Гигиеническая оценка качества питьевой воды централизованных систем водоснабжения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Шмелева Валерия Дмитриевна
Шмелева Валерия Дмитриевна
кандидат наук
2026
- Специальность ВАК РФ00.00.00
- Количество страниц 179
Оглавление диссертации кандидат наук Шмелева Валерия Дмитриевна
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
1.1. Методологические аспекты оценки качества питьевой воды централизованных систем водоснабжения
1.2. Выбор приоритетных индикаторов химического и микробиологического загрязнения питьевой воды централизованных систем водоснабжения
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ, МЕТОДЫ, ОБЪЕКТЫ И ОБЪЕМ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объект и предмет исследования
2.2 Характеристика зоны воздействия и описание точек контроля качества питьевой воды
2.3. Охват лабораторными исследованиями и их точность
2.4. Оценка риска
2.5. Статистический анализ
ГЛАВА 3. АНАЛИЗ КАЧЕСТВА ВОДЫ СИСТЕМ ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ С ПОЗИЦИИ ГИГИЕНИЧЕСКОГО НОРМИРОВАНИЯ
3.1. Оценка качества воды источников централизованного водоснабжения
3.2. Оценка качества воды водопроводов централизованного водоснабжения
3.3 Качество воды на распределительной сети
3.4 Оценка превышений гигиенических нормативов на основе кластерного анализа
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ
4.1 Анализ референтных доз химических соединений, поступающих перорально с питьевой водой
4. 2 Оценка рисков при воздействии химических веществ питьевой воды для здоровья населения
4.3. Физиологическая полноценность питьевой воды
4.4 Обоснование приоритетных мероприятий по снижению негативного воздействия питьевой воды на здоровье населения Приморского края
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПЕРСПЕКТИВЫ ДАЛЬНЕЙШЕЙ РАЗРАБОТКИ ТЕМЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Рекомендованный список диссертаций по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Анализ эффективности риск-ориентированной модели контрольно-надзорной деятельности в сфере централизованного питьевого водоснабжения населения Российской Федерации2019 год, кандидат наук Сбоев Александр Сергеевич
Комплексная санитарно-гигиеническая характеристика условий водопользования и оценка риска здоровью населения (на примере г. Вологды и г. Череповца)2013 год, кандидат наук Опарин, Алексей Евгеньевич
Гигиеническая оценка опасности и риска развития приоритетных неинфекционных заболеваний населения, связанных с загрязнением окружающей среды (на примере Пермского края)2019 год, кандидат наук Четверкина Кристина Владимировна
Анализ многосредового риска и ущерба здоровью населения при воздействии химических факторов среды обитания (на примере крупного промышленного центра)2010 год, кандидат медицинских наук Клейн, Светлана Владиславовна
Гигиенические основы безопасности хозяйственно-питьевого водоснабжения Красноярского края2010 год, доктор медицинских наук Скударнов, Сергей Егорович
Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Гигиеническая оценка качества питьевой воды централизованных систем водоснабжения»
Актуальность темы
Питьевая вода оказывает существенное воздействие на здоровье человека, её доступность и надлежащая подготовка являются одним из факторов, влияющих на динамику медико-демографических показателей [43, 58, 60, 101, 106]. В условиях расширяющихся знаний о новых необходимых показателях, методических подходов и нормативах качества воды, предназначенной для потребления человеком, обеспечение населения качественной питьевой водой является важной социально-гигиенической задачей [52, 129].
Системы централизованного водоснабжения обеспечивают основную часть питьевых нужд населения. С каждым годом увеличивается число населенных пунктов, охваченных качественной питьевой водой, и доля населения, обеспеченная централизованным водоснабжением, возрастает в процентном соотношении с нецентрализованным [46].
Повышение качества питьевой воды является приоритетной государственной задачей, достижение которой невозможно без осуществления риск-ориентированного подхода к его контролю [36, 37, 77]. Оценка риска для здоровья привлекла большое внимание многих ученых со всего мира, и было опубликовано множество методов оценки, касающихся перорального потребления воды и здоровья человека [3, 5, 35, 85, 86, 88, 118].
Знания об отдельных лабораторных испытаниях не дают полноценного представления о качестве воды централизованных систем водоснабжения. Необходима её комплексная оценка с позиции гигиенического нормирования, а также на предмет рисков для здоровья населения, избыточного или недостаточного содержания компонентов и пространственного взаимодействия. Таким образом, представляется важным системно исследовать современные аспекты данной проблемы через призму методологии гигиенической оценки качества воды, что особенно актуально в условиях дефицита унифицированных подходов к выбору приоритетных индикаторов химического и микробного загрязнения. Необходимо разработать алгоритм оценки качества воды централизованных систем водоснабжения с применением современных методов статистического и риск-ориентированного анализа для получения репрезентативных данных об основных тенденциях загрязнения воды, пространственной и временной динамике загрязнения на всех этапах водоподачи - от водоисточника до распределительной сети. Особую значимость имеет проведение оценки физиологической полноценности воды и расчет рисков для здоровья населения.
