CC BY
24УДК 613.32
КОМПЛЕКСНАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ВОДЫ РОДНИКОВ ГОРОДА
СИМФЕРОПОЛЬ
Волкова Н. Е., Иванютин Н. М., Юнчик Ю. А.
ФГБУН «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма» 295493, г. Симферополь, ул. Киевская, 150, е-mail: volkova_n@niishk.ru
Аннотация. Целью работы является оценка качества водных ресурсов родников, расположенных на территории Симферополя и используемых для питьевых нужд населением. В основу исследования заложено применение двух подходов: сравнения с предельно допустимыми концентрациями загрязняющих веществ в воде и расчета интегрального показателя, характеризующего безопасность водных ресурсов для населения. В результате установлено, что по всем обследованным родникам г. Симферополь фиксируется превышение предельных допустимых концентраций загрязняющих веществ в воде минимум по одному показателю, что свидетельствует о необходимости осуществления подготовки родниковой воды перед ее использованием для питьевых целей. Реализацию действий, направленных на улучшение качества вод данных подземных источников, целесообразно начать с расчистки Петровской балки от скопления бытового и строительного мусора и канализования территорий, расположенных в верховье рек Абдалка, Славянка и водотока Петровская балка.
Ключевые слова: городская среда, родник, качество воды, интегральная оценка.
ВВЕДЕНИЕ
Несмотря на реализацию ряда государственных и муниципальных программ, направленных на расширение охвата населения услугами централизованного водоснабжения, родники, малодебитные скважины и колодцы продолжают использоваться как источники питьевой воды не только в сельской местности, но и крупных городах. Это обосновано сочетанием ряда факторов, а именно:
- недостаточным уровнем подключения домовладений к системам централизованной подачи водных ресурсов (охват населения городских округов Республики Крым данной коммунальной услугой колеблется от 86 до 100 % [1]);
- качеством подаваемой воды;
- амортизационным износом систем водоснабжения и как следствие значительным количествам аварий на сетях (доля нуждающихся в замене водоводов городских округов Крымского региона колеблется от 50 до 89 % [1]).
Кроме того, среди населения распространено мнение, что родниковая вода является изначально более чистой, чем подаваемая централизованно. Однако часть подземных водоносных горизонтов, в силу повсеместного развития в Крыму карстовых пород, слабо защищена от поверхностных источников загрязнения и может быть загрязнена азотными соединениями, тяжелыми металлами, бактериальными и другими поллютантами, особенно в городских условиях, а использование для питьевых целей вод не соответствующего качества несет большую опасность для здоровья.
Следует отметить, что в Крымском регионе по большинству подземных водозаборов, используемых для питьевого водоснабжения, фиксируется превышение предельных допустимых концентраций минимум по одному показателю. К примеру, в ходе проведения комплексной оценки качества подземных вод Черноморского района, применяемых для покрытия питьевых нужд населения, только по двум скважинам (5192 и 5206) не было зафиксировано превышения нормативных требований СанПиН 1.2.3685-21 [2], а в исследованиях питьевых вод из подземных водозаборов бассейна р. Салгир было выявлено, что из 178 водозаборов отклонения по интегральному показателю химической безвредности воды выявлены на 71, что составило около 40 % от их общего числа [3].
Таким образом, оценка качества водных ресурсов нецентрализованных источников воды и разработка мероприятия, направленные на снижение негативного воздействия данных водных объектов на здоровье населения, является актуальным направлением для Республики Крым.
Экономика строительства и природопользования № 3 (84) 2022 г. АНАЛИЗ ПУБЛИКАЦИЙ
Оценка качества водных ресурсов родников нашла отражение в работах многих ученых и специалистов: Семенищева В. С., Авхадиевой Д. И., Косарева А. В., Рассадиной Е. В., Трифоновой Т. А., Боевой А. С., Глазовой В. А. и мн. др. Несмотря на различные результаты проведенных исследований, работы этих авторов [4-10] объединяет вывод о том, что для создания благоприятной среды проживания и снижения риска здоровью населения, обусловленного использованием для питьевых целей родниковой воды плохого качества, необходимо проводить регулярные обследования данных водных объектов. Ученые из Китая [11], изучая подземные воды с повышенной жесткостью и высоким содержанием нитратов и фтора, пришли к выводу, что нитраты и фтор представляют серьезную опасность для здоровья детей, а организм взрослого населения восприимчив к нитратному загрязнению. Исследователи из Словакии оценили влияние на сердечно-сосудистую систему употребление мягкой и жесткой воды [12], а американские специалисты установили взаимосвязь использования для питьевых нужд подземных вод загрязненных нитратами и развития рака щитовидной железы у населения [13].
