Международная научно-практическая конференция школьников и педагогов «Первые шаги в науку» комплексный анализ качества - реферат

Международная научно-практическая конференция школьников и педагогов «Первые шаги в науку»

КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ КАЧЕСТВА

ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ В Г. БРЯНСКЕ

Предметная область:

Химия

Автор работы:

Захленюк Ольга

Учащаяся 10 класса

Научный руководитель:

Анищенко Л.Н.,

учитель биологии и химии

Образовательное учреждение:

МБОУ СОШ № 5 им. К.И. Пушновой

Г. Брянска

БРЯНСК 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Актуальность проблемы . Общее количество воды на земле оценивается в 14000 млн.км³ . Однако стационарные запасы пресных вод, пригодных для использования составляют всего 0,3 % объема гидросферы ( около 4 млн.км³ ). Вода на нашей планете находится в состоянии круговорота. Под действием солнечной энергии вода испаряется с поверхности мирового океана и суши, а затем выпадает в виде атмосферных осадков.

Запасы пресной воды ограничены и распределены по поверхности и в земной коре неравномерно. Огромное количество пресной воды необходимо для функционирования промышленных предприятий. Еще большее количество пресной воды используется в сельском хозяйстве, в рыбоводческих хозяйствах. Повышение жизненного уровня населения также требует больших расходов пресной воды на хозяйственные и бытовые нужды. В среднем один человек расходует около 250 литров воды в сутки. Создается диспропорция между естественным запасом пресной воды и ее потреблением. Возникает угроза дефицита воды. В этой связи возникает вопрос о рациональном использовании водных ресурсов. Централизованное снабжение водой городов, поселков и промышленных предприятий представляет собой сложный комплекс технико-экономических и организационных мероприятий. Их рациональное решение определяет уровень санитарного благоустройства городов и поселков, обеспечивает нормальные условия жизни населения, гарантирует бесперебойную работу промышленности.

В настоящее время качество питьевой воды необходимо определять комплексно, используя химические, биологические, санитарно-гигиенические методы и методики. Так можно получить информативные, надежные и достоверные данные.

Цель и задачи работы . Цель работы – проанализировать химические, биологические и санитарно-гигиенические качества питьевой воды в Брянской области.

В соответствии с целью решались следующие задачи:

1. Проанализировать литературный материал о состоянии источников питьевого водоснабжения г. Брянска.

2. Определить и проанализировать состояния качества питьевой воды г. Брянска на примере родниковой и водопроводной питьевой воды.

3. Систематизировать сведения об организационно-правовых основах охраны источников питьевой воды.

Материалы и методика исследований . Исходными материалами для подготовки работы послужили статистические материалы (ежегодный доклад "О состоянии окружающей среды в Брянской области", доклады о проведении проверки состояния окружающей среды в г. Брянске и Брянской области и т.д.), законодательные акты Российской Федерации и Брянской области, Постановления Правительства Российской Федерации и Брянской области. В качестве методов исследования были использованы литературные и статистические методы.

1 Качество питьевой воды и её запасов на территории Брянской области

1.1 Методики исследований

1.1.1 Исследование вод родников

Паспортизацию вод родников в Советском районе г. Брянска мы провели по следующему плану:

1.Характер исследуемого источника. 2. Место выхода подземных вод. 3. Как оборудован водоток. 4. Водоносная и водоупорная порода. 5. С какими водными объектами связан источник. 6. Месторасположения источника. 7. Характер источника (восходящий, нисходящий). 8. Дебит источника (В емкость с известным объемом набирается вода из источника, на секундомера засекается время полного наполнения емкости. Измерения производятся троекратно. Вычисляется по формуле V:t=D. Где V – объем воды, t – время, D – дебет источника). 9. Температура воды (Измеряется спиртовым водным термометром, помещенным в емкость с водой. Измерения проводятся троекратно). 10. Качество воды (первичный визуальный анализ на цвет, запах и вкус). 11. Характер и качество оборудования родника 12. Дата проведения наблюдений

Оборудование: емкость для воды, водный термометр, секундомер.

Далее мы провели более детальное исследование воды по следующим методикам: определение прозрачности воды, определение интенсивности запаха воды. Данные по химическому составу вод родников, а также питьевой воды из районов города Брянска (для сравнения), частично нам предоставили из лаборатории РЦЭМ и К по Брянской области, а также это итоги самостоятельно выполненных химических исследований в экоаналитической лаборатории РЦЭМ иК.

1.1.2 Методика расчета индекса заболеваемости желудочно-кишечными инфекциями

В связи с тем, что желудочно-кишечные инфекции, такие как ОКИ, брюшной тиф, дизентерия, и другие напрямую связаны с бактериологическим качеством воды, разработана методика по расчету индекса заболеваемости (ИЗ) желудочно-кишечными инфекциями. Этот индекс рассчитывается для отдельных возрастных групп. Выражается в процентах.

ИЗ=(A/N )*100%, A – число заболевших желудочно-кишечными заболеваниями ( в каждой возрастной группе). N – общее количество людей (в каждой возрастной группе).

Результат расчета сравниваем с ИЗ параметрами:

1. ИЗ = 0 - 25% – случайные заболевания,

2. ИЗ = 25 – 50% – добавочные (к общему фону) заболевания,

3. ИЗ = 50 и более % – эндемичные инфекционные заболевания.

