CC BY
201
УДК 504.4.004.12 (571.17)
Н. А. Хмырева, А. Ю. Игнатова, Е. А. Макаревич
МОНИТОРИНГ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ В Г. КЕМЕРОВО
В Кемеровской области актуальна проблема обеспечения населения качественной питьевой водой. По данным материалов к ежегодным государственным докладам «О состоянии окружающей природной среды Кемеровской области» качество питьевой воды периодически не отвечает гигиеническим требованиям. Так, в 2008 г. по результатам лабораторного контроля, 20,4 % проб воды источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения не отвечало гигиеническим нормам по микробиологическим показателям и 30, 9 % - по санитарно-химическим показателям. Среднеобластной показатель нестан-дарт-ных проб водопроводной воды по микробиологическим показателям составил 7,3 %, по санитарно-химическим - 12,6 % [8].
Главным источником питьевого водоснабжения г. Кемерово является р. Томь, воды которой загрязнены различными химическими соединениями (фенолами, нефтепродуктами, соединениями азота, железа, меди, цинка, хлорорганическими соединениями, взвешенными веществами и др.). Реки бассейна р. Томь загрязняются сточными водами предприятий горнодобывающей, топливноэнергетической, химической промышленности, агропромышленного комплекса и жилищнокоммунального хозяйства.
Воду из р. Томь забирают 37 предприятий городов Кемерово, Новокузнецк, Междуреченск, Ленинск-Кузнецкий, Мыски, Юрга и районов Кемеровский, Ленинск-Кузнецкий, Новокузнецкий. В 2008 г. забрано 2402,46,1 млн. м3 пресной воды, в т.ч. 1267,6 млн. м3 на производственные нужды. В р. Томь сбрасывают сточные воды 54 предприятия городов Кемерово, Новокузнецк, Мыски, Междуреченск, Юрга и др. В 2008 г. ими сброшено 1798 млн. м3 сточных вод, в т.ч. 258,89 млн. м3 без очистки [8]. Со сточными водами сброшено 161,1 тыс. т загрязняющих веществ. Основными загрязняющими веществами р. Томь, превышающими предельно допустимые концентрации (ПДК) являются фенолы, нефтепродукты, соединения азота, меди, цинка, железа, легко окисляемые органические вещества по показателю БПК5. В г. Кемерово объем водопотребления составляет в среднем 289, 27 млн. м3 в год, сбрасывается в р. Томь 256, 61 млн. м3 сточных вод. По индексу загрязненности вода р. Томь оценивается как «сильно загрязненная».
Причиной вторичного загрязнения питьевой воды является санитарно-техническое состояние водопроводных сетей.
В 2008 г. в г. Кемерово по результатам лабораторного контроля 2,8 % проб водопроводной воды не отвечало гигиеническим нормам по мик-
робиологическим показателям и 2,0 % - по сани-тарно- химическим показателям.
В результате обеззараживания активным хлором в питьевой воде г. Кемерово периодически обнаруживаются высокие концентрации высоко-токсичных галогенсодержащих соединений.
Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемическом и радиационном отношении, безвредна по химическому составу, и иметь благоприятные органолептические свойства. Качество
питьевой воды должно соответствовать гигиеническим нормативам перед ее поступлением в распределительную сеть, а также в точках водозабора наружной и внутренней водопроводной сети [9].
При контроле качества питьевой воды оцениваются и анализируются следующие показатели: органолептические, микробиологические, паразитологические, радиологические, химический состав [6].
Цель данного исследования - оценка безопасности водопроводной воды г. Кемерово.
Отбор проб питьевой водопроводной воды проводили в марте 2004 г, марте 2007 г. и в апреле
- мае 2010 г. в соответствии с ГОСТ Р 51593-2000 «Вода питьевая. Отбор проб» [1]. Место взятия проб - Центральный район (ул. Терешковой) и Ленинский район (б. Строителей).
Исследования проводили по следующим направлениям: органолептический анализ, рН-
метрия, биотестирование и определение остаточного активного хлора.
Определение запаха проведено при температуре 20 и 60° С. Количественно запах оценивали по пятибалльной шкале. ГОСТ допускает наличие запаха воды до 2 баллов при температуре 20° С.
Значение водородного показателя оценивалось с помощью рН-метра. Диапазон изменения рН питьевой воды по ГОСТ Р 51232-98 равен 6,5 -8,5. Оптимальное значение рН для питьевой воды 7,0 - 7,1 [7].
Определение токсичности воды проводили методом биотестирования по смертности и изменению плодовитости ветвистоусых рачков дафний
[5].
