Мікрокомпонентний склад питних підземних вод водозаборів малих міст Харківщини

На рис. 4, як приклад, представлена дендограма спостережень міста Ізюм.

Рис.4 Дендрограма кластерного аналізу, що відображають взаємні зв'язки між вмістом важких металів у волоссі людей і у воді, яку вживають ці люди в місті Ізюм. - перший кластер; - другий кластер; - третій кластер; - четвертий кластер

Проаналізувавши дендограму, можна зробити висновок, що в результаті кластерного аналізу хімічні аналізи води із водозабірних свердловин і волосся людей за вмістом важких металів за своєю близькістю розбиті на кластери (групи). В одному кластері об'єднується вода і волосся людей подібного хімічного складу за вмістом важких металів. Чим більше подібність, або чим менше евклідова відстань між хімічними складами води і волосся людей, які вживають цю воду, тим ближче вони між собою. Основна маса аналізів підземних вод і волосся людей міста Ізюм об'єднується на невеликій евклідовій відстані в 2 кластери, які в свою чергу розбиваються на менші підкластери. А підземні води м. Первомайськ і води р. Сів. Донець об'єднується в третій і четвертий кластери. За вмістом важких металів підземні води із свердловин №2 м. Первомайськ, і вода із р. Сіверський Донець відрізняється від підземних вод із свердловин м. Ізюм. Це свідчить про те, що ці води не можуть впливати на хімічний склад волосся мешканців м. Ізюм.

За результатами цього аналізу близькість хімічного складу волосся до хімічного складу води, яку вживають встановлена для більшості учасників експерименту міст Балаклія, Ізюм, Зміїв, Люботин. Тому ми можемо зробити припущення, що вміст важких металів у воді цієї чи іншої свердловини впливає на їх вміст у волоссі людей, які вживають цю воду.

ВИСНОВКИ

У результаті виконаних досліджень та аналізу отриманих результатів можна зробити такі висновки:

1. Підземні води водозаборів малих міст Харківщини, не дивлячись на їх високу захищеність від забруднення (в порівнянні з поверхневими водами), характеризуються наявністю мікрокомпонентів: Pb (0,002-0,15 мг/дм³), Zn (0,04-0,003 мг/дм³), Cd (0,0002-0,004 мг/дм³), Tl (0-0,0002 мг/дм³), Hg (0,0005-0,001 мг/дм³), As (0,001-0,05мг/дм³), Al (2,7-0,04 мг/дм³) та інших, концентрації яких змінюються у досить великих діапазонах.

2. Проаналізувавши геохімічний склад порід зон інтенсивного та значного водообміну Харківської області можна зробити висновок, що хоча вміст токсичних металів в осадовому чохлі, в основному, не перевищує кларкових значень для осадових порід, при наявності, або штучному створені відповідних гідрохімічних умов у підземні води з порід можуть надходити підвищенні концентрації стронцію, марганцю, алюмінію, талію, барію, брому, кадмію, ванадію і навіть свинцю. Особливо це стосується вод бучацько-канівських і четвертинних відкладів. Крім того у приштокових зонах, зосереджених в південних районах Харківської області: Первомайськім, Балакліївськім, Красноградськім і в межах деяких розущільнених зон розломів, можливе локальне підвищення вмісту талію, кадмію, стронцію.

3. Аналіз отриманих даних дозволяє зробити припущення, що частина мікроелементів підземних вод мають природне походження. Це стосується скоріше всього брому, нерадіоактивного стронцію, у значній мірі бору, алюмінію, кадмію. Значна частина мікроелементів, особливо там, де їх вміст перевищує ГДК, імовірно має техногенне походження. Це перш за все свинець, ртуть, миш'як, частково талій, алюміній тощо. При цьому збільшення концентрацій у воді цих мікрокомпонентів може бути пов'язане як з надходженням техногенних забруднень з поверхні, так і в результаті зміни гідрохімічних умов у системі вода-порода у результаті штучного втручання у режим підземних вод (водовідбір, наливи, штучне живлення, дренаж тощо).

4. У результаті визначення складу і концентрацій мікрокомпонентів підземних вод водозаборів малих міст Харківщини були виявлені речовини 1-го, 2-го та 3-го класу небезпеки з вмістом вище норм ГДК: 1-й клас небезпеки - талій, ртуть; 2-й клас небезпеки - кадмій, свинець, миш'як, алюміній, бром, барій; 3-й клас небезпеки - залізо, марганець.

