Актуальність теми. Сучасна екологічна ситуація характеризується надзвичайно високим антропогенним навантаженням на природні ресурси і кризовим станом у деяких регіонах України, вже оголошених районами екологічного лиха. Таке становище створювалося тривалий час під впливом значної кількості чинників, зокрема: хижацького ставлення до природних ресурсів, екологічного невігластва та байдужості більшості учасників процесу управління, постійного відставання і недосконалості технологій виробництв (М.А. Хвесик, 2004; Л.Я. Шевченко, 2004).

Забруднювачі з ґрунту безпосередньо впливають на хімічний склад суміжних середовищ, у тому числі й води підземних джерел. Оскільки ґрунтові води не захищені водотривкими породами, а їх живлення відбувається в результаті фільтрації атмосферних опадів через інколи незначний (1,5-2 м завтовшки) шар ґрунту, то вони є найуразливішими. Водночас 80% сільських мешканців України використовують ці джерела для децентралізованого водопостачання. Саме тому забезпечення якісної ґрунтової води за хімічним складом набуває нині особливої актуальності (А.К. Запольський, А.І. Салюк, 2004; М.М. Коршун, Р.В. Горбачовський, 2007; А.В. Мокієнко та ін., 2008).

Ризик для здоров'я населення від споживання неякісної питної води є дуже високим, оскільки стан питного водопостачання та якість питної води як систем централізованого, так і, особливо, децентралізованого водопостачання в Україні залишаються незадовільними, а в деяких регіонах - критичними. Моніторинг інфекційних хвороб свідчить, що кожний 2-й спалах кишкових інфекцій пов'язаний із вживанням неякісної питної води (А.М. Пономаренко, 2008). Численними спостереженнями і дослідженнями встановлено роль питної води у розповсюдженні інфекційних кишкових (холера, черевний тиф, дизентерія), кишкових вірусних (інфекційний гепатит, аденовірусні хвороби, поліомієліт) та інших хвороб. Дедалі зростаючий дефіцит води питного призначення зумовлює необхідність розглядати цю проблему як одну з найважливіших не тільки в техногенному, але і в санітарному аспектах (В.В. Гончарук та ін., 2004).

Одним із джерел децентралізованого водопостачання є ґрунтові води. На відміну від поверхневих, ґрунтові води більш захищені від антропогенного забруднення саме завдяки ґрунту. Однак проблема полягає у тому, що нині ґрунти настільки забруднені, що не виконують свою сорбційну функцію і, відповідно, забруднюючі речовини потрапляють у підземні води. Тому дослідження якості води та ґрунту за хімічними та мікробіологічними показниками є перспективним напрямом прийняття відповідних рішень на державному рівні.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційну роботу виконано згідно з планом науково-дослідних робіт кафедри біотехнології ФЕБ ІМГ Національного авіаційного університету відповідно до теми: "Розробка та дослідження технології очистки стічних вод дріжджового виробництва" (№ 30/10.02.05), завдання "Обґрунтувати і розробити основні напрямки раціонального природокористування на засадах оптимізації сільськогосподарських ландшафтів, охорони ґрунтових і водних ресурсів, біологізації агротехнологій та екологобезпечного використання засобів хімізації" (ДР № 0101U003204) та "Розробити наукові основи агроекологічного моніторингу територій, забруднених полютантами" (ДР № 0106U004056).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було експериментально дослідити якість питної води децентралізованого водопостачання і визначити шляхи її поліпшення.

Для досягнення зазначеної мети було поставлено такі завдання:

- теоретично обґрунтувати і проаналізувати чинники, які справляють негативний вплив на систему децентралізованого водопостачання, провести їх комплексне екологічне оцінювання;

- дослідити та провести спостереження залежності якості підземних вод від екологічного стану ґрунтів;

- дослідити якість ґрунтових вод та основних типів ґрунтів на території парцелярних господарств;

- провести порівняння якості ґрунтових вод залежно від облаштування криниці;

- дослідити якість ґрунтових вод Житомирського та Пирятинського районів;

- дослідити якість підземних вод та ґрунтів.

Об'єкт дослідження - якість питної води децентралізованого водопостачання.

