Review of drinking water quality in the northern regions of the Moscow region based on data from Rospotrebnadzor and private laboratories

Full Text

Введение Питьевая вода - это один из важнейших компонентов окружающей среды, который напрямую влияет на здоровье человека и его жизнь. Проблема качества питьевой воды затрагивает многие стороны жизни человеческого общества в течение всего периода его существования [1]. Сейчас это проблема социальная, политическая, географическая, экологическая и медицинская. То есть современная ситуация с экологическим состоянием гидроэкосистем и систем питьевого водоснабжения и, главное, водных ресурсов в Московском регионе - комплексная медико-демографическая, социально-географическая и эколого-технологическая проблема, причем (к большому сожалению) в системно-организационном и в междисциплинарно-экологическом контекстах [3; 4]. Для питьевой воды является обязательным наличие действующего на нее стандартов на общий состав и ее свойства. В России главные стандарты качества питьевой воды: СанПиН 2.1.4.1074-01 и СанПиН 2.1.4.1116-02[13]. Вода, если не отвечает определенным стандартам качества, в большинстве случаев не пригодна для употребления ее людьми и может вызвать различные заболевания у человека. Поэтому основная цель работы - обзор и анализ сведений о состоянии вод из водоисточников Московской области в современное время, а также анализ их качества в контексте нормативных требований и географической локализации выявленных санитарно-гигиенических кризисных ситуаций и определяемых ими социально-экологических проблем. Основными источниками питьевой воды являются водохранилища, реки и озера, а также подземные источники (артезианские скважины, колодцы и родники), дождевая и талая вода [5]. Материалы и методы исследования Использованы сведения об особенностях расположения и физико-географических условиях Московской области, включительно о гидрографии, а также об экологии данного региона [1; 2]. В этой работе проведен обзор качества питьевой воды в водозаборных скважинах, общественных колодцах, родниках и точках централизованного водоснабжения в многоквартирных домах в Талдомском и Дмитровском городских округах. Данные о качестве питьевой воды в северных районах региона были получены от Федерального государственного учреждения здравоохранения «Центр гигиены и эпидемиологии Московской области»[14], Сервисной службы по системам водоочистки и водоподготовки Дмитровского городского округа и ООО «Системы для дома», а также из интернет-портала «Watermap: Карта Воды России»[15]. Данные о качестве питьевой воды имелись для 76 объектов водоснабжения, разгруппировка которых представлена в табл. 1. Заборы проб воды, согласно источникам информации, проводились в период с 2015 по 2018 г. Качество питьевой воды определялось в среднем по 15 показателям, по ряду источников имелись данные для 30 показателей качества питьевой воды. Показатели качества воды: водородный показатель, жесткость общая, железо, фториды, перманганатная окисляемость, запах, цветность, мутность, мышьяк, нитраты, гидрокарбонаты, щелочность, хлориды, медь, кальций, магний, натрий, калий, нитриты, привкус, марганец, свинец, алюминий, кадмий, общая минерализация, нефтепродукты; сульфаты; сульфиды, аммиак-аммоний ион и фенол[16]. В качестве методов исследования используются два метода. 1. Для составления статистики по показателям качества воды используется метод сравнения показателей качества воды с уровнем ПДК по СанПиН 2.1.4.1074-01 (СанПиН 2.1.4.1116-02 для щелочности, кальция и магния) с последними изменениями на 2018 г. 2. Для сравнения качества питьевой воды у водных объектов между собой и составления тематических картосхем используется метод расчета измененного индекса загрязненности питьевой воды. Таблица 1 Общее количество проанализированных объектов питьевого водоснабжения по данным Роспотребнадзора и др.