1.2 Качество питьевой воды в Брянской области

1.2.1 Оценка качества поверхностных вод

Гидрохимический контроль качества воды рек. Согласно плану-графику ежеквартального контроля качества вод в пунктах наблюдения на поверхностных водных объектах за 2010 год Брянским филиалом "Геоцентр-Москва" был проведен отбор проб воды в 15 пунктах наблюдения на 15 створах и на 15 малых реках, протекающих на территории Брянской области (р.р. Московка, Корна, Полонка, Унеча, Ирпа, Бабинец, Свень, Навля, Сев, Олешня, Ивоток, Бытошка, Ветьма, Судынка, Госомка). Гидрохимический контроль на реках осуществлялся в основные фазы водного режима во время половодья – на подъеме, пике и спаде; во время летней межени – при наименьшем расходе; осенью – перед ледоставом; во время зимней межени. Всего отобрано 90 проб воды (за счет средств областного бюджета). Гидрохимический анализ воды выполнялся по 15 показателям: запах, прозрачность, растворенный кислород, БПК₅ , ХПК, взвешенные вещества, хлориды, сульфаты, аммонийный азот, нитриты, нитраты, железо общее, сухой остаток, нефтепродукты, фосфаты.

Самой грязной рекой в области по результатам проведенного мониторинга в 2010 году можно назвать р. Бабинец. В реке отсутствует водная растительность, нет рыбы. На реке наблюдалось превышение БПК₅ в 2 раза, содержание его составило 3,94 мг/л при ПДК 2 мг/л. Концентрация растворенного в воде кислорода составляла менее 1 мг/л (содержание растворенного в воде кислорода не должно быть ниже 4 мг/л в зимний период и 6 мг/л в летний период). Содержание аммонийного азота в реке превышало ПДК для рыбохозяйственных водоемов в 9 раз и составило 4,384 мг/л. Химическое потребление кислорода (ХПК) превышало ПДК в 3 раза и составило 42,0 мг/л. На реке Олешня наблюдалось превышение предельно допустимых концентраций аммонийного азота в 3 раза, содержание его составило 1,45 мг/л при ПДК 0,5 мг/л, азота нитритов – в 5 раз, содержание его составило 0,393 мг/л при ПДК 0,08 мг/л, ХПК – в 1,5 раза, содержание его составило 22,5 мг/л при ПДК 15 мг/л.

На реке Судынка наблюдалось превышение ПДК аммонийного азота в 15 раз, содержание его составило 7,4 мг/л, ХПК – в 3 раза, содержание его составило 45,4 мг/л. На реке Московка наблюдалось превышение ПДК аммонийного азота в 2 раза, содержание его составило 0,99 мг/л, ХПК – в 2 раза, содержание его составило 28,4 мг/л, БПК₅ – в 1,4 раза, содержание его составило 2,78 мг/л.

Практически на всех реках наблюдалось превышение ПДК железа: в устье р. Свень – в 21 раз, в р. Бытошка – в 9 раз, в р. Ивоток – в 8 раз, в остальных наблюдаемых створах малых рек области – от 4 до 7 раз. Превышение содержания аммонийного азота наблюдалось на всех малых реках в период весеннего паводка в апреле и мае.

Повышенные концентрации аммонийного азота указывают на загрязнение вод бытовыми стоками, что является следствием сброса недостаточно очищенных, а иногда и без очистки сточных вод в малые реки области. Содержание азота нитритов в водных объектах – важный санитарный показатель, повышенное его содержание указывает на усиление процессов разложения органических остатков и загрязнении водоемов. Качество поверхностных вод малых рек, несмотря на постоянный спад производства за последние годы и уменьшение объема сброса загрязняющих веществ, по-прежнему не отвечает нормативным требованиям.

Загрязнение малых рек области обусловлено сбросом в них недостаточно очищенных, а порой и без очистки сточных вод.

Основными загрязнителями малых рек области являются г.г. Дятьково, Стародуб, Мглин, Клинцы, Новозыбков. В 2002 году состояние воды крупных водных объектов Брянской области рек: Десна, Снежеть, Навля, Ипуть, Сев, Болва, Унеча, Ирпа, Судость, наблюдаемых Брянским центром гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды, по сравнению с 2001 г не изменилось. Практически на всех реках наблюдалось превышение железа в 2 ПДК. Кроме р. Ипуть (д. Добродеевка), р. Сев (Ново-Ямское) здесь превышение железа - в 1,6 и 1,7 ПДК. На р. Снежеть (г. Брянск) содержание железа выше ПДК в 3 раза. Превышение БПК5 наблюдалось в реках Унеча (г. Унеча), Ирпа (п. Климово), р. Десна (г. Брянск), р. Снежеть (г. Брянск) в 1,3 ПДК, в остальных водотоках биологическое потребление кислорода практически соответствовало ПДК. По степени загрязнения водоемы относятся к умеренно-загрязненным. Информация предоставлена комплексной лабораторией Брянского центра гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды.

Индекс загрязнения определялся по шести показателям, которые можно считать гидрохимическими, основные из них: концентрация растворенного кислорода, водородный показатель рН, биологическое потребление кислорода БПК. Согласно шкале индекса загрязненности вод (ИЗВ) река Бабинец относится к очень грязным, река Корна к грязным, реки Московка, Ирпа, Олешня, Судынка к загрязненным, остальные наблюдаемые реки умеренно - загрязненные.

