Тяжелые металлы в воде: загрязнение реки Днестр за последние 10 лет (территория Львовской области)

  • Авторы: О.М. Станько
  • УДК: 615.015.9—615.22
Скачать вложения:

О.М.Станько

Інститут клінічної патології Львівського національного медичного університету імені Данила Галицького, м.Львів

РЕЗЮМЕ. Марганец, медь, цинк, свинец, кадмий, кобальт, никель исследованы в 5 контрольных створах р.Днестр: Турковский район, г.Старый Самбор, г.Самбор, Николаевский , Жидачевский районы Львовской области. Основные источники загрязнения: канализационные очистные сооружения Роздольского государственного горно-химического предприятия "Сера", КОС городов Турки, Самбора, Стрия, Ходорова, Нового Роздола, Николаева. Установлено повышенное загрязнение марганцем, свинцом и кадмием. Предлагается проводить технологические, санитарно-технические и дополнительные мероприятия санитарной защиты поверхностных водоемов от загрязнений сточными водами, содержащих тяжелые металлы.
Ключевые слова: тяжелые металлы, марганец, медь, цинк, свинец, кадмий, кобальт, никель, контрольные створы, источники загрязнения, сточные воды.

Особливу небезпеку для водного середовища становлять відходи велетенських індустріальних комплексів. Тому ще на стадії їхнього проектування варто передбачати дублювальні системи, які б забезпечували абсолютну надійність очисних споруд, попереджали можливий прорив у природні водойми, зокрема у систему водопостачання населених пунктів, шкідливих речовин у будь-яких кількостях. Але призвести до повної загибелі озеро чи ріку здатні й дрібні підприємства [4]. В результаті недосконалості технологій дуже велика кількість промислових забруднень потрапляє до поверхневих водойм, у тому числі токсичні сполуки важких металів (свинець, кадмій, марганець, кобальт, нікель, мідь, залізо, цинк та інші). Свинець потрапляє у річкові води внаслідок спалювання вугілля, із стічними водами металургійної, хімічної промисловості. Кобальт і марганець — із стічними водами марганцевих фабрик, металургійних заводів [10]. Кадмій у природі зустрічається в цинкових і свинцевих рудах. У сучасній промисловості він використовується у виробництві металокераміки, полімерів, люмінофорів для кольорових телевізорів і рентгенівських екранів, штучної шкіри, пігментів для скла, фарфору, гальванічних покриттів [6]. Кадмій часто потрапляє із промисловими стоками свинцево-цинкових заводів, рудозбагачувальних фабрик, хімічної промисловості на очисні споруди і у відкриті водойми. Нікель — зі стічними водами цехів нікелювання, заводів синтетичного каучуку, нікелієвих збагачувальних фабрик. Цинк — із стоками рудозбагачувальних фабрик гальванічних цехів, виробництв пергаментного паперу, мінеральних фарб, штучного волокна. Кобальт потрапляє у річки із стічними водами металургійних та хімічних заводів [10] ( табл.1).

Таблиця 1

Важкі метали у промислових виробництвах

Джерелом забруднення є поверхневий стік. Сумарна кількість забруднень, які потрапляють у водойми і водотоки із поверхневим стоком урбанізованих територій, становить близько 15-20% від показників забруднення господарсько-побутових стічних вод [2]. Навіть у сьогоднішніх умовах, коли більшість промислових підприємств не працює, вода інтенсивно забруднюється іонами важких металів з донних відкладень. Основний шлях забруднення — комплексоутворення іонів важких металів із гумусом. Дністер — найбільша річка Львівської області. Свій початок вона бере недалеко від с.Вовче Турківського району із трьох витоків. Довжина Дністра в межах області — 280 км. Біля Старого Самбора річка виходить з гір. Коло Жидачева у Дністер впадає найбільша його притока — річка Стрий. Дністер — найбільша водоносна річка Львівщини [5]. Ріка Дністер протікає через сільські населені пункти: сс. Лімна, Середа Турківського району, сс.Головецько, Стрілки Старосамбірського району, сс.Верен, Устя, Березівці, Розвадів Миколаївського району, с. Журавно Жидачівського району, міста Старий Самбір та Самбір. Протікаючи через 5 адміністративних територій, річка Дністер несе свої води в Івано-Франківську область. Водозаборів господарсько-питного водопостачання безпосередньо з р.Дністер в області немає. Експлуатуються підруслові водозабори для міст Старий Самбір, Самбір, Миколаїв. Місця масового організованого рекреаційного водокористування на р.Дністер відсутні.

