CC BY
33
Раздел 10
ЭКОЛОГИЯ.
ЭКОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА И ГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Редакторы раздела:
АЛЕКСАНДР ВАСИЛЬЕВИЧ ПУЗАНОВ - доктор биологических наук, профессор, зам директора по научной работе Учреждения Российской академии Института водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН (г. Барнаул)
НИКОЛАЙ АЛЕКСЕЕВИЧ МЕШКОВ - доктор медицинских наук, профессор Научно-исследовательского института экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина РАМН, член Российской научной комиссии по радиационной защите (г. Москва)
УДК: 546.175:546.212:663.63(574.41)
Karimova A.V. THE CONTENT OF NITRATE IONS IN DRINKING WATER OF EAST KAZAKHSTAN REGION. In
this paper has been studied the main ecological and geochemical features of the content, distribution, variation, migration macrocomponents and nitrate ions in drinking waters of the East Kazakhstan region. Is given ecological estimation of drinking water of researching region.
Key words: drinking water, East Kazakhstan region, nitrate ions, macrocomponents, monitoring, geomorphologic zonality.
А.В. Каримова, магистр химии, ст. преп. каф. эколого-химичеких и географических дисциплин Семипалатинского гос. педагогического института, г. Семей, E-mail: karimova_av@mail.ru
СОДЕРЖАНИЕ НИТРАТ-ИОНОВ В ПИТЬЕВЫХ ВОДАХ ВОСТОЧНО-КАЗАХСТАНСКОЙ ОБЛАСТИ
В работе изучены основные эколого-геохимические особенности содержания, распределения, варьирования, миграции макрокомпонентов, а также нитрат-ионов в питьевых водах Восточно-Казахстанской области. Дана экологическая оценка питьевых вод исследуемого региона.
Ключевые слова: питьевая вода, Восточно-Казахстанская область, нитрат-ион, макрокомпонентный состав, мониторинг, геоморфологическая зональность.
По данным Всемирной организации здравоохранения, сегодня на планете больше 80% заболеваний связано с употреблением некачественной воды. Согласно последним данным этой организации, серьезное загрязнение питьевой воды приводит ежегодно к смерти на нашей планете 25 млн. людей, так как с водой в организм человека поступает до 40% токсичных веществ. Поэтому изучение химического состава питьевых вод очень актуально при мониторинге водоемов и прогнозе качества источников питьевого водоснабжения.
Восточно-Казахстанский регион общей площадью 283,3 тыс. км2 отличается благоприятными природными гидрогеологическими условиями для формирования пресных, реже слабосолоноватых подземных вод.
В региональном аспекте данная проблема поднималась в работах М.С. Панина и М.И. Паниной [1], однако проблема загрязнения питьевых вод нитратами изучена в недостаточной степени.
В данной работе автором сделана попытка представить обобщенный материал собственных исследований по изучению химического состава питьевых вод Восточно-Казахстанской области, а также уровню концентрации в них нитрат-ионов (N03-), поскольку высокое содержание минеральных форм азота вредно для здоровья человека. Наблюдается ухудшение самочув-
ствия, снижается производительность умственного и физического труда, устойчивость к заболеваниям, обостряются аллергические реакции. Особенно опасен избыток NO3" в детском возрасте. В связи с высокой токсичностью нитратов их мониторинг в питьевых водах крайне необходим.
Объектами исследования послужили 333 пробы питьевой воды, отобранные с различных районов Восточно-Казахстанской области, из них 127 проб воды - «из крана», 92 пробы воды - «из колонок», 76 проб воды - «из колодца», по 19 проб воды -«из скважин» и воды «из родника».
Отбор проб воды, их хранение, транспортировка и подготовка к анализу проводилась в соответствии с рекомендациями и утвержденными ГОСТ Р 51592-2000; 51593-2000 [2].
Определение физико-химических параметров воды проводилось согласно межгосударственным стандартам, указанным в ГОСТ Р 51232-98 [3]. Содержание суммы ионов натрия и калия установили математическим вычислительным методом. рН определяли потенциометрией на преобразователе-ионометричес-ком И-500.
Полученный экспериментальный материал обработан вариационно-статистическим и корреляционным методами, по руководству Н.А. Плохинского [4] с использованием программ STATISTICA и Microsoft Exsel.
