источников питьевого водоснабжения - Социально-экологические проблемы качества воды водоемов - страница 1

Страницы:
1 

дуктивності трубчатих колодязів (свердловин).

1.Гаврилко В.М., Алексеев В.С. Фильтры буровых скважин. - М.: Недра, 1985. -

334 с.

2.Тугай А.М., Прокопчук И.Т. Эксплуатация и ремонт систем артезианского водо­снабжения. - К.: Будівельник, 1988. - 176 с.

3.Абрамов С.К., Алексеев В.С. Забор воды из подземного источника. - М.: Колос.

 

-  1980. - 239 с.

4.Веригин Н.Н. Кольматаж призабойной зоны скважины // ПМТФ. - 1964. - № 2. -

-  С.74-83.

5.Киселев С.К., Олейник А.Я. Гидродинамическая модель фильтрации при очист­ке подземных вод от соединений железа // Прикладная гидромеханика. - 1999. - Т.1(73).

-  С.20-25.

6.Олейник А.Я., Тугай А.М. Моделирование процессов кольматажа и суффозии в прифильтровой зоне скважины // Доповіді НАН України. - 2001. - №9. - С.190-194.

7.Олійник О.Я., Тугай А.М. Математичне моделювання хімічного кольматажу свердловин сполуками заліза // Гідромеліорація та гідротехнічне будівництво. - Рівне: РДТУ. - 2002. - № 26. - С.271-278.

Отримано 16.02.2004

 

УДК 338.504

Е.А.ДМИТРИЕВА, канд. техн. наук, Л.Г.ИГНАТЕНКО, И.В.КОЛДОБА

Украинский научно-исследовательский институт экологических проблем, г.Харъков

СОЦИАЛЬНО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА ВОДЫ ВОДОЕМОВ - ИСТОЧНИКОВ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Анализируется сложившаяся в Украине проблема питьевого водоснабжения. Рас­сматривается «цветение» воды водоемов - источников питьевого водоснабжения и его негативные последствия как масштабная эколого-социальная проблема за рубежом и в нашей стране. Указан комплекс экспериментальных работ, проводимых УкрНИИЭП, по оценке эколого-гигиенического благополучия поверхностных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения и намечены перспективы дальнейших исследований.

Одна из главных задач государственной политики в области во­допользования сегодня состоит в отработке эффективных механизмов реализации отдельных стратегических направлений национального развития с учетом опыта европейских и других стран мира. Это нашло свое воплощение в Основных направлениях государственной экологи­ческой политики Украины и в Послании Президента Украины Верхов­ной Раде Украины «Европейский выбор. Концептуальные основы стратегии экологического и социального развития Украины на 2002­2011 гг.».

Водные ресурсы являются важнейшим природным фактором, ко­торый определяет развитие экономики, размещение продуктивных сил, комфортность жизни населения. Зависимость общества от водных ре­сурсов возрастает, повышаются требования к качеству воды. В Основ­ной (рамочной) Директиве ЕС 2000/60/ЕС районы питьевых водозабо­ров и водоемы, подверженные антропогенному эвтрофированию, отне­сены к зонам подлежащим особой охране, с более строгой регламента­цией антропогенной нагрузки. Согласно "Національного плану дій з гігієни довкілля на 2000-2005 рр.", который был одобрен Постановле­нием Кабинета Министров от 13.10.2000 г. №1556 все решения органов государственной исполнительной власти, местного и регионального самоуправления, должны приниматься с осуществлением оценки их возможного влияния на здоровье населения. Здоровье населения при­знано основным критерием эффективности функционирования всех без исключения сфер хозяйственной деятельности, а обеспечение населе­ния городов и других населенных пунктов питьевой водой в должном количестве и требуемого качества - основной задачей органов испол­нительной власти. К числу приоритетных задач в области водного хо­зяйства в указанном документе отнесена охрана и улучшение состоя­ния источников водопользования. Кроме того, одним из важнейших требований при решении водохозяйственных и водоохранных задач, является не только обеспечение удовлетворительного качества поверх­ностных вод в настоящий момент, но и сохранение благоприятных ус­ловий воспроизводства водных ресурсов в будущем. Это условие не­возможно выполнить без обеспечения стабильного функционирования экосистемы водного объекта, без сохранения ее целостности и устой­чивости.

Современную ситуацию в области водных ресурсов, в том числе и в Украине, характеризуют следующие положения: дефицит питьевой воды необходимого качества стремительно растет; качественный и количественный дефицит воды, используемой в коммунально-бытовых целях, приводит к росту заболеваемости на­селения.

