Оценка физиологической полноценности поверхностных и подземных вод Щучинско-Боровской курортной зоны

Оценка физиологической полноценности поверхностных и подземных вод Щучинско-Боровской курортной зоны

Пятов Евгений Александрович, Жахина Жулдыз Нугумановна Кокшетауский государственный университет им. Ш. Уалиханова, Камзе Анар Рашидовна АО «Кокшетауские минеральные воды» (Кокшетау, Казахстан)

Правительство Республики Казахстан уделяет огромное значение развитию Щучинско-Боровской курортной зоны (ЩБКЗ) в качестве республиканской и международной здравницы, способствующей развитию рекреационного и медицинского туризма, семейного отдыха, проведению культурных и спортивных мероприятий. ЩБКЗ обладает комплексом природных лечебных факторов, которые являются привлекательными для отдыхающих: горы, озера, леса, хвойный воздух, лечебные минеральные воды [1, 2]. На территории ЩБКЗ планируется принимать до трех миллионов отдыхающих ежегодно. Встает вопрос о водообеспечении отдыхающих качественной питьевой водой. На территории ЩБКЗ имеются крупные водоемы, речки, ручьи, родники, действуют локальные водозаборы. Качество и безопасность вод водных объектов постоянно изучались при многочисленных исследованиях, проводимых с целью хозяйственно-питьевого водоснабжения хозяйствующих субъектов: санаториев, оздоровительных комплексов, детских оздоровительных центров, отелей, гостиниц, туристических баз, лесничеств. При таких работах в большей степени рассматривались вопросы безопасности воды и ее соответствия санитарным нормам на питьевые воды. Вопросы полноценности питьевой воды, пользы ее химического состава для здоровья человека оставались без внимания. Установить роль природных вод ЩБКЗ для укрепления здоровья отдыхающих и туристов является актуальной задачей в настоящий момент.

Учение о физиологической полноценности питьевой воды развивается с середины XX века [3-5]. Критерии физиологической полноценности питьевой воды по макро- и микроэлементному составу приведены в литературе [6].

Цель исследования: изучить качество подземных и поверхностных вод ЩБКЗ на предмет их соответствия критериям физиологической полноценности.

Задачи исследования:

  • осуществить сбор и анализ ранее проведенных на территории ЩБКЗ гидрохимических исследований водных объектов;
  • провести полевые исследования источников воды и лабораторные исследования качества воды водных объектов;
  • провести сравнительный анализ результатов гидрохимических исследований на соответствие требованиям физиологической полноценности питьевых вод.

Практическая значимость работы заключается в том, что результаты исследований могут быть использованы при разработке программ по развитию курортного, рекреационного и туристического потенциала ЩБКЗ в части решения задач по питьевому обеспечению хозяйствующих субъектов качественной питьевой водой.

Методы работы. Работы включали в себя: сбор и анализ изученности состава подземных и поверхностных вод ЩБКЗ; полевые работы; лабораторные исследования.

В работе использовались материалы, собранные Институтом географии и природопользования Международного научного комплекса «Астана» в рамках государственной программы BR05236529 «Комплексная оценка экосистем Щучинско-Боровской курортной зоны с определением экологической нагрузки в целях устойчивого использования рекреационного потенциала». Изучалась изданная литература по водным и лечебным ресурсам ЩБКЗ. В научном отделе Государственного национального природного парка «Бурабай» собирались материалы по родникам. Собранный материал включал в себя информацию о химическом составе подземных и поверхностных вод, о наличии в воде токсичных элементов природного и антропогенного происхождения.

Полевые работы включали в себя выезд в ЩБКЗ для отбора проб воды из скважин и родников на химические анализы.

Лабораторные исследования проводились в производственной лаборатории АО «Кокшетауские минеральные воды» и включали в себя проведение химических анализов воды на следующие показатели: вкус, цвет, мутность, рН, минерализация, сухой остаток, общая и карбонатная жесткость, кремний, натрий, кальций, магний, железо, аммоний, гидрокарбонаты, хлориды, сульфаты, нитриты, нитраты. Перечисленные показатели позволяют дать первоначальную оценку качеству природной воды, ее полноценности, уровню антропогенного загрязнения.

Результаты химических анализов воды, полученные в лаборатории и собранные из литературных и фондовых материалов, анализировались на предмет их соответствия требованиям нормативных документов на питьевые воды и критериям физиологической полноценности.

Результаты. Гидрохимическая характеристика поверхностных вод крупных водоемов, имеющих рекреационное значение, а также речек и ручьев приведена в таблице 1.

Вода в озерах преимущественно пресная с жесткостью 2,2- 10,4 мг-экв/л, только в озере Киши Шабакты вода соленая.