Исходя из вышеизложенного была сформулирована цель данной работы - оценить качество водных ресурсов родников г. Симферополь, используемых населением для удовлетворения потребностей в питьевой воде, и выделить среди них объекты, представляющие наибольшую опасность для здоровья людей.
ОСНОВНОЙ РАЗДЕЛ
Симферополь - столица Республики Крым, расположенная в центре Крымского полуострова, с площадью около 100 тыс. км2, и численностью населения 340,5 тыс. чел. (согласно статистическим данным за 2021 год). Охват жителей города системами централизованного водоснабжения составляет 92 %. Основными источниками питьевой воды выступают Симферопольское, Аянское, Партизанское водохранилища и подземные водозаборы (Аэрофлотский, Аэрофлотский 2, Аэрофлотский 3, Сегада, Бештерек-Зуйский и др.) [14]. Кроме того, на территории города расположен ряд родников. Воды этих водоисточников используются населением в периоды ограничения подачи воды по сетям, а также жителями, не подключенными к системам централизованного водоснабжения.
В ходе работ 2022 года было проведено обследование 15 родников, используемых для удовлетворения питьевых нужд. В таблице 1 и на рисунке 1 приведена детальная информация о местах их расположения и схема размещения.
Таблица 1.
Месторасположение обследованных родников
Номер родника Описание места расположения Координаты
широта долгота
1 2 3 4
Бассейн р. Салгир
1 не застроенный сектор в районе ул. Зои Рухадзе 44.909469 с. ш. 34.134508 в. д.
2 в районе ул. Воровского 44.943566 с. ш. 34.121822 в. д.
Бассейн Петровской балки
3 верховье балки, выше церкви Марии Магдалены 44.917187 с. ш. 34.120961 в. д.
4 ул. Петровская балка, напротив места сброса технической воды с ВОС «Петровские скалы» 44.942774 с. ш. 34.116650 в. д.
5 в районе домовладения по ул. Лестничный спуск 12 44.947700 с. ш. 34.116511 в. д.
Бассейн р. Малый Салгир
6 ул. Левобережная, рядом с зданием ГБУЗ РК «Симферопольская ЦРКБ» 44.960881 с. ш. 34.134757 в. д.
Продолжение таблицы 1
1 2 3 4
Бассейн р. Абдалка
7 верховье р. Абдалка, дачный массив Каменка 44.984161 с. ш. 34.183052 в. д.
8 ул. Новый Мир (микрорайон Белое 4) 44.994335 с. ш. 34.161809 в. д.
9 ул. Белая (микрорайон Белое 2) 44.987232 с. ш. 34.140020 в. д.
10 возле моста трассы Объездная через р. Абдалка 44.980889 с. ш. 34.131101 в. д.
11 ул. Запрудная, за прудом 16 р 44.979575 с. ш. 34.129685 в. д.
12 ул. Кечкеметская, возле ресторана «Ковчег» 44.975218 с. ш. 34.119742 в. д.
13 устье водотока, возле Республиканской детской больницы 44.968673 с. ш. 34.115230 в. д.
Бассейн р. Славянка
14 верховье реки, в районе пересечения улиц Севастопольская и Данилова 44.922370 с. ш. 34.079301 в. д.
15 верховье реки, в районе пересечения улиц Севастопольская и Данилова 44.922897 с. ш. 34.078591 в. д.
М I КО ООО I I Административная граница г.Симферополь
-река
^ родник
Рис. 1. Схема размещения обследованных родников
Ниже в таблицах 2 и 3 представлены результаты химических анализов, отобранных из данных родников проб воды.
Таблица 2.