Предмет дослідження - закономірності зміни якості питної води зі зміною стану ґрунтів у різні пори року.

Методи дослідження: мікробіологічні, хімічні, екологічні, інформаційно-бібліографічні, математичної статистики.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше проведено порівняння якості підземних вод та ґрунтів на території приміських парцелярних господарств в умовах антропогенного навантаження. Виявлено залежність між вмістом забруднювачів у ґрунтах і водах, з'ясовано вплив забруднення ґрунту на якість підземних вод. Визначено коефіцієнти переходу у системі ґрунт-вода для різних типів ґрунтів. Уперше досліджено та проаналізовано зміну якості підземних вод у часі при зміні пір року. Встановлено найнесприятливіші пори року, коли необхідно проводити дослідження якості ґрунтових вод та дезінфекцію криниць.

Розширено уявлення, щодо забезпечення точності та достовірності результатів визначення забруднення водних агроекосистем.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані результати дослідження використано для розробки рекомендацій щодо заходів поліпшення якості питної води із підземних джерел, посилення контролю за їх станом, охорони довкілля та раціонального використання у досліджуваному регіоні.

Результати дослідження використовуються фахівцями лабораторії санітарно-гігієнічного відділу Житомирської СЕС для проведення державного соціально-гігієнічного моніторингу, науковцями відділу фітопатогенних бактерій при проведенні наукових і організаційних заходів, співробітниками кафедри екології та ботаніки Полтавської державної аграрної академії при викладанні курсу лекцій з екології.

Особистий внесок здобувача. Дисертація є самостійною роботою автора. Здобувачем проведено пошук і аналіз літературних джерел за темою дисертації та дослідження з визначення мікробіологічних і хімічних показників води та ґрунту у динаміці в різні пори року. Проаналізовано та узагальнено результати досліджень. Підготовлено до друку статті і тези наукових доповідей за темою дисертації. Хімічний та мікробіологічний аналіз проб води та ґрунту виконано в лабораторіях кафедри біотехнології Національного авіаційного університету. Всі наукові положення дисертації, їхню інтерпретацію, висновки, які винесено на захист, опрацьовано безпосередньо автором та за участі наукового керівника доктора біологічних наук, професора, академіка НААН України В.П. Патики.

Апробація результатів дисертації. Основні результати досліджень було викладено на: Науково-практичній конференції "Авіа-2007" (25-27 квітня 2007 року, Київ); Міжнародній науково-практичній конференції, присвяченій 15-річчю науково-дослідної лабораторії "Екологія і освіта" (22-23 березня 2007 року, Умань); Міжнародній науково-практичній конференції "Відповідальність за Створіння і сталий розвиток у Центральній і Східній Європі: досвід Польщі і України" (7-9 грудня 2007 року, Ужгород); Міжнародній науковій конференції студентів та молодих учених "Політ-2008" (10-12 квітня 2008 року, Київ); 1-й Українській науково-практичній конференції "Актуальні проблеми знезаражування води" (10-12 вересня 2008 року, Одеса).

Публікації. Основні результати дисертації викладено у 10 наукових публікаціях, з них 3 статті у фахових виданнях.

Структура та обсяг дисертації. Дисертаційну роботу викладено на 163 сторінках комп'ютерного тексту, у тому числі - 130 сторінок основної частини. Дисертація складається зі вступу, 6 розділів основної частини, загальних висновків, практичних рекомендацій, додатків і списку використаних джерел (215 найменувань, у т. ч.49 латиницею). Робота містить 30 таблиць і 39 рисунків.

Основний зміст роботи

Огляд літератури. У розділі наведено узагальнену інформацію про екологічний стан ґрунту та підземних вод, показано екологічний стан водопостачання, основні чинники, які впливають на якість цих об'єктів, погіршення якості підземних вод внаслідок інтенсивної експлуатації продуктивних водоносних горизонтів, важливість проведення аналізу за мікробіологічними та хімічними показниками. Висвітлено взаємозв'язок між ґрунтом та підземними водами. Теоретично обґрунтовано обраний напрям досліджень.