Наличие «чистой воды» будет критической проблемой жизне­обеспечения в XXI веке, особенно наличие пресной воды, пригодной для питьевых целей. По прогнозам уже к 2025 г. с нехваткой воды, при­годной для питьевых целей, может столкнуться 2/3 населения планеты [1]. В Украине проблема чистой воды особенно остра, поскольку она -одна из наименее обеспеченных водой стран Европы.

Анализ данных относительно качества питьевой воды свидетель­ствует о влиянии загрязнения на интегральный уровень состояния здо­ровья населения. По данным ВОЗ каждые 8 секунд в мире от болезней, вызванных потреблением некачественной питьевой воды, умирает бо­лее 5 млн. человек. Инфекционная заболеваемость населения, связан­ная с водообеспечением, достигает 500 млн. случаев в год [1].

Рассматривая эколого-социальное значение водного фактора ок­ружающей природной среды, необходимо отметить, что загрязнение питьевой воды в последние годы стало повсеместным и преобладаю­щим фактором риска в большинстве городов и районов Украины. В 2003 г. 1228 населенных пунктов страны уже вынуждены использовать привозную питьевую воду. Как было отмечено на заседании Совета национальной безопасности и обороны Украины, сегодня в стране не осталось поверхностных водных источников с 1-й категорией качества (т. е. чистой) воды по основным санитарно-химическим и микробиоло­гическим показателям. Если по данным ВОЗ ежегодно от употребле­ния недоброкачественной питьевой воды страдает каждый 10-й житель планеты, то в Украине воду несоответствующую требованиям «Дер­жавних стандартних правил і норм...» пьет каждый пятый ее житель. Так, во 2-м полугодии 2002 г. по результатам проверки, проведенной государственными центрами стандартизации, метрологии и сертифи­кации, 37 из 111 предприятий централизованного водоснабжения (1/3) поставляли водопотребителям некачественную воду, не отвечающую ГОСТ 2874-82 [1-3]. Большая доля предприятий, нарушающих уста­новленные требования ГОСТа, располагаются в Киевской, Волынской, Днепропетровской, Запорожской, Николаевской, Одесской и Черкас­ской областях.

Качество питьевой воды в значительной степени определяется качеством исходной воды водных объектов-источников водоснабже­ния. Актуальность проблемы влияния природных и техногенных ве­ществ, содержащихся в воде, на здоровье населения определяется так­же эффективностью применяемых методов водоподготовки, состояни­ем систем водоснабжения. В мировой практике исходная вода в зави­симости от ее качества уже сейчас подвергается 14-ступенчатой очи­стке. По ведомственной информации коммунального хозяйства, при­меняемые в Украине методы химической и бактериальной очистки (2­3 ступени) обеспечивают безопасность воды для человека не в полной мере, поскольку большинство химических соединений удаляется лишь частично, особенно если их содержание превышает ПДК. Переход на более эффективные современные способы очистки требует времени и значительных капиталовложений.

Один из значительных факторов, негативно влияющий на качест­во поверхностных вод - антропогенное эвтрофирование, следствием которого является массовое развитие водорослей в водных экосисте­мах известное, как "цветение" воды. На рис. 1 графически представле­на взаимосвязь эвтрофирования поверхностных вод и степени их за­грязнения биогенными и органическими веществами [4].


"Цветение" воды - комплексное, негативное природно-антропогенное явление, причиной которого является сочетание целого ряда факторов, связанных не только с изменениями состояния водной среды подверженного "цветению" водоема, но и с загрязнением его донных отложений, сельскохозяйственным освоением водосборных территорий, атмосферным переносом вредных веществ и другими, не всегда достоверно установленными процессами. При "цветении" из­меняется не только видовой состав и биомасса планктонных водорос­лей, но и гидрохимический режим водоема, состав и состояние водной биоты, направленность и интенсивность процессов обмена веществ и энергией между компонентами водных экосистем и т.д. Практически всегда результатом оказывается обеднение видового состава биоты, снижение устойчивости экосистемы, гиперпродукция и накопление органического вещества, ухудшение качества воды.

По данным мировой статистики приблизительно в 40-50% случа­ях «цветения» в воде накапливаются высокие концентрации токсинов и аллергенных соединений, вызывающих гибель и заболевания у рыб, птиц, животных, людей. В последнее время принят термин «вредонос­ное «цветение» водорослей» (ВЦВ).

