ШПАКОВ А.Е., Омирбаева С.М.

Национальный центр гигиены труда и профессиональных заболеваний МЗ РК,

г. Караганды

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДОЕМОВ АРИДНЫХ ЗОН ПОД ВЛИНИЕМ РАССЕЯННЫХ ИСТОЧНИКОВ ЗАГРЯЗНЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РАЙОНОВ

 

Недостаточно изучено влияние рассеянных источников загрязнения водоемов в сельскохозяйственных районах за счет антропогенной нагрузки [1,2,3,4]. Нами выполнены комплексные исследования по разработке теорети-ческих основ и методических принципов гигиенической оценки и прогнозиро-вания влияния рассеянных сельскохозяйственных источников на качество воды водоемов. Впервые установлены количественные связи между интенсивностью сельскохозяйственного освоения территории и качеством воды поверхностных водоемов. Это позволило разработать модель прогнозирования качества воды в зависимости от интенсивности сельскохозяйственного  освоения территории.

Засушливые районы Казахстана относятся к зоне рискованного земледелия и характеризуются малой плотностью населения. Основными направлениями развития сельского хозяйства подобных районов являются орошаемое земледелие, сочетающееся с животноводством пастбищного типа, и отгонным животноводством. Они определяют систему расселения населения: редкую сеть постоянных поселков и развитую сеть поселков-отделений, полевых станов и сезонно обитаемых малых пунктов и летников, тяготеющих к источникам водоснабжения.

Основными источниками загрязнения территории сельских районов яв-ляются твердые и жидкие отбросы населенных мест, полевых станов, животно-водческих ферм и откормочных площадок, летних мест выпаса и водопоя скота. Они содержат нестойкие органические вещества и микрофлору. К производст-венным объектам относятся учреждения механизации сельского хозяйства (автогаражи, машинно-тракторные парки и мастерские, нефтехранилища и др.), которые поставляют отходы, содержащие значительное количество нефтепро-дуктов. Предприятия по первичной переработке и хранению сельскохозяйст-венной продукции (зернотока, овоще- и зерно-хранилища, другие перерабатывающие предприятия) являются источником растительных отходов. Пахотные земли обогащают поверхностный сток с полей органическими и минеральными веществами, используемыми удобрениями и ядохимикатами.

В сельских условиях источники загрязнения поверхностных вод распределяются по значительной водосборной  территории. Это затрудняет количественный учет и централизованное обезвреживание отбросов, а также делает практически невозможными использование  общепринятых расчетных методов прогноза качества воды водоемов. Это требует выявления интегральных критериев для  характеристики разнообразных диффузных источников загрязнения - водосборной территории.

 Интегральными показателями антропогенной нагрузки территории нами были приняты: суммарная плотность населения и скота на I км² площади (численность скота пересчитывали на стандартного человека с использованием общепринятых коэффициентов: для крупного рогатого скота равным – 10 лицам; для свиней – 3,3; для мелкого рогатого скота -1); суммарное водопотребление на хозяйственно-бытовые и производственные нужды (м³/ км² в год); удельное количество потребления горюче-смазочных материалов (т/км²  в год); плотность пахотного освоения территории (га/км²). Другие показатели антропогенной нагрузки  либо тесно связаны с перечисленными критериями, либо подвержены существенному влиянию местных условий и не обладают достаточной универсальностью.

При анализе 289 проб воды по 20 временным притокам установлена выраженная связь большинства показателей антропогенной нагрузки с БПК5, ХПК, рН и другими показателями качества воды (таблица). На степень корреляционной зависимости оказывают влияние гидрогеологические условия

Таблица 1 -  Коэффициенты корреляционной (r) и регрессионной (a / b) зависимости  между интегральными показателями интенсивности освоения территории и качеством воды водотоков

 

Показатели качества воды

Население + скот на 1 км2

∑ Водопотреб-ление, м3/км2

ГСМ,

Т / км2

Площадь пашни, га/км2

r

а

b

r

а

b

r

а

b

r

а

b

Запах, балл

0,77

2,1

0,008

0,61

2,2

0,002

0,54

2,3

0,064

0,05

-

 

