Состояние водных ресурсов
Водный бассейн сельского поселения представлен реками Дон, Мамоновка, Гнилуша, 3(я) реками без названия и прудами.
Качественный состав воды рек и водоемов формируется под влиянием природных и антропогенных факторов.
Природными факторами формирования поверхностных вод являются: литологическое строение подстилающих поверхностей, залесенность, распаханность водосборов. Самоочищающая способность реки Дон – умеренная. Самоочищающая способность для остальных рек поселения – пониженная.
Основными антропогенными источниками загрязнения рек и водоемов поселения являются поверхностные воды с территории населенных пунктов, включая производственные. К важным источникам загрязнения водных объектов в поселении относятся ливневые и коллекторно-дренажные воды с полей. С поверхностным стоком в водные объекты выносится до 10-25% внесенных минеральных удобрений и пестицидов, представляющие для водоемов наибольшую опасность.
Предотвращение загрязнения водных объектов стоком с сельхозугодий является весьма сложным делом, не зависящим от специфики формирования стока, его неорганизованности и спорадичности. Создание лесозащитных насаждений - одно из главных мероприятий по предотвращению загрязнения водного бассейна поверхностным стоком. Среди дополнительных мероприятий следует отметить создание прибрежных водоохранных зон. Водоохранные зоны способствуют снижению выноса остатков пестицидов, минеральных удобрений и почвы в водные объекты.
Основным способом, предотвращающим негативное влияние инфраструктуры населенных пунктов на водные ресурсы, являются искусственные биологические очистные сооружения (ИБО). В селе Верхний Мамон очистные сооружения, предназначеные для полной очистки хозяйственно-бытовых сточных вод, поступающих из жилой зоны и общественных зданий районного центра, морально и физически устарели. Недостаточно очищенные сточные воды сбрасываются в пруд-накопитель, оказывая негативное влияние на санитарное состояние и гидрохимический режим водных объектов.
Следует отметить, что только простым использованием очистных сооружений проблему рационального использования и охраны водных ресурсов решить нельзя, поэтому создание замкнутых систем водопользования является в настоящее время одним из основных инженерно - экологических направлений водохозяйственной деятельности. Внедрение систем оборотного водоснабжения позволяет снизить забор воды из источника (потребление), снизить или ликвидировать сброс нагретых вод и загрязняющих веществ, а также сократить капитальные вложения на строительство объектов водоснабжения и канализации и удельные капиталовложения на водопотребление.
5.3 Состояние подземных вод
Состояние подземных вод главным образом определяют эксплуатационный отбор подземных вод и поступление в водоносные горизонты техногенных стоков и инфильтрата. Техногенные комплексы и объекты представлены предприятиями: пищевого производства, транспортной и коммунально-бытовой сферы. Распределение техногенной нагрузки имеет локально-точечный характер для населенного пункта и локально-линейный вдоль транспортных магистралей. На этих участках в результате проникновения сбросов сточных вод или инфильтратов складируемых отходов, особенно в условиях, когда водоносные горизонты являются незащищенными, наблюдается загрязнение подземных вод. В последние годы это явление имеет прогрессирующий характер. В пределах Верхнемамонского сельского поселения развивается загрязнение грунтовых вод компонентами азотной группы (нитраты, нитриты, аммиак), вызванное бытовыми отходами и сточными водами не канализированной части селитебной территории. Одним из возможных источников загрязнения почвы являются химические средства защиты растений и минеральные удобрения.
По данным мониторинга подземных вод в сельском поселении выявлен 1 очаг загрязнения. Непосредственно под полями фильтрации ЗАО завода молочный «Верхнемамонский» фиксируется загрязнение подземных вод по жесткости карбонатной до 2,2 ПДК, железу 14,8-17,5 ПДК, хлоридам 1,4-1,5 ПДК, аммонию 2,0-62 ПДК, вследствие чего повышена минерализация до 2,0 ПДК.
