Комплексная санитарно-гигиеническая оценка рек питьевого назначения

Вода является неотъемлемой частью жизни ^аж-до^о челове^а. Она необходима ежедневно для ^дов-летворения физиоло^ичес^их потребностей и хозяйственно-бытовых н^жд челове^а. Чрезвычайно важно эпидемиоло^ичес^ое значение воды. Именно по-этом^ ^ачество воды, особенно питьевой, является одним из основных ^ритериев оцен^и бла^опол^чия жизни населения.

При централизованном водоснабжении для обеспечения населения водой использ^ются, ^а^ правило, поверхностные источни^и. Большая часть из них подвержена антропо^енном^ за^рязнению, что небла-^оприятно с^азывается на ^ачестве воды и дальнейшей жизни водоема в целом. Число за^рязняющих веществ антропо^енно^о происхождения еже^одно ^величивается, синтезир^ются новые химичес^ие вещества. При попадании в вод^ сбросов промышленных предприятий, наряд^ с исходными веществами, за счет процессов трансформации образ^ются вещества новой химичес^ой природы. Кроме то^о, происходят химичес^ие реа^ции с образованием та-^их соединений, то^сичность ^оторых превосходит опасность исходных веществ. Очистные соор^жения не все^да эффе^тивны в отношении ^л^чшения ^а-чества воды водоисточни^а. В связи с небла^оприят-ной э^оло^ичес^ой обстанов^ой источни^а, для проведения дополнительных мероприятий по очист^е воды ^райне важно своевременно определять степень за^рязнения от^рыто^о водоема. В санитарной пра^ти^е с этой целью в основном использ^ют длительные и доро^остоящие ми^робиоло^ичес^ие и физи^о-химичес^ие методы исследований. В то же время весьма перспе^тивным, на наш вз^ляд, может быть биоло^ичес^ий метод оцен^и за^рязнения водоемов.

Биоло^ичес^ий подход не является заменой са-нитарно-^и^иеничес^о^о, а лишь в значительной степени дополняет е^о, ^жесточая применяемые стандарты. Любой от^рытый водоем населяют живые ор^а-низмы, ^оторые остро реа^ир^ют на изменения ^аче- ства окружающей их среды. Объектами биомониторинга могут быть как животные, так и растения. С их помощью проводится оценка абиотических (температура, влажность, кислотность, содержание различных минеральных веществ, поллютантов и т.д.) и биотических (благополучие организмов, их популяций и сообществ) факторов водной среды. Однако наиболее часто оцен^а ^ачества воды проводится только с применением физико-химических методов, без учета живых организмов, населяющих водную среду. Применение биотических показателей для оценки качества открытых водоемов, чья вода используется в качестве питьевой, является перспективным направлением, требующим внимания и развития. Физические и химические методы дают оценку факторам среды обитания [5], но лишь косвенно судят о его биологическом действии. Биоиндикация, в отличие от данных методик, позволяет получить информацию о биологических последствиях используемого водоема, влиянии на живые организмы и первичный прогноз для быстрой оценки качества воды, используемой в дальнейшем человеком для питья. Таким образом, при оценке состояния среды желательно сочетать физико-химические и биологические методы.

А^т^альность биоинди^ации об^словлена та^же простотой, скоростью и дешевизной определения ^ачества воды по сравнению с общепризнанными санитарно-гигиеническими методами. Данная методика обладает достоверностью и широкими мониторинговыми возможностями, так как объект исследования постоянно присутствует в природе.

Использование гидробионтов как тест-объектов позволяет разрабатывать нормативы на ^ачество воды применительно ^ разным ре^ионам и типам водных объектов. Гидробионты как объекты биотестирования в ^ачестве биоло^ичес^их инди^аторов из^чены в неодинаковой степени. Имеющиеся данные по чувствительности различных биообъектов к разным классам соединений свидетельствуют о больших возможностях практического использования их в качественном и ^оличественном биотестировании различных загрязнений. Среди гидробионтов для экологического мониторинга наиболее часто используют фитопланктон и микро-зообентос. Для этого применяются различные индексы. Например, индекс сапробности для фито-, зоопланктона и перифитона [13]. Для зообентоса известен биотический индекс Ф. Вудивисса [3], согласно которому по мере повышения уровня загрязнения от^рытых водоемов происходит изменение структуры бентоценоза за счет выпадения индикаторных таксонов при достижении предела их толерантности на фоне общего снижения биоразнообразия.

