Моніторинг якості води на питних водозаборах у 2020 рoцi

 

Відповідно до наказу Держводагентства України від 24.06.2020 р. №587 «Про впровадження Порядку здійснення державного моніторингу вод», Регіональним офісом водних ресурсів річки Рось здійснюється постійний моніторинг якості водних ресурсів у басейні річки Рось. Відбір проб води здійснюється у визначених Наказом пунктах спостереження в терміни, зазначені у погодженому з Міжрегіональним офісом захисних масивів Дніпровських водосховищ графіку відбору та завезення проб води на гідрохімічний аналіз:

- р. Рось (права притока р. Дніпро):

• 218 км, с. Глибічка Білоцерківського району, питний водозабір м. Біла Церква;
• 118 км, питний водозабір м. Богуслав;
• 102 км, с. Тептіївка, Богуславського району, питний водозабір м. Миронівка.

 

Вимірювання показників якості поверхневих вод у пробах, відібраних РОВР річки Рось на Білоцерківському, Богуславському та Миронівському питних водозаборах, здійснює лабораторія моніторингу вод Міжрегіонального офісу захисних масивів Дніпровських водосховищ. Відбір проб і проведення аналізів на питному водозаборі м. Корсунь - Шевченківський здійснює басейнова лабораторія моніторингу вод та ґрунтів регіонального офісу водних ресурсів у Черкаській області. Результати виконаних вимірювань якості води Міжрегіональний офіс захисних масивів Дніпровських водосховищ та регіональний офіс водних ресурсів у Черкаській області надсилають РОВР річки Рось. РОВР річки Рось аналізує та узагальнює інформацію щодо якісного стану поверхневих вод по всьому басейну р. Рось.

У відповідності до затвердженого графіку відбору та завезення проб води, РОВР річки Рось у 2020 році відібрано 36 проб води.

 

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.

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 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.

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 водопідготовці 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 нітритів зменшується.

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.

 

На питних водозаборах протягом 2020 року зафіксовано наступні перевищення гранично допустимих концентрацій:

Перевищення значення БСК₅ (що підтверджує надходження  органічних речовин рослинного та тваринного походження у воду) у порівнянні із ГДК фіксується на питних водозаборах басейну Росі різною мірою. На питних водозаборах, розташованих у середній течії річки (Білоцерківський, Богуславський та Миронівський), впродовж січня – квітня спостерігалося зростання вмісту БСК₅ у воді, що може бути обумовлено значним антропогенним навантаженням. Дещо кращою стала ситуація у травні місяці за рахунок дощів, що випали в межах басейну та сприяли певному зростанню водності річки. Стабільною залишалася ситуація впродовж літніх місяців. Зниження температури води у вересні призвело до масового відмирання синьо-зелених водоростей та зростання показника БСК₅. Особливо активно цей процес проявився у Верхньому Білоцерківському водосховищі, температура води якого знизилася більше, ніж у розташованих нижче за течією Стеблівському та Корсунь-Шевченківському водосховищах. Аналогічна ситуація повторилася у жовтні місяці лише із меншим перевищенням вмісту БСК₅ відносно ГДК. У листопаді-грудні місяцях через завершення процесу деструкції гідробіонтів вміст БСК₅ знизився та стабілізувався в створах всіх питних водозаборів (див. рис.1).

Випадки перевищення нормативу за вмістом амонію сольового у воді Росі фіксуються, як правило, у середній та нижній течії річки. В січні 2020 року зафіксовано підвищені концентрації даного елементу в створі питних водозаборів міст Богуслав, Миронівка та Корсунь-Шевченківський. Перевищення ОБУВ для рибогосподарських водойм становило 1,2 – 1,3 рази, що також є наслідком значного антропогенного забруднення. Протягом лютого-квітня місяців відбулося суттєве зниження концентрацій даного елементу, за винятком створу Корсунь-Шевченківського водозабору. Ситуація, аналогічна до січневої, зафіксована у травні. Протягом червня-вересня місяців концентрації даного елементу в створах питних водозаборів залишалися нижчими від максимально допустимих значень, але відбувалося їх поступове зростання по мірі зниження водності річки. У жовтні місяці, при зростанні кількості атмосферних опадів в межах басейну та збільшенні величини змиву з сільськогосподарських угідь, відбулося зростання вмісту амонію сольового у верхній течії річки, що підтвердили результати визначень даного елементу в створі водозабору Білої Церкви. У листопаді місяці перевищення нормативу за вмістом амонію сольового спостерігалося в створі питного водозабору м. Корсунь-Шевченківського. Це пояснюється зростанням водності річки та збільшенням поверхневого змиву з поверхні водозбору та, відповідно, до надходження біогенних речовин у водні об’єкти басейну. Аналогічна ситуація спостерігалася і у грудні. Це викликало зростання вмісту амонію сольового у створах питних водозаборів – рис. 2.

