Some hygiene issues of rural water supply in relation to the level of nitrates in groundwater
- Authors: Petyhov N.I.1, Stankevich E.F.1, Lubochka V.A.1
-
Affiliations:
- Medical Institute named after S.V. Kurashova
- Issue: Vol 48, No 2 (1967)
- Pages: 90-93
- Section: Articles
- Submitted: 23.01.2021
- Accepted: 23.01.2021
- Published: 28.03.1967
- URL: https://kazanmedjournal.ru/kazanmedj/article/view/59085
- DOI: https://doi.org/10.17816/kazmj59085
- ID: 59085
Cite item
Full Text
Abstract
An increase in the number of industrial enterprises for the processing of agricultural products, an increase in the technical equipment of agriculture, the creation of large livestock farms, an increase in the culture of life of the rural population require an improvement in water supply.
Keywords
Full Text
Увеличение числа промышленных предприятий по переработке сельскохозяйственной продукции, рост технической вооруженности сельского хозяйства, создание крупных животноводческих ферм, повышение культуры быта сельского населения требуют усовершенствования водоснабжения. Во многих населенных пунктах удовлетворение потребностей в воде за счет колодцев, ручьев, источников становится невозможным, и приходится прибегать к водоснабжению за счет более глубоко залегающих подземных вод. Так, в Татарской АССР только в 1965 г. пробурено свыше 265 скважин для водоснабжения в сельских местностях, в 1966 г. — более 300. В первую очередь скважины оборудуются на животноводческих фермах и различных сельскохозяйственных предприятиях. Основными же источниками водоснабжения самого сельского населения пока остаются колодцы, реже ключи и реки.
Подобное положение заставляет обращать большое внимание на соответствие источников водоснабжения в сельских местностях санитарно-гигиеническим требованиям. Увеличение отбора воды из колодцев, расположенных в зоне поселений, создает более благоприятные условия для загрязнения колодезных вод. Количество колодцев, как правило, растет с увеличением численности населения.
Органы санитарного надзора проводят наблюдения за санитарным состоянием колодцев, источников, ручьев, речек, озер в основном в отношении определения бактериального их загрязнения. Между тем в современных условиях необходим еще контроль и за химическими примесями, нередко встречающимися как в открытых водоемах, так и в подземных водах.
При бытовом загрязнении подземных вод в них увеличивается содержание хлоридов, сульфатов и нитратов.
В течение длительного времени существовало мнение, что даже относительно большие количества нитратов в питьевой воде не оказывают влияния на здоровье людей. Однако еще в 1945 г. Комли (США) описал два случая токсического цианоза у детей первого года жизни, обусловленного метгемоглобинемией. Вода, применяемая для разбавления смеси при искусственном вскармливании этих детей, содержала от 388 до 619 мг/л нитратов.
Аккорди и Гайони (Италия, 1964) сообщили о 8 случаях токсического цианоза у грудных детей, связанного с повышенным содержанием нитратов в питьевой воде. Аналогичные случаи были отмечены в Англии, Франции, Венгрии, Чехословакии и других странах. Е. Гросс (1964) наблюдал 1060 грудных детей с метгемоглобинемией от нитратов воды, из них 83 умерли.
В отечественной литературе случаи метгемоглобинемии с явлениями токсического цианоза у грудных детей не описаны, так как сухие питательные смеси, которые надо разбавлять водой, у нас не получили распространения. Однако Ш. X. Капанадзе (1961) и Н. Ф. Субботин (1962) отметили менее выраженные, легкие формы метгемоглобинемии у детей ясельного, дошкольного и школьного возраста от употребления воды, содержащей более 10 мг/л азота в виде нитратов.
Сами нитраты не являются метгемоглобинообразователями; поступая в организм, они частично выделяются через кишечник, но часть их восстанавливается до нитритов. Восстановление нитратов до нитритов происходит главным образом через посредство кишечной микрофлоры (С. Семенов, 1912). В дальнейшем возможность превращения нитратов в нитриты с помощью микроорганизмов В. subtilis, Е. coli и группы клостридий была доказана исследователями (П. И. Шмидт, К. Зденек, 1966).
