CC BY-ND
37
50
ЗНиСО сентябрь IW (202)
УДК 614.7:613.3
СОДЕРЖАНИЕ МАРГАНЦА В ВОДЕ ИСТОЧНИКОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ - ДИНАМИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ
С.А. Мосияш1, А.А. Орлов1, Ю.А. Панкратова1, Т.Е. Долматова2, Е.А. Шашуловская3, Е.Б. Радзаевская4
1ФБУН «Саратовский научно-исследовательский институт сельской гигиены» Роспотребнадзора, г. Саратов, Россия
2Управление Роспотребнадзора по Саратовской области, г. Саратов, Россия
3ФГНУ «Государственный научно-исследовательский институт озерного и речного рыбного хозяйства им Л.С. Берга», Саратовское отделение, г. Саратов, Россия
4ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России, г. Саратов, Россия
Представлены данные по содержанию марганца в источниках водоснабжения сельских поселений. Показано, что, не смотря на снижение концентрации марганца в малых реках по сравнению с 2007-2009 гг., содержание его остается на уровне пДк и выше. В родниковой воде марганец, как правило, отсутствует. Источниками поступления марганца могут являться как внутриводо-емные процессы, так и сточные воды с водосбора малых рек.
Ключевые слова: поверхностные и подземные водоисточники, анализ содержания марганца.
S.A. Mosiyash, A.A. Orlov, Yu.A. Pankratova, T.E. Dolmatova, E.A. Shashulovskaya, E.B. Radzayevskaya □ THE MANGANESE CONTENT IN WATER SOURCES OF WATER SUPPLY IN SARATOV REGION - DYNAMIC MONITORING □ Saratov Scientific Research Institute of Rural Hygiene of Rospotrebnadzor, Saratov, Russia; Saratov Region Office of Rospotrebnadzor, Saratov, Russia; State Research Institute of Lake and River Fishery Him L.S. Berg, Saratov, Russia; Razumovsky Saratov State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia, Saratov, Russia.
Presents data on the content of manganese in sources of water supply in rural settlements. It is shown that, despite the decrease in the concentration of manganese in small rivers compared to 2007-2009, the content of his remains at the level of MPC and higher. In the spring water manganese, as a rule, absent. Sources of manganese may be vnutrivakuumnyh processes and runoff from the catchment of small rivers.
Key words: superficial and underground water sources, analysis of content of manganese.
Марганец с биологической точки зрения является высокоактивным элементом. Он участвует в обменных процессах азотного цикла, синтезе жирных кислот, оказывает влияние на рост, участвует в кроветворении и образовании костной ткани. Однако при повышении уровня содержания в окружающей среде марганец становится сильным ядом, действуя на нервную систему и вызывая в ней тяжелые органические изменения [3].
По данным, опубликованным в ежегодных государственных докладах о состоянии окружающей среды (2000-2010 гг.), в воде Саратовского и Волгоградского водохранилищ наблюдается повышение содержания марганца. Если до 2002-2003 гг. содержание марганца не превышало ПДК для рыбохозяйственных водоемов (0,01 мг/дм ), то в 2006 г. оно было на уровне 2,8-3,7 ПДК, а в 2007 г. средняя концентрация марганца превысила норму в 5,1 раза. В 2008 г. в водохранилищах были зарегистрированы максимальные концентрации марганца на уровне 8-12 ПДК.
Источниками питьевого водоснабжения многих сельских населенных пунктов Саратовской области являются Саратовское и Волгоградское водохранилища, а также малые реки
(Большой Караман, Нахой, Большой Иргиз, Большой и Малый Узени).
По данным Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Саратовской области, в летний период 2009 года содержание марганца превышало гигиенический норматив (0,1 мг/дм3) в р. Б.Караман в 1,2-1,3 раза, в р. Нахой - в 1,3-1,5, в р. Мечетка - в 2,6 раза. В р. М.Узень и р. Б.Узень в зонах рекреации содержание марганца составляло 4-5 ПДК, а в р. Б.Узень в районе водозабора села Н.Крас-нянка его концентрация превышала гигиенический норматив в 7 раз.
В исследовании С.А. Доронина с соавторами (2010) в водах р. Большой Иргиз повсеместно от с. Пестравка до г. Пугачева на глубинах от 0,5 до 11 м выявлено повышенное и высокое содержание марганца: преимущественно в пределах 0,05-2 мг/л (0,5-20 ПДК), в ряде случаев до 4-5 мг/л (40-50 ПДК).
