Моніторинг якості води на питних водозаборах у 2014 рoцi

Відповідно до «Програми державного моніторингу довкілля в частині здійснення Держводагентством України контролю якості поверхневих вод», затвердженої наказом Держводагентства України від 30.12.2011 №310, Басейновим управлінням водних ресурсів річки Рось здійснюється радіологічний і гідрохімічний контроль якості водних ресурсів у басейні річки Рось. Відбір проб води здійснюється у визначених Програмою пунктах спостереження в терміни, зазначені у погодженому з Дніпровським БУВР графіку відбору та завезення проб води на гідрохімічний і радіологічний аналіз:

- р.Рось (права притока р.Дніпро):

с.Кошів Тетіївського району, кордон Київської і Вінницької областей: загальний санітарний аналіз і специфічні показники – щоквартально;

гідропост у м.Богуслав, кордон Київської і Черкаської областей: загальний санітарний аналіз і специфічні показники – щоквартально;

с.Глибічка Білоцерківського району, питний водозабір м.Біла Церква: радіонукліди – щоквартально, загальний санітарний аналіз і специфічні показники – щомісячно;

питний водозабір м.Богуслав: радіонукліди – щоквартально, загальний санітарний аналіз і специфічні показники – щомісячно;

с.Москаленки Богуславського району, кордон Київської і Черкаської областей: загальний санітарний аналіз і специфічні показники – щоквартально.

- р.Роставиця (ліва притока р.Рось):

с.Строків Попільнянського району, кордон Київської і Житомирської областей: загальний санітарний аналіз і специфічні показники – щоквартально.

Вимірювання показників якості поверхневих вод у пробах, відібраних БУВР Росі на Білоцерківському та Богуславському питних водозаборах, здійснює басейнова лабораторія моніторингу вод Дніпровського БУВР. Відбір проб і проведення аналізів на питному водозаборі м.Корсунь-Шевченківський здійснює лабораторія моніторингу вод та ґрунтів Черкаського РУВР.

У відповідності до затвердженого графіку відбору та завезення проб води, БУВР Росі у січні – грудні 2014 року відібрано 48 проб води, з них на загальний санітарний аналіз і специфічні показники – 40 проб, на радіонукліди – 8 проб.

Серед показників якості поверхневих вод у басейні Росі, слід виділити фізичні та хімічні показники:

Температура. Температура поверхневих вод залежить від одночасної дії сонячної радіації, теплообміну з атмосферою, перенесення теплоти течіями, перемішування водних мас, потрапляння нагрітих вод із зовнішніх джерел. Температура впливає на концентрацію кисню у водних об’єктах. При підвищених температурах у воді може розчинятися значно менша кількість кисню. Також вона впливає на процеси осадження завислих часток, визначає швидкість біологічних процесів.

Запах. Запах води спричиняють леткі пахучі речовини, що надходять у воду в результаті життєдіяльності гідробіонтів, розкладання органічних речовин, хімічної взаємодії компонентів річкової води, скидів стічних вод. Запахи води притаманні деяким водним організмам, зокрема променистим і цвілевим грибам. Після хлорування води може з’являтися неприємний запах хлорфенолів. Інтенсивність запаху підвищується з підвищенням температури.

Завислі речовини. До завислих речовин відносять частки глини, дрібного піску, мулу, планктонних організмів, решток водних рослин. Концентрація завислих речовин зумовлюється сезонними факторами, режимом стоку, ерозією ґрунтів і гірських порід, помутнінням донних відкладів, продуктами метаболізму та розкладу гідробіонтів, скидами стічних вод.

Завислі речовини спричиняють замулювання водних об’єктів, впливають на прозорість води, проникнення світла та температуру, склад і розподіл відкладень та швидкість осадоутворення, адсорбцію токсичних речовин, сприяють сорбції вірусів на частках глини та перенесенню їх течією води.

Прозорість. Прозорість поверхневих вод залежить від ступеня розсіювання сонячного світла речовинами органічного та мінерального походження, які перебувають у воді в завислому та колоїдному станах. Вона визначає перебіг біохімічних процесів (первинне продукування, фотоліз), які потребують освітлення. Прозорість також залежить від форми та розміру завислих часток.