Мета роботи. Дослідити стан забруднення води р.Дністер важкими металами протягом 10 років (2000-2009) на території Львівської області.

Матеріал та методики дослідження. Відбір проб води — разовий, щороку проводився у контрольних створах згідно з ДСТУ ISO 5667-6-2001"Якість води. Відбирання проб. Настанови щодо відбирання проб води з річок та інших водотоків" [3]. Оцінка якості води р. Дністер проводиться згідно з вимогами СанПіНу №4830-88" Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения " [9]. Cпостереження за станом якості води проводилось у 5 встановлених створах: №1 — с.Лімна Турківського району; №2 — м.Старий Самбір, вище водозабору для міста; №3 — м. Самбір, вище водозабору для міста; №4 — Миколаївський район, вище водозабору для м.Миколаєва; №5 — Жидачівський район, с.Журавно (межа області). Вимірювання важких металів (свинець, кадмій, марганець, цинк, кобальт, нікель, мідь) у р.Дністер проведено атомно-абсорбційним методом за допомогою спектрофотометра ААС -115-М1 із порожнистою лампою для відповідних металів [11]. Метод ААС заснований на поглинанні випромінювання (в ультрафіолетовій і видимій ділянці спектра) незбудженими атомами елементів, які знаходяться в газоподібному стані. Принцип атомізації полягає у переведенні елементу, який визначаємо, у газоподібний атомний стан. Для вимірювання абсорбції кожного елементу поміщали у стакан 15-20 мл води (сконцентрованої випаровуванням на водяній бані в 10 разів) і в пробу опускали вільний кінець капіляра розпилювача спектрофотометра. Вимірювали величину абсорбції. Вміст елементів визначали за відповідним калібрувальним графіком. Для атомізації у полум'ї використовували суміш пропан-бутан-повітря [7].

Визначення проводилось згідно з міжнародним стандартом ISO 8288 " Определение кобальта, никеля, меди, цинка, кадмия и свинца" [12] та методики "Определение элементов атомно-абсорбционным спектрометрическим (ААС) методом" (Новиков Ю.В., Ласточкина К.О., 1990) [8].

Згідно з результатами лабораторних досліджень води р.Дністер у створі №1 (с. Лімна Турківського району) на вміст важких металів (марганець, свинець, кадмій), які аналізуються за 2000-2009 рр., визначалися у кількостях, нижчих ГДК : марганець — <0,0001-0,039 мг/дм3,свинець — <0,0002-0,024 мг/дм3, кадмій — <0,0002 мг/дм3, окрім 2008 р., в якому вміст кадмію перевищував ГДК в 3 рази і становив 0,003 мг/дм3 (при нормативі — 0,001 мг/дм3). Протягом 2000-2009 рр. вміст міді , цинку, кобальту, нікелю виявлявся у кількостях, нижчих ГДК (табл.2).

Таблиця 2

Аналіз важких металів у воді: марганцю, міді, цинку, свинцю, кадмію, кобальту, нікелю (створ №1, Турківський р-н, 2000-2009 рр.)

На території Старосамбірського району в 2000 р. вміст марганцю перевищував ГДК в 1,2 раза і становив 0,12 мг/дм3, протягом 2001-2009 рр. був у межах 0,002-0,037 мг/дм3 (при нормативі 0,1 мг/дм3). У 2000-2009 рр. свинець виявлявся у кількостях, нижчих ГДК (<0,0002-0,026 мг/дм3), за винятком 2005 р., в якому становив 0,036 мг/дм3, що перевищує ГДК у 1,2 раза. Вміст кадмію — 0,0011 мг/дм3 (2000 р.) та 0,003 мг/дм3 (2008 р.) при нормативі 0,001 мг/дм3 і перевищував ГДК у 1,2 раза і 3 рази відповідно. Протягом 2002-2007 рр. та у 2009 р. — визначався у кількостях, нижчих ГДК. Концентрації міді, цинку, кобальту, нікелю не перевищували ГДК протягом усього періоду, який аналізується (табл.3).

Таблиця 3

Аналіз важких металів у воді: марганцю, міді, цинку, свинцю, кадмію, кобальту, нікелю (створ №2, м.Старий Самбір , 2000-2009 рр.)