[17] Исследовано объектов питьевого водоснабжения Дмитровский Талдомский Общее количество Скважин 24 14 38 Общественных колодцев 10 6 16 Родников 10 2 12 Точек централизованного водоснабжения 8 2 10 Всего 52 24 76 Table 1 Total number of analyzed drinking water supply facilities according to data from Rospotrebnadzor, etc. Objects of drinking water supply are investigated Dmitrov town Taldom town Total amount Water intake well 24 14 38 Well 10 6 16 Water spring 10 2 12 Centralized water supply points 8 2 10 Total 52 24 76 Оценку степени загрязненности питьевой воды в северных районах Московской области предлагается проводить на основе модифицированной формулы индекса загрязненности воды (ИЗВ), с сохранением ее оригинального вида, но с изменениями в расчете [5]. Основное отличие от оригинального расчета ИЗВ заключается в том, что в модифицированном расчете для некоторых источников будет увеличено количество показателей с 6 до 30, а также, поскольку СанПиН 2.1.4.1074-01 не учитывает показатель биологического потребления кислорода (БПК), предлагается исключить этот норматив из расчета в преобразованной формуле ИЗВ. В связи с этим расчет по модифицированной формуле ИЗВ будет иметь определенную погрешность. Отображение результатов ИЗВ происходит с помощью картосхем. Последние выполнены в компьютерной программе QGIS. Результаты исследования В результате анализа показателей всех 76 источников водоснабжения в северных районах Московской области было выявлено, что питьевая вода, полностью соответствующая нормам СанПиН 2.1.4.1074-01, наблюдается лишь у трех источников, что соответствует 3,9 % от общего количества. Наибольшее число полностью пригодных для питья источников наблюдается в Дмитровском городском округе - два источника, наименьшее в Талдомском - один (табл. 2)[18]. Таблица 2 Количество объектов питьевого водоснабжения, соответствующих нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 (СанПиН 2.1.4.1116-02 для щелочности, кальция и магния), по данным Роспотребнадзора и др.[19] Полное соответствие воды нормам СанПиН Дмитровский % Талдомский % Общее количество % Скважин 0 0 0 0 1 0 Общественных колодцев 0 0 1 16,6 1 6,25 Родников 2 10 0 0 2 16,6 Объектов централизованного водоснабжения 0 0 0 0 0 0 Общее количество 2 3,84 1 8,3 3 3,9 Table 2 The number of drinking water supply facilities that meet the Sanitary Regulations and Norms 2.1.4.1074-01 (the Sanitary Regulations and Norms 2.1.4.1116-02 for alkalinity, calcium and magnesium), according to Rospotrebnadzor and etc. Full compliance with water the Sanitary Regulations and Norms Dmitrov town % Taldom town % Total amount % Water intake well 0 0 0 0 1 0 Well 0 0 1 16,6 1 6,25 Water spring 2 10 0 0 2 16,6 Centralized water supply points 0 0 0 0 0 0 Total: 2 3,84 1 8,3 3 3,9 В Дмитровском городском округе на основе исследования показаний 52 источников водоснабжения (24 скважины, 10 общественных колодцев, 10 родников и 8 объектов централизованного водоснабжения) было выявлено следующее: в 85 % источниках отмечаются превышения нормы по щелочности, в 82,35 % - превышение ПДК по мутности, в 53,85 % - превышение ПДК по железу общему, в 45,45 % - превышение ПДК по привкусу и в 32,69 % источниках отмечалось превышение ПДК по общей жесткости. По остальным показателям превышение составляет менее 30 %. По тяжелым металлам превышение уровня ПДК наблюдалось у марганца - в 21,42 % источниках питьевого водоснабжения и одно превышение ПДК свинца в роднике деревни Дятьково 0,1 при норме 0,03 мг/л. Превышения уровня ПКД у нефтепродуктов не наблюдалось. Процент источников представлен на рис. 1. Рис. 1. Процент источников питьевого водоснабжения Дмитровского городского округа, в которых наблюдается превышение показателей СанПиН 2.1.4.1074-01 (СанПиН 2.1.4.1116-02 для щелочности)[20] Figure 1. Percentage of sources of drinking water supply in the Dmitrov town district, in which there is an excess of the Sanitary Regulations and Norms 2.1.4.1074-01 (the Sanitary Regulations and Norms 2.1.4.1116-02 for alkalinity, calcium and magnesium) В Талдомском городском округе на основе исследования показаний 24 источников водоснабжения (14 скважин, 6 общественных колодцев, 2 родника и 2 объекта централизованного водоснабжения) было выявлено следующее: в 76,92 % источниках отмечается превышение уровня нормы по щелочности и мутности, в 62,5 % - превышение ПДК по железу общему, в 45,83 % - превышение ПДК по общей жесткости, в 38,46 % - превышение ПДК по цветности и в 37,5 % было выявлено превышение уровня ПДК марганца. По остальным показателям и превышение составляет менее 30 %. По остальным тяжелым металлам наблюдались единичные превышения ПДК марганца. Процент источников водоснабжения представлен на рис. 2. Рис. 2. Процент источников питьевого водоснабжения Талдомского городского округа, в которых наблюдается превышение показателей СанПиН 2.1.4.1074-01 (СанПиН 2.1.4.1116-02 для щелочности)[21] Figure 2. Percentage of sources of drinking water supply in the Taldom town district, in which there is an excess of the Sanitary Regulations and Norms 2.1.4.1074-01 (the Sanitary Regulations and Norms 2.1.4.1116-02 for alkalinity, calcium and magnesium) Загрязненность воды в скважинах Из-за большого количества