В кишечном тракте нитриты быстро всасываются в кровь, окисляют гемоглобин и превращают его в метгемоглобин, т. е. в инактивную форму гемоглобина, отличающуюся неспособностью поглощать кислород из вдыхаемого воздуха и отдавать его тканям.
Действие нитритов в организме проявляется в двух направлениях: 1) гемоглобин, связываясь с ними, переходит в метгемоглобин; 2) при их воздействии происходит расширение сосудов, и АД снижается. Кроме того, наблюдается действие нитритов на центральную нервную систему и внутренние органы. Таким образом присутствие больших количеств нитратов в питьевой воде создает угрозу здоровью населения.
По данным Г. А. Максимовича, К- А. Горбуновой и Р. В. Ященко (1963), в воде колодцев некоторых селений Пермской области содержание нитратов колеблется от 1,0 до 165,0 мг/л в воде колодцев селения Березовка, расположенного на р. Березовке (притоке р. Шеквы), — от 9,0 до 351,0 мг/л. Содержание нитратов в колодезных водах г. Перми составляло 10,0—459,0 мг/л (Е. А. Кротова, Г. А. Максимович, 1957).
При собирании нами материалов по содержанию нитратов в подземных водах Татарии, Чувашии и Марийской АССР их определение осуществлялось колэриметрическим способом с применением дисульфофеноловой кислоты на фотоколориметре ФЭК-М с синим светофильтром, в кювете длиной 20 мм.
Содержание нитратов в подземных водах вблизи селений обычно сильно колеблется. В естественных же условиях вдали от селений их количество обычно не превышает 1—2 мг/л. С нарастанием глубины содержание нитратов падает до аналитического нуля. В минерализованных, тем более рассольных водах, находящихся в восстановительной геохимической обстановке, они совсем не обнаруживаются. Зато содержание аммония, особенно в водах, приуроченных к нефтеносным отложениям, часто достигает 100—200 мг/л и более (подземные воды девонских и нижнекаменноугольных отложений Татарии, Башкирии, Куйбышевской области и т. д.). В верхнем водоносном горизонте (в так называемых грунтовых водах) в пределах очагов загрязнения, которыми чаще всего являются населенные пункты, содержание нитратов резко увеличивается.
По данным наших обследований, проведенных в последние годы в Татарии, в воде колодцев, буровых скважин и источников часто содержится повышенное количество нитратов (наибольшее — в воде колодцев, значительно меньшее в воде буровых скважин).
Из 100 обследованных колодцев большинство имело воду с признаками загрязнения. Нитраты отсутствовали в воде 16% колодцев, в 10% количество нитратов не достигало 10 мг/л, в 4% оно колебалось в пределах 11—40 мг/л, а в 70% превышало 40 мг/л (чаще всего достигало 100 мг/л и более). В воде источников содержание нитратов, как правило, составляет 0—2 мг/л; лишь в ряде источников, расположенных в пределах селений или вблизи животноводческих ферм и свалок, уровень нитратов был повышенным.
В буровых скважинах, используемых для водоснабжения, вода обычно содержит очень мало нитратов (доли мг/л, редко 1—2 мг/л) и только иногда обогащена ими за счет проникновения верхних загрязненных вод через затрубное пространство или по стволам брошенных буровых скважин и поглощающих колодцев.
Количество нитратов в одном водоисточнике в течение года сильно меняется, при этом часто достигает максимума осенью. Вместе с тем содержание нитратов на застроенных территориях обычно (хотя и не закономерно) из года в год повышается, что объясняется увеличением загрязнения подземных вод.
Так, очень большие количества нитратов (более 100 мг/л) были обнаружены в грунтовых водах Чистополя, Тетюш, Казани (более 1 г/л). Разница в содержании нитратов особенно резко заметна в пределах больших городов. Так, в Перми, как сообщили Г. А. Максимович, К- А. Горбунова, В. В. Рудометов (1960), содержание нитратов более 100 мг/л выявлено в воде 58% обследованных колодцев давно застроенного центра и лишь в воде 21% колодцев строящегося Заречья.
