Моніторинг якості підземних вод на великих міських
водозаборах
В. М. Шестаков, С. А. Брусилівський
Фундаментальної
завданням моніторингу якості питних підземних вод великих міських
водозаборів є оцінка загальних гідрогеохімічних умов родовища, їх
варіабельності у просторі та часі, умов та факторів формування
хімічного складу, відповідності якості нормативних документів по комплексу
хімічних, органолептичних, фізичних, в тому числі радіаційних,
мікробіологічних показників. Достовірність та інформативність даних
гідрогеохімічних моніторингу повинна забезпечуватися надійної
хіміко-аналітичною базою, що включає комплекс сертифікованих методів
аналізу, відбору, зберігання та транспортування проб, використання методів
оперативного контролю, дотримання метрологічних характеристик аналітичних
методів.
Склад
і порядок гідрогеохімічних спостережень, вимоги до якості питних вод і
методів їх аналізу визначається рядом нормативних документів: ГОСТ 27065-86
<Якість води. Терміни та визначення ", ГОСТ 2761-84 <Джерела
централізованого господарсько-питного водопостачання. Гігієнічні,
технічні вимоги та правила вибору "тощо Сучасні вимоги до
якості води централізованих систем водопостачання представлені в
<Санітарних правилах і нормах, СанПиН 2.1.4.1074-01 <Питна вода.
Гігієнічні вимоги до якості води централізованих систем питного
водопостачання. Контроль якості> [1], введених в дію з 2002 р., і в <гігієнічних
нормативах ГН 2.1.5.1315-03 <Гранично допустимі концентрації (ГДК)
хімічних речовин у воді водних об'єктів господарсько-питного і
культурно-побутового водокористування> [2], конкретизованих стосовно
проведення моніторингу якості підземних вод].
Методам
аналізу хімічного складу природних вод присвячено багато публікацій [3-5] та ін.
Ці керівництва не втратили своєї цінності, особливо при аналізі води
польовими методами, але з моменту їх видання з'явився ряд сучасних приладових
методів аналізу, що володіють великими можливостями. Державні стандарти
контролю якості води представлені в [6]. У монографії Г. С. Фоміна [7] дана
зведення сучасних міжнародних стандартів контролю хімічної, бактеріальної
та радіаційної безпеки води.
В
2002 фірмою <ГІДЕК> підготовлені <Тимчасові методичні
рекомендації з гідрогеохімічних випробування і хіміко-аналітичним
дослідженням підземних вод (стосовно до СанПиН 2.1.4.1074-01), в яких
особливу увагу приділено методам гідрогеохімічних випробування свердловин,
визначення інтегральних і нестійких показників якості підземних вод в польових
умовах, представлена гідрогеохімічних типізація родовищ підземних вод
[8].
Оптимальний
комплекс аналізованих компонентів хімічного складу та мікробіологічних
показників встановлюється з урахуванням геохімічного типу підземних вод,
природних і антропогенних факторів. Оскільки для берегових водозаборів
основну частину водовідбору становить приплив з річок та водосховищ, необхідно
проводити також контроль якості поверхневих вод.
Незважаючи
на очевидний прогрес в методології оцінки якості [1, 2, 8, 7, 8], з низкою
положень у галузі оцінки якості важко погодитися. Так, наприклад,
<тріада вимог> [8]:-безпека в епідеміологічному і
радіаційному відношенні, нешкідливість за хімічним складом і сприятливість
за органолептичними властивостями, по суті тавтологічні. Застаріла регламентація тільки
верхніх меж вміст <шкідливих> речовин, оскільки у певних
кількостях багато хто з них необхідні для нормальної життєдіяльності (селен,
мідь, стронцій та ін), і брак утримання їх у питній воді шкідливий. За
суті необхідно регламентувати оптимальний інтервал що містяться у воді
елементів і з'єднань, як це прийнято для фторідних іонів, який часто
залежить і від форми міграції елементу. Спірним є і пріоритет
мікробіологічних критеріїв безпеки перед хімічними, оскільки
технологічно простіше убезпечити споживача при водопідготовці від мікробного
забруднення, ніж від надлишку таких елементів, як стронцій, літій, барій та ін
Неправильно відносити запах і присмак води до фізичних показників [8,
Додаток 1] - це типові органолептичні показники. Разом з тим до фізичних
явно відносяться радіаційні показники.
