CC BY
42
АРИДНЫЕ ЭКОСИСТЕМЫ, 2017, том 23, № 1 (70), с. 93-97
-ОТРАСЛЕВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ЗАСУШЛИВЫХ ТЕРРИТОРИЙ -
УДК546.4:591.148:593.8, 556.3+624.131.1
ОСОБЕННОСТИ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ В АРИДНОЙ ЗОНЕ
РЕСПУБЛИКИ ДАГЕСТАН
© 2017 г. Т.О. Абдулмуталимова, Л.М. Курбанова, А.Ш. Гусейнова, А.С. Курбанисмаилова
Институт геологии Дагестанского научного центра РАН
Россия, 367015, г. Махачкала, ул. Ярагского, 75. E-mail: [email protected]; [email protected]
Поступила 25.03.2016
В статье обсуждаются проблемы питьевого водоснабжения, актуальные для аридной зоны Северного Дагестана. Подземные артезианские воды являются основным источником питьевого водоснабжения. Анализ воды выявил несоответствие качества питьевой воды по ряду компонентов, среди которых основным является токсичный мышьяк. Ключевые слова: артезианские воды, питьевое водоснабжение, мышьяк, канцерогенные риски.
Вопросы питьевого водоснабжения крайне актуальны для аридных территорий многих стран. Ввиду природно-климатических особенностей, часто в качестве основного источника питьевого водоснабжения выступают подземные воды, которые, как правило, характеризуются стабильным химическим составом и благоприятными органолептическими свойствами.
Северная равнинная часть республики характеризуется исторически сформированным засушливым климатом. В настоящее время в аридных условиях на территории Северного Дагестана проживает более 500 тыс.человек. С конца 19-го века на обширных засушливых территориях было пробурено более 3000 артезианских скважин, которые обеспечивают население питьевой артезианской водой до настоящего времени.
Глубина залегания водоносных горизонтов, эксплуатируемых артезианскими скважинами, достигает 500-600 м, но в основном составляет 250-350м. Артезианские воды в северной аридной части Дагестана являются важным источником питьевого водоснабжения и составляют значительную часть водоресурсного потенциала региона.
В результате исследований (Курбанова и др., 2013; Абдулмуталимова, Ревич, 2012; Каймаразов и др., 2010), которые проводились в институтах ДНЦ РАН, был изучен качественный состав низкопотенциальных питьевых вод и выявлено несоответствие качества воды по ряду показателей. Высокое содержание ряда токсичных элементов, наряду с повышенными показателями минерализации и общей жесткости воды, создают неблагоприятную обстановку с риском для здоровья водопотребителей. Особую опасность представляет мышьяк, содержание которого в питьевой воде превышает допустимые нормы в десятки раз. Согласно Международному Агентству Изучения Рака (МАИР) мышьяк и его соединения являются доказанными канцерогенами и даже небольшие концентрации мышьяка при длительном поступлении в организм человека способны явится причиной развития рака (IARC, 2012).
Объекты и методы исследования
На территории Северного Дагестана c 2009 по 2016 гг. нами был проведен анализ содержания мышьяка в питьевой воде населенных пунктов Ногайского, Тарумовского, Кизлярского, Бабаюртовского, Хасавюртовского районов. Пробы отбирались из источников непосредственного водопотребления в районах исследований и затем транспортировались в аналитические лаборатории Дагестанского научного центра РАН. Для количественного определения мышьяка в анализируемых пробах использовался метод атомно-абсорбционной спектроскопии с ртутно-гидридным генератором, который позволяет надежно определять концентрации мышьяка до 0.001 мкг в пробе (0.001 мкг/л) в пересчете на элемент (Шабанова, 2010). Используя методологию оценки рисков были рассчитаны популяционные канцерогенные риски для района исследований.
ОСОБЕННОСТИ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ .
Результаты и их обсуждение
Диапазон определяемых концентраций мышьяка колебался от 0.01 до 0.5 мг/л, в 97% пробах воды превышен гигиенический норматив 0.01 мг/л, что свидетельствует о сплошном мышьяковистом загрязнении питьевых вод Северного Дагестана.