Природні умови, об'єкти і методики дослідження. Місце проведення дослідження було вибрано за основними типами ґрунтів у дрібних парцелярних господарствах: дерново-підзолисті ґрунти із вмістом гумусу 0,7-2,0% та рН = 4-5 (м. Житомир та його район, м. Київ); чорноземи типові з вмістом гумусу 6-9 % та рН = 6-7 (м. Пирятин та Пирятинський район Полтавської області); сірі лісові ґрунти із вмістом гумусу 2-3% та рН = 4,6-5,2 (м. Вінниця). Площа парцелярних господарств на території дослідження від 100 м² до 1500 м².

Відбирали, зберігали та доставляли зразки за діючими стандартами - ґрунту (ГОСТ 17.4.3.01-83) та води (ISO 5667/2). У дослідженнях відбирали проби води з криниць та артезіанських свердловин. Упродовж усього періоду дослідження було відібрано 744 проби води та 192 проби ґрунту.

Хімічний та мікробіологічний аналіз ґрунту та води проводили в лабораторіях кафедри біотехнології Національного авіаційного університету за загальноприйнятими методиками. У воді визначали: загальне мікробне число (ЗМЧ) та колі-індекс (методичні вказівки "Санітарно-мікробіологічний контроль якості питної води", які затверджено наказом № 60 від 3 лютого 2005 року); вміст нітратів (ГОСТ 18826-73 та потенціометричним методом (У. Дж. Уильямс, 1982); вміст заліза (ГОСТ 4011-72); вміст марганцю (ГОСТ 4974-72); вміст нітритів (ГОСТ 4192-82); вміст хлоридів (ГОСТ 4245-72); вміст сульфатів (ГОСТ 4389-72).

У ґрунті визначали: ЗМЧ та колі-індекс (Н.С. Егорова, 1976; Н.В. Прозорькина, Л.А. Рубашкина, 2002); вміст нітратів (ГОСТ 26951-86); вміст заліза (ГОСТ 27395-87); вміст марганцю (ГОСТ 26486-85).

Для визначення ступеня забрудненості води використовували: епідеміологічний критерій, який враховує небезпеку мікробного забруднення, санітарно-токсикологічний критерій, який враховує ХПК і специфічні забруднення, що нормуються за санітарно-токсикологічною ознакою (О.І. Фурдичко, В.П. Славов, А.П. Войцицький, 2008). Одні й ті самі показники можуть входити до кількох груп шкідливості, тому комплексну оцінку вираховували окремо для кожної лімітуючої ознаки шкідливості (ЛОШ) за формулами

де W - комплексна оцінка рівня забруднення води за даною ЛОШ;

n - кількість показників, що використовують для розрахунків;

питна вода якість парцелярне господарство

N_i - нормативне значення одиничного показника (найчастіше N_i = ГДК_і);

- кратність перевищення фактичної концентрації і-го інгредієнта у воді (с_і) до нормативного значення одиничного показника.

Якщо < 1, тобто концентрація менше нормативної, то приймається =1.

Статистичний аналіз експериментальних даних проводили з використанням програми Exсel.

Оцінка впливу ґрунту на якість води децентралізованого водопостачання. Залежність якості ґрунтових вод від стану ґрунтів за хімічними показниками. Основним джерелом забруднення ґрунтових вод є ґрунт, тому їх якість залежить від якості ґрунту та його забрудненості. Дані, щодо порівняння вмісту нітратів, заліза, марганцю у ґрунті та у воді наведено у табл. 1.

Встановлено, що у ґрунті концентрації нітратів нижчі ніж у воді, окрім проби з дерново-підзолистого ґрунту (109 мг/кг), взятого навесні, де цей показник є високим. Це пояснюється тим, що мешканці парцелярних господарств вносять у ґрунт гній. Слід зазначити, що нітрати, не сорбуючись ґрунтом, добре вимиваються з нього в результаті поверхневого стоку та внаслідок міграції в глибину профілю ґрунту забруднюють ґрунтові води.

Встановлено, що вміст заліза у ґрунті більший ніж у воді, і коливається в межах 0,48-3,99 мг/кг на дерново-підзолистих ґрунтах, 0,33-4,43 мг/кг на сірих лісових, 0,67-3,8 мг/кг на чорноземах. Але при цьому спостерігали тенденцію до його зростання навесні та восени на фоні зниження влітку. Слід відмітити, що залізо у ґрунті утворює міцні не розчинні у воді комплекси, які зв'язуються з його твердою фазою.

