Моделирование и прогнозирование питьевой воды в Луганской области

     Наряду  с проблемой дефицита пресной  воды во многих регионах мира остро  стоит проблема чистой пресной воды. Есть сведения о том, что 1,5 млрд. людей  не имеют чистой воды. Согласно же данным ВОЗ, почти 3 млрд. жителей планеты  пользуются некачественной питьевой водой. По этой причине около 25% населения  мира ежегодно подвергаются риску заболеть, приблизительно каждый десятый житель планеты болеет, около 4 млн. детей  и 18 млн. взрослых умирают. Около 80% всех заболеваний в развивающихся  странах связано с нехваткой  чистой воды. Кроме того, вода является бесценным сырьем, которое невозможно заменить другим.[4]

     Учитывая  все выше изложенные причины, проблема водоснабжения стала одной из важнейших в жизни и развитии человеческого общества.

     Причины недостатка пресной воды в мире следующие: интенсивное увеличение потребностей в воде в связи с ростом численности  населения планеты и развитием  отраслей хозяйственной деятельности, требующих огромных затрат водных ресурсов; потери пресной воды вследствие сокращения водоносности рек и других причин; загрязнение водоемов сточными водами.

     Истощение вод — уменьшение минимально допустимого стока поверхностных вод или сокращение запасов подземных вод. Минимально допустимым стоком называются сток, при котором обеспечиваются экологическое благополучие водного объекта и условия водопользования. 
Кроме того, большие потери пресной воды происходят в результате:

• фильтрации воды через стенки каналов;
• нарушения целостности (порывов) магистральных водоводов, подающих воду в населенные пункты от источников водоснабжения, и труб водопроводной сети, по которым вода разводится по территории населенных пунктов;
• нерациональной утечки воды в жилых и общественных зданиях в результате неисправных водопроводных кранов и водосливных канализационных приборов.

     Дефицит чистой пресной воды также обусловлен загрязнением природных вод.

     Загрязнение вод — внесение в воду (водные объекты) или образование (синтез, размножение и т.д.) в ней физических, химических или биологических агентов, неблагоприятно воздействующих на среду жизни или наносящих урон материальным ценностям. Загрязнение водных объектов происходит обычно в результате сброса в них сточных вод.

     Сточные воды — это воды, бывшие в производственно-бытовом или сельскохозяйственном употреблении, а также прошедшие через какую-то загрязненную территорию, в том числе территорию населенного пункта (промышленные, сельскохозяйственные, коммунально-бытовые и ливневые стоки). Это воды, отводимые после использования в бытовой и производственной деятельности человека.

     Основными вредными веществами, поступающими в  водные объекты (поверхностные и  подземные источники воды) со сточными водами, являются нефть и нефтепродукты, фенол, моющие специфические поверхностно-активные вещества (СПАВ), аммиак, пестициды, тяжелые  металлы, сложные химические соединения и другие. С хозяйственно-бытовыми сточными водами могут попасть в  водоисточники возбудители инфекционных заболеваний.

     В результате поверхностные и подземные  воды становятся непригодными для использования  в целях обеспечения питьевого  водоснабжения, бытовых и производственных целей.[5]

     Концентрации  различных химических элементов  в питьевой воде зависят от природных  и техногенных (антропогенных) факторов. Природные причины определяются уровнем естественного содержания элементов в открытых водоемах, подземных  водах, почве и горных породах, а  техногенные — поступлением в окружающую среду химических элементов в результате хозяйственной деятельности человека.

     К вредным веществам, загрязняющим источники  водоснабжения и питьевую воду, относят  пестициды. Это химические вещества, используемые для защиты растений, сельскохозяйственных продуктов, древесины, изделий из шерсти, хлопка, кожи, для  уничтожения эктопаразитов животных и борьбы с переносчиками опасных  заболеваний.

     2.1 Влияние природного химического состава питьевой воды на здоровье населения

     Недостаток  или избыток химических элементов  в почве приводит к соответствующему их содержанию в поверхностных и  подземных водах, сформировавшихся на определенной территории, и, как  следствие, — к недостатку или  избытку их в питьевой воде.

     Наряду  с этим аномально высокое (низкое) содержание химических элементов наблюдается  и в пищевых продуктах растительного  и животного происхождения на этих участках. Эти местности называются биогеохимические провинции, а заболевания, которые там регистрировались, —  эндемические заболевания (геохимические  эндемии).

     Специалисты разных стран подробно изучили влияние  на организм нитратов (солей азотной кислоты) — веществ природного и техногенного происхождения.[7]

     Нитраты постоянно присутствуют в природных  водах и являются продуктами аэробного (происходящего в среде, содержащей кислород) окисления органических азотосодержащих  веществ в почве и воде водоемов. Нитраты техногенного происхождения  широко применяются в промышленности и, особенно, в сельском хозяйстве. При  несоблюдении норм удобрения полей  нитраты накапливаются в почве, в источниках водоснабжения и  пищевых продуктах.

     По  данным исследователей Украины, в случае потребления питьевой воды с содержанием  в ней нитратов более 45 мг/л может  возникнуть водно-нитратная метгемоглобинемия. В организме под действием кишечной микрофлоры нитраты восстанавливаются в нитриты, которые проникают в кровь и блокируют гемоглобин с образованием метгемоглобина. Тяжелая форма этого заболевания (токсический цианоз) возникает исключительно у грудных детей, находящихся на искусственном вскармливании сухими питательными смесями

     Легкие  формы метгемоглобинемии, связанные с употреблением питьевой воды с повышенным содержанием нитратов, встречаются у детей всех возрастных групп и взрослых людей.[10] Для этих форм характерны слабость, бледность, повышенная утомляемость, которые при недостаточной осведомленности могут быть объяснены другими причинами. Развитию указанной патологии способствуют диспепсия и дисбактериоз кишечника. 