Из всех многочисленных отделов водорослей токсическое дей­ствие отмечено у представителей динофитовых (Dynophyta); ядовитых перидиней (Dinophyceae, Peridineae), а также золотистых (Chryso-phyta), зеленых (Chlorophyta) и синезеленых (Cyanophyta). При доми­нировании какой-либо группы водорослей в водную среду выделяются свойственные им токсины. В условиях умеренных широт «цветение» воды обусловлено массовым развитием синезеленых водорослей. Сре­ди экзогенных метаболитов водорослей идентифицируют более 300 веществ различного химического происхождения (аминокислоты, пеп­тиды, углеводы, фенолы, амины, альдегиды, кетоны, спирты, эфиры, терпеновые вещества, витамины, стиролы, индолы, меркаптаны, анти­микробные вещества и т. д.), некоторые из которых имеют токсическое действие на теплокровных животных и человека. Альготоксины акку­мулируются в водной экосистеме, иногда подвергаясь трансформации, но сохраняя при этом токсичность. Наибольшее количество альготок-синов обычно попадает в воду водоемов - источников питьевого водо­снабжения при массовом отмирании водорослевой массы.

Метаболиты синезеленых водорослей - амины - существенно влияют на формирование запаха и вкуса воды, являются сильными одорантами. Большинство из них имеет очень характерный "рыбный" запах. Пороговая концентрация этих соединений довольно низкая -10 10 мг/л [4].

Токсины, которые продуцируются цианобактериями, могут быть подразделены по характеру их действия на нейро-, гепато-, гено-, им-муно- и эмбриотоксины. Некоторая часть токсинов цианобактерий имеет неалкалоидную полипептидную природу (например, цикличный пептид «фактор быстрой смерти»). Нейротоксины вырабатываются цианобактериями родов Anabaena, Aphanizomenon, Oscillatoria, Planktothrix, Microcystis, гепатотоксины - Microcystis, Anabaena, Nodularia, Planktothrix, Oscillatoria, Nostoc, Cylindrospermopsis, Aphanizomenon. Наиболее распространенными и вариабельными, а также наиболее опасными альготоксинами являются микроцистины, которые относятся к группе цикличных гепатотоксичных гептапепти-дов (ЦГГ). Летальная доза микроцистинов для теплокровных живот­ных составляет - DL50 - 0,1 мкг/г веса при внутрибрюшинном введе­нии. Не менее опасны также некоторые нейротоксины. Например, DL50 афантоксина составляет 0,01 мкг/г веса [5-6].

Установлено, что альготоксины поражают многие органы и сис­темы в организме человека. Отравление водой из «цветущих» водо­емов может протекать в нескольких клинических формах. Желудочно-кишечная форма отравления протекает по типу дизентерио- или холе-роподобного заболевания. Мышечная форма отравления альготокси-нами (юксовско-сартланская болезнь) развивается после употребления в пищу инфицированной водорослями рыбы. Характерными проявле­ниями болезни является: резкие боли в мышцах, цианоз кожи, рвота. Опасность представляет возможная асфиксия вследствие паралича дыхательной мускулатуры. При кожно-аллергической форме характе­рен дерматит, зуд, набухание и гиперемия слизистой оболочки. Отме­чены реакции со стороны дыхательных путей по типу бронхиальной астмы [6].

Необходимо подчеркнуть, что токсины синезеленых водорослей не удаляются современными методами водоподготовки. Учитывая значимость связанных с «цветением» воды проблем таких видов водо-потребления как питьевое водоснабжение, рыбоводство, рекреация и др., ВОЗ были разработаны нормативы содержания некоторых альго-токсинов в источниках питьевого водоснабжения и рекомендации о включении этих показателей в национальные программы наблюдений на водных объектах.

Следует отметить, что постоянное воздействие даже низких кон­центраций веществ токсического действия, так называемый фактор низкой интенсивности, может значительно нарушить защитные систе­мы организма. В результате, "цветение" воды и связанные с ним нега­тивные сопутствующие явления становятся социально-экологической проблемой.

С точки зрения такого вида водопользования, как питьевое водо­снабжение, основными негативными последствиями "цветения" воды следует считать:

-       возникновение риска появления в воде биологически активных ве­ществ, в том числе токсичных - метаболитов и продуктов распада водорослей;

-       ухудшение качества воды по таким параметрам, как органолепти-ческие, санитарно-микробиологические, показатели загрязненности воды органическими веществами и ряд других;

-       повышение риска образования вредных веществ в процессе обра­ботки воды по существующим технологиям (например образования диоксинов при хлорировании воды, загрязненной фенольными со­единениями);

-       нарушение работы сооружений систем водоподготовки.

