По данным литературы качество воды источников питьевого водоснабжения по санитарно-химическим и санитарно-микробиологическим показателям в большинстве регионов России продолжает оставаться неудовлетворительным [1,3,5,7,13]. Отмечается законодательно запрещенный сброс загрязненных сточных вод в поверхностные водоемы. по данным Онищенко Г.Г. [8] около 70 % населения России обеспечивается питьевой водой из поверхностных источников, 40 % которых не соответствует гигиеническим нормативам.
Неудовлетворительное состояние источников питьевого водоснабжения, изношенность разводящих водопроводных сетей, аварии являются основными причинами ухудшения качества водопроводной воды [6,8].
Результаты широкого круга целенаправленных научных исследований, ведущихся в нашей стране и за рубежом, позволяют сделать вывод о сформировавшейся глобальной проблеме – дефицит качественной воды, установлены прямые причинно-следственные связи повышенной неинфекционной, инфекционной и паразитарной заболеваемости с водным фактором [15].
Самарскому водопроводу более 120 лет. Централизованное хозяйственно-питьевое водоснабжение г.о. Самара смешанное: из поверхностного и подземного водоисточников.
Качество воды Саратовского водохранилища в местах водозаборов характеризуется высоким содержанием трудноокисляемого органического вещества (по ХПК), цветности и др., не отвечая требованиям водоема 1-й категории водопользования [2,4,9,10,11]. В период паводка в воде водоема присутствуют техногенные загрязнения (поверхностно-активные вещества), увеличивается концентрация марганца, обнаруживается фенол [14]. Качество воды Саратовского водохранилища после водоподготовки соответствует гигиеническим нормативам по всем исследуемым показателям [2].
В воде подземного водоисточника имеет место превышение содержания марганца, общего железа и значений жесткости, что может свидетельствовать о природном «геохимическом» влиянии водоносного горизонта на состав питьевой воды [2]. по данным Государственного доклада [4] основными загрязнителями подземных вод являются нефтепродукты и легкоокисляемая органика. Подземный водоносный горизонт имеет гидравлическую связь с рекой Самарой.
Цель работы: проведение лабораторных исследований питьевой воды в г.о. Самара для выяснения причин ухудшения ее качества и усиления эффективности контроля.
Материалы и методы исследования
НИИ гигиены и экологии человека проведен мониторинг качества питьевой воды из разводящей сети централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения населения г.о.Самара по девяти административным районам. Пробы воды отбирались весной, летом и осенью в течение 2010-2013 гг. Исследования проводились по санитарно-химическим и санитарно-микробиологическим показателям в соответствии с СанПиН 2.1.4-01 [12]. Исследования были дополнены определением химической потребности воды в кислороде (по ХПК), учитывая особенности качества воды поверхностного источника питьевого водоснабжения и р.Самары.
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты лабораторных исследований химического состава питьевой воды г. о. Самара обобщены в табл. 1, 2.
Таблица 1
Качество питьевой водопроводной воды, поступающей к потребителям (среднемноголетние данные)
|
№ |
Показатели |
Питьевая вода в квартирах потребителей г.о.Самара |
|
|
Норматив |
Факт |
||
|
1 |
Водородный показатель, ед.рН |
6,0-9,0 |
7,42 |
|
2 |
Запах, бал. |
2 |
1 |
|
3 |
Мутность, мг/л |
1,5 |
0,68 |
|
4 |
Цветность, град. |
20 |
20,67 |
|
5 |
Жесткость, мг-экв/л |
7,0 |
5,4 |
|
6 |
ПО, мг02/л |
5,0 |
5,22 |
|
7 |
ХПК, мг02/л |
15,0 |
21,47 |
|
8 |
Ионы аммония, мг/л |
2,0 |
0,31 |
|
9 |
Нитриты, мг/л |
3,0 |
0,006 |
|
10 |
Нитраты, мг/л |
45 |
3,31 |
|
11 |
Хлориды, мг/л |
350 |
35,87 |
|
12 |
Сульфаты, мг/л |
500 |
110,83 |
|
13 |
Сухой остаток, мг/л |
1000 |
396,13 |
|
14 |
аСПАВ, мг/л |
0,5 |
0,007 |
|
15 |
Фенолы, мг/л |
0,001 |
0,002 |
|
16 |
НПР(ИК), мг/л* |
0,1 |
0,16 |
|
17 |
НПР(УФ), мг/л** |
0,1 |
0,09 |
|
18 |
Железо общее, мг/л |
0,3 |
0,25 |
* – детектирование в инфракрасной области спектра; ** – детектирование в ультрафиолетовой области спектра.
