Методы исследований родников

Общая схема изучения родников. При изучении родников необходимо выполнить камеральные работы (анализ картографических, фондовых, литературных источников информации), произвести полевое обследование родника и окружающей местности, отобрать пробы воды, выполнить анализ отобранных проб и произвести оценку качества воды. Описание родника должно включать следующие сведения (табл. 1.1) [2].

Таблица 1.1. Перечень сведений, необходимых для описания родника

№ п/п	Необходимые сведения	Пояснения
	Географическое положение	Указывается направление и расстояние от ближайшего к роднику населенного пункта. Географические координаты родника устанавливают по крупномасштабной карте, имеющей координатную сетку.
	Положение в рельефе	Отмечается положение родника относительно орографических и гидрографических элементов местности. Например, «родник расположен у подошвы северо-западного склона холма (гряды) высотой около 30 м», или «в верхней части пологого (крутого) склона речной долины (балки, оврага)», или «в основании (середине) уступа правого коренного берега реки», или «у подножья первой надпойменной террасы» и др.
	Относительная высота выхода родника над уровнем ближайшего водоема	Указывается превышение места выхода над меженным уровнем водотока или водоема, дном балки, оврага, поверхностью болота. Отмечается возможность затопления родника во время половодий и паводков.
	Абсолютная высота выхода родника	Абсолютная отметка определяется проложением нивелирного хода от точки выхода родника до ближайшего (стенного или грунтового) репера государственной высотной сети. При отсутствии такой возможности – по горизонталям крупномасштабной топографической карты.
	Тип питающих источник подземных вод	Указывается тип подземных вод в соответствии с их классификацией по условиям залегания: верховодка, грунтовые, межпластовые, трещинные, трещинно-карстовые воды.
	Геологическая структура участка	Информация о геологическом строении территории может быть представлена схематическим разрезом местности в характерном направлении, например, поперек склона. О геологии данного участка можно судить по обнажениям горных пород поблизости. При наличии таких обнажений они описываются и зарисовываются с указанием положения родника.
	Характеристика водоносного горизонта	Дается по гидрогеологическим картам в виде общепринятого сокращенного обозначения.
	Тип родника	Для родников грунтовых поровых вод указывается их тип: депрессионный, контактовый, экранированный, субаквальный. Для родников, питающихся напорными водами, тип указывается как «напорный».
	Характер выхода воды	Описывается сколько близко расположенных выходов имеет родник (один или несколько), характер истечения воды (спокойное, пульсирующее и др.).
	Дебит	Измеряется объемным способом (по времени заполнения водой емкости определенного объема). Расходы воды высокодебитных родников определяют с помощью водосливов или водосчетчиков-расходомеров. Дебит родника может изменяться в широких пределах, поэтому измерение его должно производиться неоднократно. Желательно построить хронологический график изменения дебита, определить максимальное, минимальное и среднее его значение, после чего возможно классифицировать родник по величине дебита и его изменчивости.
	Физические свойства воды	Определяются такие показатели как температура, вкус, запах, цвет, прозрачность воды.
	Газы свободные и растворенные	По составу газов различаются родники: азотные, метановые, углекислые, радоновые, сероводородные, смешанные.
	Химические свойства воды	Определяется содержание макро-, мезо- и микрокомпонентов в воде. По данным относительного содержания основных ионов записывается формула ионного состава воды и дается ее название.
	Микробиологические свойства воды	Устанавливается бактериальный состав воды по показателям: общее число колиморфных бактерий, число термотолерантных колиморфных бактерий, колифагов, общее микробное число.
	Радиоактивность воды	Оценка допустимости использования воды для питьевых целей может быть дана по удельной суммарной альфа- и бета-активности, которые не должны превышать 0,1 и 1,0 Бк/кг соответственно.
	Отложения родника	Отмечается характер отложений: твердый осадок, охра, натеки, налет, а также их цвет. По возможности определяется химических состав отложений.
	Каптаж родника	Описывается конструкция каптажного устройства, его состояние, защищенность каптажной камеры от попадания загрязнений.
	Источники возможного загрязнения воды	Отмечается наличие поблизости объектов – возможных источников загрязнения воды и почвы: дорог, автостоянок, сельскохозяйственных угодий, огородов, силосных ям, навозохранилищ, свалок, складов удобрений, химикатов, горюче-смазочных материалов, кладбищ и др. Кроме того, необходимо отметить наличие болот или осушенных торфяников вблизи родника.
	Другие сведения	В качестве дополнительной информации можно указать: удобство подъездных путей, примерное количество людей, пользующихся родником, особые свойства воды, превышение нормативных показателей качества, рекомендации по охране и благоустройству и др.

