Results of research into the sanitary and chemical indicators of drinking water sources in Ufa, Republic of Bashkortostan
Results of research into the sanitary and chemical indicators of drinking water sources in Ufa, Republic of Bashkortostan
Abstract
The article provides the results of an analysis of water from the centralised water supply at 5 points in Ufa, Republic of Bashkortostan. Five water sampling points in microdistricts of the city of Ufa were tested for sanitary and chemical indicators: iron, total hardness, sulphates, nitrates, chloroform, and petroleum products. The paper presents the results of studies for 2022–2023. Based on the obtained data, it can be concluded that in 2022, compared to 2023, the iron content in the studied water of the Sipailovo microdistrict exceeded the maximum allowable concentration (MAC) by 0.1 mg/dm3. Water studies show that in 2022, the maximum permissible concentration for sulphate content was exceeded in the Centre microdistrict, while in 2023, no exceedance was detected. In 2023, the water hardness index was exceeded in the Dema and Centre microdistricts. The content of chloroform, petroleum products and nitrates at water sampling points in the microdistricts of Ufa does not exceed the MAC.
1. Введение
В настоящее время происходит интенсивное загрязнение поверхностных и подземных водных источников, в результате которого каждая пятая проба воды не отвечает установленным гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям, а каждая десятая — по санитарно-микробиологическим. Помимо того, что в значительном числе случаев состояние водных источников оценивается как критическое, оно имеет опасную тенденцию дальнейшего ухудшения
.Проблема обеспечения населения питьевой водой надлежащего качества стояла достаточно остро на протяжении всей истории цивилизованного общества. Растущая активность человека, включая рост населения, увеличение промышленного производства и появление крупных городских агломераций, нуждающихся в больших объемах питьевой воды, превратила запасы пресной воды в ценный природный ресурс. Однако в последние годы главной задачей является не только обеспечение населения достаточным количеством воды
. Загрязнение водных ресурсов, которое приводит к изменению состава поверхностных и подземных вод, также имеет большое значение в настоящее время. Здоровье человека и продолжительность его жизни во многом определяются качеством воды, которое может вызывать инфекционные и неинфекционные заболевания, генетические заболевания, а также влиять на развитие организма . Поэтому питьевая вода должна быть безвредной по основным химическим показателям .Поскольку состав природных вод формируется под влиянием геологических условий, гидрологических явлений и антропогенного воздействия
, некоторые обобщенные показатели, являющиеся основными технологическими параметрами для анализа работы водоочистных сооружений (мутность, цветность, окисляемость), содержат загрязняющие вещества различной природы (как природные, так и антропогенные) .Повышенная антропогенная нагрузка на водные источники приводит к нарушениям биологического кругооборота веществ изменению характеристик, можно предположить, что чем выше антропогенное воздействие, тем ниже качество воды на исследуемой территории . При этом качество воды, поступающей населению, формируется не на водопроводных станциях, а там, где начинается антропогенное влияние на ее состав в поверхностных водоемах или подземных источниках. Прежде всего, основными источниками загрязнения водной среды являются промышленные объекты осуществляющие сброс отработанных вод в водоемы и ряд загрязняющих веществ в атмосферу (пыли, свинца и диоксида серы, оксидов азота, углеводородов, угарного газа и многих других) , . Эти вещества в зимний период аккумулируются в снеговом покрове и, в последствии, с талыми водами поступают в подземные поверхностные воды и в конечном итоге поступает в качестве питьевой воды населению . Если во время исследования выявиться нестандартные образцы, то это позволит улучшить качество воды и снизить заболеваемость населения .
2. Методы и принципы исследования
Рисунок 1 - Точки отбора проб в городе Уфа. Условные обозначения:
точка 1 - Шакша; точка 2 - Черниковка; точка 3 - Сипайлово; точка 4 - Дема; точка 5 - Центр
Исследования проводились по стандартной методике
. Показатели оценивались в соответствии с СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» .Бактериальные загрязнения источников водоснабжения могут явиться причиной многих эпидемий. Методика исследования прописана в Методических указаниях . Питьевую воду исследуют на ОМЧ (общее микробное число), ОКБ (общие колиформные бактерии), E. coli, энтерококк, по эпидемиологическим показаниям на колифаги и возбудители кишечных инфекций. ОМЧ воды определяют глубинным методом посева на агар питательный по 2 объёма по 1 мл. Изучение питьевой воды на ОКБ, E. coli, проводят методом мембранных фильтров. При таких исследованиях фильтры помещаются на пластинчатую фуксин-сульфитную среду Эндо, затем переносятся в термостат (37, выдерживают в течение суток). При обнаружении на данной среде колоний подозрительных, их пересевают на среду Гисса полужидкую, включающую лактозу, затем готовятся мазки, с последующим окрашиванием по Граму, а уже затем микроскопируют. Основным показателем фекального загрязнения, который можно определить при лабораторном