В р. Десна (с. Камень) наблюдалось превышение химического потребления кислорода (ХПК) при ПДК 15 мг/л в 1,7 раз (25 мг/л), по азоту нитритному при ПДК 0,08 мг/л в 1,5 раза (0,12 мг/л), по железу при ПДК 0,1 мг/л в 5-6 раз (0,57 мг/л). Класс качества воды в р. Десна, при ИЗВ равному 1,25, соответствует 3 классу «умеренно-загрязненные». Состояние качества воды в реке Десна по сравнению с 2000-2001 г.г. не изменилось.

В р. Судость (с. Сопычи) наблюдалось превышение ПДК по ХПК в 1,9-2 раза (28,67 мг/л), по БПК₅ - в 1,1 раза (2,23 мг/л), по железу - в 5 раз (0,48 мг/л). Класс качества воды в р. Судость, при ИЗВ - 1,19, соответствует 3 классу «умеренно-загрязненные».

В р. Снов (с. Забрама) отмечалось превышение ПДК для рыбохозяйственных водоемов по ХПК в 1,6 раза (24,7 мг/л), по азоту нитритному - в 1,4 раза (0,11 мг/л), по железу - в 5,8 раза (0,58 мг/л). Класс качества воды в р. Снов, при ИЗВ - 1,14, соответствует 3 классу «умеренно-загрязненные».

В р. Ипуть наблюдалось превышение ПДК по ХПК в 2 раза (30,5 мг/л), по БПК₅ - в 1,3 раза (2,65 мг/л), по железу - в 5,2 раза (0,52 мг/л). Класс качества воды в р. Ипуть, при ИЗВ-1,26, соответствует 3 классу «умеренно-загрязненные».

Наблюдения за качеством воды в реках имеет своей целью выявить степень загрязнения поверхностных водных объектов, определить состав загрязняющих веществ, динамику изменения их концентраций.

На 7 малых реках, протекающих в юго-западных районах Брянской области, отбор проб воды проводила Клинцовская гидрохимическая лаборатория. Всего отобрано 42 пробы.

Гидрохимический анализ проведен по следующим 15 показателям: РН, прозрачность, растворенный кислород, БПКпол., ХПК, взвешенные вещества, хлориды, сульфаты, аммоний азот, нитраты, нитриты, железо, сухой остаток, нефтепродукты, фосфаты.

По результатам гидрохимических анализов установлено, что наиболее загрязненными являются реки Бабинец, Олешня, Московка, Корна. Практически на всех малых реках области наблюдалось превышение содержания железа.

На контролируемых створах рек Беседь (н.п. Кашковка), Судость (п. Сопычи) наблюдалось превышение ПДК железа соответственно в 7 и 5 раз, превышение ПДК азота аммонийного – в 2 раза.

По заданию Московско – Окского бассейнового водного управления проводились отборы проб поверхностных вод на гидрохимические показатели на трех трансграничных створах совместно с Деснянским региональным управлением водных ресурсов г. Чернигов (Украина). На реках: Десна (с. Камень, створ смешения р. Десна и р. Судость, 568 км р. Десна), р. Снов (с. Забрама, 162 км р. Снов), р. Ипуть (п. Вышков, 80 км р. Ипуть) все контролируемые показатели соответствуют нормам рыбохозяйственных водоемов за исключением железа общего, превышающего ПДК от 2 до 8 раз. Превышение ПДК по железу объясняется природными факторами.

1.2. 2 Состояние водных экологических систем

Многие реки Брянской области используются для водообеспечения и водоотведения предприятиями местной промышленности и населенными пунктами, а так же для сельскохозяйственного водоснабжения и орошения. Антропогенное воздействие отрицательно отражается на состоянии поверхностных и подземных вод, на их качественных и количественных характеристиках. Особенно сильно эти изменения прослеживаются раньше и резче на малых реках, на которых расположены наиболее крупные районные центры области. Бессистемное, не подчиненное общему водохозяйственному плану, интенсивное использование водных ресурсов привело к неблагоприятным экономическим и экологическим последствиям. В отличие от крупных водотоков малая река очень тесно связана с окружающим ландшафтом. Каждое изменение в ландшафте ее водосбора сразу же отражается на режиме. Урбанизация, сведение леса и распашка почвы заметно влияют на водный режим рек, приводят к безвозвратным потерям стока рек.

На территории Брянской области сложилась критическая водоохранная ситуация. Имеющиеся сооружения очистки сточных вод физически изношены, конструктивно устарели и не отвечают современным требованиям экологической безопасности, а в 12 городах вообще отсутствуют. В результате многие малые реки особенно временные водотоки перестали существовать либо превратились в сточные канавы промышленных, бытовых и сельскохозяйственных отходов.

В качестве основного условия сохранения рек от истощения и вредных изменений следует применять принцип сохранения в водотоке расхода при любых видах хозяйственного использования, обеспечивающего воспроизводство биологических ресурсов и обуславливающего удовлетворительное санитарно-биологическое состояние и самоочищение реки. При определении водопотребления и водоотведения промышленных предприятий и сельскохозяйственных объектов должны быть изучены возможности экономии воды и сокращения сброса сточных вод. Качество грунтовых вод в основном отвечает нормативным требованиям, за исключением содержания железа общего (1,5-3 ПДК), что следует отнести за счёт природных факторов.