При санитарно-гигиенической оценке качества вод чаще использ^ются инди^ационные возможности микробиологических объектов, в первую очередь бактерий и водорослей. Однако имеется ряд работ, где в качестве тест-объекта выступают представители микро-зообентоса - дафнии [4].

В настоящее время а^т^альной становится оцен^а степени загрязнения водной среды по видовому разнообразию и показательному значению таксонов макро-зообентоса, в составе которого можно выделить часто доминирующих личинок хирономид (Diptera,

Chironomidae) - общепризнанных биологических индикаторов водных систем.

Для участков рек, где высока доля хирономид, в ряде случаев используется индекс Е.В. Балушкиной [2, 8], расчет которого учитывает соотношение численности личино^ разных та^сономичес^их ^р^пп по требовательности к кислороду. Однако этот индекс не всегда дает объективную картину загрязнения водоемов и даже для приблизительной, первичной оценки санитарно-гигиенического состояния водных объектов использоваться не может.

Чрезвычайно широ^о при из^чении природных сообществ применяется индекс видового разнообразия Шеннона, но его невозможно использовать для интерпретации качества водной среды [8]. Как чистой, так и загрязненной водной системе могут соответствовать различные уровни видового разнообразия, однако, одно и то же значение индекса Шеннона фи^сир^ется ино^да ^ прямо противоположных по степени чистоты или загрязненности водных объектов. Для экспертного анализа вод по показателям зообентоса может применяться свыше 60 методик, использующих различные индексы [1].

Наиболее восприимчивы к антропогенному воздействию малые реки, на долю которых приходится значительная часть поверхностного стока России. Под воздействием хозяйственной деятельности малые реки преждевременно вступили в фазу старения. Снижение водности и заилении р^сел способств^ет быстром^ зарастанию и заболачиванию наст^пает деградация, и малые реки исчезают. Способность к самоочищению малых рек значительно меньше, чем больших, и механизм самоочищения при перегрузках легко нарушается.

Контроль за санитарным состоянием от^рытых водных объектов Саратовской области в местах хозяйственно-бытового водоснабжения является одной из важнейших задач в связи с тем, что основными источниками хозяйственно-питьевого водоснабжения населения являются открытые водоемы (около 84%) [7]. Мониторинговые исследования водотоков требуют комплексного подхода. Кроме санитарно-гигиенических показателей необходимо использовать биологические, к которым, например, относятся представители зообентоса - личинки комаров-звонцов (Diptera, Chironomidae).

Антропо^енное воздействие в значительной мере проявляется при анализе донных сообществ медленно текущих равнинных средних рек степной зоны, что является типичным для территории Саратовской области. Определение влияния токсического загрязнения на хирономид, как и на любые водные организмы макро-зообентоса медленных равнинных рек, может быть затруднено из-за случайности и эпизодичности загрязнения. В этом случае необходимо учитывать специфичность таких факторов, как гидрологические характеристики реки, скорость течения, величины рН, содержание в воде кислорода, характеристики микробионтов, которые обусловливают видоспецифичность реакции макро-зообентоса на воздействие загрязнения [12].

Надзор за ^словиями водопользования водоемов проводился службой Роспотребнадзора в местах водозабора и в зонах рекреации, а также в водоемах, имеющихся в черте населенных мест на семи по- стах на малых реках области. Основной объем сброса сточных вод приходится на бассейн ре^и Вол^а (95%). Главными загрязняющими отраслями являются жилищно-коммунальное хозяйство, энергетический комплекс, нефтехимическая, химическая промышленность.

Основными критериями оценки качества поверхностных вод являются гидрохимические показатели, нормируемые предельно допустимыми концентрациями (ПДК) загрязняющих веществ [9,10]. Для оценки уровня загрязненности воды используются комплексные показатели: класс качества воды и индекс загрязненности воды (ИЗВ).

