CC BY
25
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
УДК 814.7:[551.495.4:546.175.
К ВОПРОСУ О МИГРАЦИИ НИТРАТОВ В ПОЧВЕ И ГРУНТОВЫХ ВОДАХ
Канд. мед. наук И. И. Петухов Медицинский институт им. С. В. Курашова, Казань
Большое количество нитратов в водоисточниках обнаруживалось нередко. Но лишь в-последние годы, как известно, с их наличием в питьевых водах стали связывать возникновение водно-нитратной метгемоглобинемни.
По утверждениям многих авторов, количество нитратов невелико и появляются в воде они вследствие загрязнения продуктами жизнедеятельности человека и животных. Объяснить накопление нитратов только загрязнением почвы и воды отбросами животных и человека далеко не достаточно.
В целях установления факторов, способствующих концентрации нитратного иона в природных водах, мы и провели некоторые исследования. Подвергли анализу пробы воды из-7 рек, 509 колодцев и 31 родника, а также пробы из 40 скважин. Во всех пробах определяли нитраты (N0,,) с дисульфофеноловой кислотой путем колориметрирования на ФЭК-М. Результаты приведены в табл. 1.
Таблица 1
Нитраты в водоисточниках Татарской АССР
Водоисточники Количество проб
всего в той числе с содержанием N0,(8 мг/л)
ДО 15,0 16-40 * 101-300 301 и более
Реки........ 7 7 _ _ _ __
Колодцы...... 509 158 86 89 142 34
Родники ...... 31 22 3 6 — —
Скважины..... 40 28 2 — — —
Как видно из табл. I, в 2 реках нитратные ионы не обнаружены, а в 5 реках содержание их не превышает 15 мг/л. Источниками воды, поступающей в реки, по-видимому, служат атмосферные осадки и грунтовые воды, откуда соединения азота выносятся в поверхностные водоемы. В водоемах нитраты не накапливаются в большом количестве, они потребляются водными растениями, и летом содержание их иногда падает до аналитического нуля.
В колодезных водах обнаружено довольно много нитратов. Из 509 проб только в 24,(4,7%) реакция на нитраты оказалась отрицательной, в 134 (26,3%) колодцах соединения азота присутствуют в количестве менее 15 мг/л. В 89 (16,8%) водоисточниках нитраты содержаться в пределах 16—40 мг/л, в 265 (52,1%) колодцах — более 41 иг! л.
Обследованные водоисточники сооружены на улицах или приусадебных участках домовладений в 2—20 м от жилых и хозяйственных построек. Глубина водоисточников от 3 до 15 л. Большинство колодцев с деревянным срубом, без глиняного замка.
Почва обследованной местности разнообразна: подзолистая, серая лесная, чернозем и пр. Почвенные покровы на улицах уплотнены, утоптаны, а на приусадебных участках всюду находятся в окультуренном, рыхлом состоянии и используются под огороды или заняты фруктовыми деревьями. Утилизация отбросов, нечистот и навоза производится на приусадебном участке как удобрение. В редких случаях оно вывозится на поля. Выгребные ямы неглубоки (0,5—1 м), как правило, они располагаются не ближе 5—7 м от дворовых колодцев.
Родники представляют собой источники, образовавшиеся путем естественного выхода на дневную поверхность грунтовых вод, а также выхода вод водоносных горизонтов четвертичных, плиоценовых и пермских отложений. В 30 из 31 обследованного родника обна-
ружены нитраты, причем в 6 из них содержание нитрат-иона превышало 41 мг/л. Присутствие нитратов в этих водоисточниках обусловлено, по всей вероятности, протоком их с грунтовыми водами из выше расположенных горизонтов.
В 13 из 40 проб воды скважин, питающихся четвертичными пермскими водоносными горизонтами, нитраты не выявлены, в 27 остальных количество азотистых соединений не достигало 40 мг/л. В техническом устройстве скважин имеются дефекты: нет глиняного замка, территория вокруг них не спланирована. В этих условиях затекание грунтовых вод по затрубному пространству является наиболее вероятным.
Наши данные подтверждают ранее высказанное С. Н. Черкинским (1952) мнение, что из всех природных вод наиболее богаты соединениями азота грунтовые воды.
Следовательно, нитраты в водоисточниках Татарии являются весьма распространенным соединением азота как в поверхностных, так и подземных водах.