Свойства родниковой воды, указанные в пп. 10–15 таблицы 1.1, подвержены сезонным и годовым изменениям, следовательно, необходимо их неоднократное определение в разное время года в течение нескольких лет.

Отбор проб воды. Правила отбора проб воды регламентированы ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб». В этом нормативном документе приведен перечень химических, органолептических, радиационных и микробиологических показателей качества воды, для которых указаны рекомендуемые емкости отбора пробы, сроки хранения и методы консервации пробы.

Основным требованием при отборе воды является чистота бутылки и пробки. Наиболее доступной и удобной пробоотборной емкостью, пригодной при определении большинства химических показателей, является пластиковая бутылка из-под пресной питьевой воды. Перед заполнением бутылку ополаскивают отбираемой водой не менее 3 раз.

Время и условия хранения проб неодинаковы для разных показателей, однако в большинстве случаев рекомендуется хранить пробу в темном месте при температуре 2–5 ºС не более суток.

При определении микробиологических показателей емкость (обычно стеклянная), в которую отбирается проба, должна быть простерилизована в сушильном шкафу при температуре 160–170 ºС в течение часа или в паровом стерилизаторе при температуре 120 ºС в течение 20 минут. Проба охлаждается до 2–10 ºС и хранится не более 6 часов.

При определении органических веществ обычно используют емкости из темного боросиликатного стекла. При анализе воды на содержание нефтепродуктов требуется отдельная стеклянная емкость, промытая гексаном.

Такие показатели как рН, Еh желательно определять на месте отбора проб в связи с их большой неустойчивостью. Растворенные в воде газы (кислород, углекислый газ, сероводород и др.) требуют специальных методов отбора и консервации.

В отношении объема проб, необходимого для химического анализа, можно считать, что для обычного «полного» анализа нужно 2 л пробы.

При передаче воды в лабораторию на анализ бутылку с пробой маркируют и сопровождают основными сведениями о роднике, записанными в Акте отбора проб. Акт отбора содержит следующие сведения:

1) Расположение и наименование места отбора проб;

2) Дата и время отбора;

3) Метод отбора;

4) Метеорологические условия;

5) Температура воды при отборе;

6) Метод подготовки к хранению;

7) Цель исследования воды;

8) Исполнитель (должность, фамилия, подпись).

Методики полевых и лабораторных исследований. На месте отбора пробы производились следующие операции:

– измерение температуры воздуха и воды, показателей рН и Еh, растворенного кислорода с использованием портативного анализатора «Экотест-2000-БПК/АТС»,

– измерение удельной электропроводности воды кондуктометром EC-1382 без термокомпенсации; пересчет значений электропроводности при температуре измерения на значения при температуре 25ºС производился по коэффициентам нелинейной функции для природных вод (РД 52.24.495-2005),

– подготовка воды для анализа на металлы: фильтрование воды на мембранных фильтрах (0,45 мкм) на полевой установке мембранной ультрафильтрации и консервация фильтрата концентрированной азотной кислотой.

Анализ воды на физические свойства, содержание главных ионов, биогенных компонентов и органических веществ выполнялся в ЗАО НИТЦентр по методикам, перечисленным в таблице 1.2.