Слід
зазначити, що твердження про <принципово нових> вимоги до якості
води в <СанПиН 2.1.4.1074 - 01> (див. стор 4 <Тимчасових
рекомендацій ..> не відповідає приміткою на тій же стор, де вказано на <принципове
відповідність> цих нормативів таким 1996 Реально знайти істотні
відмінності між цими нормативними документами важко. Незрозуміло, як
<Методичні вказівки (МУ 2.1.4.682-97 [9] <з впровадження і застосування
СанПиН 2.1.4.1074-01> можуть діяти за 5 років до набрання чинності цим
нормативного документа [8 стор.4]. На цій же сторінці використаний новий в гідрогеології
термін "поверхневі підземні води продуктивного водоносного
горизонту>. І далі - до числа самостійних завдань належить встановлення
<меж варіабельності інтегральних (чому тільки інтегральних?)
показників хімічного складу вод>. Як відомо, межі варіабельності
(мінімум - максимум) - найбільш слабкий малоінформативною статистичний
показник, тому що з одного боку за одних і тих же межах можуть бути
абсолютно різні типи розподілу величин, з іншого - в екстремальні
зазвичай потрапляють випадкові і помилкові нетипові значення.
Важливим
є обгрунтування пріоритетних показників якості води, визначення
яких обов'язково і найбільш актуально. В [8] до пріоритетних відносяться
показники, які характеризують лише регіональні особливості формування
хімічного складу підземних вод, антропогенний вплив на їх якість,
що, на наш погляд, недостатньо виразно.
Вибір
пріоритетних показників складу природних вод визначається наступними
основними цілями.
Необхідність
оцінки якості води при різних видах водоспоживання. Гігієнічні
вимоги до якості питної води розрізняються для централізованих і
нецентралізованих систем водопостачання, об'єктів контролю (джерело,
оброблена в системі водопідготовки вода, питна вода в мережі), етапів
виконання виробничої програми виробничого контролю за якістю води.
Для
обгрунтування переліку пріоритетних показників, можливого скорочення їх числа,
рекомендується попередній аналіз специфіки потенційних джерел
забруднення (комунальне господарство, сільське господарство, різні види
промислової діяльності, транспорт і т. д.), а також можливе підвищення
концентрацій нормованих компонентів з природних джерел. Аналіз матеріалів
по забрудненню поверхневих і підземних вод, що містяться в <Державних
доповідях про стан навколишнього середовища Російської Федерації з 1988 по 2002 р.р. ",
а також деяких даних про берегових водозаборах, дозволяє сформувати
перелік показників хімічного складу, найчастіше перевищують ГДК. До них в
першу чергу відносяться патогенні мікроорганізми, нафтопродукти, залізо,
марганець, нітрити, амоній, нітрати, феноли. Крім того нерідко, особливо в
поверхневих водах, спостерігаються багаторазові перевищення ГДК важких металів
(мідь, цинк, свинець, хром, кадмій, ртуть та інші), пестицидів,
поверхнево-активних речовин, органічних речовин природного генезису.
З'ясування
формування хімічного складу води. Для цієї мети необхідно встановлення
типу середовища (окислювально-відновної, лучно-кислотної), визначення всіх
макрокомпонентів складу, розчинених газів, іонно-сольового комплексу
водовмещающіх порід, іноді ізотопного складу окремих елементів.
Оцінка
агресивності води по відношенню до різних матеріалів проводиться на підставі
даних за відповідним переліком показників (СО2 агр, SO42-, Mg2 +, рН, НСО3 -
та ін.)
Контроль
результатів хімічного аналізу. Для контролю правильності хімічних аналізів
води необхідно поряд з нормованими показниками якості визначати всі
макрокомпонентів хімічного складу (натрій, калій окремо),
експериментально сухий залишок, сумарну мінералізацію, рН, компоненти
карбонатної рівноваги.