Органолептические и обобщенные показатели качества воды родников г. Симферополь
Номер родника рН Жесткость, 0Ж Содержание, мг/дм3
N03" С1" 8042" Р043" ИСОэ" К+ мй+ Са2+
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Бассейн р. Салгир
1 7,2 9,4 133,8 60,4 126,3 0,0 335,5 5,7 24,3 148,0 39,1
2 7,1 6,3 70,4 60,4 63,0 0,1 268,4 15,0 8,5 112,0 39,1
Продолжение таблицы 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Бассейн Петровской балки
3 6,9 5,1 55,8 17,8 39,6 0,1 213,5 7,8 2,4 98,0 11,5
4 7,8 12,1 207,3 110,1 166,8 0,4 402,6 18,5 18,2 212,0 71,3
5 6,9 11,8 237,9 134,9 176,1 0,2 396,5 34,9 9,7 220,0 87,4
Бассейн р. Малый Салгир
6 8,0 6,2 90,3 74,6 77,4 0,6 158,6 3,6 18,2 94,0 48,3
Бассейн р. Абдалка
7 7,8 7,2 75,3 60,4 57,0 0,4 158,6 6,4 41,3 76,0 39,1
8 7,9 10,7 88,5 159,8 423,0 0,3 122,0 1,4 30,4 164,0 103,5
9 8,0 6,9 71,7 134,9 169,5 0,3 183,0 0,7 20,7 104,0 87,4
10 7,2 9,9 101,5 88,8 130,2 0,0 433,1 3,6 17,0 170,0 57,5
11 7,8 6,8 78,8 88,8 125,7 0,4 170,8 0,7 25,5 94,0 57,5
12 8,0 9,6 46,1 124,3 287,7 0,4 152,5 1,4 37,7 130,0 80,5
13 8,0 8,7 92,5 67,5 114,9 0,8 305,0 4,3 25,5 132,0 43,7
Бассейн р. Славянка
14 7,9 8,7 136,9 71,0 99,6 0,8 329,4 4,3 13,4 152,0 46,0
15 7,9 9,7 46,5 63,9 92,1 0,0 359,9 3,6 17,0 166,0 41,4
Примечание: Жирным выделены концентрации компонентов, превышающие ПДК.
Таблица 3.
Содержание тяжелых металлов в воде родников г. Симферополь
Номер родника Содержание, мг/дм3
меди свинца цинка кадмия железа
Бассейн р. Салгир
1 <0,002 <0,004 0,006 <0,001 0,075
2 0,008 <0,004 0,002 <0,001 0,005
Бассейн Петровской балки
3 0,003 <0,004 0,002 <0,001 0,019
4 <0,002 <0,004 0,009 <0,001 0,057
5 <0,002 <0,004 0,003 <0,001 0,059
Бассейн р. Малый Салгир
6 <0,002 <0,004 0,020 <0,001 0,077
Бассейн р. Абдалка
7 <0,002 <0,004 0,012 <0,001 0,066
8 0,003 <0,004 0,018 <0,001 0,029
9 <0,002 <0,004 0,017 <0,001 0,043
10 0,003 <0,004 0,002 <0,001 0,006
11 <0,002 <0,004 0,015 <0,001 0,102
12 0,004 <0,004 0,016 <0,001 0,059
13 <0,002 <0,004 0,017 <0,001 0,097
Бассейн р. Славянка
14 <0,002 <0,004 0,017 <0,001 0,024
15 0,005 <0,004 0,014 <0,001 0,034
К показателям, по которым в соответствии с СанПиН 1.2.3685-21 [15] было зафиксировано превышение нормативных требований, относятся: общая жесткость и содержание нитратов. Ниже на рисунке 2 приведены соотношение концентрации данных веществ к их предельным допустимым значениям.
В ходе обследования по всем родникам было зафиксировано превышение предельных допустимых концентраций загрязняющих веществ в воде. Наименьшие отклонения от нормативных требований к качеству питьевой воды были получены по родникам 12 и 15. Первый из них активно используется жителями г. Симферополь для удовлетворения нужд в питьевой воде.
Номер родника
♦ жесткость нитраты
Рис. 2. Превышение нормативных требований по показателям жесткость и содержание нитратов в воде обследованных родников
Для выделения родников, представляющих наибольшую опасность для здоровья населения, была использована методика интегральной оценки качества питьевой воды по показателям химической безвредности. Суть данного подхода сводится к расчету четырех комплексных показателей, отражающих рефлекторно-ольфакторный, неканцерогенный и канцерогенный риски. Детальное изложение данной методики приведено в [16-17].
В данной работе при определении рефлекторно-ольфакторного риска учитывалось 7 параметров (рН, общая жесткость, содержание хлоридов, сульфатов, фосфатов, железа и магния), для неканцерогенного риска в расчет принимались концентрации в родниковой воде нитратов, натрия, цинка и меди. Канцерогенный риск не учитывался, так как содержание веществ, обуславливающих его возникновение, в основном не было зафиксировано приборами, с помощью которых устанавливался качественный состав воды. Результаты проведенных расчетов приведены в таблице 4.
Таблица 4.
