Хантурина Г.Р., Сейткасымова Г.Ж., Федорова И.А., Амирханова Н.Ж.

Национальный центр гигиены труда и профзаболеваний МЗ СР Казахстана, г. Караганда

 

санитарно-химический состав воды КАРАГАНДИНСКОЙ ОБЛАСТИ КАЗАХСТАНА

 

Карагандинская область – крупный  промышленный центр Казахстана с высокой  концентрацией экологически грязного промышленного производства. Развитие производительных сил в регионе долгое время осуществлялось без учета экологических последствий, в результате чего сложилась напряженная экологическая обстановка.

Например, суммарные выбросы парниковых газов, выделяемых в результате хозяйственной деятельности, составляют более 4-5 млн тонн в год, валовые сбросы в воду - 5-6 млн тонн кубометров, накопление промышленных отходов - 350-400 млн тонн. В Казахстане сейчас накоплено 25 млдр тонн отходов, на душу населения приходится около 1500 тонн.

В стране имеются 6 крупнейших ураноносных геологических провинций, множество мелких месторождений и рудопроявлений урана, которые обуславливают повышенный уровень естественной радиоактивности, плюс отходы, накопленные на уранодобывающих предприятиях и в местах проведения ядерных взрывов.

Большая проблема в области охраны и использования  водных ресурсов. Общий годовой  водный ресурс области составляет около 3,4 млрд. куб.метров, а забор воды в настоящее время - до 1,6 млрд. куб. метров в год. Объем оборотного и повторного водоснабжения составляет около 45% от забора свежей воды. Водными источниками области являются река Нура с основными притоками Шерубай-Нура и Сокыр, река Сарыс с притоками Кара-Кенгир и Жезды, канал Иртыш-Караганда, река Ишим и озеро Балхаш.

Сброс сточных вод  в области  осуществляется по 47 водовыпускам, из них в поверхностные водоемы – по 14 водовыпускам. Всего задействованы в области  76 очистных сооружений. Благодаря контролю со стороны природоохранных органов по предотвращению  загрязнения водоемов снизился объем неочищенных вод, поступающих в поверхностные водоемы.

В настоящее время необходимо срочно принимать меры по предотвращению  попадания сточных вод в озеро Балхаш. Отмечается значительное снижение  уровня воды в озере (341м – критический уровень, а уже зарегистрирован уровень – 341, 57 м ). Произошло падение уровня воды и  увеличение солесодержания в пресной части водоема в 2 раза, что произошло в результате не обоснованного  регулирования стока реки Или для Капчагайской ГЭС и строительства систем с нарушением пуска воды. Так же на Балхаш влияют прилегающие хозяйственные территории, предприятия и эксплуатация военного полигона Сары-Шаган.

Особую тревогу вызывает проблема прочистки донных отложений реки Нуры от ртути. В результате исследований выявлено сильное загрязнение на территории АО «Карбид».

 

Цель исследования: изучить состояние питьевой воды на территории Карагандинской области Казахстана химическими веществами.

 

Задачи исследования: Определить санитарно-химический состав воды в г. Сарань, г. Балхаш, п. Осакаровка, п. Атасу.

 

Материалы и методы исследования: Для оценки качества питьевой воды были проведены все основные коммунальные и промышленные водозаборы населенных пунктов Карагандинской области, а также пробы из водопроводной сети, используемые на микротерритории, отобранные в соответствии с требованиями ГОСТ 17.1.5.05-85 «Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков», ГОСТ 24481-80 «Вода питьевая. Отбор проб» и «Инструкции по отбору проб для анализа сточных и поверхностных вод» №8/6074 от 16.02.1994 г. СанПин по питьевой воде №3.-2.002.04.

Качество питьевой воды оценивалось по следующим показателям:

1.       органолептические показатели: запах, вкус, цветность, мутность;

2.       санитарно-химические показатели: жесткость, сухой остаток; рН

3.       химические вещества: нитраты, хлориды, марганец, медь, цинк, кобальт

Контроль качества, а так же воды поверхностных водоемов по следующим показателям:

1          неметаллы: нитраты, хлориды;

2          металлы: марганец, медь, цинк, кобальт

Отбор проб питьевой воды проводили согласно ГОСТ 24481-80 «Вода питьевая. Отбор проб» и ГОСТ 2874-73 «Вода питьевая».

Органолептические свойства питьевой воды (запах, вкус, цветность и мутность) определяли с помощью спектрофотометра PD-303S; содержание металлов (марганец, цинк, медь, кобальт) определяли на комплексе спектрофотометре PD-303S содержание нитратов, хлоридов на спектрофотометре PD-303S.