В Украине вследствие достаточно теплого климата, высокой заре-гулированности большинства рек и сильного загрязнения поверхност­ного стока биогенными веществами из-за интенсивного сельскохозяй­ственного использования земель сложились весьма благоприятные условия для массового развития планктонных водорослей на большин­стве водных объектов. Практически ежегодно наблюдается "цветение" воды в каскаде днепровских водохранилищ - крупнейшего водохозяй­ственного комплекса страны. Специфика сложившейся экологической ситуации в питьевом водопользовании в регионах с эвтрофированны-ми водоемами - источниками питьевого водоснабжения в целом за­ключается как в повышенном удельном весе среди факторов, влияю­щих на формирование качества водной среды внутриводоемных про­цессов, в частности «цветения» вод, так и в том, что естественный ход этого процесса искажен многофакторным антропогенным воздействи­ем.

Несмотря на значительную распространенность "цветения" в водных объектах Украины, влияние этого явления на качество питье­вого водоснабжения и, как следствие, на условия жизнедеятельности и здоровья населения, в нашей стране изучено недостаточно. Недоста­точно изученным является также суммирование факторов техногенно­го загрязнения и эвтрофирования источников питьевого водоснабже­ния. Необходима переориентация на первоочередное решение острых проблем водопользования в экологически депрессивных регионах Ук­раины.

Глубокий анализ проблемы качества воды водоемов - источников питьевого водоснабжения с целью ее практического решения требует проведения комплексных исследований по следующим основным на­правлениям:

разработка и детальное обоснование программ экологических ис­следований с учетом требований ЕС по использованию водных ре­сурсов в зонах особой охраны и специфики регионов;

исследования по выявлению возможных эколого-социальных фак­торов, воздействующих на условия жизнедеятельности и здоровье населения.

Большинство отечественных исследований, касающихся пробле­мы «цветения», посвящено популяционно-экологическим, флористи­ческим и другим теоретическим аспектам "цветения", не связанным с воздействием "цветущей" воды на здоровье водопользователей.

В рамках решения данной проблемы специалистами УкрНИИЭП, начиная с 1999 г., проводятся комплексные эколого-социальные ис­следования эвтрофированных водоемов - источников питьевого водо­снабжения в техногенно нагруженном регионе Полтавской области и возможного влияния качества воды на здоровье населения как инте­гральной характеристики эколого-гигиенического благополучия усло­вий окружающей природной среды. Следует указать, что необходи­мость эколого-гигиенической оценки поверхностных источников во­доснабжения, систем подготовки питьевой воды актуальна и для мно­гих регионов Украины.

Экспериментальные работы выполнялись по следующим направ­лениям:

гидрохимические и гидробиологические исследования качества воды;анализ и оценка биохимической активности воды и донных отло­жений с использовнием хроматографических и энзимологических методов анализа компонентов водной среды;

выявление токсических (включая генотоксичность) свойств ис­следуемых вод на различных тест-объектах; исследование состояния иммунного статуса населения региона; выяснение роли токсичных цианобактерий в нарушении иммун­ного статуса населения с выявлением наиболее опасных с гигие­нических позиций таксонов;


комплексная оценка экологического благополучия исследуемых поверхностных вод и гигиенического риска их использования. При проведении исследований нами выявлено преобладание в фитопланктоне в период «цветения» синезеленых водорослей, причем доминировали, как правило, токсичные виды цианофит родов Anabaena, Aphanizomenon, Microcystis. Пример соотношения различ­ных систематических групп водорослей планктона приведен на рис.2.

Также было проведено изучение токсичности синезеленых водо­рослей, вызывавших «цветение» в местах водозаборов, биохимиче­скими, токсикологическими методами [7, 8]. Нами выявлено, что про­явление их токсического действия является специфичным в плане за­висимости от сложного комплекса внешних факторов, таких как мест­ная локальная ситуация и время года, наличия биологических факто­ров, способных усилить или ослабить действие данного токсина, что способствует резкому снижению порога чувствительности организма к действию патологического фактора.

Проведенные исследования необходимо рассматривать как базо­вые при решении эколого-социальной проблемы качества питьевой воды эвтрофированных водоемов - источников питьевого водоснаб­жения.

Рассматривая эколого-социальные аспекты водопользования в ра­курсе поиска гармонии развития общества и природы целесообразно подчеркнуть, что во второй половине ХХ в. появились и активно про­грессируют тенденции формирования и развития новых пограничных и интегративных научных направлений и наук. Потребностью сего­дняшнего дня является эконологический подход - синтез экологии, социологии и экономики, который может использоваться как основа для построения хозяйства, которое будет как экологически, так и соци­ально устойчивым [1]. Приведенные материалы свидетельствуют об исключительной актуальности вопросов разработки новых подходов к оценке водных объектов - источников питьевого водоснабжения как элементов природной среды (экологическое благополучие) и природ­ного ресурса (экономика) с учетом их социальной значимости и мер по их оздоровлению.