Має місце зниження вмісту кадмію (2001-2007 рр.) із наступним значним його підвищенням у 2008 р. (рис.1). Це свідчить про ймовірне потрапляння кадмію із неочищени ми чи недостатньо очищеними стоками з території населених місць, від індивідуальної житлової забудови в Старосамбірському районі, а також про неефективну роботу каналізаційних очисних споруд виробничого управління водопровідно-каналізаційного господарства міста Старий Самбір.

Рис.1.Динаміка зміни вмісту кадмію у річці Дністер у створі №2 (м. Старий Самбір) за 2000-2009 рр.

На території м.Самбора у р.Дністер (створ №3) марганець не перевищував ГДК і становив 0,0008-0,09 мг/дм3 (2000-2009 рр.). Вміст свинцю становив у межах < 0,002-0,015 мг/дм3 (2000-2004 рр., 2006-2009 рр.), за винятком 2005 р. — 0,04 мг/дм3, і перевищує ГДК в 1,3 раза (при нормативі 0,03 мг/дм3). Кадмій визначався у кількостях, нижчих ГДК (2000-2007 рр.,2009 р.), окрім 2008 р. — 0,0023 мг/дм3 (в 2,3 раза). Протягом 2000-2009 рр. вміст міді , цинку, кобальту, нікелю виявлявся у кількостях, нижчих ГДК (табл.4).

Таблиця 4

Аналіз важких металів у воді: марганцю, міді, цинку, свинцю, кадмію, кобальту, нікелю (створ №3, м.Самбір , 2000-2009 рр.)

У межах Миколаївського району (створ №4) підвищення рівня забруднення р.Дністер (марганець, свинець). Вміст марганцю перевищував ГДК в 1,2 раза (2002 р.,2004 р.), у 2 рази (2003 р.), в 1,4 та 1,5 рази у 2006-2007 рр. відповідно. Протягом 2008-2009 рр. визначався у кількостях, нижчих ГДК . У 2000 р. спостерігаємо перевищення ГДК за вмістом свинцю в 1,3 раза, у 2005р. — в 1,1раза, а в 2009р. — у 5,7раза і становить 0,17 мг/дм3. Кадмій, мідь, цинк, нікель, кобальт визначалися у кількостях, нижчих ГДК протягом всього періоду, який аналізується (табл.5).

Таблиця 5

Аналіз важких металів у воді: марганцю, міді, цинку, свинцю, кадмію, кобальту, нікелю (створ №4, Миколаївський р-н , 2000-2009 рр.)

Щодо вмісту свинцю, то певної закономірності в динаміці не спостерігається (рис.2). Має місце помірне зниження його кількості ( 2003-2004 рр. — не виявляється) та помірне підвищення його концентрації вище ГДК у 2005 р. і значне підвищення у 2009 р., що свідчить про можливе надходження забруднення з побутовими та промисловими стоками з міст Миколаєва та Нового Роздолу. Джерелом забруднення р.Дністер у даному створі також може бути Роздільське хімічне підприємство " Сірка", на території якого скинуті гудрони, з яких під час несприятливих погодних умов вимиваються важкі метали.

Рис. 2. Динаміка зміни вмісту свинцю у р.Дністер у створі №4 (Миколаївський район) за 2000-2009 рр.

Спостерігається поступове підвищення вмісту марганцю (2003 р.) із наступним зниженням до 2005р., підвищення у 2006-2007рр. та наступне зниження до кількостей, нижчих ГДК ( 2008-2009 рр.) (рис.3).

Рис. 3. Динаміка зміни вмісту марганцю у р.Дністер у створі №4 (Миколаївський район) за 2000-2009 рр.

На території Жидачівського району в річці Дністер виявлено підвищений вміст марганцю, що перевищує ГДК в 1,5 раза (2003 р.,2007 р.) та в 5,1 раза (2005 р.).За результатами досліджень на свинець спостерігається його кількість у таких концентраціях: 0,031 мг/дм3, що перевищує ГДК в 1,03 раза та 0,06 мг/дм3 — в 2 рази. Кадмій визначався у кількостях, нижчих ГДК протягом останніх 10 років, за винятком 2008р., де результат становив 0,0013 мг/дм3, що перевищує ГДК в 1,3раза ( при нормативі 0,001 мг/дм3). Протягом 2000-2009 рр. вміст міді , цинку, кобальту, нікелю виявлявся у кількостях, нижчих ГДК (табл.6).