В результате эксплуатации подземных вод на водозаборах формируются депрессионные воронки, за счет чего в области питания водозаборов вовлекаются сформированные зоны загрязненных подземных вод. Кроме этого причина загрязнения связана с плохим состоянием скважинного хозяйства; даже в местах с относительно высокой природной защищенностью загрязнение определяется проникновением его по дефектным стволам и затрубным пространствам водозаборных скважин. Поэтому целесообразно провести подробные комплексные исследования химического состава подземных вод, направленные на выявление и распространение техногенного загрязнения, его типа, источника загрязнения, его миграционных свойств, на основе которых обосновать ряд реабилитационных мер по защите питьевых водозаборов от техногенного загрязнения и локализации возможных очагов загрязнения.
Снижение или исключение техногенного загрязнения подземных вод может быть достигнуто правильной эксплуатацией и своевременным ремонтом скважин; своевременным тампонажем выведенных из эксплуатации скважин, а также путем рационального перераспределения водоотбора; внедрения систем подготовки воды перед подачей потребителю.
Водоснабжение в сельском поселении осуществляется от 18-и водонапорных башен Рожновского. Протяженность водопроводных сетей составляет 69 км. Процент износа водопроводных сетей достаточно высокий.
Значительная часть сельского населения использует питьевую воду источников нецентрализованного водоснабжения.
Низкое качество воды нецентрализованных источников питьевого водоснабжения обусловлено:
слабой защищенностью водоносных горизонтов от загрязнения с
поверхности;
отсутствием зон санитарной охраны колодцев ввиду повышенной плотности застройки в не канализованной (оснащенной выгребами) части населенных мест;
отсутствием своевременного технического ремонта, очистки и дезинфекции колодцев.
Наряду с загрязнением подземных вод, важным аспектом является вопрос об их истощении. Истощению подземных вод способствует эксплуатация шахтных колодцев.
Наблюдения за состоянием подземных вод обязаны осуществляться на трёх уровнях - федеральный (региональный), территориальный (областной) и объектовый (недропользователи).
5.4 Водоохранные зоны рек
В соответствии с Водным кодексом Российской Федерации ширина водоохранной зоны (ВЗ) на реке Дон составляет 200 м, на реках Мамоновка и Гнилуша – 100 м, на реках без названия – 50 м.
В водоохранной зоне рек РФ допускается ограниченная хозяйственная деятельность при соблюдении установленного режима охраны этих земель в соответствии с федеральными законами, законами субъектов Российской федерации.
Кроме того, соблюдение режима данных зон необходимо в целях охраны рек, как территорий, выполняющих транзитные и защитные функции, а также как источников питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения.
6. Экологическая оценка подземных вод в связи с водоснабжением поселка Верхний Мамон Воронежской области
6.1 Формирование химического состава
На территории Воронежской области крупномасштабное антропогенное воздействие на гидросферу оказывают крупные и средние промышленные агломерации: гг. Воронеж, Острогожск, Россошь, Павловск, Борисоглебск, Поворино и ряд других, вызывая загрязнение почв, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха тяжелыми металлами, азотными соединениями, нефтепродуктами, органическими веществами. Райцентр Верхний Мамон в схеме гидрогеоэкологического районирования Воронежской области территориально располагается в южном гидрогеоэкологическом районе [1]. Пресные подземные воды здесь распространены в терригенно-карбонатных отложениях девонского, мелового и в песках неоген-четвертичного возраста, и в современном аллювии речных систем. Техногенная нагрузка на гидросферу по данным исследований ряда авторов составляет 620 – 640 т/км2 в год. Защищенность грунтовых вод питьевого назначения от поверхностного загрязнения носит зональный характер, она изменяется от высокой - V категории до низкой — III. При гидрогеологических исследованиях территории с целью водоснабжения населения обязательна экологическая оценка пресных вод питьевого качества. Она основывается на анализе концентраций химических элементов, нормируемых санитарными правилами и нормами СаНПиН 2.1.4.559-98 «вода питьевая» [2,3]. Исследуемые подземные воды размещаются в гидродинамической зоне интенсивного водообмена, мощность которой примерно составляет 150 – 200 м. Заявлена расчетная потребность райцентра Верхний Мамон в воде хозпитьевого назначения на 1998 г. составляла 2158 м3/сут. В ходе гидрогеологических обследований водоотбор пресных вод из водозаборных скважин составил 2078 м3/сут. Экологическая оценка питьевых подземных вод основывается на качестве вод и определяется физическими, бактериологическими свойствами и химическим составом, который может формироваться в естественных и нарушенных антропогенной деятельностью условиях. Химический состав воды характеризуется макро-, мезо- и микроэлементами, среди которых могут присутствовать элементы в концентрациях, оказывающих токсическое действие на здоровье населения. В связи с этим представляет большой интерес характеристика химического состава подземных вод исследуемого района.