Оценка результатов проводилась по отношению к ПДК вещества в воде, методом сопоставления с требованиями ГОСТ для питьевой воды, образцов из источников питьевого водоснабжения. Так же проводили расчет индекса загрязнения воды тяжелыми металлами (ИЗВт.м.). Для оценки уровней загрязнения водопроводной воды использован индекс загрязнения воды, расчет которого выполнен для металлов и металлоидов, содержащихся в воде более или равного 0,1 ПДК. Для оценки выбрана шкала с 5 уровнями чистоты: до 0,2 – очень чистая; 0,2-1 – чистая; 1-2 умеренно загрязненная; 2-4 – загрязненная; 4-6 – грязная; 6-10 – очень грязная.

При помощи программ STATISTICA 10, Excel 2007, 2010 были проведены расчеты показателей по первичным данным. Была использована вариационная статистика с расчетом среднего арифметического, ошибки среднего, доверительного интервала, размаха колебаний, процента проб, превышающих ПДК, кратность превышения ПДК.

 

Результаты собственных исследований: По результатам лабораторных исследований во всех пробах питьевой воды г. Сарань, отобранных в осенний период года, не отмечалось превышения ПДК по содержанию марганца, цинка, меди, кобальта. Индекс загрязнения питьевой воды тяжелыми металлами (ИЗВт.м.) в анализируемый период составил 1,84 у.е., что дает возможность отнести питьевую воду г. Сарань к 3 классу, т.е. умеренно загрязненной (таблица 1).

 

Таблица 1 – Оценка уровня загрязнения питьевой воды г. Сарань металлами и неметаллами в осенний период года

Показатели

n

M+m, мг/л

ДИ

Размах колебаний (Min-Max)

ПДК

мг/л

Крат

ность к ПДК

Марганец

11

0,0698±0,00695

0,016:0,04

0,045-0,125

0,1

0,698

Цинк

11

0,003±0,00079

0,0018:0,0046

0,0-0,005

5

0,0005

Медь

11

0,371±0,10

0,232:0,584

0,04-1,0

1

0,370

Кобальт

11

0,077±0,0059

0,013:0,034

0,048-0,105

0,1

0,770

Нитраты

11

2,151±0,118

0,274:0,689

1,160-2,400

45

0,047

Хлориды

11

240,95±25,92

60,08:150,90

147,80-397,4

350

0,688

Примечание – ДИ – доверительные интервалы [-95%:+95%]

 

По органолептическим свойствам и рН питьевая вода в данном регионе соответствовала нормам. Сухой остаток был несколько завышен и составил 1,23 кратности к ПДК (таблица 2).

 

Таблица 2 – Оценка уровня загрязнения питьевой воды г. Сарань по органолептическим свойствам, рН, сухому остатку

Показатели

n

M+m, мг/л

ДИ

Размах колебаний (Min-Max)

ПДК

Крат

ность к ПДК

Запах

11

2,091±0,162

3,0:0,37

1,0-3,0

3

0,696

Вкус

11

1,727±0,140

0,326:0,819

1,0-2,0

2

0,863

Цветность

11

4,318±0,352

0,815:2,049

2,5-5,0

20

0,215

Сухой остаток

11

1243,54±1040,0

207,28:520,61

1040,0-2100,0

1000

1,234

рН

11

5,50±0,0

0,0:0,0

5,50-5,50

7

0,785

Примечание – ДИ – доверительные интервалы [-95%:+95%]

 

Данные собственных исследований показали, что ИЗВ питьевой воды г.Балхаш по тяжелым металлам составило 3,6 у.е., т.е. вода относилась к 4 классу и была загрязненная. Марганец в питьевой воде составил 3,02 у.е., т.е. содержание марганца было превышено в воде в 3 раза по сравнению с ПДК. Превышение марганца было обнаружено в точках - 2, 3, 4, 5 (ул. Ержанова, 90; 1 мкр, д. 35; район ж/д вокзала, ул. Островского, 12). Нитраты, хлориды в питьевой воде не превышали ПДК (таблица 3).

