких заболеваний (в том числе болезней печени, щитовидной железы, раковых болезней и т. д.) связывается и с качеством питьевой воды.

Анализ питьевых вод Республики Дагестан проводился и ранее. В 70-е годы ХХ века изучалась радиоактивность питьевых вод в районах Южного Дагестана [1]. Работа была посвящена исследованию радиоактивных элементов природных вод и частично почв Дагестана. В каждом отдельном случае описаны условия выхода источника, его расположение, дебит, температура, химический состав, содержание радиоактивных элементов. Однако химический состав и качество природных вод исследовались на старых приборах с небольшой чувствительностью. Самыми распространенными показателями были среднее арифметическое, минимальное и максимальное значение, повторяемость и кратность превышения ПДК,

которые рассчитывались по каждому ингредиенту состава воды. При этом работа сразу по всему речному бассейну создавала огромный массив данных, трудно поддающийся статистической обработке. Исследования питьевых вод, проведенные в последние годы, главным образом касались источников вод в равнинной зоне Дагестана [2; 3]. Поэтому проведение системного и комплексного анализа питьевых вод горных районов Дагестана является своевременным.

Материал и методы исследования

В настоящее время Аналитический центр коллективного пользования Дагестанского научного центра РАН обладает современными приборами: атомно-абсорбционным спектрометром «Shimadzu АА 7000», жидкостным ионным хроматографом «Стайер», системой капиллярного электрофореза «Капель-105», дающими возможность определить содержание тысячных долей таких компонентов, как литий, стронций, барий, медь, кадмий, свинец, мышьяк, нитриты, нитраты, йодиды, фториды и т. д. Измерения проводились на стационарных аналитических установках в лабораторных условиях с использованием соответствующих методик измерений. Отбор проб вод проводили по ГОСТ [4]. Исследование питьевых вод проводили современными физико-химическими методами количественного химического анализа, регламентируемыми нормативной документацией, утвержденной в установленном порядке для мониторинга и экологического контроля. Содержание кальция и магния в водах определяли трилонометриче-ским методом, а бикарбонатов - титрованием соляной кислотой, содержание таких микрокомпонентов, как железо, медь, цинк, стронций, свинец, кадмий, хром, никель -

атомно-абсорбционным методом при атоми-зации в ацетиленово-воздушном пламени [5; 7; 9]. Определение содержания мышьяка проводили атомно-абсорбцион-ным методом в режиме электротермической атомизации [6; 7]. Содержащиеся в этих водах анионы определяли методом электрокапиллярного анализа на анализаторе «Капель-105» [8]. Кислотность среды определяли потенцио-метрическим методом с использованием стеклянного водород-селективного электрода [10].

С 1996 года гигиенические требования к чистоте питьевой воды централизованных систем водоснабжения определяются санитарными правилами и нормами [11]. В этом нормативном документе четыре группы показателей чистой воды: эпидемические, органолеп-тические, радиологические, химические. То есть речь идет о бактериологической безопасности, отсутствии постороннего вкуса и запаха, радиации, не превышающей природный уровень, а также об отсутствии химически опасных примесей.

Результаты и их обсуждения

Нами установлены названия источников, их координаты, а также исследованы питьевые воды населенных пунктов Рутульского, Ахтынского, Докузпаринского, Кулинского, Лакского, Левашинского, Магарамкентского районов Республики Дагестан, что позволило получить данные о качестве этих вод.

Сделана предварительная оценка химического состава проб этих вод в лабораторных условиях: содержание макро- и микрокомпонентов, минерализация, жесткость воды и т. д.

Установлены следующие отличительные особенности химического состава вод по районам:

1. Химический состав питьевых вод источников населенных пунктов Кулинского района в основном соответствуют санитарным нормам и требованиям. Отмечается превышение допустимых норм (ПДК=7,0) по жесткости в питьевых водах селений Вихли (11,2), Кани (10,1) и Кули (8,0). Карбонатная жесткость вод источников этих селений равна 7,7; 8,2 и 6,7, соответственно. Поэтому даже простое кипячение вод приведет к уменьшению жесткости до норм ПДК.

