QUALITY OF DRINKING WATER IN MINING AREAS
- Authors: Khasanova R.F1, Suyundukov Y.T1, Semenova I.N1, Rafikova Y.S1
-
Affiliations:
- Sibaysky Branch of Institute for Strategic Studies of the Republic of Bashkortostan
- Issue: No 2 (2019)
- Pages: 104-109
- Section: Articles
- URL: https://vestnik.nvsu.ru/2311-1402/article/view/49656
- DOI: https://doi.org/10.36906/2311-4444/19-2/13
- ID: 49656
Cite item
Full Text
Abstract
Full Text
Введение Зауральская зона Республики Башкортостан (РБ) расположена на юго-востоке республики и узкой полосой тянется с севера на юг вдоль границ с Челябинской и Оренбургской областями. В данном регионе, занимающем 27,9% площади Республики, проживает 354 134 человек, из которых 116 225 (32,8%) - жители городов Сибай, Баймак и Учалы. Основными градообразующими предприятиями являются горнорудные комбинаты (Учалы, Сибай) и обрабатывающие производства (Баймак). Горнорудный кластер Зауралья Республики Башкортостан представлен медноколчеданными месторождениями в Учалинском, Баймакском, Сибайском и Бурибай-Маканском рудных районах. Бурное развитие в регионе горнодобывающей и рудоперерабатывающей промышленности привело к образованию многочисленных карьеров, отвалов вскрышных пород, хвостохранилищ. Отходы, поступающие в процессе функционирования горнодобывающих и перерабатывающих предприятий, вызывают нарушение устойчивого равновесия в природных экосистемах и негативно отражаются в различных природных средах (Опекунов, Опекунова 2013; Суюндуков и др. 2014), что стало одной из актуальных экологических проблем региона. Мощное техногенное воздействие испытывает и водная среда, что создает проблему обеспечения населения качественным водоснабжением. Проведенные ранее исследования химического состава питьевой воды ряда юго-восточных районов Республики Башкортостан позволили заключить, что содержание тяжелых металлов в большинстве случаев находится в пределах допустимых концентраций. В то же время в ряде случаев концентрация железа и марганца значительно превышала нормативные значения (Рафикова и др. 2016). Использование населением воды, не соответствующей санитарно-гигиеническим требованиям, может способствовать ухудшению здоровья. Целью данной работы являлось изучение источников питьевого водоснабжения и определение качества питьевой воды городов юго-восточного горнорудного региона Башкортостана. Материалы и методы Объектом исследования послужили подземные источники водоснабжения и распределительная водопроводная сеть хозяйственно-питьевого водоснабжения городов Учалы, Сибай и Баймак, расположенные на территории горнорудных районов Зауралья Республики Башкортостан. Всего исследованиями было охвачено около 30 скважин и распределительная водопроводная сеть хозяйственно-питьевого водоснабжения, из которой было отобрано по 5 образцов воды в каждом городе. Химический анализ воды проводили в центральной химической лаборатории Сибайского филиала Учалинского горно-обогатительного комбината в соответствии с методами, приведенными в таблице 1. Таблица 1 Методы определения показателей качества питьевой воды Перечень контролируемых показателей Единица измерения НД на методику испытаний Водородный показатель ед. рН ПНД Ф 14.1:2:3:4.121-97 Сухой остаток мг/дм³ ПНД Ф 14.1:2.114-97 Медь мг/дм³ ПНД Ф 14.1:2:4.139-98 Цинк мг/дм³ ПНД Ф 14.1:2:4.139-98 Железо общее мг/дм³ ПНД Ф 14.1:2:4.139-98 Марганец мг/дм³ ПНД Ф 14.1:2:4.139-98 Жесткость общая Ж ПНД Ф 14.1:2.98-97 Анализ заболеваемости населения проведен с использованием ежегодных статистических отчетов лечебно-профилактических учреждений г. Сибай. Результаты и обсуждение Для питьевой хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 5,9 до 9,0 (СанПиН 2.1.4.1074-01). Результаты анализа подземных источников водоснабжения (скважин) в разных городах показали, что значения данного показателя варьируют в интервале от 6,67 до 7,37 и соответствуют действующим нормативам (табл. 2). Жесткость воды отражает суммарное содержание ионов кальция и магния. Жесткая вода мало пригодна для хозяйственно-бытовых нужд. По результатам наших исследований, в городах Сибай и Учалы показатель жесткости воды находится в пределах нормы. В г. Баймак его значение составляет в среднем 8,95, что значительно превышает норму и свидетельствует о высокой жесткости воды подземных источников. Величина сухого остатка является обобщенным показателем качества воды, характеризующим общее содержание растворенных в воде нелетучих минеральных и частично органических соединений и свидетельствующим о степени минерализации воды. По данным Г.