Токсичные элементы в природных водах Севастопольской городской агломерации: распределение, фон, аномалии

Abstract

Актуальность. До настоящего исследования по природным водам Севастопольской городской агломерации отсутствовали актуальные сведения по распределению широкого спектра высокотоксичных элементов. Цель: установить характеристики гидрогеохимического фона и изучить распределение высокотоксичных химических элементов в водах питьевого водоснабжения населения Севастопольской городской агломерации на основе актуальных сведений об их химическом составе, полученном современными методами анализа. Методы. Лабораторное изучение химического состава методами титриметрии, ионной хроматографии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой проводилось в Проблемной научно-исследовательской лаборатории гидрогеохимии Инженерной школы природных ресурсов Томского политехнического университета. Оценка токсикологических особенностей вод проводилась с использованием действующих нормативных документов: СанПиН 1.2.3685-21, ГОСТ Р 51232-98, СанПиН 2.1.3684-21, и рекомендаций Всемирной организации по здравоохранению. Результаты. Для природных вод территории Севастопольской городской агломерации установлены характеристики гидрогеохимического фона и аномалий. Выявлено, что концентрации большинства изученных токсичных элементов находятся ниже ПДК (V, Cr, Cu, Zn, Mo, Cd, Pb и Bi). Ряд объектов отличается превышением предельно допустимых концентраций по Fe, Mn, Co, Ni и Tl. По нормируемым химическим элементам в настоящее время наиболее неблагоприятные условия характеризуют воды села Колхозное. Практически на всей территории Гераклейского полуострова установлены высокие содержания урана и повышенные мышьяка. Огромное влияние на ухудшение качественных характеристик природных вод оказали засухи 2018-2020 гг., приведшие к росту концентраций практически всех микрокомпонентов не только в поверхностных, но и в подземных водах, включая скважины, родники и колодцы. Выявление роли природных и антропогенных факторов в процессах формирования гидрогеохимического поля эксплуатируемых водоносных горизонтов на территории Севастопольской городской агломерации требует продолжения мониторинговых исследований, начатых в 2018 г.

The relevance. Prior to the present study on the natural waters of the Sevastopol urban agglomeration, there was no relevant information on the distribution of a wide range of highly toxic elements. The aim of the research is to establish the characteristics of the hydrogeochemical background and study the distribution of highly toxic chemical elements in the drinking water supply of the population of the Sevastopol urban agglomeration based on current information about their chemical composition obtained by modern methods of analysis. Methods. Laboratory study of the chemical composition by titrimetry, ion chromatography, inductively coupled plasma mass spectrometry was carried out at the Problem Research Laboratory of Hydrogeochemistry of the TPU School of Natural Resources. The assessment of the toxicological characteristics of waters was carried out using the current regulatory documents: SanPiN 1.2.3685-21, GOST R 51232-98, SanPiN 2.1.3684-21, and the recommendations of the World Health Organization. Results. The hydrogeochemical background of the distribution of highly toxic chemical elements in the natural water of the Sevastopol urban agglomeration are established. The concentration of highly toxic elements (V, Cr, Cu, Zn, Mo, Cd, Pb and Bi) does not exceed the threshold limit value. Several objects are characterized by exceeding the threshold limit value for Fe, Mn, Co, Ni and Tl. The waters of the Kolkhoznoe village have the most unfavorable characteristics. Almost throughout the entire territory of the Kheracleian Peninsula, high concentrations of uranium and arsenic were established. The droughts of 2018-2020 had a huge impact on the deterioration of the quality characteristics of natural waters, which led to the increase in the concentrations of almost all microcomponents not only in surface waters, but also in groundwater (including wells and springs). Identification of the role of natural and anthropogenic factors in formation of the hydrogeochemical field of exploited aquifers on the territory of the Sevastopol urban agglomeration requires the continuation of monitoring.