6.2 Формирование химического состава в естественных и нарушенных техногенных условиях
На формирование химического состава влияют два фактора: природная обстановка и физико-химические процессы в системе вода-порода-газ-органическое вещество. Природный фактор включает в себя: климат, литологию водовмещающих пород, геолого-структурные особенности района.
Рассмотрим физико-химические процессы, протекающие в экологической системе вода-порода.
Физико-химические процессы, протекающие в присутствие углекислого газа в системе "почва – инфильтрующиеся воды атмосферных осадков". Атмосферные осадки (дождь), участвующие в питании грунтовых вод, имеют общую минерализацию 0,02-0,05 г/дм3; с высоким содержанием аммония и слабокислой реакцией среды (pH 5-5,8), что определяет их высокую агрессивность по отношению к почвенным минералам. Атмосферные осадки инфильтруются в почву и в зону аэрации, и в дальнейшем поступают на кровлю водоносного горизонта. Как известно из литературных данных [4], для зоны интенсивного водообмена характерны следующие процессы:
а) растворения и выщелачивания пород, например, карбонатных примесей:
CaCO3 + H2O + CO2= Ca2+ + 2HCO-3
или силикатных минералов:
RSiO3 + CO2 + nH2O RCO3 + SiO2 + n H2О;
б) окисления, например, примесей сульфидных минералов:
MeS + 2O2= Me2+ + SO2-4;
в) гидролиза полевошпатовых минералов:
Na2Al2Si6O16 + H2O +CO2 H2Al2Si2O*Н2О =4SiO2+ Na2CO3
г) ионного обмена, например
2Na+порода + Сa2+вода = 2Na+вода + Ca2+порода;
д) биогеохимические процессы, например окисление аммиака бактериями - нитрификаторами по схеме:
NH+4 NO-2 NO-3
Породы слагающие зону аэрации и водовмещающие породы водоносного горизонта характеризуются присутствием минералов: CaCO3, FeS, NaAl-
SiO3O8. В результате инфильтрующиеся воды обогащаются гидрокарбонатом, сульфатом, кальцием, магнием, натрием, органическими веществами, кремниевой кислотой, микроэлементами. В условиях интенсивного сельскохозяйственного освоения территорий почвы и породы зоны аэрации загрязнены азотными соединениями, что приводит к накоплению в инфильтрующихся водах нитрат – ионов в концентрациях, значительно превосходящих фоновые.
Физико-химические процессы, протекающие в насыщенной зоне четвертичного и верхнемелового водоносных горизонтов. Проинфильтровавшиеся через почву и зону аэрации воды атмосферных осадков в зоне насыщения вступают во взаимодействие с водовмещающими породами, газами, органическими веществами. Механизм взаимодействия характеризуется процессами растворения и выщелачивания, осаждения солей в случае перенасыщения вод по какому-либо компоненту, сорбции-десорбции, диффузии, ионного обмена и т. д. В результате формируется довольно пестрый химический состав грунтовых вод: гидрокарбонатные кальциевые, гидрокарбонатные кальциево-магниевые, гидрокарбонатно-сульфатные кальциево-магниевые и др.
Процессы сорбции, ионного обмена, протекающие при фильтрации грунтовых вод через глинистые пропластки в нижележащие пластовые воды, приводят к тому, что часть компонентов задерживается в разделяющем слое и не достигает пластовых вод. Благоприятным условием для распространения загрязнения вниз по разрезу является наличие "литологических окон" в толще глинистых пород. Эти процессы часто возникают в зоне разгрузки вод разных водоносных горизонтов.