Указанные выше закономерности наблюдались также на территории Чувашской и Марийской АССР.
Основной причиной повышенного содержания нитратов в подземных водах является разложение органических веществ в пределах верхнего водоносного горизонта (в грунтовых водах) при окислительных условиях. Поэтому-то повышенное их содержание отмечается в черте городов, сел, деревень и поселков и вблизи животноводческих ферм и свалок. При небольших концентрациях солей прослеживается прямая зависимость между содержанием нитратов и хлоридов, между нитратами и минерализацией, между нитратами и углекислыми соединениями (гидрокарбонатами, бикарбонатами и свободной углекислотой). Загрязнение подземных вод, как и содержание нитратов, сначала носит очаговый характер. Количество нитратов может колебаться в ту или другую сторону, что связано с особенностями окислительно-восстановительных и микробиологических процессов. Увеличению содержания нитратов в воде различных водоисточников способствуют плохие санитарные условия самого- водоисточника или прилегающей к нему территории. Кроме того замечено, что содержание нитратов увеличивается в колодцах, водой которых долгое время не пользуются или пользуются очень мало.
При более глубоком залегании воды возможности образования нитратов уменьшаются, снижается и вероятность проникновения загрязнения с поверхностных слоев почвы. Специальные режимные исследования в Москве (А. А. Гаврюхина, 1964) показали, что даже при усиленной эксплуатации подземных вод загрязнение их в нижних водоносных горизонтах происходит преимущественно лишь по стволам заброшенных или неисправных скважин. Толщи же глин и глинистых пород, через которые сверху фильтруются воды, обладают способностью в достаточной мере очищать их.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Поскольку содержание нитратов в грунтовых водах многих обследованных нами населенных пунктов превысило пределы общепринятых гигиенических норм (40 мг/л), необходимо проведение срочных мер по оздоровлению сельского водоснабжения. К ним относятся следующие:
- планомерный перевод сельских поселений на централизованное водоснабжение за счет более глубоко залегающих подземных вод;
- выявление колодцев, в воде которых содержание нитратов превышает 40 мг/л, и составление плана их первоочередной замены другими, более совершенными водоисточниками;
- систематическое обследование колодцев вблизи селений и животноводческих ферм на содержание нитратов;
- регулярная чистка и обновление срубов шахтных колодцев, особенно в водонасыщенной зоне;
- замена деревянных срубов бетонными кольцами;
- улучшение санитарного состояния участков, в пределах которых имеются колодцы;
- пробное проведение долговременных откачек воды из колодцев с повышенным содержанием нитратов в целях улучшения воды за счет привлечения в эти колодцы вод с пониженным содержанием нитратов и с лучшими другими санитарно- гигиеническими показателями;
- привлечение работников местного санитарного надзора к участию в выборе мест для новых индивидуальных колодцев;
- проведение разъяснительной работы среди сельского населения о значении гигиены водоисточников и о возможных заболеваниях при использовании загрязненных вод;
- постановка специальных исследований в вузах и научно-исследовательских учреждениях по выяснению возможностей борьбы с высоким содержанием в природных водах нитратов путем их разрушения или связывания в водоносном горизонте, на очистных установках или в домашних условиях;
привлечение внимания геологических, коммунальных и санитарных организаций к уже выявленным районам сильного загрязнения подземных вод нитратами, к разработке мер предотвращения такого загрязнения в будущем.
About the authors
N. I. Petyhov
Medical Institute named after S.V. Kurashova
Author for correspondence.
Email: info@eco-vector.com
office of hydrogeology and engineering geology of the Kazan Geological Institute of the USSR Ministry of Geology
Russian FederationE. F. Stankevich
Medical Institute named after S.V. Kurashova
Email: info@eco-vector.com
office of hydrogeology and engineering geology of the Kazan Geological Institute of the USSR Ministry of Geology
Russian FederationV. A. Lubochka
Medical Institute named after S.V. Kurashova
Email: info@eco-vector.com
office of hydrogeology and engineering geology of the Kazan Geological Institute of the USSR Ministry of Geology
Russian Federation