Конкретні
завдання різних видів моніторингу. При об'єктному моніторингу для контрольних
вимірів перелік визначених показників складу може бути обмежений лише
найбільш значимими і лабільними параметрами хімічного складу. При
спеціальних обстеженнях, що проводяться для оптимізації роботи водозаборів раз
в 3 - 5 років, а також у період розвідки родовища, перелік має відповідати
вимогам СанПиН, і за даними цих спостережень може формуватися перелік
параметрів, що підлягають визначенню при контрольних вимірах.
Вибір
пріоритетних показателейна водозаборах підземних вод узгоджується з СЕС і
здійснюється на основі попередніх досліджень з урахуванням специфіки та
масштабів забруднення при різних видах господарської діяльності та даних про
захищеності підземних вод, а також по частоті проб з перевищенням
нормативів якості. При прогностичних обстеженнях, що проводяться, в
Зокрема при проведенні робіт з експлуатаційної розвідки при переоцінці
експлуатаційних запасів підземних вод на даному водозаборі, відбираються проби
для проведення повного хімічного дослідження води, на підставі якого формується
список пріоритетних показників якості, які слід визначати при
контрольних вимірах.
Згідно
нормативними документами, обов'язковими для контролю якості, спільними для
підземних і поверхневих вод, є:
органолептичні
та фізичні показники: температура, кольоровість, каламутність, запах (при 200 і
600), присмак (неправильно включати до групи органолептичних показників [1,
8] залізо, марганець, мідь, цинк нітрати, сульфат-та хлорид-іони, т.к.еті
компоненти визначаються не органолептичними, а хімічними методами,
оскільки при перевищенні ГДК можуть і не впливати на органолептичні властивості
води).
хімічні
показники: рН, залізо, марганець, нітрати, загальна жорсткість, окислюваність
перманганатная, сульфати, хлориди, сухий залишок, фториди, а також інші
промислові, сільськогосподарські й побутові хімічні і радіоактивні
забруднюючі речовини (за погодженням із санітарно-епідеміологічною службою в
залежно від місцевих санітарних умов;
мікробіологічні:
число сапрофітних бактерій.
Для
підземних вод відповідно до конкретної робочої програми додатковими
показниками є: сірководень, берилій, бор, мідь, молібден, миш'як,
свинець, селен, стронцій, цинк, бактерії групи кишкової палички та ін
Для
поверхневих вод (ГОСТ 17.1.3.07-82. Охорона природи. Гідросфера. Правила
контролю якості води водойм і водотоків) додатково визначаються
відповідно до категорії програми контролю:
скорочена
програма 1: питома електропровідність, візуальні спостереження, вільний
кисень, БПК5;
скорочена
програма 2: додатково до програми 1 ще 2 - 3 забруднюючих речовини,
основних у даному пункті спостереження;
скорочена
програма 3: додатково до програм 1 і 2 також ГПК, Eh;
повна
програма: додатково до програм 1 - 3: лужність, гідрокарбонат,
кальцій, магній, натрій, калій, сума іонів, амоній, нітрити, фосфати,
кремній, нафтові вуглеводні, СПАР, летючі феноли, пестициди, органічні
з'єднання металів, а також 37 гідробіологічних показників.
Наведений
широкий перелік показників якості природних вод, регламентований
різними нормативними документами, становить лише незначну частину
шкідливих речовин, на утримання яких у водах є ГДК [1]. У СанПиН
2.1.4.1074-01 наводяться вимоги по 6 мікробіологічними і
паразитологічні, 7 узагальненими показниками, 22 неорганічних, 3 органічним
речовин, 4 і 2 радіаційним органолептичними показниками. Слід
підкреслити, що в [8] перелік визначених компонентів істотно відрізняється
від вимог в [1]. Зокрема на стор 14 визначення коліфагов <не входить
в завдання гідрогеологічних досліджень>, а нижче (с.15)
<передбачається включення коліфагов в обов'язковий перелік>.
В
Додатку 1 до СанПиН 2.1.4.1074-01 містяться ГДК для 1475 шкідливих речовин в
питній воді, в тому числі 17, що відносяться до 1 класу (надзвичайно небезпечні) і
267 - до 2 класу (високонебезпечні). Очевидна нереальність повного визначення
всіх показників якості. Критеріями коректування комплексу гідрогеохімічних
параметрів є постійні і періодичні перевищення ГДК показників
якості води у водоносних горизонтах і поверхневих водах.
Список літератури
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://geo.web.ru/