контроле воды абсолютно для всех видов водопользования служат энтерококки. Исследуются по два объема, а в последующем производится пересчет на 100 смПри исследованиях воды диаметры фильтров могут быть 35 мм (в этом случае на двух фильтрах должно быть не более 50 КОЕ) или 47 мм (тогда не более 100 колоний). При проведении исследовании питьевой воды в учет выбираются все фильтры, где отмечается рост колоний. Исследуемый объем воды отфильтровывают через мембранные фильтры, а затем их, не переворачивая, переносят, на любые плотные среды. При этом необходимо обеспечить полное прилегание к среде фильтра, так, чтобы не было воздушных пузырьков. Чашки необходимо поместить в термостат вверх дном и инкубировать 24–48 ч при температуре (37±1)C. Сальмонеллы определяются в воде, если установлены превышения нормативов основных индикаторных показателей, либо по эпидемическим показаниям. Данные группа определяется в 1 дм воды для доказательства их отсутствия/присутствия. Также для анализа воды исследуются колифаги, являющиеся бактериальными вирусами (бактериофагами), которые заражают Escherichia coli и, поэтому, формируют бляшки или зоны лизиса культуры бактерий. При определении колифагов в различных видах питьевой водыпроисходит вначале предварительное накопление их в среде обогащения на чистой культуре E.coli, а уже затем последующее обнаружение зон лизиса, проявляющихся как участки просветления на питательном агаре газона E.coli. Для проведения санитарно-гигиенических исследований качества воды применяется физико-химические методы:
– спектрофотометрия, в т. ч. фотометрия и ИК – спектрометрия, – атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС): с пламенной атомизацией, с электротермической атомизацией, гидридным методом, методом «холодного пара»;
– хроматографические (газовая, высокоэффективная жидкостная, тонкослойная);
– электрохимические методы (ионометрия, потенциометрия);
– капиллярный электрофорез;
– люминесцентный/флуоресцентный метод;
– метод иммуноферментного анализа (ИФА);
– другие физико-химические методы (кондуктометрический, рефрактометрический, манометрический и др.).
Атомно-абсорбционная спектрометрия (ААС) является одним из наиболее распространенных аналитических методов при санитарно-гигиенических исследованиях воды и находит все более широкое применение для количественного определения малых концентраций элементов, прежде всего металлов: железа, меди, цинка, марганца, свинца, кадмия, хрома, ртути, мышьяка. В лаборатории применяется метод капиллярного электрофореза (КЭ). Метод КЭ основан на разделении заряженных компонентов сложной смеси в кварцевом капилляре под действием электрического поля. Методом КЭ определяется катионный (ион аммония, натрий, калий, кальций, магний, стронций) и анионный (хлориды, сульфаты, нитраты, фториды) состав воды. Оценка качества воды также возможна только при комплексном ее исследовании с использованием всех выше перечисленных методов. Помимо физико-химических методов при исследовании воды используются органолептический, титриметрический, гравиметрический, визуально-колориметрический методы.
3. Основные результаты
Рисунок 2 - Содержание железа в воде
Результаты исследования показали, что превышение содержание железа в воде отмечается в 2022 году только в микрорайоне Сипайлово, в 2023 году в других микрорайонах не отмечалось превышение ПДК. Увеличение содержания железа в питьевой воде является следствием вторичного загрязнения воды, в связи с изношенностью трубопроводов.
По результатам содержания сульфатов отмечается превышение ПДК в 2022 году в микрорайоне Центр, в 2023 году превышение не было по исследуемым точкам микрорайона (рисунок 3).
Показатели по жесткости исследований воды в 2022 году не отмечены. В 2023 году превышение ПДК по жесткости отмечается в микрорайоне Дема и Центр (рисунок 4). Это обусловлено особенностями геологических пород региона. Размываясь, они обогащают речную и грунтовую воду ионами кальция и магния сверх установленной нормы.
С жесткостью питьевой воды, в совокупности с другими факторами среды обитания, могут быть связаны некоторые заболевания системы кровообращения, органов пищеварения, эндокринной системы, костно-мышечной системы, а также новообразования.
Показатели содержания нитратов в исследуемых точках воды микрорайонов не превышают ПДК за исследуемый период (рисунок 5).
Рисунок 3 - Содержание сульфатов в воде
Рисунок 4 - Показатели жесткости в воде
Рисунок 5 - Содержание нитратов в воде
Рисунок 6 - Содержание хлороформа при хлорировании (а) и нефтепродуктов (б) в воде
4. Заключение
Таким образом, из пяти проб, исследованные на санитарно-химические показатели, превышение гигиенических нормативов выявлено в следующих точках отбора воды микрорайонов города Уфа. В 2022 году по сравнению с 2023 годом содержание железа в исследуемой воде микрорайона Сипайлово превышена ПДК, равно 0,4 мг/дм3. Допустимый предел концентрации железа в воде составляет 0,3 мг/дм3. Проведенные исследования воды показывают, что в 2022 году в микрорайоне Центр выявлено превышение ПДК по содержанию сульфатов, а в 2023 году не выявлено. Результат анализа равен 650 мг/дм3 при ПДК 500 мг/дм3. В 2023 году превышена показатель воды по жесткости в микрорайонах Дема — 7,8 мг/дм3 и Центр — 7,2 мг/дм3 при ПДК — 7 мг/дм3. Содержание хлороформа, нефтепродуктов, нитратов в точках отбора воды микрорайонов города Уфа не превышают ПДК.