В настоящее время (2015-2016 гг.), по данным Управления Роспотребнадзора по Саратовской области, проблема повышенного содержания марганца в малых реках области сохраняется, хотя и не так остро. При этом не выявлено видимых источников поступления мар-
сентябрь №Ч (282) ЗНиСО
51
<—[- ганца в водоисточники. По мнению некоторых Г"^ авторов [1, 4], в р. Б. Иргиз в условиях недостаточного водотока и дефицита кислорода в речных старицах повышение концентрации мар-^зс ганца (особенно в придонных слоях), вероятно, связано с микробиологическими процессами в —Р обогащенных органикой водах, что приводит к с^ постоянному накоплению марганца в донных ^ отложениях, значительно превышающих кон-^^ центрации в илах открытых участков реки. ■—» Речной ил, в свою очередь, является источником соединений марганца, который вовлекается в биогеохимический круговорот в речной экосистеме .
Также считают, что особенности водного режима водохранилищ умеренной зоны (понижение уровня при сработке воды водохранилища с момента весеннего заполнения до конца зимы следующего года) увеличивают значимость отложений как источника марганца для вод. Еще летом начинается постепенное осушение мелководий. На подсыхающих участках марганец активно передвигается с поровым раствором из более глубоких слоев донных отложений к поверхности, где скапливается в форме оксида. В летние дождевые паводки он выносится в глубокую часть. В период ледостава лед оседает на осушенную часть, а при весеннем наполнении лед всплывает, унося верхний слой грунта, а при таянии льда оксиды марганца переходят в воду [2].
Не подвергая сомнению роль донных отложений в динамике элементов, особенно металлов, переход которых из донных отложений в воду, главным образом, зависит от окислительно-восстановительных процессов в придонных горизонтах, остается вопрос об источниках поступления в донные отложения марганца.
В 2011 г. были проведены исследования гидрохимического режима левобережного притока Волги, р. Б.Караман [8]. Весной 2011 года содержание марганца в р. Б.Караман колебалось в пределах 0,126-0,244 мг/дм3, превышая ПДК по всем створам. Летом его концентрация снижалась до 0,079-0,084 мг/дм . Исследования выявили корреляционную связь между концентрацией марганца и цветностью воды в р. Б.Караман в паводковый период. Был сделан
предположительный вывод, что именно водосбор загрязняется соединениями марганца. В связи с этим в водохранилищах, где боковая при-точность в водном балансе играет незначительную роль, содержание марганца на порядок меньше, чем в малых реках [6, 7].
Цель исследований - дать характеристику возможного влияния водосбора на содержание марганца и других элементов в поверхностных и подземных источниках питьевого водоснабжения сельских поселений.
Материалы и методы. Для гигиенической оценки роли водосбора в загрязнении марганцем водоисточников вкачестве объекта исследовании в 2015-2016 гг. был выбран Базарно-Карабулакский район, как один из наиболее экологически чистых, богатых родниками и малыми реками, находящимися на территории лесных массивов.
В работе использовались общепринятые в гигиенической практике методы исследований в соответсвии с ГОСТ 2761-84 [2].
Результаты исследования. В табл. 1 приведены данные по содержанию основных ионов, органического вещества, соединений минерального азота и марганца в воде различных водоисточников. Проба № 1 - пруд выше села Липовка, расположен в понижении рельефа в окружении сельхозугодий, питание - родники и поверхностный сток. Проба № 2 - родник выше села Липовка, начало р. Липовка. Проба № 3 -родник в жилой застройке села Липовка. Проба № 4 - р. Липовка, в районе автомоста. Проба № 5 - родник в селе Арбузовка. Проба № 6 -р. Чернавка у автомоста в селе Тепляковка. Проба № 7 - р. Медведица, у автомоста в селе Старые Бурасы.
В исследованных родниках зарегистрировано низкое содержание аммонийного и нит-ритного азота. Содержание нитратов в родниках вне населенных пунктов ниже, чем в родниках, находящихся в жилой застройке [6], почти в 2 раза. По содержанию органического вещества, кальция и жесткости родники различались незначительно. Хлориды варьировались в более широких пределах. Марганец в воде родников отсутствовал.
