Гигиеническая оценка состояния поверхностных вод

Город Воронеж и его пригородная зона в целом имеют разнообразные поверхностные водоемы. Это и ограничивающая город с запада крупнейшая река области - Дон, и более мелкие реки, например, Усманка, и небольшие пойменные озера, а также основной водоем города - Воронежское водохранилище. Расположение этих водоемов в сильно урбанизированном регионе обусловливает относительно высокий уровень загрязнения воды, низкую гигиеническую и, особенно, эпидемиологическую безопасность, что приводит к практически полному исключению использования этих водоемов населением в хозяйственно-питьевых целях (с 1991 г. действует Постановление Главного государственного санитарного врача по г. Воронежу «О запрещении купания в водоемах»).

В течение последних 3-х лет прослеживается тенденция к увеличению удельного веса нестандартных анализов по химическим и бактериологическим показателям, особенно, по Воронежскому водохранилищу.

К основным ингредиентам, загрязняющим водоемы, относятся, главным образом, взвешенные вещества, нефтепродукты, железо, марганец. Так, удельный вес нестандартных анализов воды открытых водоемов составил по санитарно-химическим показателям 26,3%, а по микробиологическим показателям - 52,9%. Следует отметить разнообразный характер биологического загрязнения водоемов. В воде водоемов, наряду с повышенными показателями бактериальной загрязненности, выделяются в отдельные годы неаглютинирующий холероподобный вибрион, энтеровирусы, гельминты: яйца аскариды, острицы, крысиного цепня. Ежегодно из воды открытых водоемов выделяется антиген вирусного гепатита «А».

Особая роль в формировании санитарно-гигиенической ситуации принадлежит Воронежскому водохранилищу, которое за время своего существования с момента создания (1972г.) превратилось в объект экологического риска.

По морфометрическим параметрам Воронежское водохранилище представляет собой мелководный водоем руслового типа с замедленным водообменом, полным отсутствием регулирующей емкости и практически постоянным уровнем воды.

Для водохранилища характерны следующие основные параметры: длина - 35 км, средняя ширина - 2 км, максимальная ширина - 2,5 км, площадь водного зеркала - 70 км², объем - 204,0 млн. м³, средняя глубина - 2,9 м, площадь мелководная с глубиной до 10 м - 20 км², протяженность береговой линии - 85 км.

С точки зрения санитарно-гигиенического и градостроительно-функционального зонирования водохранилище с прилегающими территориями можно подразделить на следующие зоны.

Северная зона: массового отдыха от дамбы окружной дороги до железнодорожных мостов, длина береговой линии - 29,1 км.

Центральная зона: от железнодорожных мостов до моста ВОГРЭС, длина береговой линии - 22,7 км. Это зона главного архитектурно-пространственного и композиционного формирования планировочной структуры города и, прежде всего, его центра. Именно на средний участок приходится значительная антропогенная нагрузка, обусловленная городской застройкой, наибольшее количество источников загрязнения водохранилища:

- большинство выпусков ливневой канализации с селитебной и промышленной территорий,

- выпуски условно-чистых вод с промышленных площадок,

- аварийные выпуски,

- канализационные коллекторы,

- насосные станции и ведомственные водозаборы,

- автостоянки транспорта, расположенные с нарушением санитарных норм.

Южная зона: от ВОГРЭСовского моста до плотины гидроузла, длина береговой линии - 23,2 км. В градостроительном отношении эта зона представлена рядом крупных промышленных предприятий, жилым районом «Песчанка», лесными массивами.

В соответствии с ГОСТ 17.12.04-77 водохранилище относится к водоемам первой категории. За период его существования в ихтиофауне отмечено около 40 видов рыб. Главным объектом частного промысла является лещ и плотва, встречаются в уловах окунь, карась, густера, судак, сазан. Рыбопродуктивность водохранилища колеблется от 10 до 15 кг с гектара. На берегах водохранилища образованы благоустроенные набережные, спортивные сооружения, лодочные станции, пляжи, зоны отдыха.

Вместе с тем, система использования водохранилища развивается нерационально. Сброс сточных вод в его акваторию осуществляется без совершенствования технологии их очистки. Несмотря на сокращение производства, общие объемы загрязняющих веществ, поступающих в водохранилище, снижаются медленно, что, в свою очередь, является причиной неблагополучного состояния водохранилища по ряду химических параметров.