Многие реки Брянской области используются для водообеспечения и водоотведения предприятиями местной промышленности и населенными пунктами, а также для сельскохозяйственного водоснабжения. Антропогенное воздействие отрицательно отражается на состоянии поверхностных и подземных вод, на их качественных и количественных характеристиках. Особенно сильно (раньше и резче) эти изменения прослеживаются на малых реках, на которых расположены наиболее крупные районные центры области. Каждое изменение в ландшафте водосбора рек сразу же отражается на водном режиме. Урбанизация, сведение леса и распашка почвы заметно влияют на водный режим рек, приводят к безвозвратным потерям стока рек.

Количество водопользователей на территории Брянской области в 2002 году составило 797 , что на 2,8 % меньше чем в 2001 году, а в 2003 году составило 766 , что на 9,9 % меньше чем в 2002 году. Связано это с тем, что многие водопользователи передают свои скважины на баланс муниципальных образований области. Несмотря на проведенную работу по выявлению и постановки на учет водопользователей, 25 из них остались неохвачены. Количество водопользователей и показателей забора воды на территории Брянской области приведено в таблице 3 (приложение 1).

Всего забор воды из водных объектов за 2009 год составил 146,589 млн. м³ , что на 5,10 % меньше чем в 2008 году. Основные показатели фактического водопользования на территории Брянской области приведены в таблице 4 (приложение 1).

Забор поверхностной воды по сравнению с предыдущим годом возрос на 4,1 % и составил 49,781 млн. м³ . Связано это с проведением, водной службой ГУПР по Брянской области, работ по недопустимости использования на производственные нужды промышленных предприятий воды из подземных горизонтов. Уменьшился на 9,7 % объем забора подземных вод по сравнению с 2002 годом и составил 96,809 млн. м³ . Использование воды по области составило 134,515 млн. м³ , что на 6,72 % меньше чем в 2002 году. Это обусловлено дальнейшим снижением водопотребления предприятиями области. На 10,4 % уменьшилось использование подземной воды по сравнению с предыдущим годом. Уменьшение составило 9,180 млн. м³ .

В 2009 году уменьшилось использование воды питьевого качества на производственные нужды и составило 12,559 млн. м³ , что на 18,9 % меньше показателей прошлого года. Потери при транспортировке возросли на 2,4 % и составили 9,449 млн. м³ . Увеличение потерь вызвано большим износом водопроводной сети, а отсюда и частыми порывами на водоводах. В отчетном году произошло снижение объемов водоотведения с 102,696 до 100,955 млн. м³ . Соответственно уменьшилось на 2,8 % количество загрязненной воды: всего было 96,410 млн. м³ стало в 2003 году 93,792 млн. м³ . Основные показатели водопотребления и водоотведения на территории Брянской области, за последние пять лет, приведены в таблице 5. Объемы загрязняющих веществ в составе сточных вод, сброшенных в поверхностные водные объекты в 2003 году, представлены в таблице 6 (приложение 1). Количество водопользователей на территории области в 2004 г. составило 763 (в 2003 г. - 766).

Произошло снижение объёмов водоотведения с 100,955 до 96,656 млн. м3, соответственно уменьшилось на 2,46 % количество загрязненной воды.

На территории Брянской области искусственно созданные водохозяйственные системы (ВХС) в абсолютном большинстве представлены разномасштабными по объему (от 10 тыс.м³ до 8 млн. м³ ) прудами и водохранилищами и различными по конструктивно - компановочным решениям гидротехническими сооружениями (ГТС) на них. Все гидроузлы относятся к IV классу капитальности и находятся на балансе предприятий различных форм собственности. Около 45 % гидроузлов эксплуатируются более 30 лет, некоторые более 50 лет. Два гидроузла – Брянская ГРЭС и Клинцовская ТЭЦ поднадзорны РАО «ЕЭС России», остальные – МПР России.

Практически все гидротехнические сооружения нуждаются в проведении текущего или капитального ремонтов. В большинстве плотин водохранилищ наблюдалась повышенная фильтрация воды через тело плотины, приводящая к деформации и просадкам грунта, образованию проран в теле плотины. В последнее десятилетие, в связи с резким ухудшением финансового состояния владельцев ГТС, ремонтные работы на сооружениях практически не ведутся. Все это отрицательно сказываются на уровне безопасности гидротехнических сооружений, и может привести к значительному материальному ущербу в случае их разрушения.

С 1999 года на территории Брянской области, в соответствии с Федеральным законом «О безопасности гидротехнических сооружений» от 21.07.1997 года № 117-ФЗ, положением «О декларировании безопасности ГТС», утвержденным постановлением Правительства Российской Федерации 06.11.1998 года № 1303, «Временными методическими указаниями по ускоренной инвентаризации ГТС и оценке состояния водохозяйственных систем» и постановлением администрации Брянской области от 24 июля 2000 года № 329 «О проведении инвентаризации прудов, водохранилищ и накопителей сточных вод», проводилась работа по инвентаризации гидротехнических сооружений. В период инвентаризации были проведены обследования гидротехнических сооружений с целью выявления их технического состояния и принадлежности, проведено уточнение их основных параметров и местоположения. Специалистами водной службы Главного управления продолжалась работа по ведению Российского регистра гидротехнических сооружений. В регистр занесено 113 гидротехнических сооружений прудов и водохранилищ. Данные передаются в Российский центр регистра и кадастра.