Что же служит источником азота в природных водах? Отбросы, накапливающиеся в результате жизнедеятельности животных и человека в сельской местности, не дают большого притока соединений азота как в почве, так и в грунтовых водах. В естественных условиях, когда почвы остаются без удобрений и не загрязняются нечистотами, количество нитратов бывает весьма значительным. А. В. Рыбалкина и Е. В. Кононенко в неудобренной сухой почве наблюдали накопление нитратов в концентрации от 59 до 176 мг/кг. В серой лесной (абсолютно сухой) почве Татарии максимальное количество нитратов без удобрения, по В. М. Шорину, составляло 214,1 мг/кг.
Таким образом, даже внесение того количества нечистот, которое накапливается в сельской местности в течение года, не увеличивает содержание нитратов в почве выше того, которое образуется в естественных условиях. Передвижение загрязнений из выгребной ямы индивидуального пользования с проницаемыми стенками как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении имеет ограничения. По данным А. С. Преображенской и Э. Г. Вагнера, эти расстояния не превышают 3—4 м.
Другим источником азота служит атмосфера. Окислы азота, образовавшиеся под влиянием атмосферного электричества, а также соединения азота, выбрасываемые в воздух промышленными предприятиями, поступают с осадками в почву, там быстро усваиваются бактериями и включаются в процесс нитрификации; часть этого азота превращается в нитраты. Количество его не велико и составляет ежегодно от 2 до 22 кг/га (Э. Рассел). Азотфиксирую-щие бактерии из воздуха в почву вносят от 10 до 50 кг молекулярного азота в 1 га (Е. Н. Ми-шустин и М. И. Перцовская.).
Наиболее важным запасным фондом азота для почвы являются органические вещества самой почвы. По данным Е. А. Кротовой и Г. А. Максимовича, в 18—20-сантиметровом слое подзолистой почвы содержится 4192 кг на 1 га органического азота, в серой лесной почве—5246 кг на 1 га, а в черноземных—10 492 кг на 1 га. В опытах с почвой при оптимальных условиях М. А. Винокуров отметил значительное увеличение нитратов: в пробах серой лесной почвы без удобрения количество их за 14 дней с 29,5 мг/кг увеличилось до 218,6 мг/кг.
Нитраты благодаря их хорошей растворимости начинают перемещаться в почве и в тех случаях, когда на поверхности скапливается гравитационная вода; она проталкивает почвенную воду по крупным капиллярным ходам до горизонта грунтовой воды (Б. Б. По-лынов). О вытекании воды из грунтов сообщает и А. Ф. Лебедева.
С целью выяснения возможности вытекания нитратов с почвенными водамив грунтовые потоки мы провели новые исследования колодезных вод. Предварительно в отделе землепользования и землеустройства Министерства сельского хозяйства Татарии (нач. отдела Г. А. Жуков) и из литературы (В. В. Докучаев; П. В. Гришин) мы получили сведения о характере почв территории колхозов и совхозов республики. Затем все селения на этой территории распределили на 3 группы. К 1-й группе отнесли 7 населенных пунктов, расположенных в зоне подзолистых почв; ко 2-й — 9 селений, расположенных в зоне серых лесных почв; в 3-й группе — зона чернозема — обследовали 10 населенных пунктов.
Во всех селениях из колодцев брали пробы воды и определяли нитраты (N03). Полученные данные приведены в табл. 2.
Из табл. 2 видно, что в местности, где распространена подзолистая почва, количество нитратов в грунтовых водах составляет в среднем 46 мг/л. Если почва серая лесная, то в колодцах содержание нитрат-иона возрастает до 101,5 мг/л, а в зоне чернозема до 181,3 мг/л.
Разница средних является существенной (путем статистической обработки материала по Е. Л. Ноткину мы получили при М2—М1 Р>0,001 и при Мл—М2 Р>0,001).
Подзолистые почвы Татарии, по материалам П. В. Гришина, характеризуются низким содержанием гумуса (0,90—4,95%) и кислой реакцией среды (рН 4,42—6,58). По М. А. Винокурову, в серой лесной почве гумуса больше (2,80—7,90%), а реакция водной вытяжки приближается к нейтральной (рН 6,10—6,80); в черноземе количество гумуса достигает 7,40—13,30% и активная реакция нейтральная или слабо щелочная (рН 6—7,8).
Таблица 2
Нитраты в грунтовых водах в зависимости от характера почвы (М±т)
Типы почв Число колодцев Содержание нитратов (в мг/л)
Подзолистая 47 46,0+6,4
Сера я лес-
ная 73 101,5+8,9
Чернозем 76 18!,3±17,3
Таким образом, процессы нитрификации, протекающие с меньшей интенсивностью в подзолистой почве и интенсивно развивающиеся в черноземе, являются, по всей вероятности, основным фактором накопления нитратов в почве. В свою очередь соединения азота при выпадении осадков и соответствующей температуре почвы во время смыкания гравитационной воды с грунтовой поступают в грунтовые потоки и становятся составной частью природных вод.