Г. Онищенко (1999), содержание в воде солей хлористоводородной кислоты, калия, натрия и ионов тяжелых металлов способствует повышенному уровню ее минерализации. Для поверхностных вод водоемов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования эта величина не должна превышать 1000 мг/л. Исследованиями выявлено, что вода со скважин гг. Сибай и Баймак характеризуется повышенной минерализацией (более 1000 мг/л). Таблица 2 Показатели питьевой воды в городах горнорудных территорий Показатели Норма СанПиН 2.1.4.1074-01 г. Сибай г. Баймак г. Учалы скважины водопроводная сеть скважины водопроводная сеть скважины водопроводная сеть Водородный показатель, ед. pH 5.9-9.0 6,95 7,01 6,67 6,87 7,37 6,6 Жесткость общая, ж не более 7,0 6,54 4,55 8,95 4,00 6,15 2,40 Сухой остаток, мг/дм3 не более 1 000 1088,3 298,1 1787,6 280,4 551,3 452,2 Медь, мг/дм3 не более 1,0 0,015 0,015 0,02 0,016 0,026 0,002 Цинк, мг/дм3 не более 5,0 0,25 0,16 0,18 0,14 0,16 0,06 Железо общее, мг/дм3 не более 0,3 2,53 0,92 2,03 1,03 0,95 0,94 Марганец, мг/дм3 не более 0,1 0,034 0,009 0,120 0,009 0,012 0,016 Исследуемый регион характеризуется сложным геолого-геоморфологическим строением, особенностью которого является формирование естественных геохимических аномалий (Добровольский 2003; Папян и др. 2018). Такая особенность отразилась в повышенном содержании тяжелых металлов во всех компонентах природно-территориальных комплексов, в том числе и в воде. Наиболее частыми загрязнителями являются медь, цинк, железо и марганец, в связи с чем нами исследовано содержание этих металлов в питьевой воде. Выявлено, что среднее содержание меди не превышало 0,026 мг/дм3 при допустимой норме не более 1,0 (СанПиН 2.1.4.1074-01). Концентрация цинка в воде также была ниже допустимых значений. В то же время следует отметить более высокое содержание меди и цинка в воде из скважин по сравнению с водопроводной водой. Результаты исследования питьевой воды также свидетельствуют о высоких концентрациях железа, превышающих установленные ПДК (не более 0,3мг/л) по СанПиН 2.1.4.1074-01. Так, в гг. Баймак и Сибай содержание данного химического элемента в воде скважин составляет 6,7-8,4 ПДК, в водопроводной воде - 3 ПДК. Видимо, наряду с естественным повышенным содержанием железа в подземных источниках воды, это обусловлено также и состоянием водопроводных сооружений из металлической трубы, часть из которых подвергается процессам коррозии. Марганец поступает в воду из загрязненных водоисточников в результате выщелачивания железомарганцевых руд. ПДК для марганца в питьевой воде составляет 0,1 мг/л. Выявлено повышенное содержание марганца (1,2 ПДК) в воде из скважин в г. Баймак. Согласно Н.В. Канатниковой и В.Р. Кочкареву (2008), использование в питьевых целях воды с содержанием большого количества железа может оказывать раздражающее действие на кожу, вызывает гемохроматоз и аллергию, повышенное содержание марганца оказывает негативное влияние на центральную нервную систему. Ранее в работах Р.А. Сулейманова с соавторами (2006), З.С. Терегуловой с соавторами (2009) был проведен анализ качества воды сельских населенных пунктов горнорудных территорий РБ, где расчеты органолептических, неканцерогенных и канцерогенных рисков, обусловленных употреблением питьевой воды, доказывают вероятное влияние источников воды на состояние здоровья населения. Р.Ф. Абрахмановым (2007) также показано, что некоторые заболевания людей обусловлены особенностями химического состава воды и почвы. По мнению ряда авторов, жители горнорудных провинций представляют собой субпопуляцию высокого экологического риска и нуждаются не только в комплексной профилактике, но и в медико-экологической и эндоэкологической реабилитации (Терегулова и др. 2009; Семенова и др. 2011; Семенова и др. 2015; Semenova et al. 2016). В связи с этим нами проведен анализ заболеваемости детей города Сибай в сравнении со средними показателями по республике (рис. 1). Рис. 1. Заболеваемость детей города Сибай за 2015-2017 гг. Из представленных диаграмм очевидно, что заболеваемость детей и подростков с каждым годом возрастает. За последние два года резко возросли показатели болезни крови и врожденные аномалии. В целом показатели заболеваемости города Сибай несколько раз превышают среднереспубликанские уровни. Заключение Результаты исследований свидетельствуют, что показатели качества воды централизованных источников водоснабжения в юго-восточном горнорудном регионе Республики Башкортостан находятся в пределах санитарно-гигиенических нормативов за исключением содержания общего железа, что, видимо, связано с поступлением его в воду в результате коррозии водопроводных конструкций. В то же время качество воды нецентрализованного водоснабжения (из скважин) на отдельных территориях не удовлетворяет санитарно-гигиеническим нормативам. В городах