В настоящее время тринадцать предприятий левобережной части города имеют свои выпуски ливневых и условно чистых вод в водохранилище. Наибольший вклад в химическое загрязнение водохранилища вносят АООТ «Воронежсинтезкаучук» и АООТ «Воронежшина», на долю которых приходится более 52% объема сточных вод, в том числе 76 - 81 млн. м³ загрязненных стоков.

В период снеготаяния в водохранилище поступает в зависимости от снежности зимы от 30 до 70 млн. м³ талых вод, две трети из которых стекает с территории города. Состав их также негативно влияет на процессы самоочищения в водохранилище.

С целью комплексной оценки эколого-гигиенического состояния Воронежского водохранилища по методике В.Е. Балеева были рассчитаны индексы загрязнения воды (ИЗВ) [53].

Согласно методике:

Первый класс качества соответствует очень чистой воде (величина ИЗВ - менее или равна 0,3).

Второй класс качества воды характеризует чистую воду (ИЗВ - более 0,3; до 1,0).

Третий класс соответствует умеренно загрязненной воде (ИЗВ - более 1,0; до 2,5).

Четвертый - загрязненной воде (ИЗВ - более 2,5; до 4).

Пятый - грязной воде (ИЗВ - более 4; до 6).

Шестой - очень грязной воде (ИЗВ - более 6; до 10).

Седьмой - чрезвычайно грязной воде, а суммарный индекс загрязнения превышает 10 ПДК.

Анализ данных показывает, что периоды роста загрязнения воды и периоды улучшения ее качества в створах Окружного моста и плотины в основном идентичны. Сама река до заполнения водохранилища имела у моста умеренно загрязненную воду (ИЗВ - 2,44), а внизу, в створе плотины - даже загрязненную (ИЗВ – 3,89). Проблема борьбы с загрязнением была актуальной даже для речной воды еще до «рождения» водохранилища. С заполнением чаши водой эта проблема приобрела еще большую остроту.

Для комплексного мониторинга качества воды водохранилища в ЦГСЭН в г. Воронеже уже в течение нескольких лет функционирует автоматизированная система. Анализ индекса загрязнения воды в последние годы показывает устойчивую стабилизацию эколого-гигиенического состояния. Поскольку полные ресурсы водохранилища тесно взаимосвязаны с подземным водоносным горизонтом, используемым для питьевых целей, качество его воды должно соответствовать нормативным требованиям. Для этого следует отказаться от вредной концепции о мнимом естественном самоочищении воды, поскольку при огромной антропогенной нагрузке это нереально. Главным является решение вопроса реконструкции городских очистных сооружений и строительство коллекторов для ливневых и талых вод, а также локальных очистных сооружений, внедрение прогрессивных технологий, чистота на предприятиях и улицах, создание лесной защитной полосы.

В водохранилище ежегодно сбрасывается порядка 170 млн. м³ воды, из них около 80 млн. м³ недостаточно очищенных сточных вод, 20 млн. м³ коллекторно-дренажных сточных вод без очистки и около 70 млн. м³ нормативно-чистых сточных вод, что значительно сказывается на его санитарно-гигиеническом состоянии.

Кислородный режим водохранилища является интегральным показателем состояния водоема. Абсолютный минимум содержания кислорода зафиксирован в Центральной части водоема 26.02.1976 года и составил 0,93 мг/дм³ (при норме 4 мг/дм³). В последнее десятилетие значения этого показателя находятся в пределах 3,12 - 18,72 мг/дм³ с наблюдающейся тенденцией нормализации кислородного режима.

Однако практически во всех 22-х контрольных точках отбора имеют место случаи превышения БПК в 1,2 - 3 раза, что свидетельствует о загрязнении водоема органическими соединениями. Максимальное значение показателя - 34,3 мг/дм³ зарегистрировано в районе гидроузла плотины в июле 1995 года.

Речные воды, приносимые р. Воронеж из г. Липецка, являются источником поступления нефтепродуктов. В среднем за год их поступает около 73 т при средней концентрации, равной 0,038 мг/дм³. Еще одним мощным источником поступления нефтепродуктов служит сброс сточных вод, прошедших очистку на сооружениях АООТ «Воронежсинтезкаучук». С учетом средних объемов сброса и концентраций это составляет около 42,8 т в год.

Главной расходной составляющей баланса нефтепродуктов является сброс воды через сооружения гидроузла. Анализ показывает отрицательные тенденции (аккумуляцию нефтепродуктов) в общем балансе нефтепродуктов.