Виявлено, що концентрація марганцю на території дослідження у ґрунті є нижчою ніж у воді. Високий вміст марганцю у ґрунтовій воді можна пояснити надходженням до них стічних вод.

У районах дослідження спостерігали, що зростання або зменшення у ґрунті концентрації тих чи інших речовин впливає на динаміку змін у воді. Наприклад, у ґрунті вміст заліза більший ніж у воді. При збільшенні кількості заліза у ґрунті (від 0,48 до 0,57 мг/кг), підвищується його концентрація у воді (від 0,14 до 0,31 мг/дм³). При збільшенні вмісту марганцю у ґрунті від 0,005 до 0,03 мг/кг, підвищується його концентрація і у воді від 0,4 до 1,04 мг/дм³.

Таблиця 1

Порівняльна характеристика ґрунту та ґрунтових вод за хімічними показниками за сезонами

На основі отриманих даних проведено визначення коефіцієнта переходу у системі ґрунт-вода. На рис. 1 наведено коефіцієнт переходу для нітратів. Найбільший коефіцієнт переходу нітратів у воду характерний для чорноземів і сягає майже 200 одиниць. Для дерново-підзолистих та сірих лісових ґрунтів цей коефіцієнт перевищує 1, а отже нітрати доволі легко переходять у ґрунтові води. Слід зазначити, що деградація чорноземів (зменшення кількості гумусу, підкислення ґрунтового розчину, техногенне забруднення і т.д.), а також використання мінеральних добрив є причиною зростання вимивання нітратів із ґрунту у ґрунтові води. Відповідно і коефіцієнти переходу нітратів для чорноземів будуть вищими.

Рис. 1. Коефіцієнти переходу нітратів у системі ґрунт-вода: (І - дерново-підзолисті; ІІ - чорноземи типові; ІІІ - сірі лісові ґрунти)

Коефіцієнт переходу заліза у воду для різних типів ґрунтів наведено на рис.2. Порівняно з іншими типами ґрунтів, у дерново-підзолистих коефіцієнт переходу є вищим, хоча і менше 1. Отже, на чорноземах та сірих лісових ґрунтах залізо здатне краще утворювати не розчинні у воді комплекси.

Для марганцю (рис.3) коефіцієнти переходу вищі за одиницю. Найбільші значення характерні для сірих лісових ґрунтів і коливаються в межах 34-80 одиниць. Оскільки, дерново-підзолисті і сірі лісові ґрунти є кислими, то значно зростає рухомість таких елементів як Fe та Mn. Тому, відповідно і коефіцієнти переходу у системі ґрунт-вода для цих елементів будуть вищими.

Рис. 2. Коефіцієнти переходу заліза у системі ґрунт-вода: (І - дерново-підзолисті; ІІ - чорноземи типові; ІІІ - сірі лісові ґрунти)

Рис. 3. Коефіцієнти переходу марганцю у системі ґрунт-вода: (І - дерново-підзолисті; ІІ - чорноземи типові; ІІІ - сірі лісові ґрунти)

Отже, при дослідженні підземних вод необхідно проводити і дослідження ґрунту, щоб під час визначення джерела забруднення і шляхів поліпшення врахувати всі чинники, які можуть впливати на якість води.

Залежність якості ґрунтових вод від стану ґрунтів за мікробіологічними показниками. Вміст у ґрунті мікроорганізмів є вищим ніж у воді. Відповідно і значення колі-індексу будуть вищими, але вони є найнижчими для ґрунту. У пробах з дерново-підзолистого ґрунту спостерігали підвищення загального мікробного числа влітку з 1,1х10⁵ до 2,6х10⁵ КУО/г та з сірих лісових ґрунтів - з 4,1х10⁵ до 10⁹ КУО/г, що пов'язано зі створенням сприятливих умов для росту мікроорганізмів, і зменшення - восени. Також спостерігали тенденцію, що із зростанням числа КУО у ґрунті, в основному зростає їх кількість у воді, але істотного впливу не спостерігали.