скважин в северных районах Московской области (38 объектов) для корректного отображения ИЗВ на картосхеме был применен метод интерполяции - нахождение промежуточных значений по имеющемуся набору известных значений. Этот метод имеет определенную погрешность в вычислениях промежуточных значений, но позволяет дать общее представление о загрязненности питьевой воды из скважин в целом. Картосхема представлена на рис. 3. Работа выполнялась с использованием компьютерной программы QGIS. Рис. 3. Картосхема индекса загрязненности воды в скважинах северных районов Московской области / Figure 3. Map diagram of the water pollution index in water intake wells in the northern districts of the Moscow region[22] На основе анализа показателей ИЗВ для скважин северных районов Московской области можно сделать следующий вывод. Во всех районах воды из артезианских скважин относятся к категории «умеренно загрязненные»[23]. В Дмитровском городском округе самый высокий показатель ИЗВ у скважин наблюдается в дер. Сысоево - 4,79 в 3 км от города Дмитров в западном направлении. В этой скважине наблюдается превышение показателей железа общего (5,66 мг/л), щелочности (7,2 ммоль/л), мутности, привкуса и жесткости. Здесь питьевая вода относится к категории «загрязненная». Самый низкий показатель ИЗВ в округе зафиксирован в поселке Некрасовский в южной части района: 0,22. В Талдомском городском округе высокий показатель ИЗВ у скважин отмечается в селе Спас Угол - 4,69 на северо-востоке района. В скважине наблюдается сильное превышение содержания общего железа (13,9 мг/л), жесткости, фторидов, а также марганца (0,24 мг/л). Здесь питьевая вода относится к категории «загрязненная». Самый низкий показатель ИЗВ в округе - в поселке Вербилки в южной части округа: 0,26. Загрязненность воды в общественных колодцах Для визуализации ИЗВ общественных колодцев на картосхеме был применен метод точечного отображения объектов. Этот метод наиболее информативно отображает истинное значение ИЗВ в каждой конкретной точке (рис. 4)[24]. На основе анализа показателей ИЗВ для общественных колодцев в северных районах Московской области можно сделать следующий вывод: во всех районах воды из общественных колодцев относятся к категории «чистые». Наиболее высокие показатели ИЗВ наблюдаются в СНТ «Надежда» Талдомского городского округа - 0,9 и в деревне Давыдково Дмитровского городского округа - 0,88. Для этих колодцев характерны повышенные показатели содержания общего железа, цветности, мутности и щелочности. Загрязненность воды в родниках Для визуализации ИЗВ родников на картосхеме применен метод точечного отображения объектов. На основе анализа показателей ИЗВ для родников в северных районах Московской области напрашивается следующий вывод. Питьевая вода в большинстве родников относится к категории «чистая», в одном роднике - к категории «умеренно загрязненная» и в трех родниках - к категории «загрязненная» (рис. 5)[25]. Рис. 4. Картосхема индекса загрязненности воды общественных колодцев в северных районах Московской области / Figure 4. Map diagram of the water pollution index of public wells i n the northern districts of the Moscow region[26] Наиболее высокие показатели ИЗВ наблюдаются на границе Дмитровского и Мытищинского городских округов в деревнях: Большое Ивановское и Протасово, а также в поселке Икша. Для вод всех родников характерны высокие показатели общего железа и повышенное содержание марганца. Наивысший показатель ИЗВ в роднике в деревне Большое Ивановское - 2,7. Наиболее низкий показатель ИЗВ в северном Подмосковье наблюдается в Дмитровском городском округе в районе деревни Беклемишево - 0,18. В воде этого родника отмечается незначительное превышение показателя щелочности[27]. Картосхема представлена на рис. 5. Рис. 5. Картосхема индекса загрязненности воды в родниках северных районов Московской области / Figure 5. Map diagram of the water pollution index in the water springs of the northern districts of the Moscow region[28] Загрязненность воды в точках централизованного водоснабжения Исследование воды в точках централизованного водоснабжения проводилось только в крупных городах северных районов Московской области: Талдом и Дмитров. В городе Дмитров исследование питьевой воды из-под крана осуществлялось в разных многоквартирных домах разной этажности от 5 до 17 этажей на пяти разных улицах. В городе Талдом исследование питьевой воды из-под крана проводилось на двух разных улицах в двух многоквартирных домах с этажностью 2 и 5 этажей[29]. Анализ показателей ИЗВ для точек централизованного