1.2.3 Состояние очистных сооружений, установок и систем оборотного и повторного водоснабжения

Всего на территории Брянской области насчитывается 96 очистных сооружений механической и биологической очистки. Подавляющее большинство действующих очистных сооружений морально устарели, изношены, не отвечают современным требованиям экологической безопасности, не обеспечивают должной очистки сточных вод. В 12 районных центрах области очистные сооружения вообще отсутствуют, что приводит к сбросу в водные объекты неочищенных до нормативных требований сточных вод. Строительство и реконструкция очистных сооружений в области ведется крайне медленными темпами, из-за отсутствия финансовых средств у большинства водопользователей и не выделения средств из бюджетов всех уровней. Из года в год не решается вопрос об устройстве ливневой канализации в черте города Брянска. Во время дождей с территорий жилых массивов смывается большое количество загрязняющих веществ, которые попадают в р. Десну, минуя очистку.

Системы оборотного и повторного водоснабжения находятся в удовлетворительном состоянии.

1.2. 4 Характеристика питьевой воды по районам города Брянска

Население Советского, Бежицкого и Фокинского районов получает воду из поверхностного и подземных водоисточников, а жители Володарского района – только из подземных водоисточников.

Серьезную проблему для водоснабжения г. Брянска представляет повышенное содержание железа в водах верхнедевонской толщи (Брянское месторождение пресных подземных вод), которое со временем неуклонно растет. Традиционным решением данной проблемы являлось использование артезианских подземных вод. Однако замедленный водообмен артезианских водоносных горизонтов ограничивает темпы водоотбора. Кроме того, интенсивная откачка подземных вод в городе с первой половины ХХ века привела к образованию депрессионной воронки диаметром более 100 км и существенному (до 80 м) снижению уровня напорных вод [Геология, минерально-сырьевая база и геоэкология Брянской области, 2001]. Последствия формирования воронки заключаются в удорожании добычи и ухудшении качества исходной воды за счет притока её из выше- и нижележащих горизонтов. Снижение качества воды проявляется в увеличении её минерализации, общей жёсткости, концентрации железа, хлорид- и сульфатионов, а традиционно применяемые технологии обработки воды, не всегда обеспечивают очистку до нормативных показателей.

Кроме того, в питьевой воде отмечается дефицит йода и фтора. Между тем, проведенный корреляционный анализ продемонстрировал наличие тесной связи между заболеваемостью жителей болезнями щитовидной железы и содержанием йода в питьевой воде [Квитко с соавт., 1997]. А недостаточное поступление фтора в организм повышает растворимость зубной эмали, вызывает поражение зубов кариесом [Гидрохимические показатели состояния окружающей среды, 2007].

Таким образом, в силу особенностей химического состава питьевые воды следует рассматривать в качестве фактора риска для здоровья горожан.

В течение 2009 года в городе было исследовано 815 проб по санитарно-бактериологическим показателям и 187 проб по санитарно-химическим показателям. Удельный вес неудовлетворительных проб в 2009 году увеличился по сравнению с 2008 годом как по химическим (7,5%), так и по бактериологическим показателям (16,3%) (таблица 1).

Таблица 1 – Динамика качества питьевой воды, используемой горожанами для хозяйственно-питьевых нужд (удельный вес проб с превышением ПДК, в %)

Для воды разводящей сети города характерны повышенное содержание железа и жесткость. По этим показателям ежегодно регистрируется от 9,0% до 18,6% нестандартных проб, что отражает неудовлетворительное качество воды по санитарно-химическим показателям.

По санитарно-бактериологическим показателям от 3,1% до 6,2% результатов анализов также не отвечает гигиеническим нормативам.

Детализация результатов исследования по районам города показывает, что наибольший удельный вес проб с превышением ПДК по санитарно-химическим показателям регистрируется в Бежицком районе и составляет 22,3%, по санитарно-бактериологическим показателям – в Фокинском районе (5,2%) (рисунок 1).

Рисунок 1 – Удельный вес неудовлетворительных проб питьевой воды в районах города за 2005-2009 годы (в %)

1.2.5 Состояние подземных вод

Брянская область - территория со значительной техногенной нагрузкой на окружающую среду. Подземные воды являются наиболее динамичным компонентом литосферы, активно реагирующим на антропогенную деятельность. Это проявляется в изменении гидрогеохимической обстановки, загрязнении грунтовых и напорных вод, изменении гидродинамических условий, уровня грунтовых и напорных вод, образовании глубоких депрессионных воронок, заболачивании, подтоплении территории.

Территория г. Брянска, Брянского района и прилегающих промрайонов городов Дятьково, Жуковки, Карачева характеризуется интенсивной длительной эксплуатацией подземных вод верхнедевонских отложений (Брянское месторождение подземных вод). В основном воды используются для хозяйственно-питьевого водоснабжения городского и сельского населения и для производственно-технических нужд. Наибольшую опасность для нормального состояния подземных вод представляет загрязнение (существующее и потенциальное), определяемое природными условиями, наличием источников антропогенного загрязнения, техническим состоянием эксплуатационных скважин. На территории области к природным загрязнителям относятся: повышенное содержание стронция стабильного, железа, суммарной активности альфа-излучающих радионуклидов. В последнее время выявлены факты загрязнения подземных вод, в т.ч. и девонских водоносных горизонтов, нефтепродуктами, бором, марганцем и барием.

В гидрогеологическом отношении территория Брянской области располагается в зоне сочленения краевых частей двух крупных артезианских бассейнов: юго-западного борта Московского и северо-восточного борта Днепровского. Пресные подземные воды играют определяющую роль в социально-экономическом развитии области. Наиболее крупные водозаборы сосредоточены в областном центре, где пробурено несколько групп водозаборных скважин.