В настоящее время методы биотестирования при определении острого токсического воздействия на низших ракообразных широко применяются как в России, так и за рубежом [3]. В ряде развитых стран биотестирование стало обязательным элементом контроля водных объектов. Одним из используемых тест-организмов являются рачки вида Daphnia magna, токсическое воздействие на которых оценивается по показателю их выживаемости или смертности в тестируемой воде. В России дафниевый тест обязателен при установлении
Химическая технология
149
ПДК отдельных веществ в воде рыбохозяйственных водоемов. Биотестирование применяется для определения токсичности сточных и природных (пресных и морских) вод, донных отложений, отработанных буровых растворов, сбрасываемых в море, и загрязняющих веществ.
Однако, следует отметить, что при оценке качества питьевой воды биотестирование с использованием дафний практически не используется.
Данный тест-объект был применен нами для анализа водопроводной воды. Культура дафний была предоставлена Центральной лабораторией анализов и технических измерений по Кемеровской области.
Методика основана на определении смертности и изменения плодовитости дафний (Daphnia magna Straus) при воздействии токсичных веществ, присутствующих в исследуемой водной среде, по сравнению с контрольной культурой в пробах, не содержащих токсичных веществ. Проба воды, подлежащая биотестированию, должна иметь рН 7,0 - 8,2.
Для опыта использовалась одновозрастная культура, полученная от одной самки. Такая культура генетически однородна, что снижает возможность ошибки эксперимента. Возраст рачков определяли с помощью калиброванных сит. Одновозрастных дафний помещали в опытные пробы с исследуемой водой. Перед началом эксперимента дафний кормили суспензией водоросли хлорелла (Chlorella vulgaris). В ходе эксперимента кормили один раз в день. Учет смертности проводили каждый час в течение первых четырех часов и затем два раза в сутки до истечения 96 часов. Особи считаются мертвыми, если они неподвижны и не двигаются по истечении 15 секунд после легкого покачивания стакана.
В опыте определяли острое токсическое действие исследуемой воды по смертности (летальности) дафний за определенное время. Критерием острой токсичности служит гибель 50 % и более дафний за 96 часов в исследуемой воде при условии, что в контрольной пробе гибнет не более 10 %. В ходе острого опыта устанавливали среднюю летальную концентрацию токсичных веществ (ЛКР), вызывающую гибель 50 % и более тест-организмов за 96 часов, безвредную концентрацию, не вызывающую эффекта острой токсичности (БКР), вызывающую гибель не более 10 % тест-организмов за 96 часов.
Для определения острой токсичности подсчитывали процент выживших дафний по сравнению с контролем:
А = .¡00%,
Хк
где Хк - количество выживших дафний в контроле, Хт - количество выживших дафний в тестируемой воде.
При А<10 % тестируемая вода не оказывает острого токсического действия. При А>50 % тестируемая вода оказывает острое токсическое действие.
Токсичность оценивалась в баллах: 0 - отсутствие токсичности, 1 - хроническое малотоксическое действие, 2 - хроническое токсическое действие.
Определение остаточного хлора (мг/м3) проводили по ГОСТ 8190-72 йодометрическим методом и методом титрования метиловым оранжевым [3]. Согласно ГоСт 18190-72 содержание остаточного свободного хлора в водопроводной воде должно быть в пределах 0,3-0,5 мг/л, остаточного связанного хлора - 0,8-1,2 мг/л. Хлор относится к
Таблица 1. Количественная оценка качества питьевой водопроводной воды г. Кемерово в 2004 - 2007 гг.
Показатель Район города Кемерово
2004 год 2007 год
Центральный Ленинский Центральный Ленинский
Интенсивность запаха при 20° С 1 1 3 2
Интенсивность запаха при 60° С 2 2 4 3
Водородный показатель, рН 7,0 6,9 7,6 7,9
Смертность дафний, % 30 10 100 100
ЛКР, % - - 100 95
БКР, % 75 100 10 6,7
Токсичность, баллы 1 0 2 2
Таблица 2. Количественная оценка качества питьевой водопроводной воды г. Кемерово в 2010 г.
Показатель Район города Кемерово
апрель 2010 год май 2010 год
Центральный Ленинский Центральный Ленинский
Интенсивность запаха при 20° С 1 1 2 1
Интенсивность запаха при 60° С 2 2 4 3
Водородный показатель, рН 6,7 6,9 6,6 6,7
Содержание остаточного активного хлора, мг/л 0,130±0,05 0,118±0,03 0,549±0,04 0,230±0,04
веществам третьего класса опасности.
Количественная оценка качества питьевой водопроводной воды представлена в табл. 1 и 2.
В 2004 г. водопроводная вода характеризовалась как нетоксичная (проба Ленинского района) и слаботоксичная (проба Центрального района).