Нами в границах Саратовской области с 2003 по 2007 г. проводилась оценка санитарного состояния рек, используемых в качестве источника водоснабжения: Большой Иргиз (бассейн реки Волга), Хопер, Медведица и Аткара (бассейн реки Дон), Большой и Малый Узени (Камыш - Самарских озер). Вода в данных реках соответствует 3 «а» классу качества и оценивается как«весьма загрязненная». ИЗВ реки Медведица в 2006 г. составил 2,32 (при ИЗВ 2,5 вода переходит в разряд «очень загрязненная»), у остальных рек ИЗВ составляет от 1,0 до 1,5. Оценка качества вод проводилась по основным гидрохимическим показателям [7]. Наибольшие различия качества воды отмечались по следующим среднегодовым концентрациям загрязняющих веществ: на протяжении ряда лет содержание растворенно^о кислорода в реках около 10-11 мг/дм3, однако отмечается стойкое повышение в реке Аткара (от 7,25 до 11,45 мг/дм3), а в реке Б. Узень снижение данного показателя (от 10,4 до 8,7 мг/дм3). По азоту нитритному ежегодно отмечается некоторое превышение ПДК в реках Аткара (в 2005 г. 0,07 мг/дм3) и Медведица (в 2004 г. 0,078 мг/дмi, 2006 г.- 0,06 мг/дмi). В реках Б. Иргиз, Хопер, Малый и Большой Узени находится в пределах нормы ПДК. Отмечает -ся постоянное значительное превышение азота аммонийного во всех исследуемых реках от 0,2 до 0,77 мг/дм3. В последние годы (2005-2007) зафиксировано не^оторое превышение ПДК хлоридов в реке Б. Узень. Превышение среднегодовых концентраций фосфатов выявлено во всех исслед^емых реках, наибольшие изменения обнаружены в реках Б.Узень (2006 г.) и Хопер (2004 г.). Среднегодовые концентрации железа общего с 2003 по 2007г. - в пределах ПДК. Исключение составили: река Аткара, в которой содержание железа общего в 2005 г. составило 1,17 мг/дм3 (4 ПДК), до 12 ПДК на пике половодья; река Медведица (2006 г. - 0,5 мг/дм3). Увеличение нефтепродуктов до 2 ПДК выявлено в реках Аткара и Медведица. Во всех исследуемых реках высока концентрация взвешенных веществ. По остальным загрязняющим веществам (СПАВ, ХПК, азот нитратный, фенолы, хром общий) различия в исследуемых реках незначительны, концентрации данных веществ не превышали 2 ПДК.

При сравнении русловой части реки и прибрежной зарастаемой зоны в районах точечных источников загрязнения установлен различный характер распределения хирономид (Diptera, Chironomidae) в донных сообществах [6].

Выявлено, что с 2003 по 2007 г. доминирующими видами в исследованных реках являются: в реке Боль шой Иргиз - представители родов Procladius (P. choreus, P. ferrugineus) иAblabesmyia; в реке Хопер - Procladius, Chironomus (Ch. gr. plumosus), Polypedilum (P. nubeculosum); в реке Аткара обитают виды из родов Ablabesmyia, Psectrotanypus, Procladius, Prodiamesa, Cricotopus, Cryptochironomus, Endochironomus, Polypedilum, Chironomus. В реках Малый и Большой Узени - Chironomus (в реке Б. Узень - Ch. usenicus). В реке Медведице произошла смена видового состава хирономид: исчез отмеченный ранее [11] обитатель относительно чистых участков реки - Chironomus heterodentatus, резко сократилась численность Endochironomus stakelbergi, увеличилась численность Polypedilum nubeculosum и Chironomus gr. plumosus - видов, толерантных к нефтепродуктам. Это подтверждает данные об ^величении антропо^енной нагрузки на реку Медведицу и указывает на неблагоприятный прогноз.

Антропо^енное влияние на водото^и привело ^ высокому уровню заиленности, что отрицательно сказывается на речной биоте, которая в проточных водоемах в значительной степени лимитируется гидродинамическими свойствами рек. Общепринятые индикаторы загрязнения и эвтрофирования водоемов, такие как P. choreus, P. ferrugineus и Ch. gr. plumosus , имеют широкий качественный диапазон возможностей обитания в воде разной степени загрязнения. Вид P. ferrugineus предпочитает насыщенные органикой водоемы, не выживает в условиях то^сичес^о^о за^рязнения в отличие от ^стойчиво^о ^ различным за^рязнителям P. choreus. Личин^и P. nubeculosum способны ^ обитанию в анаэробных условиях. В реке Большой Иргиз среди доминирующих хирономид массовым является P. ferrugineus, что указывает на загрязнение этой реки органикой. В прибрежной зоне реки Аткара возрастает численность личинок Cricotopus и Chironomus, и индикаторов загрязнения и эвтрофирования - представителей рода Procladius.

Выводы. Использование концепции ПДК и биотических критериев контроля водной среды с применением личино^ хирономид ^а^ биоинди^аторов позволило провести мониторинг рек в границах Саратовской области и дать первоначальную санитарно-гигиеническую оценку. Установлено, что реки Хопер, Большой Иргиз, Аткара, Большой Узень и Малый Узень оцениваются как устойчиво «умеренно загрязненные». Для реки Медведица, без применения дополнительных методов очистки воды, прогноз неблагополучный.