Кольоровість. Кольоровість спричинена вмістом у воді гумінових речовин і сполук трьохвалентного заліза. Ці речовини потрапляють у воду внаслідок вивітрювання гірських порід, хімічного та біохімічного розкладу решток рослин, з підземним стоком, скидами стічних вод.

При надходженні з ґрунтів гумінові речовини (гумінові кислоти, фульвокислоти) надають воді жовтого або коричневого забарвлення залежно від їх концентрації. Солі заліза надають воді червонуватого (іржавого) забарвлення, дрібні частинки піску та глини – жовтуватого. Кількість цих речовин залежить від геологічних умов, водоносних горизонтів, типу ґрунтів, наявності боліт і торфовищ у басейні річки. Висока кольоровість зменшує концентрацію розчинного кисню у воді.

Розчинений кисень. Надходження кисню у водні об’єкти відбувається у процесі газообміну з атмосферою, фотосинтезу, зі стічними водами, зливовими і талими водами, які перенасичені киснем. Розчинений у воді кисень використовується гідробіонтами для дихання та окиснення органічних речовин. Низька концентрація розчиненого кисню негативно впливає на біохімічні та екологічні процеси у водному об’єкті. Концентрація кисню у поверхневих шарах вища, ніж у глибинних за рахунок посиленої поверхневої аерації та інтенсивного проходження процесів фотосинтезу.

Хімічне споживання кисню (ХСК). ХСК – це кількість кисню, необхідна для хімічного окиснення неорганічних і органічних речовин: вуглецевмісних – до СО₂, Н₂О, NН₃; сірковмісних – до сульфатів, фосфоровмісних – до фосфатів. Органічні речовини потрапляють у поверхневі води з поверхневим стоком, скидами стічних вод.

Біохімічне споживання кисню (БСК). БСК – це кількість кисню, що витрачається за певний час на аеробне біохімічне окиснення нестійких органічних сполук до СО₂, Н₂О, NН₃. Органічні речовини рослинного та тваринного походження надходять у воду з поверхневим стоком, скидами стічних вод. БСК визначають для різних проміжків часу: 5 діб інкубації мікроорганізмів – БСК₅, 20 діб інкубації – БСК₂₀; незалежно від часу для повного окиснення органічних сполук – БСКпов..

Водневий показник (рН). Вміст іонів водню у поверхневих водах визначається кількісним співвідношенням концентрацій вугільної кислоти та її іонів, геологічними особливостями водозбірного басейну річки. рН визначає ступінь її кислотності або лужності. Зміни pН тісно пов'язані з процесами фотосинтезу. Від розміру pН залежить розвиток і життєдіяльність водних рослин, сталість різноманітних форм міграції хімічних елементів, токсичність забруднюючих речовин. Більшість поверхневих вод має нейтральну або слабокислу реакцію (рН – від 6,0 до 8,0). Узимку величина pН для більшості річкових вод становить 6,8–7,4 од., улітку – 7,4–8,2 од. При значенні рН 4,0 – 6,0 од. у воді розвиваються гриби та дріжджі. Більшість бактерій обирають середовища, зі значеннями рН 6,5–7,5 од.

Сухий залишок. Сухий залишок – загальний вміст у воді нелетких органічних і мінеральних домішок у вигляді неорганічних (бікарбонати, хлориди та сульфати кальцію, магнію, калію і натрію) та деяких органічних солей, розчинних у воді. Концентрація сухого залишку залежить від геологічних особливостей водозбірного басейну річки, потрапляння вказаних солей зі скидами промислових стічних вод, зливовими водами.

Хлориди. Джерелами надходження хлоридів у поверхневі води є магматичні породи, до складу яких входять хлоровмісні мінерали, взаємодія атмосферних опадів з ґрунтами, скиди побутових і промислових стічних вод. Хлориди мають добру розчинність, слабо виражену здатність до сорбції завислими речовинами та споживання водними організмами. Вміст хлоридів визначає некарбонатну жорсткість води. Концентрація сульфатів піддається сезонним коливанням і залежить від вимивання з гірських порід у вигляді розчинних сполук.

