Прогнозування ризиків нітратного та мікробіологічного забруднення джерел нецентралізованого водопостачання

Abstract

UA: Дослідження спрямоване на наукове обґрунтування методичних підходів до прогнозної оцінки ризиків нітратного та мікробіологічного забруднення джерел нецентралізованого водопостачання з урахуванням умов формування якості води. З цією метою проведено комплексне вивчення проблеми нітратного і мікробіологічного забруднення індивідуальних та громадських водозабірних споруд, яка протягом багатьох років залишається однією з найгостріших для сільських територій у країнах із розвиненим аграрним сектором. Стійкий характер і багатофакторність зазначених видів забруднення визначаються сукупним впливом природних гідрогеологічних умов, інтенсивності господарського використання територій, технічного стану інженерної інфраструктури та ефективності екологічного контролю. У зв’язку з цим особливої актуальності набуває розроблення надійного інструментарію, що дає змогу здійснювати оцінку та прогноз ризику нітратного і мікробіологічного забруднення для кожного окремого джерела водопостачання в межах сільських населених пунктів. Для вирішення поставленого завдання запропоновано використання модифікованої матриці Леопольда як інструменту прогнозування ризиків з урахуванням умов формування якості підземних вод. Для нецентралізованих систем водозабезпечення характерними є ризики, зумовлені недотриманням санітарно-гігієнічних вимог під час вибору місця розташування та облаштування як громадських, так і приватних колодязів. Типовими порушеннями є розміщення водозаборів у безпосередній близькості до потенційних джерел забруднення — вигрібних ям, надвірних туалетів, каналізаційних мереж, тваринницьких об’єктів, покинутих шахтних колодязів, а також відсутність належно сформованих санітарно-захисних зон навколо водозабірних споруд. Результати прогнозної оцінки дають можливість ідентифікувати ключові чинники, що зумовлюють формування та поширення нітратного і мікробіологічного забруднення для кожного досліджуваного об’єкта. На основі адаптованої матриці Леопольда розроблено уніфікований шаблон визначення категорії об’єкта залежно від встановленого рівня ризику. Визначена категорія обумовлює режим моніторингових спостережень та впровадження комплексу заходів, спрямованих на мінімізацію ризиків забруднення підземних водоносних горизонтів нітратами та мікроорганізмами. /// EN: The study is aimed at providing a scientific substantiation of methodological approaches to the predictive assessment of risks of nitrate and microbiological contamination of decentralized water supply sources, taking into account the conditions of water quality formation. For this purpose, a comprehensive investigation of the problem of nitrate and microbiological contamination of individual and public water intake facilities was conducted. This issue has remained one of the most pressing challenges for rural areas in countries with highly developed agricultural sectors for many years. The persistent and multifactorial nature of these types of contamination is determined by the combined influence of natural hydrogeological conditions, the intensity of land use, the technical condition of engineering infrastructure, and the effectiveness of environmental control. In this context, the development of a reliable tool enabling individualized assessment and prediction of nitrate and microbiological contamination risks for each specific water supply source within rural settlements becomes particularly relevant. To address this objective, a modified Leopold matrix is proposed as a tool for risk prediction, taking into account the conditions of groundwater quality formation. Decentralized water supply systems are typically associated with risks arising from non-compliance with sanitary and hygienic requirements when selecting locations and arranging both public and private wells. Common violations include the placement of water intakes in close proximity to potential sources of contamination—such as cesspits, outdoor latrines, sewer networks, livestock facilities, abandoned shaft wells—as well as the absence of properly established sanitary protection zones around water intake structures. The results of the predictive assessment make it possible to identify the key factors determining the formation and spread of nitrate and microbiological contamination for each studied source. Based on the adapted Leopold matrix, a unified template has been developed to determine the category of a facility depending on the established level of risk. The assigned category defines the monitoring regime and the implementation of a set of measures aimed at minimizing the risks of nitrate and microbial contamination of groundwater aquifers.