Таким образом, условия формирования подземных вод рассматриваемой территории отражаются на химическом составе. Нередко воды обогащены токсичными металлами – Fe27, Mn27, что в свою очередь ведет к ограничению использования подземных вод в питьевых целях. Химический состав исследуемой воды подвергался систематизации и типизации с использованием классификации Щукарева - Славянова. Критерием выделения химического типа служит 20 %- ммоль содержания компонента. Особенности химического состава выявлялись с помощью построения миграционных кривых и корреляционного анализа. На оси абсцисс откладывалась минерализация вод в г/дм3, а по оси ординат – содержание всех макрокомпонентов, в %-ммоль. Кривые компонентов образуют пересечения – узлы минерализации, в которых происходит перестройка среднестатистического химического состава вод. Учитывая эти узлы, классифицируем воды по величине минерализации. Так в водоносном турон – конъякском комплексе при минерализации равной 0,5 гидрокарбонатные кальциево – натриевые воды сменяются гидрокарбонатно – сульфатными кальциево – натриевыми. В старооскольско – тиманском водоносном горизонте перестройка химического типа воды также происходит при минерализации равной 0,5 г/дм3, воды изгидрокарбонатных кальциево – натриевых трансформируются в гидрокарбонатные смешанного катионного состава.
Построение миграционных кривых показало, что преобладающими компонентами вод в естественных условиях являются гидрокарбонаты, сульфаты, кальций и натрий. Полученные результаты типизации вод легли в основу построения картографических моделей. На построенных моделях можно видеть что в турон – конъякском водоносном комплексе верхнего мела выделяются две зоны: зона гидрокарбонатных кальциево – натриевых вод и зона гидрокарбонатно – сульфатных кальциево – натриевых вод. В старооскольско – тиманском водоносном горизонте девона выделяется две гидрохимические зоны: зона гидрокарбонатных кальциево – натриевых вод и гидрокарбонатных смешанного катионного состава. Размещение на исследуемой территории зон согласуется с направлением движения потоков грунтовых вод. На высоких отметках водораздела распространена гидрокарбонатная кальциево-натриевая зона вод, а вниз по потоку от водораздела – гидрокарбонатная смешанного катионного состава.
Территориальный анализ гидрогеохимических условий показал, что имеются отклонения от общей тенденции размещения минерализации и геохимических типов вод. Формирование химического состава в нарушенных техногенезом условиях. В условиях интенсивного хозяйственного освоения территории увеличивается роль техногенного фактора в формировании состава подземных вод. Как следует из гидрохимической модели на участках жилищно–коммунального хозяйства происходит трансформация химического состава и минерализации. По В.М. Гольбергу [5] процесс загрязнения подземных вод проходит в три стадии. Первая стадия соответствует инфильтрации сточных вод через зону аэрации. Она характеризуется метаморфизацией сточных вод вследствие процессов растворения, выщелачивания и сорбции, сопровождающих их движение через породы зоны аэрации.
На второй стадии происходит смешение метаморфизованных сточных вод с грунтовыми водоносного слоя. Третья стадия соответствует движению загрязненных вод и переносу загрязняющих веществ в водоносном горизонте. Практически она начинается одновременно со второй. В третью стадию формируется область загрязнения в водоносном горизонте совпадающая в плане с источником загрязнения. С гидрогеоэкологических позиций представляет большой интерес рассмотреть распространение химических типов в связи с действием источников загрязнения.
Сравнение концентраций компонентов исследуемой воды с требованиям СанПиНа «Вода питьевая» 2002 г
Таблица 9
| Показатели качества воды
| ПДК в мг/дм3
| Концентрация химических компонентов в исследуемой воде
|
| Общая минерализация
|
| 0,4 — 1,1
|
| Хлориды
|
| 0 - 369
|
| Сульфаты
|
| 5 — 216
|
| Железо
| 0,3
| 0 — 1,3
|
| Нитраты
|
| 0 — 60,2
|
| Бор
| 0,5
| 1,1
|
| Водородный показатель
| 6,0 - 9,0
| 6,49 — 8,12
|
| Общая жесткость
| 7 ммоль/дм3
| 2,29 — 10,73 ммоль/дм3
|
В исследуемом районе минерализация возрастает по направлению от реки Дон к водозабору от 0,5 до 0,7 г/дм3. Однако в населенном пункте выделяется аномалия – участок с повышенными значениями минерализации 0,8 – 0,9 г/дм3. На водозаборе «больничный» содержание нитратов в весеннее время достигает 60,2 – 64,7мг/л.