2. Химический состав питьевых вод источников селений Лакского района тоже соответствуют нормам Сан ПиНа [11]. Только воду из источника с. Караша, отобранную возле мечети, нельзя использовать для питья, т. к. значения ПДК в ней превышены по нитратам в 4,8, сульфатам - 5,5, жесткости -6,8, минерализации - 4,6 раза. В воде с. Ху-ти наблюдается превышение значений ПДК по нитратам в 1,9, жесткости - 2,3, минерализации - 1,2 раза. В воде с. Мукар наблюдается превышение значений ПДК по сульфатам в 1,7 и минерализации - 2,5 раза. Питьевая вода с. Хурукра характеризуется превышением содержания сульфатов в 1,8 и минерализации - 1,8 раза. Эта вода горьковатого вкуса и непригодна для питья.

3. В водах источников некоторых селений Левашинского района наблюдается превышение содержания сульфатов: Леваши (возле мечети) в 1,2 раза, Наскент - 2,0, Му-сельтамахи - 2,1 и Ташкапур - 2,7 раза. В питьевой воде селения Урма обнаружено повышенное содержание нитратов - 6,4 ПДК. Наблюдается превышение значений ПДК по жесткости в водах селений: Кулец-ма в 1,1 раза, Урма - 2,0, Наскент - 2,8, Ка-камахи - 1,3, Мусельтамахи - 2,5, Ташкапур - 2,5, Куппа - 2,0 раза. Обнаружена большая минерализация в водах с. Урма - 1,7 ПДК, Леваши - 1,5 ПДК, Наскент - 2,0 ПДК, Му-сельтамахи - 2,0 ПДК и Куппа - 2,6 ПДК.

4. Все исследованные источники питьевой воды Рутульского района соответствуют санитарным нормам и требованиям. Воды с. Мухах очень мягкие (жесткость - 0,6-0,7), их минерализация - 52-54 мг/л, наблюдается большой дефицит таких нужных для организма микроэлементов, как калий, магний, кальций, железо, фториды и йодиды, поэтому жители этого села жалуются, что у подростков от 12 до16 лет выпадают зубы. Следовательно, необходимо использовать в пищу продукты, восполняющие запасы недостающих микроэлементов.

5. В воде с. Курукал Ахтынского района обнаружено превышение значения ПДК хлоридов в 1,8 раза. Питьевая вода с. Хнов характеризуется не только 2-кратным превышением содержания сульфатов, но и большой жесткостью (1,7 ПДК). Питьевые воды некоторых селений Ахтынского района характеризуются повышенной минерализацией, например, во-

да с. Хрюг - 1,4; с. Хнов - 1,2; с. Курукал - 2,8 ПДК.

6. Воды Докузпаринского района характеризуются незначительным содержанием фторидов (0,1-0,3 мг/дм3) и иодидов (0,001 мг/дм3). Наблюдается превышение значений ПДК по жесткости в водах селений: Мис-кинджа - 1,2, Килер - 1,5, Кара-кюре - 1,2 раза.

7. В питьевых водах некоторых селений Магарамкентского района обнаружено превышение значений допустимых норм жесткости: Мугерган - 1,2, Новый Уссур - 1,73, Советское - 1,3 раза. В питьевой воде с. Новый Уссур обнаружено превышение значений допустимых норм сульфатов в 1,3 и минерализации в 1,9 раза.

8. К сожалению, в питьевых водах исследованных районов обнаружено не более 1,0 мкг/дм3 йодидов, что не соответствует санитарно-гигиеническим нормам, а содержание мышьяка в этих водах в десятки раз меньше допустимого количества (ПДК=10 мкг/дм3).

1. Бабаев А. А. Радиоактивность минеральных вод Дагестана. Махачкала: Дагкнигоиздат, 1972. 104 с.

2. Газалиев И. М., Курбанов М. К. Экологические проблемы природных вод Дагестана // Труды Института геологии. Дагестанский научный центр РАН. Махачкала, 2003. № 49. С. 171174.

3. Кадиева Д. И., Абдурахманов Ш. Г., Саму-дов Ш. М., Гаджиев А. А. Анализ качества питьевой воды в Кизилюртовском районе Республики Дагестан // Юг России: экология, развитие. Махачкала, 2015. Т. 10. № 1. С. 13-26.