Звертає на себе увагу зростання в січні місяці у воді річки (Богуславський, Миронівський та Корсунь-Шевченківський питні водозабори) вмісту нітритів. Поясненням цього є природній процес окислення іонів амонію до нітритів за наявності кисню (він є достатнім) під дією бактерій-нітрифікаторів. Впродовж лютого-березня вміст даного компоненту значно зменшився і не перевищував ГДК. Протягом квітня, на фоні зниження водності річки, спостерігався чіткий вплив скидів стічних вод міст Біла Церква та Богуслав на вміст нітритів у воді річки. Аналогічною є ситуація і у травні лише при нижчих концентраціях даного елементу, що обумовлено більшою водністю річки. У червні місяці концентрації нітритів в створах питних водозаборів Богуслава та Миронівки досягли значень, що у 3 рази перевищують ГДК. Ситуація повторювалася і у липні-жовтні, лише за нижчих значень вмісту даного елементу. У листопаді місяці значне перевищення вмісту нітритів зафіксовано у створі Богуславського водозабору. Дещо нижчі, але з перевищенням ГДК значення вмісту нітритів спостерігалися і в створах Миронівського та Корсунь-Шевченківського водозаборів, що, ймовірно, обумовлено зростанням кількості атмосферних опадів та змивом азотних сполук з водозбору. Перевищення ГДК за вмістом нітритів в створах водозаборів у середній течії річки зберігалося і в грудні (рис.3).

Вміст фосфатів у води річки Рось в створах питних водозаборів наведено на рис.4. У січні місяці він не перевищував ГДК, відповідав середнім сезонним значенням та свідчив про помірний ступінь евтрофікації води Росі. У лютому відбулося зростання концентрацій фосфатів у нижній течії річки з перевищенням нормативу в створі питного водозабору           м. Корсунь-Шевченківський. Протягом березня місяця концентрації фосфатів зменшилися у кілька разів, порівняно із лютим. У квітні-червні, аналогічно до розподілу концентрацій нітритів, спостерігається вплив скидів стічних вод міста Біла Церква та, меншою мірою, міста Богуслав на вміст фосфатів у воді річки. Перевищення концентрацій фосфатів у червні (аналогічно до вмісту нітритів) в створах питних водозаборів Богуслава та Миронівки становило до 3 ГДК. У липні, при зменшенні водності річки та, відповідно, її самоочисної здатності, концентрації фосфатів перевищували ГДК в створах зазначених водозаборів вже у 5 – 6 разів! Аналогічна ситуація спостерігалася і у серпні місяці.

Впродовж вересня-жовтня відбулося зниження концентрацій фосфатів в створах зазначених водозаборів, але вони залишалися в 1,9 – 2,2 рази вищими від нормативу. Протягом листопада концентрації фосфатів у створах водозаборів повернулися до значень нижче ГДК за винятком питного водозабору м. Корсунь-Шевченківського. Причиною цього є значний антропогенний вплив смт. Стеблів. Надходження фосфатів у воду річки обумовило підвищений їх вміст (у порівнянні із ГДК) і впродовж грудня місяця.

Впродовж жовтня-листопада зафіксовано випадки зниження концентрації розчиненого кисню: у жовтні - в створах двох питних водозаборів – Богуслава та Миронівки – до значень, що на 9 – 13% нижче від мінімально необхідного значення. Ситуація пояснюється зниженням температури води та масовим відмиранням синьо-зелених водоростей, що викликає значне витрачання кисню при їх гнитті. У листопаді-грудні ситуація повторилася в створі питного водозабору Корсунь-Шевченківського. Вміст кисню розчиненого впав на 27% та 17%, відповідно, нижче нормативу. Це обумовлено збільшенням скидних витрат з нижніх шарів розташованого вище за течією Стеблівського водосховища (рис.5).

Підвищений вміст заліза загального та марганцю у воді р. Рось обумовлений високими концентраціями даного елементу у підземних водах басейну та значною часткою підземних вод у живленні річки.

Значно нижче нормативів впродовж 2020 року для місць розташування всіх питних водозаборів залишалися показники концентрацій інших елементів у воді. Їх вміст відповідає сезонним коливанням та свідчить про помірний ступінь евтрофікації річки Рось.