 

Таблица 3 – Оценка уровня загрязнения питьевой воды г. Балхаш металлами и неметаллами в осенний период года

Показатели

n

M+m, мг/л

ДИ

Размах колебаний (Min-Max)

ПДК

мг/л

Крат

ность к ПДК

Марганец

9

0,302±0,025

0,051:0,1461

0,137-0,395

0,1

3,02

Цинк

9

0,002±0,00083

0,00169:0,0479

0,0-0,005

5

0,000333

Медь

9

0,361±0,046

0,094:0,266

0,04-0,510

1

0,361

Кобальт

9

0,025±0,0056

0,011:0,032

0,0-0,053

0,1

0,254

Нитраты

9

0,987±0,068

0,139:0,394

0,680-1,280

45

0,0219

Хлориды

9

146,15±14,01

28,392:80,529

201,60-28,392

350

0,417

Примечание – ДИ – доверительные интервалы [-95%:+95%]

 

Органолептические показатели г. Балхаш (запах, вкус, цветность) и рН соответствовали нормальным значениям. Сухой остаток показывал высокую минерализацию воды и составил - 1348,8 мг/дм3 при ПДК - 1000 мг/дм3 (таблица 4).

 

Таблица 4 – Оценка уровня загрязнения питьевой воды г. Балхаш по органолептическим свойствам, рН, сухому остатку

Показатели

n

M+m, мг/л

ДИ

Размах колебаний (Min-Max)

ПДК

Крат

ность к ПДК

Запах

9

1,667±0,166

0,337:0,957

1,0-2,0

3

0,555

Вкус

9

1,667±0,166

0,337:0,957

1,0-2,0

2

0,833

Цветность

9

4,167±0,416

0,844:2,394

2,5-5,0

20

0,208

Сухой остаток

9

1348,88±11,11

22,51:63,85

1320,0-1400,0

1000

1,348

рН

9

5,50±0,0

0,0:0,0

5,5-5,5

7

0,785

Примечание – ДИ – доверительные интервалы [-95%:+95%]

 

Лабораторные исследования питьевой воды п. Осакаровка показали превышение марганца в питьевой воде. ИЗВтм питьевой воды составил 1,86 у.е. и относится к 3 классу, т.е. вода умеренно загрязненная. Кроме того, в воде выявили превышение содержания хлоридов – 1,11 кратности к ПДК (таблица 5).

 

Таблица 5 – Оценка уровня загрязнения питьевой воды п. Осакаровка металлами и неметаллами в осенний период года

Показатели

n

M+m, мг/л

ДИ

Размах колебаний (Min-Max)

ПДК

мг/л

Крат

ность к ПДК

Марганец

10

0,139±0,022

0,049:0,132

0,055-0,2550

0,1

1,390

Цинк

10

0,002±0,00082

0,0018:0,0047

0,0-0,005

5

0,0004

Медь

10

0,424±0,053

0,116:0,308

0,213-0,623

1

0,424

Кобальт

10

0,048±0,006

0,013:0,036

0,014-0,078

0,1

0,487

Нитраты

10

1,862±0,401

0,872:2,315

0,400-3,540

45

0,0413

Хлориды

10

388,86±55,14

119,94:318,34

201,60-616,940

350

1,111

Примечание – ДИ – доверительные интервалы [-95%:+95%]

Данные органолептики показали, что вкусовые качества питьевой воды не высокие и составили 1 кратности к ПДК. Запах, цвет, минерализация, рН в питьевой воде п. Осакаровка не превышали предельно допустимых концентраций (таблица 6).

 

Таблица 6 – Оценка уровня загрязнения питьевой воды п. Осакаровка по органолептическим свойствам, рН, сухому остатку

 

Показатели

n

M+m, мг/л

ДИ

Размах колебаний (Min-Max)

ПДК

Крат

ность к ПДК

Запах

10

2,30±0,30

0,652:1,731

1,0-3,0

3

0,76

Вкус

10

2,0±0,21

0,458:1,217

1,0-3,0

2

1

Цветность

10

5,0±0,0

0,0:0,0

5,0-5,0

20

0,25

Сухой остаток

10

1158,0±47,74

103,85:275,63

980,0-1340,0

20

57,9

рН

 

5,5±0,0

0,0:0,0

5,50-5,50

7

0,78

Примечание – ДИ – доверительные интервалы [-95%:+95%]

 

Данные питьевой воды п. Атасу показали содержание марганца в питьевой воде на границе с ПДК – 0,083 мг/л при ПДК 0,1 мг/л. ИЗВтм п. Атасу составил 1, 84 у.е. и относился в 3 классу качества воды, т.е. умеренно загрязненная. Нитраты и хлориды в питьевой воде были в незначительных количествах (таблица 7).