рН

0,88

7,3

0,004

0,83

7,26

0,002

0,51

7,34

0,037

0,83

7,27

0,008

БПК5  , мг О2 / л

0,81

1,77

0,042

0,78

1,55

0,014

0,60

2,67

0,38

0,75

2,18

0,048

ХПК, мг О2 / л

0,72

37,6

0,73

0,68

43,1

0,17

0,47

56,8

3,45

0,75

47,8

0,65

Окисляемость перм., мг О2 / л

0,52

5,0

0,032

0,34

5,17

0,008

0,33

5,59

0,209

0,68

4,77

0,062

Аммиак, мг / л

0,71

0,192

0,014

0,80

0,068

0,005

0,67

0,355

0,16

0,58

0,277

0,016

Сумма азота, мг/ л

0,64

0,468

0,019

0,88

0,111

0,009

0,71

0,586

0,281

0,55

0,55

0,024

Нефтепродуукты, мг / л

0,71

0,025

0,0012

0,90

0,046

0,0005

0,83

0,011

0,017

0,38

0,003

0,0006

СПАВ, мг / л

0,76

0,013

0,001

0,83

0,022

0,0004

0,75

0,006

0,011

0,39

0,01

0,0006

Кремний, мг / л

0,57

1,32

0,02

0,87

0,98

0,009

0,62

1,96

0,207

0,84

1,00

0,041

Фосфаты, мг / л

0,89

0,022

0,003

0,94

-0,06

0,001

0,81

0,038

0,034

0,83

0,052

0,001

Железо, мг / л

0,60

0,158

0,001

0,55

0,0005

0,44

0,44

0,147

0,018

-

-

 

 

местности, особенности размещения на ней источников загрязнения и выбранный интегральный показатель.

Удельное водопотребление, плотность населения и скота более тесно свя-заны с БПК5, ХПК, рН, количеством  аммиака, фосфатов, нефтепродуктов и ПАВ в воде. Удельная площадь пашни достаточно интенсивно влияет на кон-центрацию биогенных элементов (силикатов, фосфатов, марганца и др.). Пот-ребление ГСМ, отражающее интенсивность механизации сельскохозяйст-венного производства, хорошо коррелирует с содержанием нефтепродуктов, ПАВ, общего азота и фосфатов в воде. Нами рекомендован ориентировочный метод расчета ожидаемого загрязнения воды протяженных водотоков: выбира-ется сеть опорных створов наблюдения и по каждому участку определяется антропогенная нагрузка и перспективы ее изменения.
 Для веществ, подвергаю-щихся деструкции в естественных условиях нами рассчитаны константы скорости их распада. Для засушливого климата сухих степей и полупустынь этот коэффициент равнялся: БПК5=0,115; ХПК=0,074;  нефтепродукты =0,044; СПАВ=0,061; аммиак=0,785; сумма азота = 0,392. Использование предлагаемых принципов прогнозирования качества воды протяженных водотоков облегчает включение гигиенического прогноза как одного из ведущих системообразую-щих элементов планирования и управления водохозяйственными системами. Расчет показателей допустимой интенсивности сельскохозяйственного освое-ния водосборной территории дает количественные ориентиры, облегчающие  санитарный надзор за рассеянными источниками загрязнения водоемов.

                                             ЛИТЕРАТУРА

1.                 Акпамбетова К.М., Воронкова Д.Н., Александрова Н.В. Малые реки бассейна реки Нуры: состояние, развитие, экология //Актуальные проблемы экологии: Мат. 3-й Межд. науч.-практ.конф. - Караганда, 2004. – Ч.1. – С.6-9.

2.                 Максутова П.А., Кулмагамбетова А.О., Жантлесова Д.М. Экологическое состояние основных водоисточников Карагандинской области //Актуальные проблемы экологии: Мат. 3-й Межд. науч.-практ.конф. - Караганда, 2004. – Ч.1. – С.60-62.

3.                 Кулкыбаев Г.А., Шпаков А.Е. Современные направления развития гигиены окружающей среды и проблемы их реализации в Республике Казахстан // Гигиена труда и медицинская экология – 2004. - № 1. – С. 3 – 9. 

4.                 Шпаков А.Е., Кулкыбаев Г.А., Омирбаева С.М., Белоног А.А.

Гигиена воды и водоснабжения населенных мест //Руководство для врачей. –

Караганда, 2005. – 340 с