Сульфати. Вміст сульфатів у поверхневих водах зумовлений процесами вивітрювання гірських порід, розчинення сірковмісних мінералів, окиснення сульфідів і сірки, відмирання водних організмів, окиснення речовин рослинного та тваринного походження, з підземним стоком, скидами шахтних вод, стічних вод галузей промисловості, житлово-комунального та сільського господарства. Вміст сульфатів визначає некарбонатну жорсткість води. Концентрація сульфатів піддається сезонним коливанням, так як вплив на їх вміст у воді мають окисно-відновні процеси, біологічна обстановка у водному об’єкті та господарська діяльність людини.

Фосфати. Джерелами потрапляння фосфатів у поверхневі води є ерозія орних земель, в яких містяться добрива, промислові відходи, побутові стічні води, які містять синтетичні миючі засоби та фекалії. Фосфати сприяють росту рослин і водоростей, збільшенню кількості фітопланктону та зоопланктону, збільшенню відмерлої біомаси. Фосфати є малотоксичними. Мінімальні концентрації фосфатів спостерігаються навесні і влітку, максимальні – восени і взимку.

Амоній сольовий. Джерелами надходження амонію сольового у поверхневі води  пов’язано є скиди стічних вод тваринницьких ферм, скиди побутових стічних вод, стічних вод харчової лісохімічної та хімічної промисловості, поверхневий стік з сільськогосподарських угідь, в яких містяться амонійні добрива. Присутність амонію сольового пов’язана з процесами біохімічної деградації білків, дезамінування амінокислот, розкладу сечовини під дією уреази. Токсичність амонію збільшується з підвищенням pH.

Нітрати. Нітрати потрапляють у поверхневі води за рахунок внутрішньоводоймових процесів нітрифікації амонійних іонів під дією нітрифікуючи бактерій, з атмосферними опадами, скидами промислових і побутових стічних вод, стоком з сільськогосподарських угідь, в яких містяться азотні добрива. Пониження концентрацій нітратів пов’язане зі споживанням їх фітопланктоном і денітрифікуючими бактеріями. Частково нітрати поглинаються водними рослинами. Нітрати у поверхневих водах знаходяться в розчинній формі. Концентрація нітратів піддається сезонним коливанням: мінімальна – у вегетаційний період, максимальна – восени, коли проходить розклад органічних речовин і перехід азоту з органічних форм у мінеральні. Амплітуда сезонних коливань вмісту нітратів може свідчити показником евтрофікації водного об’єкту.

Нітрити. Нітрити є проміжною формою у ланцюзі бактеріальних процесів окислення амонію до нітратів (нітрифікація – в аеробних умовах) і, навпаки, відновлення нітратів до азоту та аміаку (денітрифікація – при нестачі кисню). Нітрати надходять у поверхневі води при застосуванні нітритів в якості інгібіторів корозії у водо підготовці технологічної води, зі скидами стічних вод харчової промисловості, стоком з сільськогосподарських угідь. У поверхневих водах нітрити знаходяться у розчинній формі. Підвищення концентрацій нітритів вказує на посилення процесів розкладу органічних речовин в умовах більш повільного окиснення. Сезонні коливання концентрації нітритів характеризуються їх відсутністю взимку та появою весною при розкладу неживої органічної речовини. Найбільша концентрація спостерігається в кінці літа, оскільки їх присутність пов’язана з активністю фітопланктону (діатомові та зелені водорості відновлюють нітраті до нітритів). Восени вміст ні тирів зменшується.

