География и геология/6

География и геология/6. Продопользование и экологический мониторинг

д.х.н. Бубнов А.Г., к.х.н. Буймова С.А, Твердова А.С., Моисеев Ю.Н.*

Ивановский государственный химико-технологический университет, Россия

* Ивановский институт ГПС МЧС России

Мониторинг потенциальной опасности от употребления питьевой воды из различных источников

Введение. Одной из важнейших мировых проблем в XXI веке является проблема качественного и доступного водоснабжения населения. Указанная проблема усугубляется по мере роста городов и численности населения [1]. Особенно остро встаёт этот вопрос, когда речь идёт о здоровье детей. На сегодняшний день в России альтернативным и особенно популярным источником питьевой воды в ряде случаев служит вода из подземных источников (скважин, колодцев и родников), а также бутилированная вода [2]. При этом возникает вопрос: «Какому из перечисленных альтернативных источников питьевой воды отдать предпочтение, а главное безопасно ли употребление такой воды, особенно для здоровья ребёнка?». В связи с этим целями работы были:

1) определение показателей качества воды питьевой из:

а) подземных источников (родников) Ивановской области,

б) бутилированной воды, предназначенной для детского питания,

в) воды из Ивановской городской системы водопровода,

2) выявление соответствия качества исследованных вод нормативным требованиям и возможности потребления анализированных питьевых вод;

3) оценка величины потенциальной опасности (ПО) и сравнительная характеристика исследуемых образцов питьевой воды.

Методика. Для исследований отбирались пробы воды из родников, расположенных в Ивановской области РФ (район водосбора реки Волги). Из 50 обследованных родников 20 находились на урбанизированной территории (в городах) и 30 в сельской местности Ивановской области. Кроме родниковой воды, для анализа были отобраны пробы воды питьевой негазированной, расфасованной в ёмкости, предназначенной для детского питания, следующих марок: «БЛук», «Сел», «Аг», «Вин», «ФрН», а также вода из городской системы водопровода до и после очистки через бытовой фильтр-кувшин.

Для всех исследованных образцов была проведена эколого-гигиеническая оценка интегрального показателя качества воды и расчёт величины ПО от перорального употребления исследованных вод по [3] и [4].

Результаты и их обсуждение. Химический и микробиологический анализ проб родниковой воды из источников, расположенных на территории Ивановской области, показал, что лишь вода из 24 % родников соответствовали всем нормативным требованиям, предъявляемым к качеству питьевой воды (СанПиН 2.1.4.1074-01и СанПиН 2.1.4.1175-02), а в остальных родниках было обнаружено наличие различного рода поллютантов. При этом в зоне повышенной антропогенной нагрузки (в городах) загрязнёнными в той или иной степени оказались 17 из 20, что составило 85 %, а в зоне пониженного антропогенного влияния (в сельской местности) – 21 из 30, что составило 70 %.

Как и ранее [4], наиболее загрязнёнными (где превышения наблюдались максимум по 11 компонентам) оказались источники, расположенные в городах Ивановской области. В большинстве случаев наблюдались превышения ПДК по следующим показателям качества (компоненты представлены в порядке снижения концентраций): ОМЧ (до 30,0 N), содержанию К⁺ (до 4 – 20 ПДК_рх), Li⁺ (до 7,0 ПДК), величине ХПК_KMnO₄ (до 6,0 N), общей жёсткости (до 5,0 ПДК), общей минерализации (сухому остатку) и содержанию Mn_общ (до 3,5 ПДК), содержанию СПАВ (до 3,0 ПДК), Zn²⁺ и Fe_общ, Ni_общ (до 2,0 N), Na⁺ (до 1,6 ПДК), NO₃^- (до 1,5 ПДК) и NH₄⁺ (до 1,3 ПДК).

Таким образом, в пробах родниковых вод, отобранных из источников, расположенных на территории Ивановской области, было наиболее распространено повышенное значение общей жёсткости (21 из 50 родников), ОМЧ (11), общей минерализации (10),величины ХПК_KMnO₄ (8), содержания Mn_общ и NO₃^- (7), Li⁺ и Fe_общ (6), NH₄⁺ (5), СПАВ (4), а также Na⁺, Zn²⁺ и Ni_общ (3). В двух родниках была обнаружена повышенная концентрация Cd²⁺, и K⁺, кроме этого встречались единичные загрязнения Pb²⁺, Al³⁺, Cr_общ, Se_общ и As_общ. Причём для родников, расположенных в городах Ивановской области, наиболее характерным было наличие солей жёсткости (12 источников из 20), Mn_общ, NH₄⁺ и ОМЧ (5), NO₃^- и ХПК_KMnO₄ (4), СПАВ, Li⁺ и Na⁺ (3), а также металлов (K⁺, Zn²⁺, Cd²⁺, Ni_общ и Fe_общ) и общей минерализации (2).

Отметим, что полученные нами данные о химическом составе родниковой воды на территории Ивановской области не противоречат информации [5]. Несмотря на то, что в родниках, расположенных в зоне пониженной антропогенной нагрузки (в сельской местности), присутствуют различного рода поллютанты, все-таки эти источники в значительно меньшей степени подвержены загрязнениям, чем родники, находящиеся на урбанизированных территориях.