Таблиця 6

Аналіз важких металів у воді: марганцю, міді, цинку, свинцю, кадмію, кобальту, нікелю (створ №5, Жидачівський р-н , 2000-2009 рр.)

Має місце помірне підвищення концентрації свинцю до кількості,що перевищує норматив ГДК (2005 р.) та значне його підвищення у 2007 р. із наступним зниженням (рис.4).

Рис. 4. Динаміка зміни вмісту свинцю у р.Дністер у створі №5 (Жидачівський район) за 2000-2009 рр.

Щодо вмісту марганцю, то спостерігається підвищення його концентрації, яка перевищує норматив ГДК (2003 р.), зниження його кількості у 2004 р. та значне підвищення марганцю в 2005 р. та зниження до ГДК ( 2006 р.) і нижче (рис.5). Це свідчить про ймовірне потрапляння забруднень із неочищеними чи недостатньо очищеними стоками з території населених місць, від індивідуальної житлової забудови в Жидачівському районі та внаслідок неефективної роботи каналізаційних очисних споруд міста Ходорів.

Рис. 5. Динаміка зміни вмісту марганцю у р.Дністер у створі №5 (Жидачівський район) за 2000-2009 рр.

Висновки. Річка Дністер належить до водойм 2-ї категорії, яку використовують для культурно-побутового призначення (відпочинку, купання, занять спортом) згідно з СанПіНу №4630-88 [9].

На підставі проведеного аналізу якості води р. Дністер у 5 контрольних створах протягом останніх 10 років на вміст важких металів встановлено підвищення забруднення марганцем (створ №2 — 2000 р., створ №4 — 2002-2004 рр.,2006-2007 рр., створ №5 — 2003 р.,2005 р.,2007 р.), свинцем (створ №2 — 2005 р., створ №3 — 2005 р., створ №4 — 2000 р.,2005 р.,2009 р., створ №5 — 2005 р.,2007 р.), кадмієм (створ №1 — 2008 р., створ №2 — 2000 р.,2008 р., створ №3 — 2008 р., створ №5 — 2008 р.).

Найвищий рівень забруднення р.Дністер у межах Львівської області спостерігався у 2005 р.та 2008 р. за рахунок ускладнення погодних умов та ймовірного потрапляння забруднення через притоки: р.Стрв'яж, в яку скидаються недостатньо очищені стічні води з об'єктів м.Самбора, неканалізованих на КОС; річки Серет і Тисмениця, в які скидаються стічні води з КОС південних міст області; р.Верещиця, в яку потрапляють недостатньо очищені стоки смт.Івано-Франково; р.Стрий із КОС м.Стрия, які перевантажені та застарілі; р.Луг з КОС м. Ходорова, які потребують реконструкції та ремонту. Основними джерелами забруднення р.Дністер на територіях вказаних адміністративних районів є неочищені або недостатньо очищені стоки з територій населених місць, від індивідуальної житлової забудови в Турківському, Самбірському, Старосамбірсь-кому, Миколаївському, Жидачівському районах, які розташовані вздовж берегів р.Дністер та її приток, неефективна робота каналізаційних очисних споруд об'єктів Миколаївського, Жидачівського районів та інших районів ( КОС РДГХП "Сірка", КОС міст Турки, Самбора, Стрия, Ходорова, Нового Роздо-лу, Миколаєва). Для комплексного вирішення проблем санітарної охорони поверхневих водойм від забруднень стічними водами і відходами основних галузей промисловості необхідна розробка та впровадження в практику технологічних, санітарно-технічних та допоміжних заходів, які б зменшили потрапляння стоків важких металів у річки [1]. Також не менш важливим є створення законодавчої та нормативно — правової бази управління водними ресурсами, прийняття Водного кодексу, поліпшення системи моніторингу, посилення державного нагляду та контролю за скидами із підприємств, дотримання режиму господарювання у водоохоронних зонах.

 

ЛІТЕРАТУРА

1. Гончарук Є.Г.Комунальна гігієна. / Є.Г. Гончарук. — Київ: "Здоров'я", — 2003, — 728 с.

2. Дренькало М.М. Про стан та заходи із попередження забруднення поверхневих вод в Україні / М.М. Дренькало //Довкілля та здоров'я. — 1999 — №4 (11) с. 52—54.