В таблице 1 представлены показатели содержания и распределения N03- и макрокомпонентного состава питьевых вод Восточно-Казахстанской области.
Проведённое исследование позволило установить квалификационный тип питьевой воды исследуемого региона, изучить его влияние на концентрацию N0^, рассчитать формулу солевого состава для каждого типа воды.
По значению рН 67% исследуемых проб питьевой воды имеют нейтральную (6,5-7,5), 33% - слабощелочную (7,5-8,5) реакцию.
По классификации А.М. Овчинникова [5] значительная часть исследованных проб питьевой воды по величине общей минерализации (сухого остатка) относится к ультрапресным (до 200 мг/дм3), пресным (200-500 мг/дм3), реже встречаются солоноватые воды (1000-3000 мг/дм3) и воды с относительно повышенной минерализацией (500-1000 мг/дм3). На долю ультрапрес-ных вод приходится 45,4% исследованных проб, пресных -36,3%, солоноватых - 4,2% и на долю вод с относительно повышенной минерализацией - 14,1% проб.
Вариационно-статистические показатели содержания N03 и макрокомпонентного состава питьевых вод
Восточно-Казахстанской области (п =333)
Таблица 1
Параметры Х ± S х lim p ст Cv, % М0 Ме
рН 7,37±0,02 6,69-8,32 1,63 0,31 4,25 7,54 7,34
Сухой остаток 329,77±14,68 95-1640 1545 267,85 81,22 185 212
Общая жёсткость 4,02±0,15 1,05-15,09 14,04 2,76 68,75 2,62 2,99
HCO3- 163,04±3,41 62-551 489 62,23 38,17 134 145
Cl- 64,76±4,90 5-600 595 89,44 138,10 16 29
S 0 ф. - 63,13±4,13 3-519 516 75,38 119,41 24 36
Ca2+ 44,74±1,23 13-146 133 22,50 50,30 28 37
Mg2+ 21,63±1,16 2-116 114 21,22 98,12 10 14
Na++K+ 46,95±3,27 4-565,4 561,4 59,72 127,20 19 26,4
NO3- 6,11 ±0,68 0,03-106 105,97 12,37 202,46 0,37 1,41
Примечание: Здесь и далее: п - количество проб, Х ± S х - среднее ± ошибка среднего, а - стандартное отклонение, Пт - размах лимитов, р - разность между лимитами, С, % - коэффициент вариации, М0 - мода, Ме -медиана. Единица измерения - мг/дм3, общей жесткости - мг-экв/дм3.
Таблица 2
Классификация питьевых вод Восточно-Казахстанской области по химическому составу в зависимости от их типа
Тип воды Средняя формула Курлова % от общего количества
HCO3- - Ca2+ „ 63 HCO3 19Cl 17SO4 1NO3 тт„ „ M0,22 pH 7,4 49 Ca 28 Mg 23 Na + K 65,5
HCO3- - Na+ +K+ 58 HCO3 22Cl 20SO4 1NO3 TT„^ M0,29 pH 7,5 47 Na + K 35 Ca 18 Mg 11,7
Cl- - Na+ +K+ „ 48Cl 26HCO3 24SO4 2NO3 TT„ „ M0,84 pH 7,3 50 Na + K 26 Ca 24 Mg 7,2
HCO3- - Mg2+ „ ™ , 56 HCO3 22Cl 22SO4 1NO3 TT „ „ M0,34 pH 7,2 44 Mg 34 Ca 23 Na + K 5,7
Cl- - Mg2+ 51 Cl 25 HCO3 22SO4 2NO3 TT„ „ M0,8 pH 7,4 44 Mg 28 Ca 27 Na + K 5,1
Cl- - Ca2+ w„„„42Cl 36 HCO3 20SO4 1NO3 TT„„ M0,48 pH 7,3 46 Ca 31 Mg 23 Na + K 2,1
SO42- - Mg2+ 46SO4 25 HCO3 24Cl 5NO3 TT„„ M0,94 pH 7,3 47 Mg 34 Ca 20 Na + K 1,2
SO42- - Mg2+ 46SO4 25 HCO3 24Cl 5NO3 TT„„ M0,94 pH 7,3 47 Mg 34 Ca 20 Na + K 1,2
SO42- - Na+ +K+ Л;ГПП 46SO4 27Cl 26 HCO3 1NO3 TT„ „ M0,9 pH 7,4 47 Na + K 27 Ca 27 Mg 0,9
SO42- - Ca2+ л ^ 42SO4 31 HCO3 27Cl 1NO3 TT„ „ M0,43 pH 7,3 41 Ca 33 Mg 27 Na + K 0,6