водоснабжения северных районов Московской области показал, что в городе Дмитрове питьевая вода в многоквартирных домах из-под крана относится к категории «чистая», ИЗВ не превышает 0,34. В воде наблюдаются незначительные превышения показателей жесткости, общего железа и щелочности. В городе Талдом показатель ИЗВ составляет 1,56. Питьевая вода в многоквартирных домах в этом городе относится к категории «умеренно загрязненная». В частности, в 2-этажном многоквартирном доме на улице Победы обнаружено повышенное содержание общего железа (7,8 мг/л) и марганца (0,22 мг/л)[30]. Общая загрязненность питьевой воды Проанализировав все типы источников питьевого водоснабжения в северных районах Московского региона, можно сделать следующий вывод: в городском округе Дмитровский общий ИЗВ составляет менее единицы. Питьевая вода в этих районах относится к категории «чистая». Питьевая вода в Талдомском городском округе относится к категории «умеренно загрязненная», здесь средний ИЗВ составляет 1,11. Для питьевых вод всех районов основными превышающими показателями являются щелочность, мутность, привкус, жесткость, цветность и запах. Следует отметить, что перечисленные компоненты не являются прямыми загрязнителями природной воды, а лишь свидетельствуют о ее эколого-физиологической неполноценности. К прямым загрязнителям питьевой воды можно отнести железо общее, марганец, свинец и нитраты. Их доля, особенно общего железа и марганца, очень высока в питьевых водах Северного Подмосковья. Проблема экологического состояния водоемов и вод из систем водоснабжения остается актуальной и открытой в современном времени. Необходимы меры по нормализации ситуации с качеством воды Московского региона. Заключение Из-за малого количества объектов питьевого водоснабжения, в которых природная вода по исследуемым показателям полностью соответствует нормам СанПиН 2.1.4.1074-01, использование воды без дополнительной очистки возможно лишь в единичных случаях и только после повторного анализа качества питьевой воды, выполненного непосредственно перед употреблением. Во всех остальных случаях (в более чем 95 % водных источниках) необходимо принять меры по очистке вод и доведению до норм СанПиН 2.1.4.1074-01 реальных санитарно-гигиенических показателей ее качества. Для более детального изучения вопроса очистки вод необходимо привлечение для совместной работы специалистов в области экологии, гидрологии, гидрофизики и гидрохимии, для разработки систем очистки вод в каждом конкретном случае. В целом в районах следует установить повсеместный контроль за качеством питьевой воды, необходимо выявить точные причины загрязнения питьевой воды в каждом конкретном случае. Требуется провести повторный анализ вод из скважин с самыми высокими индексами загрязнения воды и в случае сохранения повышенных показателей начать мониторинг вод в деревне Сысоево, селе Ильинское и городе Яхроме Дмитровского городского округа, деревнях Ермолино, Филиппово и селе Спас угол Талдомского городского округа. В городе Талдом требуется установить мониторинг за питьевой водой в точках централизованного водоснабжения для установления точных причин повышенных показателей общего железа, жесткости и комплекса органолептических свойств воды в системах водоснабжения в многоквартирных домах и также в домовладениях малой этажности ввиду некоторого «оттока» населения из столицы и в целом из совокупной столичной агломерации в «ближнее» и «дальнее» Подмосковье. Во всех районах полезно и даже необходимо проанализировать заболеваемость населения на предмет выявления экологической зависимости разных нозологических групп патологий, и прежде всего от качества питьевой воды. Считаем своевременным и актуальным закрепить совокупное понятие «экосистемные услуги питьевых и хозяйственно-питьевых вод» в качестве организационно-управленческой и нормативно-правовой нормы при обеспечении их санитарно-гигиенического качества на приемлемом эколого-физиологическом уровне. Параллельно будет обеспечиваться рационализация и сбережение водных ресурсов, что «укладывается» в концепцию «устойчивого развития» при разнообразных процессах агломерации, урбанизации, рурбанизации и реурбанизации в центральной части европейской России. Проблемы, связанные с ухудшением состояния водных и околоводных экосистем, сейчас вполне очевидны и требуют незамедлительного решения. Медико-биологические и эколого-гигиенические проблемы, связанные с неблагоприятным качеством источников водоснабжения на ряде территорий Московского и соседних регионов, необходимо предупреждать уже в настоящее время.