Колі-індекс у ґрунті упродовж усього періоду дослідження не змінюється і є достатньо низьким, у той час як у воді цей показник сильно коливається. Отже, отримані результати свідчать, що вміст кишкової палички у ґрунті не впливає на її вміст у ґрунтовій воді. З цього виходить, що чинники, внаслідок яких збільшується вміст кишкової палички у воді, потрапляють до неї через дзеркало води або застосування брудних відер. Це необхідно враховувати при використанні води із цих джерел для збереження її якості.

Оцінка якості питної води децентралізованого водопостачання. Оскільки Державні санітарні норми рекомендують санепідемстанціям проводити дослідження 1 раз на рік у найнесприятливіший період, то перед нами постало завдання дослідити якість ґрунтових вод у різні пори року.

Стан якості ґрунтових вод за хімічними показниками. На території парцелярних господарств дерново-підзолистих ґрунтів у пробах води спостерігали як перевищення нормативу впродовж усього періоду дослідження із збільшенням їх кількості навесні (до 338 мг/дм³) та восени (223 мг/дм³), так і поодинокі випадки влітку (203 мг/дм³) та восени (49 мг/дм³). На території сірих лісових ґрунтів спостерігали поодинокі випадки незначного зростання вмісту нітратів у ґрунтовій воді впродовж року: навесні та влітку - 54,1 мг/дм³, восени - 83 мг/дм³.

На території чорноземів у криницях парцелярних господарств (рис.4) виявлено доволі високі кількості нітратів у воді. У криницях 13-го об'єкта дослідження перевищує норму тільки навесні і становить 95 мг/дм³, а влітку та восени спостерігається зменшення. В інших пробах вміст нітратів перевищує норму впродовж усього періоду дослідження і коливається від 95 до 726 мг/дм³. Настільки високу концентрацію нітратів можна пояснити надходженням гною у ґрунтові води з опадами та розміщення вигрібних ям поблизу криниць.

Рис. 4. Зміна вмісту нітратів у ґрунтовій воді криниць парцелярних господарств на чорноземах за сезонами: 1 - зима; 2 - весна; 3 - літо; 4 - осінь

Вміст заліза у ґрунтових водах на території дерново-підзолистих ґрунтів наведено на рис. 5.

Рис. 5. Зміна вмісту заліза у ґрунтовій воді криниць парцелярних господарств на дерново-підзолистих ґрунтах за сезонами: 1 - зима; 2 - весна; 3 - літо; 4 - осінь

Встановлено, що впродовж усього періоду дослідження вміст заліза не перевищує норму, окрім криниць 4-го об'єкта, де восени цей показник становить 0,31 мг/дм³.

На сірих лісових ґрунтах парцелярних господарств також спостерігали поодиноке зростання цього показника у ґрунтовій воді навесні. На чорноземах вміст заліза у ґрунтових водах перевищує норматив упродовж усього періоду дослідження тільки у криницях 13-го об'єкта. При цьому вміст його значно зростає навесні до 0,83 мг/дм³, влітку трохи зменшується і знову зростає восени до 0,61 мг/дм³.

У ґрунтових водах дерново-підзолистих ґрунтів вміст марганцю впродовж дослідження коливається. При цьому спостерігали його зростання на різних об'єктах у різні сезони від 0,2 до 1,03 мг/дм³. Встановлено, що вміст марганцю у воді парцелярних господарств на території чорноземів перевищує норму у всіх пробах упродовж усього періоду дослідження і коливається від 0,2 до 1,42 мг/дм³, окрім проб, відібраних з криниць 10-го та 12-го об'єкта, восени. У криницях парцелярних господарств сірих лісових ґрунтів (рис.6) упродовж усього періоду дослідження виявили, що вміст марганцю у воді перевищує норму із зростанням навесні до 0,98 мг/дм³ та восени - до 1,12 мг/дм³.

Рис. 6. Зміна вмісту марганцю у ґрунтовій воді криниць парцелярних господарств на сірих лісових ґрунтах за сезонами: 1 - зима; 2 - весна; 3 - літо; 4 - осінь

Вміст марганцю у ґрунтових водах досліджених приміських парцелярних господарств доволі великий і перевищує гранично допустимі концентрації. Причиною такого зростання є надходження стічних вод у ґрунтові.