Сибай и Баймак вода из скважин характеризуется повышенной жесткостью и минерализацией, высоким содержанием железа и марганца. В водоисточниках г. Учалы наблюдается повышенное содержание железа. Значительная часть населения городов Зауралья использует для питья воду, не отвечающую санитарным нормам. Результаты исследований ряда ученых РБ доказывают, что потребление воды в регионе сказывается на состоянии здоровья населения. Анализ заболеваемости населения города Сибай выявил превышение его показателей в несколько раз по сравнению с республиканским уровнем. Полученные результаты диктуют необходимость проведения мероприятий по обеспечению жителей качественной питьевой водой. Необходима полная инвентаризация централизованных и нецентрализованных водоисточников не только в черте городов, но и на территории прилегающих к ним населенных пунктов. Для использования воды из скважин для хозяйственно-питьевых целей необходима ее дополнительная очистка на фильтрационных установках, в первую очередь от высокого содержания железа.About the authors
R. F Khasanova
Sibaysky Branch of Institute for Strategic Studies of the Republic of BashkortostanDoctor of Biological Sciences, Associate Professor, Leading Researcher
Ya. T Suyundukov
Sibaysky Branch of Institute for Strategic Studies of the Republic of BashkortostanDoctor of Biological Sciences, Deputy Director, Chief Researcher
I. N Semenova
Sibaysky Branch of Institute for Strategic Studies of the Republic of BashkortostanDoctor of Biological Sciences, Associate Professor, Senior Researcher
Yu. S Rafikova
Sibaysky Branch of Institute for Strategic Studies of the Republic of BashkortostanCandidate of Biological Sciences, Senior Researcher
References
- Абдрахманов Р. Ф., Чалов Ю. Н. 2007. Пресные подземные воды Башкортостана. Уфа: Информреклама.
- Добровольский В. В. 2003. Основы биогеохимии: Учебник для студ. высш. учеб. заведений. М.: Академия.
- Канатникова Н. В., Кочкарев В. Р. 2008. Тяжелые металлы в питьевой воде и их характеристика // Ученые записки 10-14.
- Онищенко Г. Г. 1999. Вода и здоровье // Экология и жизнь 4.
- Опекунов А. Ю., Опекунова М. Г. 2013. Геохимия техногенеза в районе разработки Сибайского медно-колчеданного месторождения // Записки Горного института 203, 196-204.
- Папян Э. Э., Опекунова М. Г., Петрова А. С. 2018. Биоиндикационные критерии ландшафтно-экологического районирования природных комплексов Башкирского Зауралья в зоне воздействия горнорудных предприятий // Самарская Лука: проблемы региональной и глобальной экологии 27(3), 59-66.
- Рафикова Ю. С., Семенова И. Н., Биктимерова Г. Я. 2016. Содержание тяжелых металлов в питьевой воде юго-восточных районов Республики Башкортостан // Естественные и технические науки 1(91), 20-23.
- Санитарные нормы и правила СанПиН 2.1.4.1074-01. 2001. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем водоснабжения. М.: Минздрав РФ, 89.
- Семенова И. Н., Рафикова Ю. С., Дровосекова И. В., Муллагулова Э. Р. 2015. Элементный статус населения горнорудного региона (на примере Зауральской зоны Республики Башкортостан) // Микроэлементы в медицине 16(2), 47-51.
- Семенова И. Н., Рафикова Ю. С., Ильбулова Г. Р. 2011. Воздействие предприятий горнорудного комплекса Башкирского Зауралья на состояние природной среды и здоровье населения прилегающих территорий // Фундаментальные исследования 1, 29-34.
- Семенова И. Н., Янтурин С. И., Кужина Г. Ш., Боброва О. Б. 2016. Экологический мониторинг техногенного загрязнения почв и снежного покрова тяжелыми металлами методом биотестирования // Экология и промышленность России 20(2), 43-47.
- Сулейманов Р. А., Бакиров А. Б., Валеев Т. К., Рахматуллин Н. Р., Бактыбаева З. Б., Даукаев Р. А., Егорова Н. Н. 2016. Оценка риска здоровью населения горнорудных территорий Башкортостана, связанного с качеством питьевого водоснабжения // Анализ риска здоровью 4, 64-71. doi: 10.21668/health.risk/2016.4.08.
- Суюндуков Я. Т., Семенова И. Н., Зулкарнаев А. Б., Хабиров И. К. 2014. Антропогенная трансформация почв города Сибай в зоне влияния предприятий горнорудной промышленности. Уфа: Гилем.
- Терегулова З. С., Белан Л. Н., Аскаров Р. А., Терегулова З. Ф., Алтынбаева А. И. 2009. Особенности загрязнения среды обитания и заболеваемость населения в горнодобывающем регионе Республики Башкортостан // Медицинский вестник Башкортостана 4:6, 20-25.
- Semenova I. N., Rafikova Yu. S., Suyundukov Ya. T., Biktimerova G. Ya. 2016. Regional Peculiarities of Micro-element Accumulation in Objects in the Transural Region of the Republic of Bashkortostan, Biogenic - Abiogenic Interactions in Natural and Anthropogenic Systems, Springer International Publishing Switzerland, 179-187.