5. Згідно критеріям співставлення виявлених концентрацій мікроелементів у воді водозаборів до їх ГДК зроблено районування підземних вод водозаборів малих міст Харківщини по ступеню вмісту в них токсичних елементів. У Харківській області виділяються 4 групи водозаборів: перша група - водозабори з прийнятним гідрогеохімічним станом та низьким рівнем забруднення підземних вод. До таких водозаборів відноситься Ізюмський та Валківський водозабори; друга група - водозабори з обмежено прийнятним гідрогеохімічним станом та середнім рівнем забруднення підземних вод. До другої групи відносяться більшість водозаборів Харківської області; третя група - водозабори з неприйнятним гідрогеохімічним станом та середнім рівнем забруднення підземних вод. До цієї групи віднесені водозабори міст Балаклія, Барвенкове, Великий Бурлук та Шевченкове; четверта група - водозабори з небезпечним гідрогеохімічним станом та дуже високим рівнем забруднення підземних вод. До цієї групи належить водозабор міста Золочів, де концентрація свинцю становить 15 ГДК.

6. За допомогою мікроелементного аналізу складу волосся був визначений вміст хімічних елементів у зольних залишках волосся людей, що проживають на досліджуваній території. На цьому етапі досліджень визначалися: залишок мінеральної частини волосся (зольність) та хімічних елементів. Аналіз отриманих результатів виявив наявність підвищених концентрацій важких металів, дефіцит деяких структурних і життєво-необхідних елементів, а також перевищення вмісту в багатьох пробах волосся токсичних елементів.

7. Для аналізу подібності мікроелементного складу питних підземних вод водозаборів малих міст Харківщини та деяких показників організму мешканців (волосся), які вживають цю воду, в даній роботі був використаний кластерний аналіз. Чим більша подібність або чим менша евклідова відстань між хімічними складами води і волосся людей, які вживають цю воду, тим ближче вони між собою. За результатами цього аналізу близькість хімічного складу волосся до хімічного складу води, яку вживають, встановлена для більшості учасників експерименту. Тому ми можемо зробити припущення, що вміст важких металів у воді цієї чи іншої свердловини впливає на їх вміст у волоссі людей, які вживають цю воду.

8. Для зменшення техногенного навантаження на підземні води існує два напрямки реалізації питань покращення якості підземних вод, дія яких підкріпляється сумарним застосуванням. Перший напрямок - це пряма доочистка підземних вод перед використанням для цілей водопостачання. Вона менш затратна та більш економічно вигідна, ніж очистка поверхневих вод, так як вони є більш захищеними від забруднення і перелік забруднювачів у підземних водах набагато менший ніж у поверхневих. Другий напрямок - це оптимізація режиму експлуатації підземних вод, який є причиною зміни гідрохімічного режиму, а як наслідок, джерел надходження не характерних для даних водоносних горизонтів мікрокомпонентів та зміни комбінації відбору води з різних водоносних горизонтів в залежності від наявності і концентрації відповідних мікрокомпонентів, що потребує більш детального вивчення гідрохімічного режиму підземних вод.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

Прибилова В.М. Радіохімічний вплив золовідвалів теплових електростанцій на довкілля / Гудзенко В.В., Янчев В.К., Сулейманов С.П., Решетов І.К., Прибилова В.М., Углова Т.М. // Проблемы сбора, переработки и утилизации отходов: сб. науч. статей. - Одеса, 2001. - С. 90-92.

Прибылова В. Н. Анализ элементного состава волос человека как фактора контроля здоровья населения / Прибылова В.Н., Лапчинская Л.В., Решетов И.К. // Вісник харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна: Геологія-географія-екологія. - 2002. - №563.- С. 99-101.

Прибылова В.Н. Проблемы связанные с качеством питьевой воды / В.Н. Прибылова, И.К. Решетов // Вісник харківського національного університету ім. В.Н. Каразіна: Геологія-географія-екологія. - 2003. - №604.- С. 13-16.

Прибылова В.Н. Оценка минерального гомеостаза человека на основании анализа волос методом эмиссионной спектроскопии / В.Н. Прибылова, Л.В. Лапчинская, О.А. Цодикова // Микроэлементы в медицине. - 2004. - Т.5. - С. 78-79.

Прибылова В.Н. К вопросу изучения микроэлементозов у детей из зольного остатка волос методом эмиссионной спектроскопии / В.Н. Прибылова, Л.В. Лапчинская // Вісник харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна: Геологія-географія-екологія. - 2005. - №704.- С. 123-125.

Прибылова В.Н. Качество подземных вод и оценка состояния здоровья населения Харьковского региона / В.Н. Прибылова, И.К. Решетов // Екологія довкілля та безпека життедіяльності. - 2006. - №3(33). - С. 40-44.

Прибылова В.Н. Влияние факторов окружающей среды на детский органим и изучение микроэлементов детей на примере Харьковского региона / Вісник харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна: Геологія-географія-екологія. - 2006. - №736.- С. 118-122.