     У взрослых метгемоглобинемия развивается редко, но возможна взаимосвязь между длительным употреблением воды с повышенным содержанием нитратов и увеличением риска возникновения рака мочевого пузыря и яичников. Беременным женщинам особенно опасно употреблять воду, загрязненную нитратами.

     Согласно  сведениям, опубликованным в Украине, содержащиеся в питьевой воде нитраты  и нитриты могут привести к  увеличению распространенности среди  населения болезней системы кровообращения, болезней крови и кроветворных органов.

2. Ошибка вторичного засорения в Луганске

     Городские власти Луганска признали, собственно износ водоводов в мегаполисе доходит до 70%. Сети уже давно настоятельно просят капитального ремонта, а значит и просто уверенностью замены. Кроме  низкого показателя качества поставляемой питьевой воды, в следствии изношенности водоводов лишь половина поданного размера питьевой воды доходит до покупателя

        Еще одной проблемой считаются сине-зеленые водоросли, которые интенсивно развиваются на влажной плоскости труб из-за неизменных аварийных отключений. Развиваются также разные микроорганизмы способные вызвать кишечные заражения.

3. Формирование  базы данных и методика построения модели экологического процесса в условиях Луганской области.

     Водоснабжение Луганска осуществляется из 3-х городских  и 3-х дачных водозаборов. Водоснабжение  мегаполиса осуществляется из подземных  ресурсов. Водоснабжение Луганская  осуществляется водозаборными станциями  ОКП “Фирма “Лугансквода”. 

     В целом показатель качества питьевой воды в городских водозаборах  Луганска не соответствует притязаниям  ГОСТа 2874-82 “Вода питьевая”. А питьевая вода в дачных водозаборах находится  в рамках установленных нормативов. Перемешивая воду, поднятую городскими водозаборами с водой поднятой дачными  водозаборами (эта вода имеет наиболее высокое показатель качества) водопоставляющие организации хотят улучшить ее показатель качества.

       Луганская район имеет солидные запасы подземных вод, однако, итого 14% разведанных подземных ресурсов соответствуют необходимым стандартам свойства питьевой воды. Показатель качества питьевой воды в Луганске напрямую связанно с близостью шахт. Именно, это соседство делает негативное влияние на показатель качества питьевой воды в подземных источниках. На данный момент водопоставляющие организации переоформляют разрешения на определенные разрешенные отклонения от нормативов, установленных для показателя качества питьевой воды.

     3.1. Ключевые загрязнители питьевой воды Луганска

     Питьевая  вода в Луганске помимо естесственной жесткости содержит разные вредные вещества – товары деятельности в пределах 1500 предприятий и предприятий угольной, металлургической, машиностроительной, химической и нефтехимической индустрии, энергетики. Кроме такого, в Луганске и на пространстве области размещено около 123 фирмы используют в научно-техническом процессе в пределах сорока тыс. тонн многообразных сильнодействующих веществ. Лишь 8% стоков Луганска можно находить очищенными, потому большой урон питьевой воде с позиции содержания вредных препаратов наносит коммунальное хозяйство.

     Усугубляет  обстановку и то, собственно в водоемы  и подземные воды после ливней попадают хранящиеся во почти всех хозяйствах прямо на улице ядохимикаты  и минеральные удобрения.

     Этим  образом перечень ключевых вредных  препаратов в питьевой воде Луганска удивляет:

     -высокое  содержание карбонатов;

     -пестициды  и гербициды;

     -азот;

     -аммиак;

     -железо;

     -кадмий;

     -марганец;

     -тяжкие  металлы; 

     -нефтепродукты.  

     Для этого региона характерен повышенный уровень загрязнения естественной среды в сельской местности, которая существенно усиливает риск возникновения среди сельского населения онкологических болезней.

     Мной проведен анализ данных литературы, осуществленные выборки и анализ данных относительно загрязнения питьевой воды (особенно децентрализующих источников ), почвы и пищевых продуктов в сельских населенных местах, изучена взаимосвязь онкозаболеваемости и экологических факторов, выполнена статистическая обработка и анализ полученных данных.

     Было отмечено, что антропогенная деятельность населения сельских регионов является причиной интенсивного загрязнения поверхностных и подземных вод.

     Большая роль в антропогенном загрязнении поверхностных сельских водоемов принадлежит пестицидам и минеральным удобрениям, которые применяются при выращивании растений. Это чрезвычайно актуально для района, поскольку, основное направление в его деятельности - это зерновое хозяйство и огородничество.

     Эффект влияния воды и пищевых продуктов с повышенным содержанием нитратов усиливается на фоне недостаточного питания, которое наблюдается особенно в нынешний, кризисный период жизни.

     Следовательно, что такое нитраты? Это соли азотной кислоты (селитры), которые существовали на Земле задолго до появления человека и без которых невозможна сама жизнь. Суть проблемы не в их наличии, а в количестве. Растения поглощают из почвы, насыщенной удобрениями, в несколько раз больше соединений азота, чем требуется для их развития. В результате лишь часть нитратов синтезируется в необходимый нам растительный белок, а другие попадают на стол в "чистом виде" в плодах, в корневищах, в стеблях и в листьях. В организме их судьба зависит от многих факторов, в том числе и от состояния нашего здоровья.[7] Одни нитраты беспрепятственно выводятся, другие - вступают в безвредные или даже полезные для нас химические соединения, третьи, говоря языком химиков, превращаются в соли азотистой кислоты - нитраты. Вот где угроза! (Именно нитраты реагируют с гемоглобином крови, оставляя красные кровяные тельца возможности обеспечивать кислородом клетки тела). В результате нарушается обмен веществ, снижается свойство организма противостоять болезням.