На основании полученных данных, нами была составлена карта с использованием геоинформационных систем для отображения пространственного загрязнения питьевых вод мышьяком по населенным пунктам, а также указаны границы артезианских бассейнов и административных районов, в пределах которых эти населенные пункты находятся (рис. 1).
Рис. 1. Населённые пункты с ранжированием по уровню содержания мышьяка в питьевой воде.
АБДУЛМУТАЛИМОВА, КУРБАНОВА, ГУСЕЙНОВА, КУРБАНИСМАИЛОВА
95
Экспонированная часть населения (то есть та часть, населения, которая длительно подвергается вредному воздействию мышьяка с потреблением питьевой воды) была дифференцирована согласно уровню содержания мышьяка в питьевой воде (табл. 1). Большая часть населения (59.4%) потребляет питьевую воду с содержанием мышьяка до 0.1 мг/л, что превышает допустимый уровень содержания мышьяка в питьевой воде в 10 раз и 40.6 % населения исследованных районов Северного Дагестана используют для питья воду с содержанием мышьяка в 20-50 раз превышающих допустимый уровень.
Табл. 1. Содержание мышьяка в артезианской питьевой воде и численность экспонированного населения.
Содержание мышьяка в питьевой воде, мг/л (ПДК 0.01мг/л) Численность экспонированного населения, тыс. чел. Доля от общей численности населения исследованных районов Северного Дагестана (309.7 тыс. чел.), %
0.01-0.04 167134 53.9
0.05-0.09 16985 5.5
0.1 - 0.19 108147 34.9
0.2 - 0.3 9023 2.9
0.4 - 0.5 8444 2.8
Учитывая опасное для здоровья человека воздействие мышьяка при его длительном поступлении с питьевой водой, что было доказано в ходе многих зарубежных эпидемиологических исследований, можно предположить, что экспонированное население исследованных районов находится в зоне риска и подвергается хронической интоксикации мышьяком. Это может явиться причиной развития ряда мышьяк-ассоциированных заболеваний, в том числе рака (Cuzick J. et al., 1992; Smith A.H. et al., 1992).
районы
□ Ногайский район □ Тарумовский район □ Бабаюртовский район
Р Кизлярский район И Кумторкалинский район Р Хасавюртовский район
Рис. 2. Сравнительная характеристика районов исследований по содержанию мышьяка в питьевых водах.
В зависимости от выявленных в ходе анализа концентраций мышьяка нами были выделены районы в Северном Дагестане с разным уровнем загрязнения и проведена их сравнительная характеристика (рис. 2). Максимальная концентрация мышьяка — 0.4 мг/л зарегистрирована в с. Шамхал Янгиюрт (Кумторкалинский район) и с. Новый Чиркей (Кизилюртовский район), минимальная - 0.01 мг/л в с. Бамматюрт (Хасавюртовский район). Самый высокий уровень содержания мышьяка в питьевой воде отмечен в артезианских водах Кумторкалинского и Ногайского районов, где среднее содержание мышьяка составило 0.28-0.36 мг/л, самый низкие концентрации мышьяка зафиксированы в питьевых артезианских водах Хасавюртовского района, где среднее
ОСОБЕННОСТИ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ .
содержание мышьяка составило 0.025 мг/л. При этом в Ногайском районе, где подземные воды наиболее загрязнены мышьяком и другими контоминанатами, они являются практически единственным источником питьевого водоснабжения, а в Хасавюртовском районе, где содержание загрязняющих веществ в подземных водах минимально, доля их в водоснабжении населения незначительна (Курбанова Л.М., Гусейнова А.Ш., 2015).
В экспонируемой популяции исследованных районов при пероральном поступлении мышьяка популяционный канцерогенный риск (PCR) в течение 1 года составит от 2 дополнительных случаев (к фоновому уровню заболеваемости) при концентрации мышьяка 0.01 мг/л и до 95 дополнительных случаев при максимальной концентрации 0.5 мг/л. Общий популяционный канцерогенный риск для населения исследуемых районов при средней концентрации мышьяка (0.19 мг/л) в питьевой воде составит 36 дополнительных случаев заболеваемости в год.