Выводы
1. В поверхностных водоемах (реки) и подземных водах Татарии нитраты (ЫОэ) являются распространенным соединением азота. Количество нитрат-иона в реках не превышает 15 мг/л\ в 52,1% колодцев содержание нитратов составляет более 41 мг!л, в родниках менее 100 мг/л. В водоисточниках, питающихся глубокими водоносными горизонтами, содержится нитратов менее 40 мг/л.
2. В условиях Татарии в колодезных водах зоны подзолистой почвы количество нитратов минимальное (в среднем 46+6,4 мг!л); в зоне серой лесной почвы в этих водоисточниках содержание нитратов в среднем составляет 101,5+8,9 мг!л, а там, где чернозем, достигает 181,3+17,3 мг/л.
3. Результаты исследований могут быть использованы при проведении мероприятий по оздоровлению сельского водоснабжения и разработке планировки территории Татарии.
ЛИТЕРАТУРА
Вагнер Э. Г. ВОЗ. Серия монографий, 1963, № 39, с. 29. —Гришин П. В. Учен, записки Казанск. ун-та, 1956, т. 116, кн. 9, с. 61. —Лебедев А. Ф. Почвенные и грунтовые воды. М., 1936. — Мишустин Е Н., Перцовская М. И. Микроорганизмы и самоочищенные почвы. М., 1954. — Ноткин Е. Л. Статистика в гигиенических исследованиях. М., 1965. — П о л ы н о в Б. Б. Избранные труды, 1956, с. 569. — Преображенская А. С. Гиг. и сан., 1950, № 12, с. 4. — Рассел Э. Почвенные условия и рост растений. М., 1955. — Рыбалкина А. В., К о н о н е и к о Е. В. В кн.: Микроорганизмы и органическое вещество почв, 1961, с. 5. — Ш о р и н В. М. Труды Казанск. сельскохозяйственного ин-та, 1966, в. 52. с. 122. — Черкинский С. Н. В кн: Руководство по коммунальной гигиене, 1952, т. 2, с. 96.
Поступила 21/У 1968 г.
УДК 628.31:546.266/.2в81:628.39:597
ДЕЙСТВИЕ СТОЧНЫХ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ ЦИАНИДЫ И ШЕСТИ ВАЛЕНТНЫЙ ХРОМ, НА ВЫЖИВАЕМОСТЬ НЕКОТОРЫХ ВОДНЫХ ОРГАНИЗМОВ
Е. В. Силайчук (Тула)
Материалом для исследования послужили опыты, выполненные в 1965—1967 гг., с целью выяснить оптимальные условия существования водных организмов при действии различной концентрации шестивалентного хрома и цианидов. Для этого в стеклянные колбы емкостью 500 мл наливали речную воду с различной концентрацией указанных веществ; колба с чистой водой служила контролем. Перед каждым опытом воду проверяли на химический состав. В каждую колбу помещали по 10 мальков рыб из семейства карповых, дафнии инфузории (парамеция) и водяные клопы-гладыши. Экспозиция суточная.
При действии циана в концентрации 0,05 мг/л в поведении мальков рыб не отмечалось изменения и отличия от контроля. При действии циана в концентрации 0,08 мг!л 20% мальков приобретали ограниченную подвижность, а при концентрации 0,1 мг/л 40% мальков погибли через 24 часа, часть же утратила подвижность.
Для определения возможности регенерации мы перенесли мальков из колб с вредным веществом через 24 часа в чистую речную воду. Мальки, ранее получившие дозы циана 0,8— 0,1 мг/л, восстановили подвижность.
При опытах с дафниями пипеткой вылавливали рачков из чашки Петри и переносили их на часовое стекло. С часового стекла отсасывали излишек воды и сразу же всех рачков смывали исследуемой водой в коблу, чтобы не внести излишка чистой воды, используемой для разбавления. При концентрации циана на 0,1 мг/л 60% дафний утратили подвижность через 24 часа. При перенесении их в чистую воду регенерация не произошла.
В опытах с классом инфузорий критерием установления токсичности являлось изменение движения, формы и взмаха ресничек этих одноклеточных организмов, а также количество их в неподвижном состоянии. После суточной экспозиции в поле зрения микроскопа при концентрации циана 0,1 мг/л большое количество инфузорий наблюдалось без видимых