About the authors

Tatiana S. Lukyanova

State University of Land Use Planning

Email: tanya.lukyanova.44@mail.ru
Doctor of Geographical Sciences, Professor of the Department of Soil Science, Ecology and Nature Management 15 Kazakov St, Moscow, 105064, Russian Federation

Maxim V. Larionov

State University of Land Use Planning; Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy; Russian State Agrarian Correspondence University; Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University)

Author for correspondence.
Email: m.larionow2014@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-0834-2462

doctor of Biological Sciences, Professor of the Department of Agriculture and Crop Production, State University of Land Use Planning (SULUP); Leading Researcher of World-class Research Center “Agrotechnologies for Future” (CAAT), Russian State Agrarian University - Moscow Timiryazev Agricultural Academy; Professor of the Department of Agriculture and Crop Production, Russian State Agrarian Correspondence University; Professor of the Department of Environmental Safety and Product Quality Management for Educational Activities, Institute of Environmental Engineering, Peoples’ Friendship University of Russia (RUDN University)

15 Kazakov St, Moscow, 105064, Russian Federation; 49 Timiryazevskaya St, Moscow, 127550, Russian Federation; 50 Shosse Entuziastov St, Moscow region, Balashikha, 143907, Russian Federation; 6 Miklukho-Maklaya St, Moscow, 117198, Russian Federation

Sergey A. Kryuchkov

State University of Land Use Planning

Email: kru4kov8@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-2487-8892

graduate student

15 Kazakov St, Moscow, 105064, Russian Federation

References

Supplementary files