Это объясняется практически отсутствием зоны санитарной охраны, близким расположением по отношению к водозабору жилых застроек, огородов,
навозных куч, выгребных ям. На исследуемой территории минерализация возрастает по направлению от реки Дон к водозабору от 0,2 до 0,6 г/дм3. Исключение составляет участок завода «Элма», где минерализация составляет 1,1 г/дм3. Анализируя в целом фактические данные, распространения загрязняющих компонентов по площади, можно видеть следующее: выделяются аномальные участки с повышенным содержанием NO3, Fе, с высокими значениями минерализации и жесткости. Оценка экологического состояния подземных вод производилась в двух направлениях: оценка качества воды и оценка вод по физиологическим показателям.
6.3 Оценка качества воды
Для экологической оценки пресных подземных вод использовались детальные классификации качества. При оценке качества подземных вод исследуемого района использовались предельно допустимые концентрации химических компонентов (ПДК). В [2] приводятся данные по органолептическим, токсикологическим и радиологическим показателям.
Всего 33 показателей. Интересующие нас химические компоненты приведены в табл. 1. Как видно из таблицы имеются следующие отклонения: превышение по минерализации (1,1 г/дм3), по железу (1,3мг/дм3), по бору (1мг/дм3) и по общей жесткости (10,37 ммоль/дм3). На основе имеющихся фактических данных производилась типизация качественного состава воды. Группы качества освещены в [5,6].
1. Вода, некондиционная по токсикологическим и радиационным показателям. К данной категории относится вода, содержащая хотя бы однотоксичное или радиоактивное вещество в концентрации, превышающей предельно-допустимые значения. Исследуемая вода в водоносном турон-коньякском карбонатном комплексе (K2t-k) и в водоносном (слабоводоносном) старооскольско-тиманском терригенном комплексе (D2st-tm) в целом не относится к данной группе. Только в одной пробе воды, отобранной из скважины, расположенной на северо-востоке района выявлено содержание В в количестве 1 мг/ дм3, что в 2 раза превышает ПДК.
2. Вода некондиционная по микробиологическим (общесанитарным) показателям. В настоящее время безопасность питьевой воды в эпидемическом отношении определяется отсутствием любых колиформных бактерий. При этом прочие бактерии в воде не должны создавать благоприятную среду для размножения патогенных микробов, то есть число образующих колонии бактерий в 1 мл воды не должно быть более 50. В этом отношении распространенные в районе воды по заключению Верхнемамонской санитарно – эпидемиологической станции по микробиологическим показателям является здоровой.
3. Вода некондиционная, содержащая повышенное количество элементов, влияющих на ее органолептические свойства, к таким элементам относятся Mn, Zn, Fe, Cl, SO4 и другие. Вода турон-коньякского карбонатного комплекса (K2 t-k) является временно некондиционной по содержанию железа, так как в единичных случаях отмечается повышенное содержание железа до 1,3 мг/дм3. Повышенное содержание железа можно объяснить тем, что скважина длительное время не эксплуатировалась и на момент отбора проб была плохо прокачена. Загрязнение воды наблюдается по нитратам в количестве 60,2 мг/дм3, что превышает ПДК. Это отклонение от нормы связано, во-первых, с отсутствием зоны санитарной охраны на водозаборе, а во-вторых, близким к нему расположением не канализованных жилищных застроек.
4. Вода кондиционная по группе показателей. К данной категории относится вода, удовлетворяющая требованиям СанПиНа по микробиологическим, токсикологическим, радиационным и органолептическим показателям.
Воды этой группы имеют повсеместное распространение, за исключением нескольких участков указанных выше.
5. Вода кондиционная без следов загрязнений. Список «ПДК для водных объектов» содержит около тысячи химических соединений, не свойственных природным водам в естественных условиях. Вода кондиционная без следов загрязнения не должна содержать ксенобиотических компонентов.
Воды этой группы имеют повсеместное преобладающее распространение, за исключением отдельных выше отмеченных участков.