Прибылова В.Н. Микроэлементный состав зольных остатков волос детей (г.Балаклея) и качество питьевой воды / В.Н. Прибылова, И.К. Решетов // Биологические механизмы старения: VII международный симпозиум. Харьков, 24-27 мая 2006г. - Харьков, 2006. - С. 89-90.

Прибылова В. Н. Питьевое водоснабжение Харьковского региона и его связь со здоровьем населения / В. Н. Прибылова, И. К. Решетов // Захист довкілля від антропогенного навантаження. - 2007. - Вип. 14(16). - С. 189-199.

Прибилова В.М. Вивчення впливу важких металів у підземних водах м. Харкова на стан навколишнього середовища / Прибилова В.М., Гаврилюк О.В., Решетов І.К., Тищенко І.І. // Экологическая и техногенная безопасность. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов. Бердянськ, 09-13 июня 2008г. - Харьков, 2008. - С. 195-207.

Прибилова В.М. Дослідження якості підземних вод в межах Харківського району Харківської області / В.М. Прибилова, І.К. Решетов // Экологическая и техногенная безопасность. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов. Бердянськ, 09-13 июня 2008г. - Харьков, 2008. - С. 181-195

Прибылова В.Н. Тяжелые металлы в подземных водах Харьковской области и их влияние на окружающую среду и здоровье населения / // Вісник харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна: Геологія-географія-екологія. - 2008. - №824.- С. 235-240.

Прибылова В.Н. Состояние здоровья населения и его связь с качеством питьевой воды / // Вісник харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна: Геологія-географія-екологія. - 2009. - №864.- С. 62-64.

Прибилова В.М. Несприятливі фактори навколишнього середовища та оцінка ризику здоров'я населення / Прибилова В.М. // Вісник харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна: Геологія-географія-екологія. - 2009. - №864.- С. 221-224.

Прибилова В.М. Особливості накопичення забруднювачів в зоні впливу Змієвської ТЕС / Прибилова В.М., Жемерова В.О., Решетов І.К. // Вісник харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна: Геологія-географія-екологія. - 2010. - №882.- С. 62-67.

Прибилова В.М. Геохімічний склад порід зон інтенсивного та значного водообміну Харківської області / // Вісник харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна: Геологія-географія-екологія. - 2010. - №909.- С. 46-50.

Прибилова В.М. Характеристика мікрокомпонентного складу підземних питних вод Харківського регіону/ // Вісник харківського національного університету ім. В.Н.Каразіна: Геологія-географія-екологія. - 2010. - № 924 .- С. 176-181.

АНОТАЦІЯ

Прибилова В.М. Мікрокомпонентний склад питних підземних вод водозаборів малих міст Харківщини - Рукопис Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата геологічних наук за спеціальністю 04.00.06 - Гідрогеологія. Інститут геологічних наук НАНУ, Київ, 2011.

Дисертаційне дослідження присвячено питанню формування гідрохімічного складу підземних вод діючих водозаборів Харківщини. У роботі наведено основні джерела забруднення довкілля в регіоні які негативно впливають на стан навколишнього середовища (повітря, ґрунти, рослини, питні підземні води). Визначено склад, концентрації та джерела формування мікрокомпонентів підземних вод водозаборів малих міст Харківщини. Проведено аналіз геохімічного складу порід зон інтенсивного та значного водообміну Харківщини та оцінку можливого його впливу на мікрокомпонентний склад підземних вод. Виконано районування підземних вод водозаборів по ступеню вмісту в них токсичних елементів. Визначено мікроелементний склад деяких показників організму (волосся) в експериментальних групах населення. Досліджено та проаналізовано подібність вмісту мікроелементів в організмі людини з хімічним складом питних підземних вод малих міст Харківської області. Отримані результати використані адміністративними управліннями міст і регіону з метою ефективного збереження і відтворення довкілля та поліпшення стану питних підземних вод. Виявлені особливості можливого впливу окремих токсичних мікроелементів на стан здоров'я людини є типовими і можуть бути використані для прогнозу і обґрунтування захисних заходів в інших регіонах країни.

Ключові слова: питні підземні води, мікрокомпонентний склад, водозабори, малі міста Харківщини, геологічне середовище, водоносні горизонти, техногенне навантаження, волосся експериментальних груп населення, мікроелементози.

АННОТАЦИЯ

Прибылова В.Н. Микрокомпонентный состав питьевых подземных вод водозаборов малых городов Харьковщины - Рукопись

Диссертация на получение ученой степени кандидата геологических наук по специальности 04.00.06 - Гидрогеология. Институт геологических наук НАНУ, Киев, 2011.