Доля подземных вод в общем балансе хозяйственно-питьевого водоснабжения Брянской области составила в 2003г. – 79,3%, в общем балансе производственно-технического водоснабжения – 12,5%. В связи с этим водоносные горизонты рассматриваются в качестве основного объекта ГМГС по Брянской области.

Прогнозные эксплуатационные ресурсы пресных подземных вод, оцененные по модулю питания, составляют при площадной системе водоотбора 4720,58 тыс. м³ /сут.

Прогнозные эксплуатационные ресурсы, оцененные балансовым гидродинамическим методом на участке долины р. Десны при линейной системе водоотбора, составляют 253,15 тыс. м³ /сут.

Суммарные прогнозные эксплуатационные ресурсы составляют 4973,73 тыс. м³ /сут. Модуль прогнозных эксплуатационных ресурсов подземных вод – 1,61 л/с с км² .

Эксплуатационные запасы по состоянию на 01.01.2004 г. составляют 1020,41 тыс. м³ /сут, в том числе подготовленные для промышленного освоения – 737,9 тыс. м³ /сут. В 2003г. протоколом ТКЗ от 27.05.2003г. утверждены эксплуатационные запасы пресных подземных вод на участке «Гордеевка» Гордеевского района в количестве 0,7тыс.м³ /сут., на участке «Творишенский» Гордеевского района в количестве 1,5тыс.м³ /сут., на участке «Гулевский» Клинцовского района в количестве 2,8 тыс.м³ /сут., на участке «Софиевский» Злынковского района в количестве 2,1 тыс.м³ /сут, на участке «Житнянский» Почепского района в количестве 1,1 тыс.м³ /сут., а также протоколом НТС ГУПР по Брянской области от 01.09.2003 г. утверждены эксплуатационные запасы пресных подземных вод на участках «Меркульевский» и «Орменский» Брянского района в количестве 52,3 тыс.м³ /сут.

Степень разведанности прогнозных ресурсов пресных подземных вод составляет 19%. Динамика изменения разведанных запасов пресных подземных вод на территории Брянской области и их использования в период с 1986 по 2003 год представлена в приложении. Всего в период с 1986 по 2003 год прирост эксплуатационных запасов подземных вод составил 431,5 тыс. м³ /сут.

Суммарные прогнозные эксплуатационные ресурсы подземных вод составляют 4973,73 тыс. м³ /сут. Эксплуатационные запасы на 01.01.2005 г. составляют 1020,69 тыс. м³ /сут, в т.ч. подготовленные для промышленного освоения - 754,32 тыс. м³ /сут. Прогнозные ресурсы пресных подземных вод составляет 20,5%. Прирост эксплуатационных запасов подземных вод в период с 1986 по 2004 гг. составил 431,41 тыс. м³ /сут.

Текущая потребность в воде питьевого качества по области составляет 676,7 тыс. м³ /сут, перспективная - 957,8 тыс. м³ /сут. Обеспеченность перспективной потребности прогнозными эксплуатационными ресурсами составляет 519% и разведанными эксплуатационными запасами - 99,6%. Большинство месторождений пресных подземных вод области требует переоценки запасов в связи с истечением срока амортизации. Для Мглинского и Жирятинского районов нет утвержденных эксплуатационных запасов. В Клинцовском, Новозыбковском, Климовском, Стародубском, Клетнянском и Комаричском районах общая потребность превышает эксплуатационные запасы. В настоящее время остро стоит вопрос переоценки запасов пресных подземных вод Брянской области (рис. 1.1).

В 2004 г. впервые было проведено специальное исследование 124 эксплуатационных скважин по следующим показателям: азот аммиака, нитриты и нитраты, окисляемость, нефтепродукты и фенольный индекс. Полученная информация свидетельствует об угрозе загрязнения подземных вод техногенным воздействием. Уже в ближайшем будущем появится проблема сохранения нормативного качества эксплуатируемых подземных вод, восстановить которое практически невозможно. Необходима целенаправленная работа по поиску очагов загрязнения подземных вод, проведению мероприятий очистки и реабилитации. Необходимо повысить ответственность недропользователей за техническое состояние водозаборных сооружений, безлицензионное пользование недрами.

1.3 Результаты исследований

1.3.1 Качество питьевой воды (вод родников Советского района г. Брянска, водопроводной воды)

Анализируя динамические показатели качества воды 3 родников на территории г. Брянска (Советский и Бежицкий район), два из которых расположены на территории памятника природы «Верхний Судок», третий родник находится по ул. Бежицкая. Также исследовалось качество питьевой водопроводной воды четырех районов г. Брянска. Исследовали воду на химические показатели хлора, сульфата, окисляемости, кислотности, железа. Также проводили исследования органолептических характеристик воды. Все исследования проводились по обще принятым методикам химического анализа воды. Наблюдения проводились с 2009 – 2011 гг. Данные по химическому анализу вод помещены в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 – Химический анализ проб воды г. Брянска

в 2009 – 2011 годы

Итак, анализ данных показал, что состояние вод родников по органолептическим показателям хорошее: ни в одной пробе не было зарегистрировано тяжелых металлов и все химические ингредиенты не превышали ПДК.

Химический мониторинг вод позволил установить, что воды родников имеют околонейтральную реакцию, содержание хлоридов и других ионов, контролируемых нормами СанПиНа не превышает ПДК.