4. ГОСТ Р 51593-2000 Вода питьевая. Отбор проб. [Электронный ресурс] / Информационный портал «Охрана труда России». Режим доступа: http://ohranatruda.ru/ot_biblio/normativ/data_n огта^у/11/11182/ [дата обращения: 03.07. 2016 г.]

5. ГОСТ 31957-2012 Вода. Методы определения щелочности и массовой концентрации карбонатов и гидрокарбонатов. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.internet-law.ru/gosts/gost/56411/ [дата обращения: 25.09.201 г.]

6. ГОСТ 30178-96 Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. internet-law.ru/gosts/gost/9123/ [дата обращения: 25.09.2016 г.]

7. ГОСТ Р 57162-2016 Вода. Определение содержания элементов методом атомно-

Выводы

Проведенные исследования показывают, что питьевые воды Рутульского, Ахтынского, Кулинского и Лакского районов в основном соответствуют требованиям СанПиН 2.1.4.559-96 «Питьевая чистая вода» [11]. Некоторые питьевые воды Докузпаринского, Магарамкентского и Левашинского районов характеризуются повышенными значениями жесткости (9^13), для уменьшения которой желательно использовать катионитные и анионитные смягчающие фильтры. Во всех исследованных водах горных районов Дагестана выявлен дефицит йодидов, поэтому население этих районов должно потреблять йодированную соль как альтернативный источник для восполнения запасов йодидов в организмах. Питьевые воды горных районов Дагестана полностью соответствуют требованиям СанПиН по содержанию таких вредных компонентов, как соединения мышьяка и ртути, поэтому не оказывают негативного воздействия на здоровье населения.

абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.internet-law.ru/gosts /gost/8910/ [дата обращения: 25.09.2016 г.]

8. ГОСТ 31867-2012 Вода питьевая. Определение содержания анионов методом хроматографии и капиллярного электрофореза. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www. internet-law.ru/gosts/gost/52678/ [дата обращения: 25.09.2016 г.]

9. МУ 08-47/268 Воды подземные. Методика измерений массовой концентрации кальция и магния титриметрическим методом. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http:// stan-dartgost.ru/g/My_08-47/262 [дата обращения: 21.09.2016 г.]

10. ПНД Ф 14.1; 2; 3; 4.121-97. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений рН в водах потенцио-метрическим методом. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.internet-law.ru/ stroyka/text/44486 [дата обращения: 21.09. 2016 г.]

11. Сан ПиН 2.1.4.559-96 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качеств. [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://www.internet-law.ru/ stroyka/text/9742 [дата обращения: 21.09. 2016 г.]

Литература

Естественные и точные науки •••

Natural and Exact Sciences •••

References

1. Babaev A. A. Radioaktivnost' mineral'nyh vod Dagestana [The radioactivity of mineral waters of Dagestan]. Makhachkala, Dagknigoizdat Publ., 1972. 104 p. (In Russian)

2. Gasaliev I. M., Kurbanov M. K. Environmental problems of natural waters in Dagestan. Trudy Instituta geologii. Dagestanskij nauchnyj centr RAN [Proceedings of the Institute of Geology. Dagestan Scientific Centre, RAS]. Makhachkala, 2003. No. 49. Pp. 171-174. (In Russian)

3. Kadieva D. I., Abdurakhmanov Sh. G., Sam-udov Sh. M., Gadzhiev A. A., Analysis of drinking water quality in the Kizilyurt district of the Republic of Dagestan. Jug Rossii: jekologija, razvitie [South of Russia: ecology, development]. Makhachkala, 2015. T. 10. No. 1. Pp. 13-26. (In Russian)

4. GOST R 51593-2000 Voda pit'evaja. Otbor prob [Drinking Water. Sampling]. [Electronic resource]. Mode of access: http://ohranatruda.ru/ ot_biblio/normativ/data_normativ/11/11182/ [accessed: 03.07.2016]

5. GOST 31957-2012 Voda. Metody opredeleni-ja shhelochnosti i massovoj koncentracii karbona-tov i gidrokarbonatov [Water. Methods for the determination of alkalinity and mass concentration of carbonates and bicarbonates]. [Electronic resource]. Mode of access: http://www.internet-law. ru/gosts/gost/56411/ [accessed: 25.09.2016]