 

Таблица 7 – Оценка уровня загрязнения питьевой воды п. Атасу металлами и неметаллами в осенний период года

Показатели

n

M+m, мг/л

ДИ

Размах колебаний (Min-Max)

ПДК

мг/л

Крат

ность к ПДК

Марганец

11

0,083±0,023

0,055:0,138

0,025-0,290

0,1

0,835

Цинк

11

0,001±0,00061

0,0014:0,0035

0,0-0,005

5

0,00018

Медь

11

0,245±0,048

0,112:0,282

0,0-0,469

1

0,245

Кобальт

11

0,033±0,0085

0,019:0,049

0,0-0,072

0,1

0,326

Нитраты

11

3,713±0,581

1,347:3,383

1,480-5,880

45

0,0825

Хлориды

11

206,3±8,757

20,293:50,97

179,5-259,2

350

0,589

Примечание – ДИ – доверительные интервалы [-95%:+95%]

 

Органолептические показатели (запах, вкус, цветность), а также рН воды п Атасу были в пределах нормы. Однако сухой остаток, характеризующий общую минерализацию питьевой воды был выше ПДК и составил 1,53 кратности к ПДК. Сумма всех примесей воды, определяемая путем выпаривания пробы с увеличением общего содержания солей повышает электропроводность воды и это приводит к ускорению коррозионных процессов (таблица 8).

 

Таблица 8 – Оценка уровня загрязнения питьевой воды п. Атасу по органолептическим свойствам, жесткости, сухому остатку

Показатели

n

M+m, мг/л

ДИ

Размах колебаний (Min-Max)

ПДК

Крат

ность к ПДК

Запах

11

0,909±0,162

0,376:0,946

0,0-2,0

3

0,303

Вкус

11

0,727±0,140

0,326:0,819

0,0-1,1

2

0,363

Цветность

11

5,0±0,0

0,0:0,0

5,0-5,0

20

0,25

Сухой остаток

11

1529,09±82,12

190,3:478,0

1200,0-2020,0

1000

1,529

рН

11

5,591±0,09

0,210:0,529

5,50-6,50

7

0,79

Примечание – ДИ – доверительные интервалы [-95%:+95%]

 

Заключение: Индекс загрязнения питьевой воды по тяжелым металлам (цинк, медь, марганец, кобальт) ИЗВт.м. г. Сарань составил 1,84 у.е., что относит питьевую воду к 3 классу, т.е. умеренно загрязненной. Сухой остаток составил 1,23 кратности к ПДК. ИЗВтм питьевой воды г.Балхаш составило 3,6 у.е., т.е. вода относилась к 4 классу и была загрязненная. Содержание марганца в питьевой воде было превышено в 3 раза. Сухой остаток показывал высокую минерализацию воды и составил - 1348,8 мг/дм3 при ПДК - 100 мг/дм3. В п. Осакаровка ИЗВтм составил 1,86 у.е. и относился к 3 классу, т.е. вода была умеренно загрязненная. Выявлено повышенное содержание  хлоридов – 1,11 кратности к ПДК. ИЗВтм п. Атасу составил 1, 84 у.е. и относился в 3 классу качества воды, т.е. умеренно загрязненная. Сухой остаток, характеризующий общую минерализацию питьевой воды составил 1,53 кратности к ПДК. По данным собственных исследований в осенний период 2014 года в четырех населенных пунктах Карагандинской области средние значения ИЗВтм питьевой воды составили 2,28 у.е., что составляет 4 класс качества, вода загрязненная.

Выводы: ИЗВт.м питьевой воды. г. Сарань составил 1,84 у.е., что составило 3 класс качества, т.е. вода умеренно загрязненная. Сухой остаток - 1,23 кратности к ПДК. ИЗВтм г.Балхаш составило 3,6 у.е., 4 класс, т.е. вода загрязненная. Содержание марганца в 3 раза превысило ПДК. Сухой остаток показывал высокую минерализацию воды - 1348,8 мг/дм3 при ПДК - 100 мг/дм3. В п. Осакаровка ИЗВтм 1,86 у.е., 3 класс качества, т.е. вода умеренно загрязненная. Повышенное содержание хлоридов – 1,11 кратности к ПДК. ИЗВтм п. Атасу составил 1, 84 у.е., 3 класс качества воды, т.е. умеренно загрязненная. Сухой остаток, составил 1,53 кратности к ПДК. Во всех населенных пунктах средние значения ИЗВтм питьевой воды составили 2,28 у.е., что составляет 4 класс качества, вода загрязненная.