Таблица 2
Качество питьевой воды у потребителей по административным районам г.о.Самара (среднемноголетние данные)
|
№ п/п |
Показатели |
ПДК |
Административные районы г.о.Самара |
||||||||
|
Самарский |
Ленинский |
Железнодорожный |
Октябрьский |
Советский |
Промышленный |
Кировский |
Красноглинский |
Куйбышевский |
|||
|
1 |
Водородный показатель, ед.рН |
6,0-9,0 |
7,44 |
7,36 |
7,10 |
7,52 |
7,49 |
7,40 |
7,48 |
7,42 |
7,53 |
|
2 |
Запах, балл |
2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
3 |
Мутность, мг/л |
1,5 |
0,54 |
0,82 |
0,75 |
0,64 |
0,83 |
0,59 |
0,84 |
0,54 |
0,57 |
|
4 |
Цветность, град. |
20 |
20 |
23 |
23 |
24 |
20 |
20 |
21 |
22 |
13 |
|
5 |
Жесткость, мг-экв/л |
7,0 |
3,9 |
4,4 |
4,7 |
4,6 |
4,7 |
3,7 |
4,6 |
3,7 |
14,3 |
|
6 |
ПО, мг 02/л |
5,0 |
5,2 |
5,8 |
5,7 |
5,2 |
5,5 |
6,0 |
5,1 |
6,25 |
2,21 |
|
7 |
ХПК, мг 02/л |
15,0 |
23,4 |
20,8 |
21,7 |
19,0 |
21,4 |
18,2 |
21,6 |
18,2 |
28,9 |
|
8 |
Ионы, аммония, мг/л |
2,0 |
0,41 |
0,35 |
0,27 |
0,28 |
0,27 |
0,36 |
0,28 |
0,38 |
0,18 |
|
9 |
Нитриты, мг/л |
3,0 |
<0,003 |
0,004 |
0,005 |
<0,003 |
0,004 |
<0,003 |
0,005 |
<0,003 |
0,028 |
|
10 |
Нитраты, мг/л |
45 |
1,90 |
2,49 |
3,75 |
3,67 |
3,85 |
2,40 |
3,88 |
2,43 |
5,42 |
|
11 |
Хлориды, мг/л |
350 |
25,5 |
28,0 |
24,7 |
25,4 |
25,79 |
27,3 |
23,7 |
31,2 |
111,2 |
|
12 |
Сульфаты, мг/л |
500 |
90,8 |
84,0 |
101,6 |
94,9 |
102,4 |
43,0 |
96,8 |
75,0 |
309,0 |
|
13 |
Сухой остаток, мг/л |
1000 |
29,0 |
310,3 |
345,4 |
331,6 |
346,0 |
258,7 |
332,0 |
261,2 |
1090 |
|
14 |
аСПАВ, мг/л |
0,5 |
0,001 |
0,006 |
0,008 |
0,013 |
0,008 |
0,005 |
0,006 |
0,1 |
0,006 |
|
15 |
Фенолы, мг/л |
0,001 |
0,001 |
<0,001 |
0,003 |
0,003 |
0,003 |
0,002 |
0,003 |
<0,001 |
<0,001 |
|
16 |
НПР(ИК)*, мг/л |
0,1 |
0,08 |
0,12 |
0,22 |
0,32 |
0,24 |
0,18 |
0,14 |
0,05 |
0,1 |
|
17 |
НПР(УФ)**, мг/л |
0,1 |
0,06 |
0,16 |
0,05 |
0,06 |
0,07 |
0,16 |
0,08 |
0,07 |
0,11 |
|
18 |
Железо общее, мг/л |
0,3 |
0,23 |
0,36 |
0,25 |
0,20 |
0,23 |
0,26 |
0,26 |
0,25 |
0,17 |
* – детектирование в инфракрасной области спектра; ** – детектирование в ультрафиолетовой области спектра.