Средняя 55 HCO3 24Cl 19SO4 1NO3 TT „ „ M0,33 pH 7,4 43 Ca 28 Mg 28 Na + K -
Примечание: минерализация выражена в г/дм3
і N03'
Рис. 1. Вариационный ряд распределения
Таблица 3 и среднего арифметического (6,11 мг/дм3) (таблица 1), а также
обследованных проб. Реже встречаются гидрокарбонатно-натрие-во-калиевые (11,7%), хлоридно-натриево-калиевые (7,2%), гидро-карбонатно-магниевые (5,7%), хлоридно-магниевые (5,1%) воды. Наименее распространены на исследуемой территории хлорид-но-кальциевые (2,1%), сульфатно-магниевые (1,2%), сульфатно-натриево-калиевые (0,9%) и сульфатно-кальциевые (0,6%) воды. Содержание Ы03' в исследуемых водах колеблется значительно от 0,03 до 106 мг/дм3, коэффициент вариации составил 202,46%, средняя концентрация Ы03‘ составила 6,11 мг/дм3 (таблица 1). Распределение Ы03‘ для всей совокупности питьевых вод исследуемого региона представлено на рисунке 1. Проверка нормальности распределения Ы03‘ в питьевых водах показала н3есоответ-ствие распределения Ы03‘ нормальному закону. Сказанно3е подтверждает несовпадение моды (М0=0,37), медианы (Ме= 1,41)
Классы содержания N03 в питьевых водах Восточно-Казахстанской области
Классы содержания N03 % от общего количества
< 11,8 84,4
11,8 - 23,6 8,4
23,6 - 35,4 4,2
35,4 - 47,2 1,8
47,2 - 59,0 0
59,0 - 70,8 0,6
70,8 - 82,6 0
82,6 - 94,4 0
94,4 - 106,2 0,6
Таблица 4
Среднее содержание N03 в питьевых водах геоморфологических единиц Восточного Казахстана
Регионы N03
Горы Чингизтау 9,05
Кокпектино-Чарский мелкосопочник 5,72
Саур-Тарбагатай 8,59
Калбинский хребет 11,70
Западный (Рудный) Алтай 22,76
Прииртышская равнина 3,02
Балхаш-Алакольская впадина 3,01
Зайсанская впадина 1,31
По уровню общей жесткости (классификация О.А. Алёкина [6]), 4,5% исследуемых вод относятся к очень мягким (<1,5 мг-экв/дм3), 46,9% - к мягким (1,5-3,0 мг-экв/дм3), 31,2% -к умеренно жёстким (3,0-6,0 мг-экв/дм3), 9,6% - к жёстким (6,09,0 мг-экв/дм3), 7,8% - к очень жёстким водам (9,0 > мг-экв/дм3).
Классификация питьевых вод по химическому составу и составленная на её основе формула Курлова в модификации Соколова [7], представляющая собой псевдодробь, в числителе которой слева направо записаны анионы в порядке убывания массовой доли эквивалента, а в знаменателе - катионы представлены в таблице 2.
Из данной таблицы следует, что большинство исследованных проб питьевой воды по преобладающему аниону относятся к классу гидрокарбонатных, а по преобладающему катиону -к группе кальциевых вод, на долю которых приходится 65,5%
значение рассчитанного критерия Пирсона (с2 =251,0), который выше стандартного (с2й =10,8) в 23 раза (рисунок 1). Несоответствие эмпирического распределения нитратов нормальному закону позволяет предположить наличие источников загрязнения. Классы содержания Ы03‘ в исследуемых водах представлены в таблице 3.
Модальным классом распределения Ы03‘ в исследуемых водах является класс < 11,8 мг/дм3, на который приходится 84,4% в выборке.