Результаты интегральной оценки качества воды по показателям химической безвредности
Номер родника Риски Интегральный показатель
рефлекторно -ольфакторный неканцерогенный
значение по суммарной оценке отношение к приемлемому значению значение по суммарной оценке отношение к приемлемому значению
Бассейн Салгира
1 0,018 0,183 0,054 1,08 1,26
2 0,004 0,038 0,030 0,61 0,65
Бассейн Пет ровской балки
3 0,002 0,018 0,022 0,45 0,47
4 0,042 0,418 0,083 1,66 2,08
5 0,039 0,392 0,095 1,90 2,29
Бассейн р. Малый Салгир
6 0,004 0,036 0,039 0,77 0,81
Бассейн р. Абдалка
7 0,011 0,113 0,032 0,64 0,75
8 0,029 0,287 0,043 0,85 1,14
9 0,006 0,055 0,035 0,70 0,75
10 0,022 0,217 0,043 0,87 1,09
11 0,005 0,052 0,035 0,70 0,75
12 0,020 0,197 0,025 0,50 0,70
13 0,014 0,139 0,039 0,78 0,92
Бассейн р. Славянка
14 0,014 0,139 0,056 1,11 1,25
15 0,020 0,202 0,022 0,43 0,63
Исходя из результатов интегральной оценки качества воды по показателям химической безвредности, наиболее неблагоприятная обстановка складывается по родникам 1, 4, 5, 8, 10 и 14. Воду этих объектов не целесообразно использовать для питьевых нужд без дополнительной водоподготовки, так как ее длительное применение с большой вероятностью может привести к развитию заболеваний кровеносной, сердечнососудистой систем, желудочно-кишечного тракта, почек и других органов.
Наиболее вероятными причинами плохого качества воды данных родников, обусловленного в первую очередь высокими концентрациями нитратов, являются:
- зафиксированное в ходе обследования скопление строительного и бытового мусора в Петровской балке;
- недостаточный уровень канализования домовладений, расположенных в верховьях рек Абдалка, Славянка, водотока Петровская балка.
В качестве подтверждения данной гипотезы в ходе оценки микробиологических параметров по ряду обследованных водных объектов было зафиксировано наличие в воде колиморфных бактерий. К примеру, по роднику 14 показатель ОКБ (обобщенные колиморфные бактерии) составил 28 КОЕ/100 см3, а Е.соП - 20 КОЕ/100 см3, что свидетельствует о фекальном загрязнении и является недопустимым для источников питьевой воды.
Устранение обозначенных выше причин будет способствовать созданию комфортной городской среды для населения крымской столицы и снижению риска здоровью населения г. Симферополь, использующего для питьевых целей родниковую воду.
ВЫВОДЫ
По результатам проведенного исследования были сделаны следующие выводы:
- для создания благоприятной среды проживания и снижения риска здоровью населения вследствие использования для питьевых целей родниковой воды плохого качества целесообразно проводить регулярные наблюдения за составом и свойствами воды данных водохозяйственных объектов;
- по всем обследованным родникам г. Симферополь было зафиксировано превышение предельных допустимых концентраций загрязняющих веществ в воде минимум по одному параметру. Это свидетельствует о необходимости предварительной подготовки родниковой воды перед ее использованием для питьевых целей;
- при реализации действий, направленных на улучшение качества вод обследованных на территории г. Симферополь подземных источников, целесообразно начать с расчистки Петровской балки от скопления бытового и строительного мусора и канализования территорий, расположенных в верховье рек Абдалка, Славянка и водотока Петровская балка.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-2720062, https://rscf.ru/project/22-27-20062/.
ЛИТЕРАТУРА
1. Постановление Совета министров Республики Крым от 15 ноября 2021 года № 682 «О внесении изменений в постановление Совета министров Республики Крым от 26 декабря 2017 года № 714». - Текст : электронный // Правительство Республики Крым : официальный портал. - https://rk.gov.ru/ru/document/show/31412 (дата обращения: 15.09.2022).
2. Захаров, Р. Ю. Оценка качества подземных вод Черноморского района / Р. Ю. Захаров, Н. Е. Волкова, С. В. Подовалова // Экономика строительства и природопользования. - 2022. - № 1-2 (82-83). - С. 158-167.
3. Иванютин, Н. М., Интегральная оценка питьевых вод из подземных источников бассейна реки Салгир / С. В. Подовалова, А. М. Джапарова // Гигиена и санитария. - 2022. - Т. 101. - № 5. - 493-502.
4. Семенищев, В. С. Определение качества воды в родниках Екатеринбурга и Свердловской области / В. С. Семенищев, С. М. Титова, А. В. Воронина // Водное хозяйство России: проблемы, технологии, управление. - 2020. - № 5. - С. 126-138.