Среднегодовые значения содержания железа и марганца в воде водохранилища превышают нормативную. Гидрологическими и геохимическими исследованиями (В.Л. Бочаров, М.Н. Бугреева, А.Я. Смирнова, 1998) доказано, что в природные воды марганец поступает в результате углекислотного выщелачивания и растворения геологических пород. Факту накопления и трансформации марганца способствует биохимический фактор. Крайне высокие концентрации марганца отмечаются в донных отложениях, которые характеризуются восстановительным режимом и высокой численностью анаэробных и аэробных микроорганизмов (10⁵ – 10⁷ клеток/г), участвующих в восстановлении марганца и железа из оксидов металлов в двухвалентные подвижные формы. В частности, при среднем содержании около 500 мг Mn общ/кг сухого вещества, на отдельных участках водохранилища зарегистрированы концентрации до 2700 мг/кг; концентрация общего железа (без учета пиритной формы) в среднем составляла 2,5 - 3 г/кг, в отдельных случаях - до 14 г/кг. Кроме того, сопоставление величин содержания железа и марганца в осадках водохранилища и вод стока (р. Воронеж, р. Матыра) свидетельствует о суммарном эффекте природного состава геологических пород и загрязнения вод под влиянием городских промышленных стоков г. Липецка.

Кроме того, после заполнения Воронежского водохранилища в воде практически всех водозаборов в больших количествах появились сине-зеленые водоросли и железобактерии.

До создания водохранилища (1972г.) показатели качества питьевой воды по марганцу, железу и жесткости находились в пределах ПДК. В связи с созданием водохранилища и в процессе его эксплуатации ухудшилось качество подземных вод, используемых для питьевого водоснабжения. Показатели жесткости воды в разводящей сети были максимальны в период 1977 - 1980 г.г., достигнув значения до 9,2 мг/дм³.

На основе математико-статистических исследований проведена оценка взаимосвязей в системе «качество воды водохранилища - качество воды в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения - отдельные нозологические формы». В частности, анализ данных в этой системе за годы существования Воронежского водохранилища подтвердил прямые корреляционные связи между заболеваемостью мочекаменной и желчекаменной болезнью и потреблением жестких питьевых вод (коэффициенты парной корреляции соответственно составили: r = 0,86 и r = 0,65) [100].

Анализ данных Воронежского Горздравотдела по заболеваемости нефритом и нефрозом (отдельно как нозологическая единица мочекаменная болезнь в отчетах не выделяется до 1990 г). По данным поликлиник г. Воронежа из них 25,8% составляет мочекаменная болезнь за период с 1970 по 1997 г.г. Этот показатель свидетельствует о росте общей и диспансерной заболеваемости данной нозологической формой на 1000 населения после создания Воронежского водохранилища (с 1972 по 1980 г.г.), в связи с ухудшением физико-химических свойств питьевой воды.

Примечательным является то, что, начиная с 1981 г. вводятся в эксплуатацию очистные сооружения питьевой воды на ВПС-8 (1 очередь 1981 г.), ВПС-11 (1984 г.) и ВПС-4 (1993 г.). Анализ динамики заболеваемости желчекаменной болезнью показывает стабилизацию и намечаемую тенденцию снижения заболеваемости, начиная с 1991 г. по настоящее время.

Анализ заболеваемости, но инфекциям, имеющим водный путь передачи, показал, что в целом по г. Воронежу эпидобстановка сохраняется напряженной, особенно, но вирусному гепатиту «А», дизентерии, другим кишечным инфекциям. При проведении дополнительных выборочных статистических исследований методом анкетного опроса было выяснено, что 25% больных связывают свое заболевание с купанием в водохранилище.

В бассейне водохранилища сформировался очаг описторхоза с доминирующей ролью человека и домашних животных как основных поставщиков наибольшего количества инвазионного материала во внешнюю среду. Больные описторхозом свое заболевание связывают с употреблением в пищу рыбы, выловленной в водохранилище.

Из-за неудовлетворительных бактериологических анализов воды в 6-ти существующих зонах рекреации и несоответствия их результатов требованиям ГОСТ 17.1.5.02-80 «Гигиенические требования к зонам рекреации водных объектов», с 1991 г. органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора купание к водохранилище запрещается.

Таким образом, решение проблемы организации отдыха населения в г. Воронеже на Воронежском водохранилище и использование его в качестве водоема культурно-бытового водопользования невозможно без комплексного подхода к охране водохранилища и проведения ряда санитарно-технических и организационных мероприятий.