Поверхностные воды водотоков, в формировании которых принимают участие атмосферные осадки, талые снеговые воды и грунтовые воды, являются ультрапресными и пресными с минерализацией от 86 до 342 мг/л. Жесткость воды в водотоках составляет 0,5-2,4 мг-экв/л, воды мягкие. Содержание кальция в воде изменяется от 8 до 28 мг/л, магния – от 1,2 до 54 мг/л. Содержание кремния в воде составляет 4,7-10,5 мг/л. Нитраты в воде отсутствуют.

В поверхностных водах присутствуют галогены и некоторые из токсичных элементов. Наблюдается увеличение концентрации галогенов в воде по цепочке: подземная вода (формирование состава воды за счет выщелачивания минералов) – водотоки (разгрузка подземных вод на дневную поверхность и транзит воды к озерам) – озера (увеличение концентрации элементов за счет испарения воды с поверхности водоемов). Например, содержание бора в воде водотоков в среднем составляет 0,187 мг/л, в озерной воде в среднем 0,3 мг/л, тогда как в подземных водах - 0,086 мг/л. В воде озера Киши Шабакты содержание бора превышает ПДК для питьевых вод.

Таблица 1 – Гидрохимическая характеристика поверхностных вод.

Объект

Гидрохимический тип

Са, мг/л

Мg, мг/л

Общая жесткость, мг-экв/л

Минерализация, г/л

оз. Шортан

SO4-Сl-Са-Мg-Na

60

22

2,7-4,8

0,2 – 0,4

оз. Бурабай

НСО3-SO4-Са-Мg

37

24

2,2-3,6

0,2 – 0,3

оз. Катарколь

НСО3-SO4-Мg-Na

120

68

4,8-6,8

0,9 – 1,1

оз. Улькен Шабакты

SO4-Сl-Mg-Na-Ca

34

107

3,8-10,4

0,6 – 0,8

оз. Киши Шабакты

Сl-SO4-Na-Mg

42

323

6,6-28

2,8 – 4,6

р. Сарыбулак

НСО3-Мg-Са

20

16

0,2-2,4

0,2

р. Громотуха

НСО3-Na-Са

28

54

2,0

0,2

руч. Иманаевский

НСО3-SO4-Мg-Са

16

1,2

0,5-1,4

0,1 – 0,17

руч. Акылбай

НСО3-Сl-Са-Na

20

5

1,4

0,18

Среднее содержание бромида в подземных водах составляет 0,60 мг/л, водотоках - 0,81 мг/л, в водоемах 1,05 мг/л, причем в озерах Катарколь и Киши Шабакты концентрации бромида в воде достигают, соответственно, 1,57 мг/л и 3,29 мг/л при ПДК в питьевой воде 0,2 мг/л.

Концентрации фтора в воде ручьев составляют 0,52-2,6 мг/л при среднем содержании 1,27 мг/л. Содержание фтора в воде озер изменяется в пределах 0,66-8,4 мг/л при среднем содержании 3,57 мг/л. Максимальные концентрации фтора отмечены в воде озер Катарколь (5,7 мг/л), Улькен Шабакты (6,75 мг/л), Киши Шабакты (8,4 мг/л). В воде пресных озер Бурабай и Шортан концентрации фтора так же превышают ПДК для питьевых вод и достигают, соответственно, 2,4 мг/л и 3,3 мг/л.

В поверхностных водах в незначительных количествах присутствуют сурьма (0,004-0,025 мг/л) и селен (0,002-0,01 мг/л). В поверхностных водах, как и в подземных водах, установлены повышенные концентрации ванадия, в 69 % проб воды отмечается превышение концентраций ванадия над ПДК на питьевые воды. Наибольшие концентрации ванадия отмечены в воде речки Сарыбулак (1,3-2,9 мг/л при ПДК, равном 0,1 мг/л) и в озере Катарколь (1,3- 1,4 мг/л).

Подземные воды ЩБКЗ характеризуются прямой гидрохимической зональностью. Грунтовые воды, которые формируются за счет атмосферных осадков и выходят на дневную поверхность в виде родников, относятся к ультрапресным, пресным и умеренно пресным с минерализацией, соответственно, до 0,1 г/л, 0,1-0,5 г/л, и 0,5-0,56 г/л. Жесткость ультрапресных вод изменяется от 0,3 до 0,7 мг-экв/л, содержание кальция в воде составляет 4-10 мг/л, магния 0-2,4 мг/л. Жесткость пресных вод изменяется от 0,9 до 5,9 мг-экв/л, содержание кальция в воде составляет 10-60 мг/л, магния 1,2-41,3 мг/л. По жесткости, содержанию кальция и магния ультрапресные воды в 100 % родников и пресные воды в 70 % родников не отвечают критериям физиологической полноценности. Жесткость умеренно пресных грунтовых вод составляет 5,2-6,5 мг-экв/л, содержание кальция достигает 66 мг/л, магния - 23-39 мг/л. Умеренно пресные воды можно отнести к физиологически полноценным.