Как видно из табл. 1 и 2, питьевая вода из кранов потребителей по большинству показателей химического состава соответствует требованиям СанПиНа. Вместе с тем, имеет место несоответствие ряда показателей гигиеническим требованиям: по цветности, окисляемости перманганатной, фенолам, нефтепродуктам, жесткости и сухому остатку. Питьевая вода всех районов не отвечает гигиеническим нормативам по величинам ХПК.
В табл. 3 обобщены данные по числу нестандартных проб питьевой воды по ведущим загрязнителям.
Как видно из табл. 3, все нестандартные пробы питьевой воды по цветности, окисляемости перманганатной, содержанию нефтепродуктов и фенолов приходятся на районы, связанные питьевым водоснабжением с Саратовским водохранилищем; по жесткости и сухому остатку на Куйбышевский район. Наблюдается тенденция увеличения числа нестандартных проб по цветности к 2013 году, что могло быть связано с гидрогеологическими процессами в водохранилище, климатическими условиями (высокие температуры). Превышение показателей цветности воды в большей степени отмечено в Ленинском, Железнодорожном, Октябрьском, Кировском и Красноглинском районах.
Таблица 3
Число (в %) нестандартных проб питьевой воды г.о.Самара по среднегодовым величинам приоритетных загрязнителей
|
№ |
Показатели |
Источник водоснабжения |
|||||||
|
Саратовское водохранилище |
Подземный источник |
||||||||
|
% нестандартных проб |
% нестандартных проб |
||||||||
|
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
2010 |
2011 |
2012 |
2013 |
||
|
1 |
Цветность |
58 |
25 |
33 |
75 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
2 |
Жесткость |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
100 |
100 |
100 |
|
3 |
Сухой остаток |
0 |
0 |
0 |
0 |
100 |
100 |
100 |
100 |
|
4 |
Перманганатная окисляемость (ПО) |
54 |
50 |
75 |
66 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
5 |
Химическая потребность в кислороде (по ХПК) |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
100 |
|
6 |
Нефтепродукты по ИК* |
79 |
75 |
66 |
12 |
0 |
0 |
0 |
30 |
|
7 |
Нефтепродукты по УФ** |
4 |
87 |
6 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
8 |
Фенолы |
100 |
87 |
58 |
12 |
0 |
0 |
0 |
0 |
* – детектирование в инфракрасной области спектра; ** – детектирование в ультрафиолетовой области спектра.
Как среднемноголетние, так и среднегодовые показатели по превышали норматив. Процент нестандартных проб колебался в течении исследуемого периода: 54 % в 2010, 75 % в 2012, 66 % в 2013 годах. Самое высокое значение показателя по отмечено в Красноглинском районе. Разноплановость значений цветности и по говорит скорее всего о связи неблагоприятного качества питьевой воды с состоянием труб распределительной водопроводной системы.
Число нестандартных по фенолам проб составило 100 % в 2010 г. и 12 % в 2013 г., т.е. отмечена явная динамика улучшения качества воды по этому показателю. Фенолы обнаруживались в питьевой воде с превышением ПДК в три раза – в Железнодорожном, Октябрьском, Советском, Кировском районах; с превышением ПДК в два раза – в Промышленном районе. Не обнаруживались фенолы в Куйбышевском, Красноглинском и Ленинском районах. В Самарском районе содержание фенолов было на уровне ПДК. Разброс значений показателя в питьевой воде свидетельствует о зависимости его содержания от состояния труб разводящей сети.