Проведено комплексне оцінювання рівня забрудненості води із джерел децентралізованого водопостачання за санітарно-токсикологічним критерієм.

У криницях парцелярних господарств на дерново-підзолистих ґрунтах навесні виявили високий рівень забруднення ґрунтових вод (3,17-4,35 од.). В інші сезони, в основному, спостерігали як помірний, так і допустимий рівень забруднення води. У криницях на території сірих лісових ґрунтів упродовж усього періоду дослідження, в основному, спостерігали помірний рівень забруднення, окрім осені, коли вода мала високий рівень забруднення у всіх пробах (3,08-4,13 од.). На чорноземах, порівняно з іншими досліджуваними територіями, вода має гіршу якість. В основному спостерігали високий рівень забруднення (3,2-6,4 од.), що вказує на неприпустимість використання цього об'єкта для питного водопостачання.

Стан якості ґрунтових вод за мікробіологічними показниками. Встановлено, що загальне мікробне число у ґрунтових водах на території дерново-підзолистих ґрунтів, в основному, не перевищує норматив упродовж року, окрім осені, коли даний показник коливається від 117 до 186 КУО/см³. У криницях 5-го об'єкта навесні спостерігали підвищення ЗМЧ до 208 КУО/см³, а влітку зниження та знову зростання восени до 146 КУО/см³.

У ґрунтовій воді досліджуваних криниць парцелярних господарств на сірих лісових ґрунтах загальне мікробне число не перевищує норматив упродовж усього періоду дослідження і коливається від 1 до 89 КУО/см³. Проте спостерігали підвищення вмісту ЗМЧ влітку та зменшення восени (рис. 7).

Рис. 7. Зміна вмісту ЗМЧ у воді криниць парцелярних господарств на сірих лісових ґрунтах за сезонами: 1 - зима; 2 - весна; 3 - літо; 4 - осінь

У ґрунтових водах чорноземів виявлено тенденцію до різкого перепаду загального мікробного числа у всіх пробах. При цьому ЗМЧ зростало навесні до 226 КУО/см³ та восени - до 269 КУО/см³.

З отриманих даних експерименту встановлено, що колі-індекс взимку у всіх пробах ґрунтової води на території парцелярних господарств дерново-підзолистих ґрунтів не перевищує норматив, але вже навесні спостерігали різке підвищення цього показника, який коливався від 10 до 367 одиниць. Влітку та восени відбувалось як зниження, так і зростання колі-індексу в деяких пробах води.

У криницях парцелярних господарств на території сірих лісових ґрунтів взимку та навесні значення колі-індексу не перевищувало норматив, а влітку спостерігали різке підвищення, яке коливалося від 57 до 80 одиниць. Частково зростання колі-індексу до 180 од. виявили і восени.

У ґрунтових водах чорноземів зростання колі-індексу вивили навесні від 10 до 55 одиниць. Влітку спостерігали зменшення, а восени у пробах води виявили підвищення (13 і 33 од.) (рис. 8).

Рис. 8. Зміна колі-індексу у воді криниць парцелярних господарств на чорноземах за сезонами: 1 - зима; 2 - весна; 3 - літо; 4 - осінь

Підвищення значень загального мікробного числа та колі-індексу навесні та восени можна пояснити тим, що збільшується кількість опадів, зростає кількість поверхневого стоку, який потрапляє у ґрунтові води. Причинами незначного підвищення ЗМЧ влітку є сприятливі умови для розмноження мікроорганізмів. Таке різке коливання показників свідчить і про наявність джерел фекального забруднення. Слід зазначити, що високі показники колі-індексу свідчать і про наявність патогенної мікрофлори.