Таблица 1.2. Перечень нормативных документов (НД), использованных при лабораторных анализах отобранных проб

Обозначение НД	Наименование НД
ПНД Ф 14.1:2:4.26-95 (издание 2005 г.)	Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрит-ионов в пробах природных, питьевых и сточных вод на анализаторе жидкости «Флюорат-02»
ПНД Ф 14.1:2:4.128-98 (издание 2007 г.)	Методика выполнения измерения массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природной, питьевой и сточной воды флуориметрическим методом на анализаторе жидкости «Флюорат-02»
ПНД Ф 14.1:2.4-95 (издание 2004 г.)	Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрат-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с салициловой кислотой.
ПНД Ф 14.1:2:3:4.123-97 (издание 2004 г.)	Методика выполнения измерений биохимической потребности в кислороде после n дней инкубации (БПКполн.) в поверхностных пресных, подземных (грунтовых), питьевых, сточных и очищенных сточных водах.
ЦВ 1.01.14-98 «А» (ФР.1.31.2000.00148)	Методика выполнения измерений перманганатной окисляемости проб питьевых и природных вод
ГОСТ 3351-74	Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности
ФР.1.31.2007.03496	Методика выполнения измерений массовой концентрации фторидов в водах потенциометрическим методом с ионселективным электродом
РД 52.24.380-2006	Массовая концентрация нитратов в водах. Методика выполнения измерений фотометрическим методом с реактивом Грисса после восстановления в кадмиевом редукторе
РД 52.24.382-2006	Массовая концентрация фосфатов и полифосфатов в водах. Методика выполнения измерений фотометрическим методом
РД 52.24.402-2005	Массовая концентрация хлоридов в водах. Методика выполнения измерений меркуриметрическим методом
РД 52.24.405-2005	Массовая концентрация сульфатов в водах. Методика выполнения измерений турбидиметрическим методом
РД 52.24.419-2005	Массовая концентрация растворенного кислорода в водах. Методика выполнения измерений иодометрическим методом
РД 52.24.468-2005	Взвешенные вещества и общее содержание примесей в водах. Методика выполнения измерений гравиметрическим методом
РД 52.24.493-2006	Массовая концентрация гидрокарбонатов и величина щелочности поверхностных вод суши и очищенных сточных вод. Методика выполнения измерений титриметрическим методом.
РД 52.24.495-2005	Водородный показатель и удельная электрическая проводимость вод. Методика выполнения измерений электрометрическим методом
РД 52.24.496-2005	Температура, прозрачность и запах поверхностных вод суши. Методика выполнения измерений
РД 52.24.497-2005	Цветность поверхностных вод суши. Методика выполнения измерений фотометрическим и визуальным методами
РД 52.24.421-2007	Методика выполнения измерений химического потребления кислорода в водах
РД 52.24.486-95	Методика выполнения измерений массовой концентрации аммиака и ионов аммония в водах фотометрическим методом с реактивом Несслера

Анализ образцов воды на микроэлементы выполнялся методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ICP MS) в ГЕОХИ РАН (г. Москва).

Оценка качества воды родников. Пригодность родниковой воды для питьевых целей определяется ее соответствием санитарно-эпидемиологическим правилам и нормам (СанПиН) 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников».

Нецентрализованным водоснабжением является использование для питьевых и хозяйственных нужд населения воды подземных источников, забираемой с помощью различных сооружений и устройств, открытых для общего пользования или находящихся в индивидуальном пользовании, без подачи ее к месту расходования.

Источниками нецентрализованного водоснабжения являются подземные воды, захват которых осуществляется путем устройства и специального оборудования водозаборных сооружений (шахтные и трубчатые колодцы, каптажи родников) общего и индивидуального пользования.

Указанные санитарные правила и нормы устанавливают гигиенические требования к качеству воды источников нецентрализованного водоснабжения, к выбору места расположения, оборудованию и содержанию водозаборных сооружений и прилегающей к ним территории.

Требования к качеству воды нормированы в СанПиН 2.1.4.1175-02 по ограниченному числу показателей: органолептическим (запаху, привкусу, цветности, мутности), химическим (рН, общей жесткости, нитратам, сульфатам, хлоридам, общей минерализации, перманганатной окисляемости) и микробиологическим (общему числу колиморфных бактерий, числу термотолерантных колиморфных бактерий, колифагов, общему микробному числу). Содержание других, неперечисленных в СанПиН 2.1.4.1175-02, химических веществ неорганической и органической природы не должно превышать предельно допустимых концентраций, установленных для них другими нормативными документами. В частности для оценки пригодности родниковой воды для питьевых целей могут быть использованы гигиенические нормативы (ГН) 2.1.5.1315-03 «Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования». В данном нормативном документе содержатся ПДК для 1356 веществ.