Диссертационное исследование посвящено вопросу формирования гидрохимического состава подземных вод действующих водозаборов Харьковщины. В работе приведены основные источники загрязнения окружающей среды в регионе, которые отрицательно влияют на состояние окружающей среды (воздух, грунты, растения, питьевые подземные воды). Определено природное эколого-геохимическое состояние и степень техногенной нагрузки на подземные воды под влиянием Змиевской ТЭС, Балаклеевского цементного завода, Первомайского Химпрома, автотранспортных, нефтедобывающих и других предприятий. Определен состав, концентрации и источники формирования микрокомпонентов подземных вод водозаборов малых городов Харьковщины. В результате определения состава и концентраций микрокомпонентов подземных вод водозаборов малых городов Харьковщины были выявлены вещества 1-го класса опасности - талий, ртуть; 2-го класса опасности - кадмий, свинец, мышьяк, алюминий, бром, барий, стронций; 3-го класса опасности - железо, марганец, содержание которых изменяется в широких пределах от долей до 16 ПДК. Проведен анализ геохимического состава пород зон интенсивного и значительного водообмена Харьковщины и дана оценка возможного его влияния на микрокомпонентный состав подземных вод. Анализ показал, что хотя содержание токсичных металлов в осадочном чехле в основном не превышает кларкових значений для осадочных пород, при наличии, или искусственном создании соответствующих гидрохимических условий в подземные воды из пород могут поступать повышении концентрации стронция, марганца, алюминия, талия, бария, брома, кадмия, ванадия и даже свинца. Значительная часть микроэлементов, особенно там, где их содержание превышает ПДК, вероятно имеет техногенное происхождение. Это прежде всего свинец, ртуть, мышьяк, частично талой, алюминий и др.

Детально изучена организация централизованного водоснабжения в районных центрах и малых городах Харьковской области. На основе типизации выполнено районирование подземных вод водозаборов по степени содержания в них токсичных элементов. Выделено четыре группы водозаборов по гидрохимическому состоянию и уровню загрязнения подземных вод с учётом природных, природно-техногенных и техногенных показателей. Качество вод для большинства водозаборов не соответствует жестким требованиям для питьевых вод. Для уменьшения техногенной нагрузки на подземные воды предложено два направления улучшения качества подземных вод: прямая доочистка подземных вод перед использованием и оптимизация режима эксплуатации. Определен микроэлементный состав некоторых показателей организма (волос) в экспериментальных группах населения. Исследовано и проанализировано сходство содержания микроэлементов в организме человека с химическим составом питьевых подземных вод малых городов Харьковской области. Полученные результаты использованы административными управлениями городов и региона с целью эффективного сохранения и воспроизведения окружающей среды и улучшения состояния питьевых подземных вод. Выявленные особенности возможного влияния отдельных токсичных микроэлементов на состояние здоровья человека являются типичными и могут быть использованы для прогноза и обоснования защитных мер в других регионах страны.

Ключевые слова: питьевые подземные воды, микрокомпонентный состав, водозаборы, малые города Харьковщины, геологическая среда, водоносные горизонты, техногенная нагрузка, волосы экспериментальных групп население, микроэлементозы.

ABSTRACT

Pribilova VN Micro Component of underground drinking water intakes of small cities of Kharkiv - Manuscript

Thesis for the degree of Candidate of Sciences in specialty 04.00.06 - Hydrogeology. - National Academy of Sciences. Institute of Geological Sciences (IGS), Kiev, 2011.

Research is devoted to the question of formation of the hydrochemical composition of groundwater existing intakes of Kharkiv. The paper presents the main sources of pollution in the region that adversely affect the environment (air, soil, plants, potable water). The composition, concentration, and the source of the formation of micro groundwater withdrawals small town of Kharkiv. The analysis of the geochemical composition of rocks and large areas of intense water exchange of Kharkiv and evaluate the possible impact on his Micro Component of the groundwater. Completed zoning of groundwater withdrawals on the degree of their content of toxic elements. Determined trace element composition of some indicators of the body (hair) in the experimental groups. Study and analyze the similarity of trace elements in the human body with the chemical composition of underground drinking water towns of Kharkiv region. The results are used by administrative departments of cities and regions in order to improve the conservation and reproduction of the environment and the improvement of potable water. Revealed features of the possible effects of individual toxic trace elements on human health are typical and can be used for prediction and validation of protective measures in other regions of the country.

Keywords: potable water, Micro Component composition, water intakes, small town of Kharkov, geological environment, aquifers, technogenic load, the hair of the experimental groups, microelementoz.

Размещено на Allbest.ru