Территориальный анализ, изменения химического состава вод водоносного турон – конъяксккого карбонатного комплекса указывает, что минерализация воды данного комплекса возрастает по направлению от р. Дон к водозабору, по-видимому, в связи с подтягиванием воды эксплуатацией водозабора. Минерализация изменяется от 0.5 до 0.7 г/дм3. На территории жилищного комплекса выделяется аномальный участок с повышенными значениями минерализации: 0.8 – 0.9 г/дм3.
Хлориды. На территории исследуемого района содержание хлоридов колеблется в интервале от 0 до 97 мг/дм3. Данное содержание хлоридов соответствует требованиям СанПиНа и не снижает качество воды.
Сульфаты. Содержание сульфатов в исследуемой воде изменяется от 38 до 216 мг/ дм3. Данное содержание сульфатов не противоречит требованиям СанПиНа. Увеличение концентрации сульфатов наблюдается вниз по направлению потока подземных вод от водораздела к р. Дон.
Железо. Содержание железа в исследуемой воде колеблется от 0 до 0,15 мг/дм3. Однако в единичных случаях количество железа в воде увеличивается до 1,3 мг/дм3. Повышенная концентрация железа, по-видимому, носит временный характер и связана с недостаточной прокачкой ствола скважины на момент отбора проб.
Нитраты. Количество нитратов в исследуемой воде колеблется в пределах от 4 до 31,6 мг/ дм3. Однако отмечаются участки упомянутые выше на которых содержание нитратов резко возрастает до 60,2 мг/дм3.
Водоносный старооскольско–тиманский терригенный горизонт. Составленная карта распространения минерализации воды по площади указывает, что она увеличивается по направлению от р. Дон к водозабору. Минерализация колеблется в интервале от 0,3 до 0,8 г/дм3. Однако, на северо–востоке исследуемой территории, в одной из скважин, значение минерализации возрастает до 1,1 г/дм3, что возможно носит случайный характер.
Хлориды. Содержание хлоридов в исследуемой воде колеблется в интервале от 7 до 369 мг/дм3 и, следовательно, не снижает качества вод. Высокие значения хлоридов аналогично минерализации, выявляются при разгрузке подземных вод в реку Дон.
Сульфаты. В воде данного комплекса содержание сульфатов изменяется в количестве от 5 до 147 мг/дм3. Данное содержание сульфатов соответствует требованиям СанПиНа, оно не ухудшает качества воды. Концентрация их увеличивается в воде скважин по направлении к реке Дон.
Железо. Содержание железа в исследуемой воде данного водоносного горизонта изменяется от 0 до 0,76 мг/дм3, что не соответствует требованиям
СаиПиНа «Вода питьевая». Как видно из приведенного концентрация железа составляет примерно 2ПДК. Однако, такое явление не является типичным
для вод этого горизонта и указывает, возможно, на случайное проявление и требует дальнейшего изучения.
Нитраты. Количество нитратов в исследуемой воде колеблется в интервале от 0 до 32 мг/дм3. Такое содержание нитратов в воде частое явление для подземных вод Воронежской области оно не связано с сельскохозяйственным источником загрязнения подземных вод.
Бор. Содержание бора равное 1 мг/дм3 отмечено лишь в воде одной скважине (скв. 24р). С достоверностью нельзя определить источник поступления бора в исследуемую воду. Поскольку вмещающие горные породы не содержат бораты, то, возможно, повышенное содержание бора связано с потоками бороносных вод из более древних докембрийских отложений, из зоны тектонического разлома.
6.4 Оценка вод по физиологическим показателям
Состав природных вод оказывает существенное влияние на здоровье человека. По данным ЮНЕСКО, почти 80% заболеваний населения связано с плохим качеством воды. Однако наряду с бактериологическим составом и загрязняющими компонентами большую роль играет и естественный состав воды. В настоящее время известно более 30 элементов, имеющих решающее биологическое значение. К числу биологически активных компонентов относятся: калий, литий, рубидий, железо, хром, никель марганец, молибден, кадмий, стронций, барий, медь, йод, натрий, кальций, магний, цинк, фтор, селен, мышьяк и другие [7,8]. Большинство из указанных химических элементов имеет биологическое значение в обменных процессах в организме человека. В организме человека обнаружено более 70 элементов Периодической системы Д.И. Менделеева. В.И. Вернадский стчитал, что на определенных этапах геологической истории через органическое вещество проходят все элементы периодической системы.