Между содержанием Ы03‘ и основными компонентами макросостава питьевой воды сильных корреляционных связей не найдено, установлены лишь средние и слабые корреляционные связи. Отсутствие сильных корреляционных зависимостей главных компонентов воды с Ы03‘ можно объяснить мозаичностью загрязнения нитратным азотом питьевых вод Восточного Казахстана. От концентрации ионов магния, кальция и общей жёсткости выявлены средние корреляционные связи, коэффициенты корреляции (г) составили 0,50, 0,53 и 0,54 соответственно. рН на концентрацию Ы03‘ влияния не оказывает (г=-0,09), сухой остаток (г=0,49), а также НС03'(г=0,29), С|-(г=0,38), S042-(r=0,48) и Ыа++К+ (г=0,30) ионы средне и слабо влияют на концентрацию N03-.
Была изучена зависимость содержания N0^ исследуемой питьевой воды от её химического типа, величины сухого остатка и величины общей жёсткости.
По средней концентрации N0^ (мг/дм3) в зависимости от химического типа исследованные питьевые воды образуют ряд:
гидрокарбонатно-натриево-калиевые (3,3) < гидрокарбонат-но-магниевые (3,8) < гидрокарбонатно-кальциевые (4,1) < сульфатно-кальциевые (4,2) < хлоридно-кальциевые (5,3) < сульфатно-натриево-калиевые (6,9) < хлоридно-натриево-калиевые (16,2) < хлоридно-магниевые (17,8) < сульфатно-магниевые (45,0);
в зависимости от минерализации:
ультрапресные (1,1) < пресные (6,9) < воды с относительно повышенной минерализацией (14,8) < солоноватые (25,6);
в зависимости от уровня жесткости:
очень мягкая (0,8) < мягкая (1,8) < умеренно жёсткая (6,5)< жёсткая (15,5) < очень жёсткая (21,9)
Исследованиями установлено, что в гидрокарбонатно-на-триево-калиевых водах концентрация N0^ в 14 раз ниже, чем в сульфатно-магниевых водах. Причиной этому может быть то, что сульфатно-магниевые воды являются более минерализованными и жесткими, чем гидрокарбонатно-натриево-калиевые. В солоноватых и очень жестких водах содержание N03■также выше, чем в ультрапресных и очень мягких водах.
Исследована природная геоморфологическая зональность распределения N0^ в питьевых водах исследуемого региона (таблица 4).
Таблица 5
Сравнительная оценка содержания N03 в питьевых водах Восточно-Казахстанской области с нормативами качества воды
и гидрогеохимическими эталонами
Компонент Наши ПДК ГОСТ ВОЗ, Воды зоны Воды провинции
данные 2874-82 [8] 1994 гипергенеза [9] континентального засоления [9]
NO3- 6,11 45 50 2,40 5,78
1,8 1,2 40,2 22,2
Примечание: в числителе - концентрация N03, в знаменателе - доля проб превышающих норматив (эталон), в %.
По средней концентрации N03- (мг/дм3) построен следующий возрастающий ряд геоморфологических единиц исследуемой территории:
Зайсанская впадина (1,31) > Балхаш-Алакольская впадина (3,01) > Прииртышская равнина (3,02) > Кокпектино-Чарский мелкосопочник (5,72) > Саур-Тарбагатай (8,59) > горы Чингизтау (9,05) > Калбинский хребет (11,70) > Западный (Рудный) Алтай (22,76).
Из которого видно, что наименьшее содержание N03- характерно для питьевых вод территории Зайсанской впадины, наибольшее - для вод Западного (Рудного) Алтая.
Сравнительная оценка содержания N03- в питьевых водах исследуемого региона с нормативами качества воды и гидрогеохимическими эталонами представлена в таблице 5.
Из таблицы 5 видно, что среднее содержание N03- не превышает ПДК по ГОСТ 2874-82 и норматив ВОЗ. Однако, оценивая концентрацию N03- в исследуемых водах по отдельным пробам, было обнаружено, что содержание N03- превышает ПДК питьевой воды по ГОСТ 2874-82 и норматив ВОЗ в 1,8% и 1,2% исследуемых проб питьевой воды соответственно. Среднее содержание N03- превышает его кларковое значение в водах зоны гипергенеза в 2,5 раза, процент превышающих концентрацию Библиографический список
проб составил 40,2. Среднее содержание N0^ в исследуемых пробах немного выше его содержания в водах провинции континентального засоления, однако в 22,2% исследуемых проб питьевой воды установлено его превышение.