Проведённый химический анализ проб воды, расфасованной в ёмкости, показал, что все исследованные образцы удовлетворяют нормативным требованиям по определяемым нами показателям качества и могут быть рекомендованы (не только в период возникновения чрезвычайных ситуаций) для использования в приготовлении всех видов детского питания и напитков. Следует отметить, что некоторые определяемые показатели качества воды находились на уровне от 0,8 до 1,0 ПДК (Mn_общ, NH₄⁺, F^-). Однако не всегда это должно являться поводом для беспокойства. Например, поступление с водой I^- и F^- благоприятно сказывается на развитии человеческого организма, особенно ребёнка, т.к. недостаток содержания данных элементов может приводить к различным физиологическим нарушениям и патологиям. Возможными причинами наличия Mn могут быть особенности географического положения скважин, которые служат источниками бутилированной воды. Все скважины расположены в центральном федеральном округе. Для этой территории России характерно повышенное природное содержание некоторых элементов, в том числе и Mn [5].

Пробы воды из системы водопровода после очистки с использованием бытового фильтра-кувшина не соответствовали требованиям нормативной документации по величине перманганатной окисляемости (было обнаружено превышение данного показателя в 2 раза), что могло быть связано со спецификой подготовки и обработки воды, поступающей в городскую систему водопровода.

На примере родниковой воды нами ранее [6] была рассмотрена возможность применения различных интегральных показателей для описания качества питьевых вод. Однако для описания качества воды, расфасованной в ёмкости, применять рассмотренные в [6] показатели не корректно, т.к. данная вода уже прошла предварительную подготовку и удовлетворяет всем нормативным требованиям. Поэтому для сравнительной характеристики нескольких исследованных образцов воды питьевой (родниковой, водопроводной и бутилированной) был использован показатель ПО, который является относительной величиной [3].

Результаты расчётов величины ПО представлены на рис. 1, 2 (эколого-гигиеническая оценка питьевой воды с использованием величины потенциальной опасности является относительной величиной и может быть использована, в большинстве случаев, лишь для сравнительной характеристики нескольких исследуемых образцов питьевой воды [6]).

Расчёты величины ПО для бутилированной воды свидетельствуют, что вода питьевая детская марок «Сел» и «ФрН», а также водопроводная вода после очистки через бытовой фильтр-кувшин «Ак.Ф» находились примерно на одном уровне качества (ПО ≈ 30 %).

Таким образом, в соответствии с методикой [3], наиболее благоприятной по химическому составу является вода питьевая высшей категории качества «БЛук», предназначенная для приготовления всех видов детского питания и напитков (рис. 2), а наиболее «физиологически полноценной» − вода питьевая «ФрН».

(а)

(б)

Рис. 1. Усреднённые значения величины потенциальной опасности (ПО) воды для родников, расположенных на территории г. Иваново и г. Кохма – (а), находящихся на территории Ивановской области – (б). Период наблюдений 2003 – 2011 гг.

– родник № 1;

– родник № 2;

– родник № 3.

ВЫВОДЫ:

1. Все исследованные образцы воды, расфасованной в ёмкости, удовлетворяют нормативным требованиям по определяемым показателям качества и могут быть рекомендованы для использования в приготовлении всех видов детского питания и напитков. При этом пробы воды из системы водопровода после очистки с использованием бытового

Рис. 2. Значения интегрального показателя качества исследованных образцов воды питьевой (В/В – водопроводная вода).

фильтра-кувшина не соответствуют требованиям нормативной документации по величине перманганатной окисляемости.

2. Для питья и приготовления пищи можно использовать лишь воду из родников, расположенных в зонах пониженной антропогенной нагрузки – в сельской местности.

3. Вода, расфасованная в ёмкости, значительно лучше родниковой по показателям «безопасности» и «полезности», за исключением природных источников, расположенных в сельской местности Ивановской области.

Cписок литературы:

1. Buimova, S.A. Environmental Risk Assessment of Spring Water Use / S.A. Buimova, A.G. Bubnov // European researcher. – 2012. – Vol. (25). − № 7. – P. 1019 – 1029.

2. Buymova, S.A. Assessing the quality of Russia's spring water / S.A. Buymova, A.G. Bubnov // Water 21. – 2012. – August. – Р. 74.

3. Методика эколого-гигиенической оценки интегрального качества воды и риска здоровью населения. Рекомендована Минздравом РФ. – Иваново – Санкт-Петербург, 2002. – 18 с.

4. Буймова, С.А. Комплексная оценка качества родниковых вод на примере Ивановской области / Буймова С.А, Бубнов А.Г. // Иван. гос. хим. - технол. ун-т, Иваново. – 463 с.

5. http://geocentr-msk.ru/content/view/171/40 − официальный сайт Территориального Центра Государственного мониторинга состояния недр «ТЦ Иваново-Геомониторинг».

6. Буймова, С.А. Обоснование первоочередных мер для обеспечения безопасности населения от употребления родниковых вод / С.А. Буймова, А.Г. Бубнов, М.В. Богомолов, Ю.Н. Моисеев // Технологии техносферной безопасности: интернет-журнал. – Вып. 2 (43). – Апрель 2012. – 10 с. – http://ipb.mos.ru/ttb/2012-2. – 0421100050/0033.