5. Авхадиева, Д. И. Качество воды родников города Перми / Д. И. Авхадиева // Международный студенческий научный вестник. - 2020. - № 5. - С. 1.
6. Косарев, А. В. Оценка канцерогенного и неканцерогенного рисков здоровью, обусловленных качеством питьевой воды родников аридной зоны / А. В. Косарев, Д. Е. Иванов, А. Н. Микеров, К. А. Савина // Гигиена и санитария. - 2020. - Т. 99. - № 11. -С. 1294-1300.
7. Рассадина, Е. В. Микробиологический мониторинг качества воды родников окрестностей города Ульяновска / Е. В. Рассадина, И. И. Галимов, Е. Г. Климентова, Ж. А. Антонова // Современные здоровьесберегающие технологии. - 2017. - № 4. - С. 407417.
8. Трифонова, Т. А. Оценка качества питьевой воды родников г. Владимир / Т. А. Трифонова, О. В. Савельев, А. А. Марцев, О. Г. Селиванов, Ю. Н. Курбатов, Л. Н. Романова // Здоровье населения и среда обитания. - 2022. - Т. 30. - № 6. - С. 23-31.
9. Боева, А. С. Санитарно-химическая и микробиологическая оценка качества воды родников Воронежской области / А. С. Боева, Т. И. Прожорина, С. А. Куролап, Е. Ю. Иванова, А. Г. Баскакова // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. - 2022. - Т. 16. - № 1. - С. 5360.
10. Глазова, В. А. Фадеев ручей и родник с одноименным названием: качество вод и геоэкологическая оценка / В. А. Глазова, И. А. Гапоненко, О. А. Федорова, В. А. Даувальтер // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. - 2020. - Т. 23. - № 1. - С. 57-62.
11. Yin S., Xiao Y., Han P., Men B., Huang L. Investigation of groundwater contamination and health implications in a typical semiarid basin of North China. Water (Switzerland). 2020; 12(4). 1137. https://doi.org/10.3390/W12041137.
12. Rapant S., Cveckovâ V., Fajcikovâ K., Hiller E., Stehlikovâ B. Hard water, more elastic arteries: A case study from Krupina District, Slovakia. International Journal of Environmental Research and Public Health. 2019; 16(9). 1521. https://doi.org/ 10.3390/ijerph16091521.
13. Tariqi A. Q., Naughton C. C. Water, Health, and Environmental Justice in California: Geospatial Analysis of Nitrate Contamination and Thyroid Cancer. Environmental Engineering Science. 2021; 38(5): 377-388. https://doi.org/10.1089/ees.2020.0315.
14. Программа комплексного социально-экономического развития муниципального образования городской округ Симферополь Республики Крым на 2015-2020 годы // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов : официальный сайт.
- URL: https://docs.cntd.ru/document/450201189 (дата обращения: 15.09.2022).
15. СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания». - Текст : электронный // Электронный фонд правовых и нормативно-технических документов : официальный сайт. - URL: https://docs.cntd.ru/document/573500115 (дата обращения: 15.09.2022).
16. Интегральная оценка питьевой воды централизованных систем водоснабжения по показателям химической безвредности: Методические рекомендации. МР 2.1.4.0032-11.
- М. : ФБУЗ «Федеральный центр гигиены и эпидемиологии» Роспотребнадзора, 2011. -37 с.
17. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду Р 2.1.10.1920-04. - М. : Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. - 143 с.
COMPREHENSIVE ASSESSMENT OF THE WATER QUALITY OF THE SPRINGS OF
THE SIMFEROPOL CITY
Volkova N. E., Ivanyutin N. M., Yunchik Yu. A.
Federal State Budget Scientific Institution «Research Institute of Agriculture of Crimea»
Annotation. The purpose of the work is to assess the quality of water resources of springs located on the territory of Simferopol, used for drinking needs by the population. The study is based on the use of two approaches: comparison with the maximum permissible concentrations of pollutants in water and calculation of an integral indicator characterizing the safety of water resources for the population. As a result, it was found that for all the surveyed springs, Simferopol, the excess of the maximum permissible concentrations of pollutants in the water is recorded by at least one indicator, which indicates the need to prepare spring water before using it for drinking purposes. It is advisable to start the implementation of actions aimed at improving the water quality of these underground sources by clearing Petrovskaya Balka from the accumulation of household and construction debris and sewerage of territories located in the upper reaches of the Abdalka, Slavyanka and Petrovskaya Balka watercourse.
Keywords: urban area, spring, water quality, integral assessment.
