Вода – один з ресурсів на Землі, запаси якого недостатні для задоволення всіх постійних потреб людей. Водні ресурси, які і всі інші, розподілені нерівномірно по планеті. За даними ООН близько третини населення Землі не мають доступу до безпечної питної води. А за прогнозом Інституту водних проблем та меліорації після 2050 року Україна може стикнутися з необхідністю імпортувати питну воду, якщо ми не змінимо модель водокористування. Багато підприємств нехтують необхідністю ефективного очищення стічних вод перед скиданням їх у водойми. Комунальні водоконали є найбільшими забруднювачами водних ресурсів в Україні. І це не дивно, адже очищувальні споруди застаріли. А у багатьох містах модернізації не проводяться. Культура використання побутової хімії та законодавча регуляція складу засобів теж потребують покращення. Все це не сприяє оздоровленню річок в Україні. Повномасштабне військове вторгнення росії поглибило цю кризу. У багатьох областях України внаслідок активних бойових дій була пошкоджена інфраструктура для забору, очищення, постачання та відведення води. Мова йде перш за все про Донецьку, Луганську, Харківську, Дніпропетровську, Херсонську, Миколаївську, Київську та Чернігівську області. А підрив Каховської ГЕС поставив під загрозу не лише водопостачання, а й зрошення полів.

Воєнні дії суттєво впливають на якість локальних джерел водопостачання, оскільки вони: 

• спричиняють забруднення самих водних об’єктів та територій навколо них (так званої водозбірної площі);
• руйнують мережі водопостачання та каналізації;
• руйнують та унеможливлюють роботу очисних споруд;
• знищують систему державного моніторингу вод. 

За 1,5 роки від початку повномасштабного воєнного вторгнення ми неодноразово були свідками таких наслідків у громадах сходу та півдня України. У цих умовах особливо гостро постає питання пошуку альтернативних джерел водопостачання та дослідження якості води в них. Потрібні дешеві, прості у використанні та швидкі інструменти аналізу води, незалежні від державних лабораторій та контролюючих органів.

Дослідження якості водних об’єктів важливе для розуміння їхнього стану. Оперативно отримати відомості про стан води потрібно у різних випадках: визначення причин аномальних змін стану води у водоймі або мору риби, дослідження якості води після техногенного чи аварійного забруднення водойм. Часто громадські організації або мешканці громад стикаються з неможливістю довести контролюючим органам плачевний стан річок чи факт їх забруднення. Лабораторний аналіз не завжди доступний для них, а очікування результатів може зайняти певний час. У цих випадках швидкі результати теж корисні, як докази забруднення. 

Citizen Science методи, як вони можуть допомогти

У світовій практиці, в тому числі й у надзвичайних умовах, широко застосовуються якісні (індикаторні) Citizen Science методи. Причому ці підходи реалізовані як на державному рівні, так і на рівні окремих локальних громад, співтовариств та громадських організацій. На ринку присутні різноманітні комплекти для організації громадського моніторингу якості вод, які пропонують відомі виробники спеціалізованого хімічного обладнання. Та й методи аналізів використовуються майже ті самі, що й у спеціалізованих лабораторіях.

Останні два роки ГС «ДТКР», спільно з партнерами з мережі «Довкола», та інші громадські організації, наприклад «Екосенс», «Флора», впроваджують такі інструменти та практики громадського моніторингу якості вод на території України. Citizen Science методи дозволяють громадянам швидко дослідити якість вод локальної громади (озер, струмків, колодязів, річок тощо) та оцінити можливості їх використання для нецентралізованого водопостачання у надзвичайних умовах. 

Експеримент із експрес-системами дослідження води

Експерти організацій вирішили дослідити декілька доступних на ринку наборів реактивів від різних виробників. Порівняти їх ефективність та точність, простоту застосування. Адже вони можуть бути використані в умовах воєнного стану та у період післявоєнного відновлення України. Ми відправляли проби води у лабораторію та досліджували їх у польових умовах, аналізи  виконували досвідчені фахівці та люди, і навіть діти, які робили це вперше у житті. Результати усіх досліджень порівнювались, ретельно опрацьовувались фахівцями, щоб напрацювати дієвий та простий алгоритм і визначити, наскільки точними є результати громадського моніторингу вод за допомогою тест-систем.

Результати проведених досліджень демонструють ефективність, точність, але й обмеження використання двох поширених тест-систем для громадського моніторингу якості води у надзвичайних умовах. Науковці перевірили достовірність результатів еспрес-систем  в лабораторії, а саме дослідили, наскільки їх результати збігаються із результатами, отриманими за допомогою атестованих методик вимірювань. Ефективність та точність досліджувалась для таких параметрів якості води: загальний солевміст (TDS), водневий показник (pH), карбонатна та загальна жорсткість, вміст розчиненого у воді кисню, амоній-іону, нітритів, нітратів, орто-фосфатів, розчиненого заліза та міді. За результатами експериментальних досліджень був складений перелік тест-систем та обладнання, які експерти рекомендують використовувати для громадського моніторингу якості вод. Всебічний аналіз показав, що більшість відомих та всесвітньо визнаних тест-систем (LaMotte, VisoColor, Palintest, Merck, Marshall) є недоступними для українців через зависоку ціну. Тож за результатами досліджень ми рекомендуємо тест-системи JBL Prov Aqua Test та Rikka. Ці тест-системи присутні на ринку України, мають помірну ціну та дозволяють громадянам виконати швидкі дослідження якості води за дев’ятьма параметрами. У поєднанні з іншими інструментами (TDS-метрами, смужками паперової хроматографії) можна виконати повноцінний скринінг джерел води. Експериментальні дослідження підтвердили, що рекомендовані тест-системи є ефективними, простими та швидкими у використанні та надають надійний результат із похибкою, яка відповідає граничним вимогам ДСТУ ГОСТ 27384:2005 «Вода. Норми похибок вимірювань показників складу і властивостей» (ГОСТ 27384-2002, IDТ).