Трещинные воды, залегающие ниже грунтовых вод, по минерализации относятся к пресным и умеренно пресным с минерализацией 0,2-0,98 г/л, с жесткостью от 1,2 до 4,6 мг-экв/л, содержанием кальция от 10 до 98 мг/л, магния - 6-22 мг/л. Пресные воды в большинстве скважин можно отнести к физиологически полноценным водам.

По химическому составу грунтовые и трещинные воды относятся к сульфатно-гидрокарбонатным магниево-натриево-кальциевым.

Содержание кремния в подземных водах не зависит от минерализации воды и колеблется в пределах 2-27 мг/л.

В подземных водах отмечается повышенное содержание ванадия в пределах 0,04-1,4 мг/л, в 67 % проб содержание ванадия в воде превышает ПДК на питьевые воды.

Содержание нитратов в воде изменяется от 0 до 185 мг/л. В источниках воды, удаленных от хозяйственных построек, концентрации нитратов обнаружены в пределах 0,1-4,4 мг/л. Более высокие концентрации нитратов в пределах 9,3-44,3 мг/л и выше отмечены в скважинах, расположенных на территории населенных пунктов, лесничеств, санаториев, отелей, оздоровительных центров.

Подземные воды ЩБКЗ характеризуются повышенным содержанием радона в пределах 183-445 Бк/л, повышенными значениями суммарной альфа-активности при нормальных значениях бета-активности. Значения коэффициента радиационной безопасности воды превышают ПДК в 66,7 % скважин. Использование подземных вод для питьевых целей должно осуществляться при условии предварительного удаления радона из воды.

Заключение. В результате проведенного сбора и анализа информации о гидрохимических условиях ЩБКЗ можно сделать следующие выводы:

- Территория ЩБКЗ характеризуется сложными гидрохимическими условиями, которые обусловлены как природной обстановкой, включая рельеф, климат, геологическое строение, так и хозяйственной деятельностью человека.

- На территории ЩБКЗ распространены в основном пресные, мягкие воды, соленые воды приурочены к окраинам курортной территории.

-В ландшафтных условиях ЩБКЗ формируются подземные и поверхностные воды с повышенным содержанием фтора, ванадия, брома, радона, с повышенной природной радиоактивностью, что в соответствии с санитарными нормами не позволяет их отнести к питьевым водам. Питьевое водоснабжение хозяйствующих объектов на территории ЩБКЗ должно обеспечиваться за счет централизованного водоснабжения, либо за счет бутилированных вод или организации локальной водоподготовки.

- В случае предварительной водоподготовки с целью удаления из воды фтора, ванадия, брома, радона, состав подземных вод по содержанию кальция, магния, жесткости и минерализации позволяет отнести воды к физиологически полноценным питьевым водам.

- Воду из родников, удаленных от хозяйственных объектов, можно рекомендовать для утоления жажды туристов и отдыхающих.

- Подземные воды в пределах населенных пунктов не соответствуют питьевому качеству по содержанию нитратов и аммония.

-При освоении территории ЩБКЗ для рекреационных целей необходимо предусматривать мероприятия, предотвращающие антропогенное загрязнение подземных и поверхностных вод.

Исследования проведены в рамках дипломной работы в АО «Кокшетауские минеральные воды» на базе филиала кафедры химия и биотехнология КГУ им. Ш. Уалиханова.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

  1. Беклемишев Н.Д. Курорт Боровое. Академия наук Казахской ССР. Алма- Ата. – 1958 г. - 159 с.
  2. Казбеков А.К. Бурабай - накануне XXI века, г. Астана. - 1998. - 237 с.
  3. Бокина А.И. Физиологические основы гигиенического нормирования солевого состава питьевых вод. Автореферат дис. доктора мед. наук. М. –
    – 31 с.
  4. Nutrients in drinking water. World Health Organization, Geneva, Switzerland, -
    - 186 с.
  5. ГсанПиН 2.2.4 – 171 – 10 Гигиенические требования к воде питьевой,
    предназначенной для потребления человеком. Приказ Министерства
    охраны здоровья Украины No400 от 12.05.2010 г.
  6. СТ РК 1432-2005 Воды питьевые, расфасованные в емкости, включая
    природные минеральные и питьевые столовые. Общие технические условия.

Выиграй квартиру в столице и крутые гаджеты

Крышка от бутылки Turan Water

код
под крышкой

Участвовать в акции