Проведено комплексне оцінювання рівня забрудненості води за епідеміологічним критерієм. На території парцелярних господарств дерново-підзолистих ґрунтів взимку ґрунтова вода мала допустимий рівень забруднення за епідеміологічним критерієм. Високий рівень забруднення, що потребує спеціальних заходів очищення води, виявили навесні (12,65-62,04 од.), влітку (16,1 та 47 од.) та восени (12,2 та 30 од.). Інші проби води помірно забруднені. На території сірих лісових ґрунтів ґрунтова вода, в основному, мала допустимий рівень забруднення за епідеміологічним критерієм. У деяких пробах спостерігали високий рівень забруднення води влітку (12,2 та 13,9 од.) та восени (27,15 та 30,5). У ґрунтових водах чорноземів м. Пирятин порівняно з іншими парцелярними господарствами, впродовж усього періоду дослідження не спостерігали високий рівень забруднення.

Порівняння якості питної води залежно від облаштування криниці. Для того, щоб порівняти наскільки навіс на криницею захищає якість питної води децентралізованого водопостачання від зовнішнього забруднення, проби води відбирали як у криницях з навісом, так і без. З отриманих даних виявлено, що на території парцелярних господарств дерново-підзолистих ґрунтів (табл. 2) за мікробіологічними показниками вода гірша у криницях без навісу.

Таблиця 2

Якість ґрунтових вод у криницях з навісом і без навісу у парцелярних господарствах на дерново-підзолистих ґрунтах за сезонами

Якщо у криницях з навісом ЗМЧ не перевищує 95 КУО/см³, то у криницях без навісу понад 200 КУО/см³. Таку саму різницю спостерігали і під час визначення колі-індексу навесні та влітку. При дослідженні вмісту марганцю і заліза у воді, виявлено, що у криницях з навісом вода брудніша, ніж без навісу. На інших досліджуваних територіях парцелярних господарств спостерігали таку саму закономірність, як і на дерново-підзолистих ґрунтах. Отже, дослідженнями встановлено, що навіс над криницею захищає від потрапляння ззовні у ґрунтові води мікробіологічного забруднення. Тоді, як хімічне забруднення, в основному, потрапляє через стік забруднюючих речовин.

Стан якості ґрунтових вод на території Житомирського та Пирятинського районів. У селах Житомирського району встановлено, що нітрати у ґрунтових водах мають високі показники із поступовим зростанням від весни до осені. У воді сіл Кам'янка та Тетерівка спостерігали перевищення норми нітратів влітку майже у 4 рази (177,2 і 137,9 мг/дм³) відповідно, що спричинено внесенням ненормованої кількості добрив на поля. Також виявлено, що вміст сульфатів і хлоридів упродовж дослідження не перевищує норму.

Встановлено, що впродовж усього періоду дослідження вміст нітратів та сульфатів у криницях досліджуваних сіл Пирятинського району не перевищує норму. Вміст хлоридів у ґрунтових водах не перевищує норму, окрім с. Нові Мартиновичі, де цей показник восени становить 280 мг/дм³.

У Житомирському та Пирятинському районах спостерігали тенденцію до підвищення досліджуваних показників навесні та восени, що пов'язано зі збільшенням кількості опадів та таненням снігів і зростанням поверхневого стоку. Також головними джерелами надходження сульфатів і хлоридів у ґрунтові води є стічні води.

Вплив антропогенних чинників на якість ґрунтів і артезіанських вод. Одним із джерел децентралізованого водопостачання є артезіанські свердловини. Нами досліджено кювети м. Києва.

Залежність якості артезіанських вод від стану ґрунтів. З отриманих результатів виявлено, що вміст заліза у ґрунті більший ніж у воді і коливається від 0,69 до 3,78 мг/кг. Це пояснюється тим, що у ґрунтах залізо утворює міцні не розчинні у воді комплекси, які зв'язуються з його твердою фазою. У ґрунті 1-го об'єкта впродовж дослідження поступово від весни до осені зростає вміст заліза від 0,78 до 2,74 мг/кг, а у воді підвищення спостерігалось навесні (0,28 мг/дм³) та восени (0,58 мг/дм³).

Вміст нітратів у ґрунті був вищим ніж у артезіанській воді. Це пояснюється тим, що нітрати на таку глибину не надходять.

Марганець у ґрунті міститься у дуже низьких концентраціях, порівняно з водою упродовж усього періоду дослідження і коливається від 0,005 до 0,1мг/кг. Його вміст був вищим лише навесні і становив 0,1 мг/кг, коли збільшувалась кількість опадів і під час танення снігів зростав поверхневий стік, що містить промислові та житлово-комунальні стічні води.