Сравниваем приведенные данные химического анализа с ПДК:

1. ПДК_{(щелочность)} =6,5 – 8,5ммоль-экв/л

2. ПДК_{(жесткость)} =до 7 ммоль-экв/л

3. ПДК_{(хлорид –ионы)} =до 350 мг/л

4. ПДК_{(железо)} =до 0,3 мг/л

5. ПДК_{(окисляемость)} =до 4 мг О₂ /л

Итак, все показатели вод родников и питьевой воды находятся в норме, кроме содержания железа в воде. Оценивая качество воды по имеющимся данным, сопоставимыми с ПДК, выясняем, что ситуация с родниковой водой г. Брянска в целом благополучная, исключая ситуацию с содержанием железа в воде.

1.3.2 Определение индекса заболеваемости желудочно-кишечными инфекциями в Брянской области

Анализ был произведен для отдельных возрастных групп: всего населения и детского населения (0 – 14 лет). При анализе мы рассматривали только те инфекции, которые могут быть вызваны некачественной водой. Все данные для расчетов предоставлены в таблицах 4, 5 (Приложение 2).

Все рассчитанные величины изложены в следующей таблице 3.

Таблица 3 – Индекс заболеваемости желудочно-кишечными инфекциями в 1998 – 2004 гг. среди всего и детского населения Брянской области.

Примечание: ИЗ₁ – взрослое население, ИЗ₂ – детское население

Итак, проанализировав таблицу 3, мы видим, что максимальный ИЗ (в % ) составляет 1,6% среди двух групп проанализированных групп. Это говорит о том, что все заболевания, вызванные желудочно-кишечными инфекциями носят случайный характер и не могут быть отнесены даже к эндемичным.

Заключение и выводы

Проанализировав состояние поверхностных вод Брянской области, заметим, что состояние воды рек области в 2010-11 гг. можно считать удовлетворительным. Очень грязная река Бабинец, остальные реки умеренно грязные, что обусловлено сбросом в них недостаточно очищенных сточных вод (в зависимости от сбросов отмечается превышения ПДК по ХПК₅ , БПК₅ , аммонийному азоту, азоту нитритов, фосфатам). Степень очистки сточных вод в большинстве случаев не соответствует нормативам. Отмечено значительное содержание железа в реках области, что вызвано процессами химического выветривания горных пород. Значительное количество железа поступает с подземным стоком и сельскохозяйственными стоками. .

В 2011 году был отмечен рост неудовлетворительных проб питьевой воды в сравнении с 2010 годом по санитарно-химическим показателям, и снижение удельного веса нестандартных проб питьевой воды по санитарно-микробиологическим показателям. Основные причины неудовлетворительного качества питьевой воды таковы: 1. загрязнение источников водоснабжения из-за отсутствия организации зон санитарной охраны, 2. высокая изношенность водопроводов и разводящих сетей, недостаток материально-технической базы, 3. несвоевременное устранение аварий и не проведение очистных и дезинфекционных мероприятий после их устранения. Особенно неблагополучная ситуация прослеживается в сельской местности.

Значительная часть населения г. Брянска и Брянской области в качестве источника водоснабжения использует воду колодцев и родников, а по результатам лабораторного контроля качество воды в них в 50-70% случаев не отвечает гигиеническим нормативам, особенно по содержанию нитратов и бактериологическим показателям.

Изучив качество вод родников, можем отметить, что ситуация с родниковой водой г. Брянска в целом благополучная, исключая показатели вод по содержанию железа в воде.

Занимаясь изучением качества вод, нами не может быть не затронута проблема здоровья. Все пресные воды – это потенциальные питьевые ресурсы, а значит жизненно-важный фактор первой необходимости. Потому их качество напрямую связано со здоровьем.

Одной из задач настоящей работы был расчет индекса заболеваемости желудочно-кишечными инфекциями в Брянской области (при расчете мы анализировали только те инфекции, которые могут быть вызваны некачественной водой ) с целью выявить насколько велика зависимость между микробиологическим качеством наших вод и имеющимся уровнем заболеваемости, а также выявить какой процент населения был подвержен таким инфекциям. По данным исследования выяснено, что все случаи заболевания желудочно-кишечными инфекциями носят случайный характер.

Общий вывод по произведенным исследованиям следующий:

В целом ситуацию с поверхностными водами Брянской области можно считать удовлетворительной. Как и везде в Российской Федерации мы наблюдаем повышенный уровень загрязнения вблизи крупных промышленных центров, и относительное благополучие на удалении от них.

К счастью и питьевые воды области не сильно загрязнены; исключением стало содержание железа, которое превышает ПДК в 2 - 3 раза.

Относительно благополучная водная ситуация подтверждается выводами из расчета индекса заболеваемости желудочно-кишечными инфекциями в Брянской области. Случаи заболевания желудочно-кишечными инфекциями, вызванными некачественной водой носят случайный характер, т.е. доля населения, подвергшегося инфицированию относительно мала.

Рекомендации:

1. Продолжение комплекса мероприятий по снижению содержания железа в питьевой воде;

2. Развитие сети централизованного водоснабжения взамен колодцев;

3. Выделение финансирования для решения проблемы очистных сооружений (реконструкция, применение новейших методов очистки сточных вод );

4. Включение в программу производственного контроля определение вирусов.

5. Организация действенного биомониторинга поверхностных вод Брянской области.