Кальцій. Джерелами надходження кальцію у поверхневі води є процеси хімічного вивітрювання та розчинення мінералів (вапняків, доломітів, гіпсу), силікатів та інших осадових і метаморфічних порід, скиди стічних вод силікатної, металургійної, скляної та хімічної промисловості, скиди стічних вод з сільськогосподарських угідь, в яких містяться у складі мінеральних добрива міститься кальцій. Розчиненню кальцію сприяють мікробіологічні процеси розкладання органічних речовин, що супроводжуються зниженням рН. Концентрація кальцію характеризується сезонних коливаннями. У період зниження мінералізації (весна) іонам кальцію належить переважаюча роль, що пов'язано з легкістю вилуговування розчинних солей кальцію з поверхневого шару ґрунтів і гірських порід.

Магній. Магній надходить у поверхневі води за рахунок процесів хімічного вивітрювання та розчинення доломітів, мергелів та інших мінералів, зі скидами стічних вод металургійних, силікатних, текстильних та інших підприємств. Концентрації магнію притаманні сезонні коливання. Максимальні його концентрації спостерігаються у меженний період, мінімальні – у період паводків.

Кремній. Сполуки кремнію потрапляють у поверхневі води за рахунок процесів хімічного вивітрювання та розчинення мінералів, що містять кремній, процесу відмирання водних рослин, з атмосферними опадами, скидами стічних вод підприємств, що вироблять керамічні, цементні, скляні вироби, силікатні фарби, в'яжучі матеріали, кремнійорганічні каучуки. Форми сполук, в яких кремній міститься у воді, змінюються залежно від мінералізації та значень рН. Кремній не обмежує розвиток водних рослин.

Залізо загальне. Сполуки заліза потрапляють у поверхневі води з підземним стоком, зі стічними водами галузей промисловості та сільського господарства, зливовими водами, поверхневим стоком, стічними водами з сільськогосподарських угідь. Концентрація заліза загального у воді залежить від гідрологічних умов басейну річки, процесів хімічного вивітрювання гірських порід. Залізо надає воді буруватого забарвлення.

Марганець. Джерелами надходження марганцю у поверхневі води є залізо-марганцеві руди та деякі мінерали, процеси відмирання та розкладання гідро біонтів (синьо-зелених і діатомових водоростей, вищих водних рослин), стічні води марганцевих збагачувальних фабрик, металургійних заводів, підприємств хімічної промисловості, шахтні води. Марганець бере участь у процесах фотосинтезу, реакціях фотолізу води та виділення кисню.

Мідь. Джерелами надходження міді у поверхневі води є гірські породи, реагенти, що містять мідь, скиди стічних вод хімічних і металургійних виробництв, стічних вод з сільськогосподарських угідь, шахтні води. Властивості міді у поверхневих водах залежать від величини рН, концентрації в них карбонатів, хлоридів і сульфатів. Мідь у воді має сильно виражену здатність сорбуватися завислими частками ґрунтів і гірських порід. У малих концентраціях мідь надає воді неприємного в’яжучого присмаку.

Хром. Хром надходить у поверхневі води у процесі хімічного вилуговування його сполук з гірських порід і мінералів, з ґрунтів у районах рудних родовищ, зі скидами стічними водами гальванічних і хімічних виробництв, текстильної та шкіряної промисловості. На вміст сполук хрому у воді впливають температура та pH. Сполуки хрому є токсичними. Підвищений вміст хрому викликає погіршення якості води (втрачається колір, змінюється іонний склад). Зниження концентрацій хрому пов’язано з сорбцією його на завислих частках і осадженням, зі споживанням його гідробіонтами, зокрема синьо-зеленими водоростями.

Нафтопродукти. Нафтопродукти – органічні сполуки, отримані шляхом переробки нафти (автомобільне та дизельне паливо, гас, мастила, мазут). Вони потрапляють у поверхневі води зі скидами стічних вод нафтопереробних підприємств. Нафтопродукти можуть надходити до донних відкладень, перебувати в товщі води у вигляді емульсій, розчинятися в ній та утворювати на поверхні плівку у вигляді райдужних плям. Концентрації нафтопродуктів мають сезонні коливання залежно від гідрологічних особливостей басейну річки. Найбільше їх надходження спостерігається у зимову та літньо-осінню межень, найменше – під час проходження весняної повені та осінніх паводків.

Синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР). СПАР – це неорганічні та органічні речовини, що здатні утворювати піну на поверхні води. До цих речовин відносять миючі, зволожуючі, емульгуючі, дезінфікуючі та інші препарати. СПАР надходять у поверхневі води зі скидами побутовими стічних вод, скидами стічних вод нафтової та текстильної промисловості. Наявність СПАР у воді призводить до інтенсивного розвитку мікрофлори. Нижче населених пунктів у воді зазвичай спостерігається збільшення концентрацій СПАР. Найбільші концентрації СПАР спостерігаються під час весняного водопілля та літньо-осінніх паводків. Це пов'язано зі змивом їх з прилеглих територій та деякою мірою з температурою.

На питних водозаборах протягом січня – грудня 2014 року зафіксовано наступні перевищення гранично допустимих концентрацій:

На Білоцерківському водозаборі:

- ХСК – значення перевищувало ГДК протягом січня – грудня і змінювалося від 15,8 мг/дм³ (січень) до 22,9 мг/дм³ (грудень). Перевищення концентрацій становило від 1,05 (січень) до 3,3 (лютий) ГДК;

- БСК₅ – перевищення ГДК було зафіксовано з січня по березень, протягом червня – вересня та у листопаді, грудні. Перевищення ГДК змінювалося від 1,05 (липень) до 2,4 (червень);

- амонію сольового – перевищення ГДК було зафіксовано в 2,3 рази у лютому;

- заліза загального -  значення перевищувало ГДК в 1,2 рази у квітні.

​На Богуславському водозаборі:

- ХСК  - концентрації перевищували ГДК впродовж січня – грудня і змінювалися від 19,9 мг/дм³ (січень) до 24,6 мг/дм³ (грудень). Перевищення концентрацій становило від 1,2 (лютий) до 2,3 (серпень, листопад) ГДК;

- БСК₅ – перевищення ГДК було зафіксовано з січня по березень, у серпні та листопаді, грудні і змінювалося від 1,0 (серпень) до 1,5 (лютий) ГДК.

На Корсунь-Шевченківському водозаборі:

- ХСК – значення перевищувало ГДК протягом січня – грудня і змінювалося від 29,1 мг/дм³ (січень) до 34,0 мг/дм³ (грудень). Перевищення концентрацій становило від 1,9 (січень) до 2,4 (серпень, жовтень) ГДК;

- БСК₅ – незначне перевищення ГДК було зафіксоване у квітні (1,07 ГДК), липні (1,1 ГДК) та жовтні (1,1 ГДК);

- заліза загального – значення досягало ГДК у травні, червні.

Отже, протягом січня – грудня 2014 року на всіх питних водозаборах фіксується певне перевищення значення ХСК у порівнянні із ГДК, що свідчить про потрапляння у поверхневі водні об’єкти басейну органічних речовин з поверхневим стоком та скидами стічних вод (див. рис.).

Перевищення значення БСК₅ (що підтверджує надходження  органічних речовин рослинного та тваринного походження у воду) у порівнянні із ГДК фіксується на питних водозаборах басейну Росі епізодично, як правило у меженний період водного режиму (див. рис.). Періодичні штучні промивки водосховищ сприяють зменшенню значень БСК₅ у воді. 

Певне перевищення на Білоцерківському водозаборі у лютому місяці концентрації амонію сольового може бути обумовлено скидами стічних вод на фоні незначної водності річки під час зимової межені.

Значно нижче ГДК впродовж січня – грудня для всіх водозаборів залишалися показники концентрацій амонію сольового, нітратів (див. рис.) та фосфатів у воді, що відповідає сезонним коливанням та свідчить про незначний ступінь евтрофікації водних об’єктів.

В групі мікроелементів впродовж січня – грудня 2014 року у воді на всіх питних водозаборах стабільно нижче ГДК залишаються концентрації міді, цинку, нікелю, марганцю, хрому (ІІІ) та хрому (VI).

Значно нижчими від значень ГДК залишаються на всіх питних водозаборах показники концентрації СПАР та нафтопродуктів у воді.