На основі отриманих даних було визначено і коефіцієнти переходу забруднювачів із ґрунту в артезіанські води (рис.9,10).

Встановлено, що коефіцієнти переходу з дерново-підзолистих ґрунтів є нижчими для артезіанських вод, на відміну від ґрунтових. При цьому спостерігали високий коефіцієнт для марганцю, який коливається від 5 до 128 од. Отже, марганець у ці джерела потрапляє не з ґрунту, а з верхніх водоносних горизонтів.

Встановлено, що у ґрунті від весни до осені поступово зменшувалась кількість КУО/г від 1,5·10⁵ до 5,1·10⁴ та від 1,6·10⁵ до 1,1·10⁴. Колі-індекс у ґрунті упродовж дослідження не змінювався і був достатньо низьким, у той час як у воді цей показник коливався і перевищував норму. Збільшення, чи зменшення кількості мікроорганізмів у ґрунті не впливало на якість води у цих бюветах.

Рис. 9. Коефіцієнти переходу нітратів та заліза у системі ґрунт-вода

Рис. 10. Коефіцієнти переходу марганцю у системі ґрунт-вода

Стан якості питної води із артезіанських басейнів. У всіх пробах упродовж року встановлено, що вміст нітратів не перевищував норматив і становив від 0,1 до 11,4 мг/дм³. В артезіанських джерелах спостерігали підвищені значення заліза (рис. 11).

Рис. 11. Зміна вмісту заліза в артезіанській воді за сезонами 1 - зима; 2 - весна; 3 - літо; 4 - осінь

Встановлено, що вміст марганцю у всіх пробах перевищує норматив. Різке зростання його спостерігали навесні та восени, що пов'язано із збільшенням кількості опадів та надходженням забрудненої води із верхніх водоносних горизонтів в артезіанський басейн.

Комплексне оцінювання рівня забруднення води за санітарно-токсикологічним критерієм показало (табл. 3), що, хоча проби й відібрані з артезіанських джерел, але впродовж дослідження вода перевищує допустимий рівень забруднення. Високий рівень забруднення виявлено у 3-му об'єкті - навесні (4,3 од.) та восени (3,4 од.), а у 4 об'єкті - навесні (3,1 од.). Високий рівень забруднення унеможливлює використання такої води для господарсько-питного водопостачання.

Таблиця 3

Ступінь забруднення артезіанської води за санітарно-токсикологічним показником

Досліджуючи підземну воду за мікробіологічними показниками отримали такі результати. Загальне мікробне число не перевищує норму у всіх пробах упродовж усього дослідження. Щодо колі-індексу, то впродовж року у бюветах виявлено значне його підвищення - навесні 9 од. на 3-му об'єкті, влітку 23 та 107 од. - на 1-му і 4-му об'єкті та 190 од. - на 2-му об'єкті.

Проведено комплексне оцінювання рівня забрудненості води із бюветів за епідеміологічним критерієм. Встановлено, що артезіанська вода мала допустимий рівень забруднення, окрім поодиноких випадків підвищення даного критерію. Помірний рівень забруднення виявлено навесні у бюветі на території 3-го об'єкта (2 од.), влітку - на 1-му об'єкті (4,3 од.) та восени - на 4-му об'єкті (2,15 од.). Вживання цієї води людиною може призвести до появи початкових симптомів інтоксикації. Високий рівень забруднення спостерігали влітку у бюветі 4-го об'єкта (18,3 од.) та восени - 2-го об'єкта (32 од.), що свідчить про необхідність застосування спеціальних заходів очищення води.

Обговорення результатів дослідження. Загалом аналіз хімічного і мікробіологічного складу води на території дослідження свідчить про незадовільний стан якості питної води децентралізованого водопостачання. Як свідчать наші дані, необхідно підсилювати контроль за мікробіологічними та хімічними показниками води із децентралізованих джерел водопостачання саме навесні та восени, коли через вживання забрудненої води збільшується ризик зараження патогенною та умовно патогенною мікрофлорою.

Висновки