По полученным данным был рассчитан коэффициент опасности (Ко), который отражает отношение средней концентрации элемента в исследуемых водах к ПДК данного элемента в питьевой воде. Данный коэффициент для N0^ колеблется от 0,00 до 2,36, в среднем составляя 0,14.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что среднее содержание N03- в питьевых водах Восточно-Казахстанской области является удовлетворительным, однако необходимо отметить, что в некоторых регионах, а в частности, сельскохозяйственных, встречается превышение его нормативного содержания. Это можно объяснить тем, что одним из источников поступления N03- в грунтовые воды, используемые для водоснабжения, является применение азотных удобрений. Необходимо проводить непрерывный мониторинг содержания нитратов в питьевых водах Восточно-Казахстанской области с целью предотвращения его избыточного поступления в связи возрастанием общей заболеваемости в регионе.
1. Панин, М.С. Химический состав подземных вод Западно-Сибирского бассейна / М.С. Панин, М.И. Панина // Тез. докл. Международной конф. студентов, магистрантов и молодых ученых. - Астана, 2009.
2. ГОСТ Р 51592-2000. Вода. Общие требования к отбору проб. - М., 2000.
3. ГОСТ Р 51232-98. Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества. - М., 1998.
4. Плохинский, Н.А. Биометрия. - М., 1970.
5. Овчинников, А.М. Гидрогеохимия. - М.,1970.
6. Алёкин, О.А. Основы гидрохимии. - Л., 1970.
7. Резников, А.А. Методы анализа природных вод / А.А. Резников, Е.П. Муликовская, И.Ю. Соколов. - М., 1970.
8. ГОСТ 2874-82. Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством. - М., 1982.
9. Шварцев, С.Л. Гидрогеохимия зоны гипергенеза. - М., 1998.
Bibliography
1. Panin, M.S. Khimicheskiyj sostav podzemnihkh vod Zapadno-Sibirskogo basseyjna / M.S. Panin, M.I. Panina // Tez. dokl. Mezhdunarodnoyj konf. studentov, magistrantov i molodihkh uchenihkh. - Astana, 2009.
2. GOST R 51592-2000. Voda. Obthie trebovaniya k otboru prob. - M., 2000.
3. GOST R 51232-98. Voda pitjevaya. Obthie trebovaniya k organizacii i metodam kontrolya kachestva. - M., 1998.
4. Plokhinskiyj, N.A. Biometriya. - M., 1970.
5. Ovchinnikov, A.M. Gidrogeokhimiya. - M.,1970.
6. Alyokin, O.A. Osnovih gidrokhimii. - L., 1970.
7. Reznikov, A.A. Metodih analiza prirodnihkh vod / A.A. Reznikov, E.P Mulikovskaya, I.Yu. Sokolov. - M., 1970.
8. GOST 2874-82. Voda pitjevaya. Gigienicheskie trebovaniya i kontrolj za kachestvom. - M., 1982.
9. Shvarcev, S.L. Gidrogeokhimiya zonih gipergeneza. - M., 1998.
Статья поступила в редакцию 13.06.13
УДК 636.1:636.082.35:636.084.470.53
Subbotin D.A. THE GROWTH AND DEVELOPMENT OF YOUNG ORLOV TROTTERS WHEN INCLUDED IN THE DIET ROLLED OATS. This article presents the results of research on the growth and development of young Orlov trotters with different technologies cooking food in a «Perm breeding stud number 9». Revealed that the inclusion in the diet of young Orlov trotters Rolled oats, has a positive effect on their growth and development.
Key words: Orlov Trotter breed, feeding, rolled oats, measurements of the indices.
Д.А. Субботин, аспирант, Пермская гос. сельскохозяйственная академия, г. Пермь,
E-mail: Denisca59@mail.ru; В.И. Полковникова, канд. сель-хоз. наук, доц., Пермская гос. сельскохозяйственная академия, г. Пермь, E-mail: Denisca59@mail.ru
РОСТ И РАЗВИТИЕ МОЛОДНЯКА ОРЛОВСКОЙ РЫСИСТОЙ ПОРОДЫ ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ В РАЦИОН ПЛЮЩЕННОГО ОВСА
В данной статье представлены результаты исследований по росту и развитию молодняка Орловской рысистой породы при использовании различных технологий приготовления корма в условиях ООО «Пермский пле-