В 2007 г. пробы питьевой воды имели слабый и заметный (а при нагревании - заметный и отчетливый) хлорный запах. Также отмечена 100 % смертность тест-объектов. Нами была определена степень разбавления водопроводной воды водой нормального качества до концентрации загрязняющих веществ, не вызывающих гибель дафний. Это соотношение составило порядка 1:10, только в этом случае вода не оказывала токсического воздействия на живые организмы. Токсическое действие проб питьевой водопроводной воды можно связать с повышением уровня хлорирования на очистных сооружениях «КемВода» в весенний период, что приводит к росту содержания хлорорганических веществ в питьевой воде.
В 2010 г. отбор проб проводили в начале апреля до начала интенсивного таяния снега и в мае, во время паводка. Во время паводка в пробах водопроводной воды обнаружено более высокое содержание остаточного хлора по сравнению с апрелем и, более того, в пробах Центрального района содержание остаточного хлора превышало допустимые значения.
Таким образом, проведенные исследования показали, что пробы водопроводной воды в марте 2004 г. соответствовали требованиям ГОСТа и вода в Ленинском районе характеризовалась как нетоксичная и безвредная для тест-объектов, а в Центральном - как слаботоксичная. Пробы питье-
вой водопроводной воды в марте 2007 г. в Центральном и Ленинском районах имели отчетливый хлорный запах и вызвали гибель 100 % тест-объектов. Только при разведении в 10 раз вода не оказывала летального действия на дафний. Пробы в мае 2010 г. в Центральном районе имели такой же запах при нагревании и повышенное содержание остаточного хлора.
Можно сделать заключение, что качество питьевой воды в г. Кемерово остается низким, несмотря на принимаемые меры по строительству и реконструкции водопроводных сооружений, сооружений по очистке хозяйственно-бытовых вод, замене изношенных водопроводных сетей, проводимые в рамках региональной целевой программы «Чистая вода».
Во время паводка питьевая вода становится опасной для здоровья. Вызывает тревогу используемая технология обеззараживания питьевой воды методом хлорирования, что в условиях недостаточной очистки природной воды от органических веществ, в частности, фенолов, нефтепродуктов, ведет к образованию в питьевой воде чрезвычайно токсичных соединений семейства диоксинов.
Исходя из полученных результатов, нами предложены следующие рекомендации жителям г. Кемерово.
1. Стараться не употреблять «сырую» водопроводную воду, а употреблять питьевую воду, продаваемую в бутылях, больше соков, столовых минеральных вод.
2. Пользоваться бытовыми фильтрами, либо отстаивать или кипятить воду для питья и приготовления пищи.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. ГОСТ Р 51593-2000 Вода питьевая. Отбор проб. - М.: Изд-во стандартов, 2000. - 35 с.
2. ГОСТ Р 51232-98 Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества. - М.: Изд-во стандартов, 1998. - 27 с.
3. ГОСТ 18190-72 Вода питьевая. Методы определения содержания остаточного активного хлора. - М.: Изд-во стандартов, 1972. - 29 с.
4. Брагинский Л. П. Методологические аспекты токсикологического биотестирования на Daphnia magna Str. и других ветвистоусых ракообразных / Л. П. Брагинский // Гидробиол. журн. - 2000. - Т. 36. - № 5. - С. 50-70.
5. Жмур Н. С. Биологические методы контроля. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний. ФР. 1.39.2001.00283 / Н. С. Жмур. - М.: АКВА-РОС, 2001. - 48 с.
6. Кармазинов В. Ф. Система аналитического контроля качества воды / В. Ф. Карамзинов, А. Н. Атапов // Водоснабжение и сан. техника. - № 8. - 2004. - С. 11 - 14.
7. Львова Т. Г. Санитарная микробиология с основами водной токсикологии: учеб. пособие / Т. Г. Львова. - Калининград, 1996. - 70 с.
8. Материалы к государственным докладам «О состоянии и охране окружающей природной среды Кемеровской области», 2004-2008 гг.
9. СанПиН 21.4.559-96 Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды центральных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. - М.: Госкомиздат России, 1996. - 28 с.
□ Авторы статьи:
Хмырева Наталья Александровна
- студентка гр. ГК-082 КузГТУ Тел. 8-951-619-22-35;
Игнатова Алла Юрьевна - канд. биол. наук, доцент каф. химической технологии твердого топлива и экологии КузГТУ, тел. 8-903-071-50-36;
Макаревич Евгения Анатольевна - ведущий инженер каф. химической технологии твердого топлива и экологии КузГТУ, тел. (8-384-2)-39-63-08.