Список использованной литературы

1. Авакян, А.Б. Водохранилища //А.Б. Авакян, В.П. Салтанкин, В.А. Шарапов. – М.,1987.

2. Бурдин, К.С. Основы биологического мониторинга / К.С. Бурдин. – М.: Наука, 1985 – 157с.

3. Биологический контроль окружающей среды: биоиндикация и биотестирование: учеб.пособ / О.П. Мелехова, Е.И. Егорова, Т.И. Евсеева. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 288 с.

4. Булохов, А.Д. Экологическая оценка среды методами фитоиндикации // А. Д. Булохов. – Брянск: Издательство БГПУ, 1996. – 104 с.

5. Вернадский, В.И. Живое вещество // В. И. Вернадский. – М.,1978. – 358с.

6. Гигиенические требования к охране поверхностных вод. Санитарные правила и нормы: СанПиН 2.1.5.980 – 00. – М.,2000

7. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды по Брянской области в 2002 году» // Комитет природопользования и охраны окружающей среды, лицензирования отдельных видов деятельности Брянской области. Брянск, 2003. – 197 с.

8. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды по Брянской области в 2005 году» // Комитет природопользования и охраны окружающей среды, лицензирования отдельных видов деятельности Брянской области. Брянск, 2006. – 298 с.

9. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды по Брянской области в 2006 году» // Комитет природопользования и охраны окружающей среды, лицензирования отдельных видов деятельности Брянской области. Брянск, 2007. – 283 с.

10. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды по Брянской области в 2005 году» // Комитет природопользования и охраны окружающей среды, лицензирования олтдельных видов деятельности Брянской области. Брянск, 2006. – 299 с.

11. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Брянской области в 2003 году» // Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды Министерства природных ресурсов России по Брянской области. Брянск, 2004. – 323 с.

12. Государственный доклад «О состоянии и охране окружающей среды в Брянской области в 2002 году» // Главное управление природных ресурсов и охраны окружающей среды Министерства природных ресурсов России по Брянской области. Брянск, 2003. – 323 с.

13. Дубовой, И.И. Здоровье человека и окружающая среда // И. И. Дубовой. – Брянск:ЗАО «Издательство «Читай-город», 2007. – 120 с.

14. Егоров, Н.А. Критерии выбора приоритетных показателей химического загрязнения воды для социально-гигиенического мониторинга //Н. А. Егоров [«Гигиена и санитария»]. – 2002.- № 2. – 57 – 58 с.

15. Ильницкий, А.П. Нитраты и нитриты питьевой воды как фактор онкологического риска // А. П. Ильницкий [«Гигиена и санитария»]. – 2003. - №6. – 81 – 83 с.

16. Марченко, И.С. Комплексная проблема Десны //И. С. Марченко, В. М. Обновленский, Н. А. Обоздов, П. И. Сидоренко, В. И. Филин. – Тула: Приокское книжное издательство,1970. - 327 с.

17. Методическое руководство по биотестированию воды РД 118-02-90 Утввержден Госкомприроды СССР от 06.08.1990.

18. Методические указания пол внедрению и применению санитарных правил и норм: СанПиН 2.1.4.559 – 96. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества МУ 2.1.4.682 – 97. – М.,1998.

19. Пивоваров, Ю.П. Гигиена и основы экологии человека. Учебник для студентов высших медицинских учебных заведений //Ю. П. Пивоваров, В. В. Королик, Л. С. Зинкевич. – Академия, 2004. – 528 с.

20. Пивоваров, Ю.П. Гигиена и основы экологии человека.//Ю. П. Пивоваров, В. В. Королик, Л. С. Зинкевич. – Феникс, 2002. – 512 с.

21. Практикум по экологии. Учебное пособие // П.ред.С. В. Алексеева. – М.:АО МДС, 1996. – 192 с.

22. Природа и природные ресурсы Брянской области. Учебное пособие для учащихся и студентов / П.ред. Л. М. Ахромеева. – Брянск: Изд-во Брянского госпедин-та, 2001. – 216 с.

23. Прокопенко, Я.Н. Состояние питьевой воды в Брянске / Я.Н. Прокопенко: выпускная квалификационная работа. – Брянск, 2005. – 87 с.

24. Российская Федерация. Законы. О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения: федер. закон [принят 30 марта 1999 г.] // Свод законов, 2005.- № 52.

25. Семенченко, В.П. Принципы и системы биоиндикации текучих вод В.П. Семенченко. – Минск: "Орех", 2004. – 125 с.

26. Федеральный закон от 10 января 2002г. N 7-ФЗ "Об охране окружающей среды".

27. Экологический мониторинг. Методы биомониторинга: в 2-х частях / Под ред. Д.Б. Гелашвили. – Н.Новгород: ННГУ, 1995.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 1 – Удельный вес проб из источников централизованного водоснабжения, водопроводов и нецентрализованных источников водоснабжения, не отвечающих гигиеническим нормативам микробиологическим показателям (%)

Таблица 2 – Химический состав и минерализация воды реки Десны в основные фазы гидрологического режима до её зарегулирования

Таблица 3 ––Сброс загрязнённых сточных вод в поверхностные водные объекты

Таблица 4 – Эксплуатационные запасы и использование минеральных подземных вод

Таблица 5 – Органолептические свойства воды вод родников и исследованной питьевой воды в г. Брянске

Продолжение таблицы 5