Нефтепродукты постоянно присутствовали в течении всего периода наблюдений в питьевой воде всех административных районов, связанных питьевым водоснабжением с Саратовским водохранилищем. Причем, были определены и легкие фракции углеводородов, и ароматические. Отмечено снижение процента нестандартных проб по легким фракциям нефтепродуктов от 2010 к 2013 гг. (79 % и 12 % соответственно). по ароматическим углеводородам в 2012 г. процент нестандартности проб небольшой, в 2013 г. во всех пробах нефтепродукты отсутствовали.
Как артефакт, отмечен высокий процент (87 %) нестандартных по ароматическим углеводородам проб в 2011 г. в Железнодорожном, Октябрьском, Советском и Кировском районах. В Самарском, Красноглинском и Куйбышевском районах количество нефтепродуктов не превышало ПДК. В воде Ленинского и Промышленного районов отмечалось превышение ПДК по обеим группам нефтепродуктов. В питьевой воде Железнодорожного, Октябрьского, Советского и Кировского районов в концентрации выше ПДК присутствовали легкие фракции углеводородов. Источником появления нефтепродуктов в питьевой воде являются трубы распределительной системы.
В 100 % исследованных проб питьевой воды в Куйбышевском районе наблюдались отклонения от норматива по жесткости и минерализации по сухому остатку. Это обусловлены высокой жесткостью и сухим остатком подземного источника водоснабжения, влиянием воды р.Самары и неэффективностью работы станции обеззараживания.
Все исследованные пробы питьевой воды во всех районах не соответствовали гигиеническому нормативу по содержанию трудноокисляемого органического вещества. В питьевой воде Октябрьского, Железнодорожного, Промышленного и Красноглинского районов значения ХПК составили 1,2 норматива, Кировского – 1,4; Самарского – 1,5 нормативной величины. Присутствие трудноокисляемого органического вещества в воде районов г.Самары, связанных питьевым водоснабжением с Саратовским водохранилищем, свидетельствует о прохождении им барьера водоочистки. А разноплановость значений ХПК в воде у потребителя не исключает вмешательства неблагоприятного состояния труб водопроводной сети в формировании величины показателя. В питьевой воде Куйбышевского района определены самые высокие значения ХПК, в среднем 28,9 мг/л, что в два раза выше норматива. В этом явно просматривается влияние загрязненных вод р.Самара и низкий эффект водоочистки.
Химическая потребность в кислороде не входит в перечень гостированных оценочных показателей качества питьевой воды. Полученные данные обосновывают необходимость использования ХПК в качестве дополнительного критерия при контроле качества питьевой воды в г.Самаре и эффективности водоочистки.
Санитарно-микробиологическими исследованиями показано отсутствие во всех пробах питьевой воды общих колиформных и термотолерантных колиформных бактерий, колифагов, сульфитредуцирующих клостридий, а также сапрофитных бактерий (ОМЧ 37°С).
Это свидетельствует, на первый взгляд, об отсутствии фекального загрязнения питьевой воды, что можно объяснить двояко: достаточно эффективной очисткой и обеззараживанием исходной воды, поступающей на НФС, или же возможным ингибирующим влиянием трудноокисляемой органики на микрофлору поверхностного водоисточника.
Следовательно, нормативное содержание санитарно-показательной микрофлоры не исключает этапа обеззараживания при водоподготовке.
Заключение
Неудовлетворительное качество питьевой воды в административных районах, связанных с поверхностным источником питьевого водоснабжения, по цветности, перманганатной окисляемости, фенолам, нефтепродуктам обусловлено в основном плохим санитарно-техническим состоянием разводящих водопроводных сетей, поскольку отмечается соответствие приготовленной питьевой воды на НФС – 1, 2 гигиеническим требованиям.
Качество питьевой воды в Куйбышевском районе не соответствует гигиеническим требованиям по жесткости и минерализации по сухому остатку, что обусловлено неэффективной работой НФС-3.
Питьевая вода во всех районах г.о.Самара не соответствует гигиеническим требованиям по ХПК. Это является свидетельством недостаточного эффекта очистки на всех НФС в отношении трудноокисляемого органического вещества. Данное положение является основанием к использованию ХПК в качестве дополнительного критерия при контроле качества питьевой воды, подаваемой населению и оценки эффективности водоподготовки исходной воды на НФС.