№ пробы КИ4+ мг/дм КО2. мг/дм КО3-, мг/дм3 ПО, мг/дм3 Жесткость, ммоль/дм3 Са2+, ммоль/дм3 С1-, мг/дм3 Мп, мг/дм3
1 0,4 н/о 0,63 27,6 1,7 1,3 5,7 0,14
2 н/о н/о 6,1 5,6 1,9 1,3 14,2 н/о
3 н/о 0,01 11,4 5,6 1,9 1,4 8,5 н/о
4 0,16 0,017 7,7 7,6 2,5 1,8 5,7 0,04
5 0,009 0,001 6,37 8,6 2,4 1,6 4,3 н/о
6 0,52 0,21 40,6 8,6 5,9 4 12,8 0,13
7 0,45 0,145 18,1 8,9 4,0 2,5 8,5 0,1
Таблица 1. Содержание некоторых ингредиентов в воде поверхностных и подземных водоисточников Базарно-Карабулакского района Саратовской области
52
ЗНивО сентябрь M0Q (202)
Вода пруда отличалась от питающих его родников присутствием аммонийного азота, значительно более низким содержанием нитратов и повышенным значением перманганатной окисляемости, которая главным образом характеризует присутствие гуминовых веществ тер-ригенного происхождения.
В реках также отмечено присутствие аммонийного азота и нитратов, в реках Чернавке и Медведице в высоких концентрациях.
В воде этих поверхностных водоисточников присутствовал марганец. Наибольшая его концентрация зарегистрирована в пруду, где, кроме стока с полей, отсутствовали другие предполагаемые источники загрязнения. В реках пробы воды были отобраны в районах автомостов, с которых талыми и дождевыми стоками загрязняющие вещества могли попасть в воду.
Известно, что в присадках для дизельного топлива и бензина используются соединения марганца. Сейчас нефтепереработка в России не обеспечивает себя необходимыми объемами высокооктановых бензиновых фракций, что было компенсировано повсеместным применением присадок на основе железа, марганца и аминов ароматического ряда. Не так давно истек срок разрешения на применение антидетонаторов на основе марганца и железа внутри страны. По факту же велико остается использование этих присадок на мини-НПЗ и сетях АЗС в РФ (Prisadka.com) [5]. Не исключено, что марганец присутствует в некоторых удобрениях и гербицидах, используемых в сельском хозяйстве. В связи с этим именно в малых реках, в водном балансе которых существенна доля поверхностного стока, регистрируются максимальные концентрации элемента.
Выводы. Установлено, что, несмотря на снижение концентрации марганца в малых реках в 2015-2016 гг. по сравнению с 20072009 гг., содержание его остается на уровне ПДК и выше. В родниковой воде марганец как
правило отсутствует. Источниками поступления марганца могут являться как внутриводо-емные процессы, так и сточные воды с водосбора малых рек. Для уточнения источника загрязнения марганцем малых рек необходимы дальнейшие исследования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Доронин С.Ю. и др. Анализ и оценка загрязненности речной воды и донных отложений р. Большой Иргиз соединениями марганца / С.Ю. Доронин, В.З. Макаров, Р.К. Чернова [и др.] // Известия Саратовского университета. Новая серия. 2010. Т. 10. Сер. Науки о Земле. Вып. 1. С. 9-15.
2. Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения: ГОСТ 2761-84.
3. Калинникова Т. Б. и др. О нейротоксичности марганца в питьевой воде из подземных источников / Т. Б. Калинникова, О.Ю. Тарасов, Р.Р. Калсанова, М.Х. Гайнутди-нов // Георесурсы. 2011. Т. 5(41). С. 31-34.
4. Мартынова М.В. О причинах периодического появления высоких концентраций марганца в московорецких водохранилищах // Водные ресурсы. 2011. Т. 38. № 5. С. 631-632.
5. Обзор присадок в топливо: [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://catalog.autodela.ru/article/view/3398 (дата обращения: 26.08.2016).
6. Орлов А.А. и др. Гигиенические вопросы использования родников Саратовской области для сельского водоснабжения / А.А. Орлов, М.В. Накарякова, В.Ф. Спирин [и др.] // Здоровье населения и среда обитания. № 11(224). 2011. С. 20-22.
7. Орлов А. А. и др. К проблеме загрязнения марганцем водоисточников Саратовской области / А. А. Орлов, С.А. Мосияш, Е.А. Шашуловская [и др.] // Актуальные проблемы гигиенической оценки и управления рисками здоровью сельского населения и работников сельского хозяйства: Материалы межрегион. конф. Саратов, 2011. С. 108-112.
8. Орлов А. А. и др. Эколого-гигиеническая оценка левобережных притоков Волгоградского водохранилища / А.А. Орлов, С.А. Мосияш, М.В. Накорякова, Т.Г. Ку-раева // Бассейн Волги в XXI веке: структура и функционирование экосистем водохранилищ. Материалы конф. 2012. С. 207-209.
Контактная информация:
Орлов Александр Александрович, тел: +7 (927) 156-15-47, e-mail: [email protected] Contact information: Orlov Alexander, phone: +7 (927) 156-15-47, e-mail: [email protected]
V