В целях принятия управленческих решений в области водополь­зования и ранжирования требований всех водопотребителей водохо­зяйственной системы нами запланированы маркетинговые исследова­ния, которые обосновывают воду как рыночный продукт. Для этого нами проводятся работы по:

разработке и организации системы маркетинговой информации в проблеме водопользования в условиях эвтрофирования водоемов;

усовершенствованию существующей системы водопользования, направленному на улучшение экологического состояния водных объектов и условий водопользования;

формированию рекомендаций по деэвтрофированию водоемов, разработке технических решений, направленных на получение воды с заданными показателями качества;

разработке метода выбора оптимального распределения средств между водопользователями на осуществление природоохранных мероприятий.

1.Стан світу 2001. - К.: Інтелсфера, 2001. - 284 с.

2.Довкілля України: Статистичний збірник. - К., 2003. - 310 с.

3 .Національна доповідь про стан навколишнього природного середовища в Украї­ні у 2000 р. - К., "Преса України", 2001. - 184 с.

4.Toxic Cyanobacteria in Water. By I. Chorus and J. Bartram. - London and New York,

1999. - P. 114-140.

5.Горюнова С.В., Демина Н.С. Водоросли - продуценты токсических веществ -М.: Наука, 1974. - 256 с.

6.Rapala J. Toxin Production by Freshwater Cyanobacteria: Effects of Environmental Factors.: Department of Applied Chemistry and Microbiology University of Helsinki. Disserta-tiones Biocentri Viikki Universitatis Helsingiensis, 1988.- 97 p.

Дмитрієва О.О., Куценко Т.І., Калашніков В.О. та ін. Екологічні аспекти в про­блемі "комсомольський синдром" // Экологическая и техногенная безопасность: Сб. на­уч. тр. - Харьков, 2000. - С.332-337.

8.Дмитриева Е.А., Проскурня Н.И., Разапова Т.А. и др. Экологические исследова­ния в проблеме "цветения" открытых водоемов при их специальном водопользовании // Вісник Харківського інституту соціального прогресу „Екологія, техногенна безпека і соціальний прогрес". Вип. 1. - Харків, ХІСП. 2001. - С. 33-38.

Получено 12.02.2004

 

УДК 628.036

О.О.ЛЮБАВІНА, В.Г.МИХАЙЛЕНКО, кандидати техн. наук, О.Ф.АКСЬОНОВА

Харківський державний університет харчування та торгівлі

МЕХАНІЗМ ДЕФТОРУВАННЯ ВОДИ АЛЮМІНІЙ СУЛЬФАТОМ

Аналізуються процеси, що відбуваються під час дефторування води алюміній сульфатом. Запропоновано механізм дефторування по типу утворення комплексної спо­луки та конкурентного заміщення гідроксид-іонів фторид -іонами.

Останнім часом збільшився об'єм використання води з підземних джерел у питному водопостачанні та у виробництві харчових продук­тів.

Вода, що видобувається з підземних джерел, не має антропоген­них забруднень, але не завжди є збалансованою щодо хімічного складу і тому часто не відповідає вимогам нормативної документації.

Підземні води Харківського регіону, що добуваються з глибин понад 70 м, в основному мають оптимальні фізико-хімічні показники якості, але досить часто зустрічаються води з підвищеними концент­раціями сполук фтору. Це робить неможливим використання цієї води у питному водопостачанні та у виробництві харчових продуктів. Вода, яка містить надлишок фтору, крім флюорозу викликає у людей зміни в кістковій тканині, а у дітей навіть рахіт. Також погіршується робота серцево-судинної системи та загальний фізичний стан людини [1]. Ме­дичними нормативами встановлено, що вміст фтору для питної води знаходиться у межах 0,5-1,5 мг/дм3. Всесвітня організація охорони здоров'я також рекомендує ГДК фтору у воді не більше 1,5 мг/дм3 [2]. Українські СанПін встановлюють оптимальну концентрацію фториду для систем централізованого водопостачання у межах 0,7-1,5 мг/дм3

[3].

Оскільки вміст фтору у підземних джерелах Харківщини визнача­ється в межах 1,5-2,8 мг/дм3, то дефторування води є актуальною про­блемою для забезпечення населення і підприємств якісною водою.

Для дефторування води використовуються різні методи, які авто­ри [1, 4] поєднують в дві групи: метод сорбції фтору осадом алюміній

Страницы:
1 


Похожие статьи

источников питьевого водоснабжения - Социально-экологические проблемы качества воды водоемов