3. ДСТУ ISO 5667-6-2001. Якість води. Відбирання проб. Настанови щодо відбирання проб води з річок та інших водо-токів.-Київ.-2002, — 10 с.

4. Зербіно Д.Д. Екологічні катастрофи у світі та в Україні. / Д.Д. Зербіно, М.Р. Гжегоцький — Львів — 2005, — 272 с.

5. Квасниця І.Ю. Історико-природничі нариси краєзнавства: Львівська область. / І.Ю. Квасниця, І.О. Глічов, І.І. Федик — Львів, —1994, — 334 с.

6. Кондратюк В.А. Комбінована дія натрію і кадмію в умовах гострого санітарно-токсикологічного експерименту / В.А. Кондратюк, О.В. Лотоцька, Н.В. Флекей //Гігієна населених місць. — Київ, — 2009. Вип.53. — с. 81—85.

7. Львов Б.В. Атомно-абсорбционный анализ. / Б.В. Львов —Москва, — 1966. — 123 с.

8. Новиков Ю.В. Методы исследования качества воды водоемов [под ред. А.П.Шицковой] / Ю.В. Новиков, К.О. Ласточкина, — Москва, — 1990, — 400 с.

9. СанПіН №4630-88. Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения. — Москва, — 1988, — 68 с.

10. Семенова А.Д. Руководство по химическому анализу поверхностных вод суши. / А.Д. Семенова. — Ленинград, — 1977, — 541 с.

11. Цюпко Ф.І. Інструкція по роботі на атомно-абсорбційному спектрофотометрі С115-М1. / Ф.І. Цюпко, І.П. Полю-жин. — Львів, — 1991, — 28 с.

12. ISO 8288. Определение кобальта, никеля, меди, цинка, кадмия и свинца. — 1987, — 18 с.

 

REFERENCES

1. Goncharuk E.G.Komunal'na gigiena. / E.G. Goncharuk. — Kyiv: "Zdorov'ya", — 2003, — 728 s.

2. Dren'kalo M.M. Pro stan ta zakhody iz poperedzhennya zabrudnennya poverkhnevykh vod v Ukraini / M.M. Dren'kalo //Dovkillya ta zdorov'ya. — 1999 — №4 (11) s. 52—54.

3. DSTU ISO 5667-6-2001. Yakist' vody. Vidbyrannya prob. Nastanovy schodo vidbyrannya prob vody z richok ta inshykh vodo-tokiv.-Kyiv.-2002, — 10 s.

4. Zerbino D.D. Ekologichni katastrofy u sviti ta v Ukraini. / D.D. Zerbino, M.R. Gzhegoc'kyj — L'viv — 2005, — 272 s.

5. Kvasnycya I.Yu. Istoryko-pryrodnychi narysy kraeznavstva: L'vivs'ka oblast'. / I.Yu. Kvasnycya, I.O. Glichov, I.I. Fedyk — L'viv, —1994, — 334 s.

6. Kondratyuk V.A. Kombinovana diya natriyu i kadmiyu v umovakh gostrogo sanitarno-toksykologichnogo eksperymentu / V.A. Kondratyuk, O.V. Lotoc'ka, N.V. Flekej //Gigiena naselenykh misc'. — Kyiv, — 2009. Vyp.53. — s. 81—85.

7. L'vov B.V. Atomno-absorbcionnyj analiz. / B.V. L'vov —Moskva, — 1966. — 123 s.

8. Novikov Yu.V. Metody issledovaniya kachestva vody vodoemov [pod red. A.P.Shickovoj] / Yu.V. Novikov, K.O. Lastochkina, — Moskva, — 1990, — 400 s.

9.  SanPіN №4630-88. Sanitarnye pravila i normy okhrany poverkhnostnykh vod ot zagryazneniya. — Moskva, — 1988, — 68 s.

10. Semenova A.D. Rukovodstvo po khimicheskomu analizu poverkhnostnykh vod sushi. / A.D. Semenova. — Leningrad, — 1977, — 541 s.

11. Cyupko F.I. Instrukciya po roboti na atomno-absorbcijnomu spektrofotometri S115-M1. / F.I. Cyupko, I.P. Polyu-zhyn. — L'viv, — 1991, — 28 s.

12.  ISO 8288. Opredelenie kobal'ta, nikelya, medi, cinka, kadmiya i svinca. — 1987, — 18 s.

 

Надійшла до редакції 9.04.2012 р.