Расчет канцерогенных рисков показал, что исследованные питьевые воды, приуроченные к гидрогеохимической провинции на территории Северного Дагестана, при условии их постоянного длительного использования формируют высокие уровни канцерогенного риска для здоровья населения.
Заключение
Полученные результаты анализа питьевых артезианских вод в засушливых районах Северного Дагестана свидетельствуют о несоответствии качества питьевой воды по ряду показателей, среди которых наибольшую тревогу вызывает мышьяк. Высокие концентрации мышьяка в питьевых водах артезианского бассейна обуславливают высокий риск развития мышьяк-ассоциированных заболеваний неинфекционной природы, что, в свою очередь, определяет эти воды как непригодные для хозяйственно-питьевого использования населением. В связи с этим, дальнейшее использование этих вод для питьевого водоснабжения требует системного изучения с целью мониторинга воздействия на здоровье человека и окружающую среду, и разработки эффективных методов очистки вод от мышьяка перед использованием их в хозяйственно-бытовых целях.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Абдулмуталимова, Ревич Б.А. 2012. Сравнительный анализ содержания мышьяка в подземных водах Северного
Дагестана // Юг России: экология, развитие. № 2. С. 81. Каймаразов А.Г., Шабанова З.Э., Камалутдинова И.А., Ахмедов К.М. 2010. Идентификация и количественное определение мышьяк содержащих загрязняющих компонентов низкопотенциальных вод СевероДагестанского артезианского бассейна // II Международная конференция «Возобновляемая энергетика: проблемы и перспектива». Махачкала. С. 299-312. Курбанова Л.М., Гусейнова А.Ш. 2015. Экологические аспекты мышьяковистого загрязнения СевероДагестанского артезианского бассейна // Аридные экосистемы. Т. 21. №1 (62). С. 48-52. Курбанова Л.М., Самедов Ш.Г., Газалиев И.М., Абдулмуталимова Т.О. 2013. Мышьяк в подземных водах
Северо-Дагестанского артезианского бассейна // Геохимия. № 3. С. 262-264. Шабанова З.Э., Каймаразов А.Г., Абдулмуталимова Т.О. 2010. Методические аспекты определения мышьяка в подземных водах методом атомно-абсорбционной спектроскопии // Актуальные проблемы освоения возобновляемых энергоресурсов. Материалы III Школы молодых ученых им. Э.Э. Шпильрайна. С. 76-79. Cuzick J., Sasieni P., Evans S. 1992. Ingested arsenic, keratoses, and bladder cancer. Am J Epidemiol 136. Р. 417-421. IARC: A Review of Human Carcinogen: Arsenic, Metals, Fibres, and Dusts 2012.vol. 100 C. Geneva. Switzerland: World Health Organization.
Smith A.H., Hopenhayn-Rich C., Bates M.N. 1992. Cancer risk from arsenic in drinking water // Environ.Health Perspect. 97. P. 259-267
ABAYnMYTAnHMOBA, KYPBAHOBA, rYCEHHOBA, KyPBAHHCMAHHOBA
DRINKING WATER SUPPLY IN THE ARID ZONE OF THE DAGHESTAN
© 2017. T.O. Abdulmutalimova, L.M. Kurbanova, A.Sh. Gusejnova, A.S. Kurbanismailova
Institute of Geology of the Daghestan Center of Science RAS Russia, 367015, Makhachkala, Yaragskogo Str., 75. E-mail: [email protected]; [email protected]
The given arsenic-related research has established that the population of about 500 thousands of people are at risk. In the northern districts of Daghestan republic the groundwater is used by population as drinking water. Water samples analysis showed that groundwater contains arsenic above the WHO-recommended value of 10^g/L. The concentrations of As in water samples ranged from 10^g/L to 50 ^g/L. The natural As is associated here with the peculiarities of the chemical composition of the water-bearing plateaus and people have no alternative sources of drinking water.
Keywords: artesian water, drinking water, arsenic, cancer health risks.