Наприклад, тест-системи для визначення заліза та міді продемонстрували похибку від 12 до 20% при нормативі 25%, для визначення нітратів –  від 10 до 18% при нормативі 15%,  обраний потенціометр у вимірюванні загальної жорсткості показав похибку від 7 до 14% (при нормативі 10%), для визначення нітритів – від 12 до 28%, при нормативі 25%, азоту від 12 до 25% при нормативі 20%, для визначення ортофосфат – іону 8 – 18%, при нормативі 20%. 

Не варто одразу впадати у зневіру через те, що використання тест-систем не дає чіткої похибки. Це пов’язано із тим, що на результати  швидких якісно-кількісних методів аналізу впливають велика кількість чинників, які визначають похибку. Наприклад, аналітики із малим досвідом та підготовкою демонструють більшу фінальну похибку, аніж аналітики та волонтери, які мають загальну підготовку та досвід принаймні 10 вимірювань. Проте додаткові тренування, практичні заняття та вишколи дозволяють еко-активістам та волонтерам здобути потрібні навички. На думку науковців цей чинник не становить значної проблеми.

Також на похибку впливає температура проби. Виробники тест-систем не дарма вказують на оптимальну температуру проби вод від 18 до 24 градусів за Цельсієм. Дослідження підтвердили, що аналіз “холодних” та “гарячих” проб збільшує остаточну похибку на 15…34%. Саме тому в інструкціях ми наполягаємо на постійному контролі температури проби та рекомендуємо еко-активістам та волонтерам підігріти або охолодити пробу води до потрібної температури. Це зайвий клопіт для аналітиків, проте це можна організувати навіть у польових умовах екологічної експедиції.

Експерт з екологічної безпеки Максим Сорока, який керував порівняльним дослідженням, зазначає:

«Ці тест-системи можуть помилятися в десятих, в 20% від гранично допустимої концентрації, але це не критично для визначення параметрів».

Промислова екологиня ДТКР Анна Амбросова додає, що за її досвідом роботи в лабораторії, атестовані методики виконання вимірювань мають похибки від 10 до 30%. 

За результатами цього дослідження створили покрокову Протокол-інструкцію громадського моніторингу якості води у надзвичайних умовах. Використовуючи цей протокол та рекомендовані тест-системи, громадяни зможуть швидко та самостійно дослідити якість води у місцевому природному джерелі та зробити попередній висновок: чи можливо використовувати цю воду для альтернативного нецентралізованого водопостачання у надзвичайних умовах. 

Еко-активісти ГС «ДТКР», ГО «Екосенс», ГО «Довкола» та ОГС «Друкарня» у лютому-червні 2023 року активно випробовували цей Протокол-інструкцію. Накопичений досвід засвідчив:

 1) еко-активісти з мінімальною теоретичною та практичною підготовкою можуть самостійно провести дослідження якості природних вод з місцевого джерела за 14 показниками органолептичних, фізико-хімічних та санітарно-хімічних властивостей; 

2) покрокова структура Протоколу-інструкції не тільки полегшує аналіз якості вод непрофесіоналами, а й запобігає помилкам;

 3) чіткий запропонований порядок дій допомагає еко-активістам приймати виважені та обґрунтовані рішення щодо придатності джерела води для альтернативного водопостачання, особливо у надзвичайних умовах.

Незважаючи на широкі позитивні можливості, експериментальні дослідження виявили ряд недоліків та обмежень у цих рекомендованих методах:

1) Використання якісних тест-систем не може надати чіткий результат без фотометричного аналізу. 

2) Використовуючи органолептичний аналіз, якісні тест-системи можуть надати надійний результат у чітко вираженому діапазоні значень (відповідно до інструкцій заводу-виробника).

3) Якісні тест-системи є чутливими до заважаючих факторів, тому громадяни вимушені для аналізу фільтрувати пробу, слідкувати за її температурою та дотримуватися мінімального часу для проведення якісних хімічних реакцій. 

4) Якісні тест-системи можуть на достатньому рівні достовірності виявити забруднену воду, проте не можуть бути застосовані для чистих природних та очищених вод (вони просто не можуть бачити настільки малі концентрації забруднюючих речовин). 

5) Якісні тест-системи є ефективним інструментом попередньої швидкої оцінки якості джерела води, проте не можуть ані за змістом, ані за якістю замінити інструментально-лабораторні методи дослідження якості води. 

Узагальнюючи усі результати досліджень, ми розробили рекомендації з організації громадського моніторингу якості води у надзвичайних умовах на рівні громади. Ці рекомендації вже впроваджуються партнерами по коаліції громадських організацій «Досить труїти Україну»: ДТКР у Кривому Розі,  ГО «Екосенс»  у м. Запоріжжя та ГО «Довкола» у м. Тернопіль.
________________________________________________________

Матеріал підготовлений у межах Ініціативи з розвитку екологічної політики та адвокації, яку реалізує Міжнародний фонд «Відродження» за фінансової підтримки Швеції. Думки, висновки чи рекомендації належать авторам матеріалу і не обов’язково відображають погляди Уряду Швеції. Відповідальність за зміст статті несе виключно ГС «Досить труїти Кривий Ріг».