6. GOST 30178-96 Atomno-absorbcionnyj metodopredelenija toksichnyh jelementov [Atomic absorption method for the determination of toxic elements]. [Electronic resource]. Mode of access: http://www.internet-law.ru/gosts/gost/ 9123/ [accessed: 25.09.2016]

7. GOST R 57162-2016 Voda. Opredelenie soderzhanija jelementov metodom atomno-absorbcionnoj spektrometrii s jelektrotermicheskoj

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Принадлежность к организации

Гафуров Малик Магомедович, доктор физико-математических наук, руководитель Аналитического центра коллективного пользования (АЦКП), 1-й заместитель председателя Дагестанского научного центра (ДНЦ) РАН, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]

Абдуллаев Мустангер Шарабуттино-вич, кандидат химических наук, научный сотрудник АЦКП, ДНЦ РАН, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]

Ахмедов Ахмед Магомедрасулович, научный сотрудник АЦКП, ДНЦ РАН, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]

atomizaciej [Water. Determination of elements content by atomic absorption spectrometry with electrothermal atomization]. [Electronic resource]. Mode of access: http://www.internet-law.ru/ gosts/gost/8910/ [accessed: 25.09.2016]

8. GOST 31867-2012 Voda pit'evaja. Opredelenie soderzhanija anionovmetodom hromatografii i kapilljarnogo jelektroforeza [Drinking Water. Determination of anions content by chromatography and capillary electrophoresis]. [Electronic resource]. Mode of access: http://www.internet-law.ru/gDsts/gDs1/52678/ [accessed: 25.09.2016]

9. MU 08-47/268 Vody podzemnye. Metodika izmerenij massovoj koncentracii kal'cija i magnija titrimetricheskim metodom [Water underground. The method of measurement of mass concentration of calcium and magnesium by titrimetric method]. [Electronic resource]. Mode of access: http://standartgost.ru/g/МУ_08-47/262 [accessed: 21.09.2016]

10. PND F 14.1; 2; 3; 4.121-97. Kolichestvennyj himicheskijanalizvod. Metodika vypolnenija izmerenij pH v vodah potenciometricheskim metodom [Quantitative chemical analysis of waters. The method of measurements of pH in waters by potentiom-etric method]. [Electronic resource]. Mode of access: http://www.internet-law.ru/stroyka/text/44486 [accessed: 21.09.2016]

11. San Pin 2.1.4.559-96 Pit'evaja voda. Gi-gienicheskie trebovanija kkachestvu vody central-izovannyh sistem pit'evogo vodosnabzhenija. Kontrol' kachestv [Drinking water. Hygienic requirements to water quality of centralized drinking water supply systems. Control qualities]. [Electronic resource]. Mode of access: http://www.internet-law.ru/stroyka/text/9742 [accessed: 21.09.2016]

INFORMATION ABOUT THE AUTHO RS Affiliations

Malik M. Gafurov, Doctor of Physics and Mathematics, the head of the Analytical Center for Collective Use (ACCU), the 1st Deputy Chairman, Dagestan scientific center (DSC), RAS, Makhachkala, Russia; e-mail:malik52 @mail.ru

Mustanger Sh. Abdullaev, Ph. D. (Chemistry), researcher, ACCU, DSC, RAS, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]

Akhmed M. Amirov, researcher, ACCU, DSC, RAS, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]

Zaur Yu. Kubataev, research engineer ACCU, DSC, RAS, Makhachkala, Russia; e-

Кубатаев Заур Юсупович, инженер-исследователь АЦКП, ДНЦ РАН, Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]

Магдиев Арсен Магомедович, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры общей, экспериментальной физики и методики ее преподавания, факультет физики, математики и информатики (ФФМИ), Дагестанский государственный педагогический университет (ДГПУ); научный сотрудник АЦКП, ДНЦ РАН, Махачкала, Россия, email: [email protected]

mail: [email protected]

Arsen M. Magdiev, Ph. D. (Physics and Mathematics), assistant professor, the chair of General, Experimental Physics and Its Teaching Methods, the faculty of Physics, Mathematics and Computer Science (FPMSC), Dagestan State Pedagogical University (DSPU); researcher, ACCU, DSC, RAS, Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]

Принята в печать 02.02.2017 г.

Received 02.02.2017.

Текст научной работы на тему «Исследование химического состава питьевых вод в некоторых горных районах Южного Дагестана»