Классы концентраций биологически активных элементов
Таблица 10
| Элемент
| Наименование класса концентрации и концентрация
|
| Дефицитный
| Оптимальный
| Избыточный
| Недопустимый
|
| Кальций
| <40
| 40 - 80
| 80 - 200
| > 200
|
| Магний
| <8
| 8 – 40
| 40 - 120
| >120
|
| Мышьяк
| <0,025
| 0,025 – 0,05
| 0,05 – 0,1
| >0,1
|
| Йод
| <0,008
| 0,008 – 0,012
| 0,012 – 0,1
| >0,1
|
| Фтор
| <0,05
| 0,05 — 0,1
| 1,0 — 1,5
| >1,5
|
| Кобальт
| <0,01
| 0,01 — 0,02
| 0,02 — 0,1
| >0,1
|
| Молибден
| <0,01
| 0,01 — 0,05
| 0,05 — 0,25
| >0,25
|
| Цинк
| <0,4
| 0,4 — 0,7
| 0,7 — 1,0
| >1,0
|
| Марганец
| <0,1
| 0,1 — 0,3
| 0,3 — 0,5
| >1,5
|
| Железо
| <0,3
| 0,3 — 0,8
| 0,8 — 1,0
| >1,0
|
| Медь
| <0,1
| 0,1 — 0,2
| 0,2 — 1,0
| >1,0
|
| Магний
| <8
| 8 — 40
| 40 — 120
| >120
|
| Калий
| <50
| 50 — 100
| 100 — 200
| >200
|
| Барий
| <0,05
| 0,05 — 0,1
| 0,1 — 0,7
| >0,7
|
| Никель
| <0,01
| 0,01 — 0,05
| 0,05 — 0,1
| >0,1
|
Для ряда элементов клиническими исследованиями установлено влияние их повышенных или пониженных концентраций в питьевой воде на здоровье человека. При этом наиболее активное воздействие оказывают те компоненты, большую часть которых человек получает вместе с водой. Так, известно негативное влияние недостатка или избытка фтора, отрицательное значение недостатка йода, катастрофические последствия повышенных концентраций мышьяка. Например, повышенное содержание фтора приводит к заболеванию зубов, костных тканей, флюорозу. Повышенные концентрации фтора в воде отмечаются во многих районах мира, особенно в районах недавнего и современного вулканизма. Районы с высокой концентрацией фтора в подземных водах развиты и в России. Недостаток йода в воде вызывает развитие зобной болезни. Такие районы чрезвычайно распространены в мире. Четко выражены гидрохимические провинции с повышенным содержанием мышьяка в подземных водах Камчатки. Это ведет к возникновению опасных эндемических заболеваний. К весьма опасным аномалиям относятся зоны с повышенным содержанием стронция в воде.
Классическим является пример заболевания костной ткани человека, возникшей на Дальнем Востоке из-за повышенных концентраций стронция в воде. При этом большое биологическое значение имеет соотношение кальция и стронция в воде. Вероятность негативного влияния стронция возрастает при малых значениях этого соотношения [7 ].
При медико-биологических исследованиях фиксируются только резкие отклонения концентраций элемента от нормы. Во многих странах принятые нормативы на питьевую воду устанавливают только одну, верхнюю, границу содержания элемента (в России – предельно допустимые концентрации). В то же время возможно, что и недостаточное, дефицитное содержания компонентов от нормы при длительном употреблении воды отражаются на здоровье населения. В работе А.Н. Воронова и А.А. Шварца [8] выделена группа элементов, для которых на основании медико-биологических исследований и доли, поступающий в организм с водой, установлены так называемые рекомендуемые концентрации. К их числу относятся, например, кальций, магний, калий, железо, марганец и другие элементы. На основании этих концентраций может быть установлен диапазон концентраций элементов в воде, который наиболее полно отвечает потребностям организма.
Наряду с оптимальными, могут быть выделены дефицитные и избыточные концентрации. Избыточные концентрации могут быть подразделены на допустимые и недопустимые, приносящие явный вред здоровью человека. Указанными авторами были рассчитаны диапазоны для ряда биологиче