Состояние разработки темы
Накопленные в литературе данные свидетельствуют о необходимости проведения исследований по оценке возможного влияния химических, органолептических и микробиологических показателей качества воды на состояние здоровья населения регионально [58, 122]. Вопросам изучения канцерогенного и неканцерогенного воздействия химических веществ, загрязняющих питьевую воду, потребляемую населением посвящено большое количество исследований как на уровне регионов России [19, 30, 50, 55, 62, 77, 79], так и по всему миру [146, 148, 157, 160, 177, 179, 184, 185,188]
Системные представления о влиянии питьевой воды централизованного водоснабжения на заболеваемость населения Приморского края можно сделать на основании работ [44, 47]. В настоящее время накоплен значительный материал данных социально-гигиенического мониторинга для того, чтобы комплексно пересмотреть гигиеническую оценку питьевой воды централизованных систем водоснабжения, с включением оценки риска, с учетом значительных дополнений исследователей-гигиенистов [46, 75, 108].
Недостаточно глубокая разработанность темы исследования определила постановку цели и задач работы.
Цель исследования: гигиеническая оценка качества питьевой воды централизованных систем водоснабжения и связанных с ним рисков для здоровья населения Приморского края с обоснованием приоритетных мероприятий по их снижению.
Задачи исследования:
1. Проанализировать санитарно-эпидемиологическое состояние питьевой воды объектов социально-гигиенического мониторинга в Приморском крае в сопоставлении с региональными и общероссийскими данными;
2. Оценить качество питьевой воды систем централизованного водоснабжения Приморского края, охваченных социально-гигиеническим мониторингом, на всех этапах водоподготовки и распределения с позиции гигиенического нормирования и классифицировать системы по доли превышений нормативов для гигиенических показателей;
3. Разработать и апробировать алгоритм идентификации территорий с рисками для здоровья населения, обусловленными качеством питьевой воды, и оценить заболеваемость населения на данных территориях;
4. Путем пространственного моделирования провести зонирование территории Приморского края по показателям физиологической полноценности питьевой воды и оценить их вклад в распространение мочекаменной болезни среди населения;
5. Обосновать приоритетные мероприятия по снижению негативного воздействия питьевой воды на здоровье населения Приморского края.
Методология и методы исследования
Методологической основой диссертационного исследования послужили труды отечественных и зарубежных гигиенистов. Методология подчинена единому алгоритму и объединяет адекватные современные методы, обеспечивающие объективность и воспроизводимость полученных результатов. Для решения задач исследования проведена санитарно-эпидемиологическая оценка питьевой воды централизованных систем водоснабжения, использован комплекс современных гигиенических и статистических методов, в том числе методы сетевого анализа, методы пространственной интерполяции, кластерного анализа, рассчитаны осредненные концентрации по медианам, среднеарифметическим, а также верхней границы 95%-й вероятностной обеспеченности, проведена оценка и классификация риска причинения вреда здоровью населения с использованием среднесуточной дозовой нагрузки на взрослое и детское население, коэффициентов и индексов неканцерогенной опасности, индивидуального и суммарного канцерогенного риска, популяционного риска, суммарных индексов опасности при хроническом пероральном и накожном воздействии с учетом вариативности методологии оценки риска здоровью согласно современным научным представлениям.
Положения, выносимые на защиту
1. Сочетанный анализ гигиенических показателей качества воды в системах централизованного водоснабжения на всех этапах водоподготовки и распределения обеспечивает возможность их кластеризации по ведущим загрязнителям, являющихся факторами риска для здоровья населения.
2. Разработанный алгоритм представляет собой научно обоснованный инструмент для эффективной идентификации территорий с рисками для здоровья населения, обусловленными качеством питьевой воды.
3. Пространственное распределение зон физиологической полноценности питьевой воды систем централизованного водоснабжения согласуется с выделенными биоклиматическими зонами и уровнем распространенности мочекаменной болезни среди населения Приморского края.
Степень достоверности и апробация результатов
Уровень достоверности результатов диссертационного исследования основывается на проверяемых открытых данных. Постановки задач исследования, алгоритмы и методы решения соответствуют концептуальным положениям системного анализа. В ходе выполнения работы использованы современные способы сбора и обработки информации.
Степень достоверности результатов и выводов, полученных по итогам работы, определяется масштабом гигиенических оценок, продолжительностью и воспроизводимостью результатов исследований и объективностью полученных результатов исследования.
Результаты работы доложены и обсуждены на:
• XVI, XVII, XVIII, XIX, XX Тихоокеанском Медицинском Конгрессе «Наука и практика: эколого-гигиенические и социальные проблемы здоровья» (Владивосток, 2019 г., 2020 г., 2021 г., 2022 г., 2023 г.);
• Научно-практической конференции «Инновации и технологии в биомедицине» (Владивосток, 2019);
• III международном научно-образовательном форуме «Хэйлунцзян-Приамурье» (Биробиджан, 2019);
• II Всероссийском конкурсе и II Международном конкурсе молодых ученых «Гигиеническая наука - путь к здоровью населения» (Самара, 2020);
• II Национальном конгрессе с международным участием по экологии человека, гигиене и медицине окружающей среды «Сысинские чтения - 2021» (Москва, 2021);
• IV Всероссийской и III Международной конференции молодых ученых «Гигиеническая наука - путь к здоровью населения» (Архангельск, 2021);
• круглом столе «Здоровье всем» ФГБОУ ВО ДВГМУ Минздрава России (Хабаровск, 2021);
• VI Дальневосточном медицинском молодежном форуме с международным участием (Хабаровск, 2022);
• I, II, III, IV Дальневосточной конференции молодых ученых «Медицина будущего» (Владивосток, 2022 г., 2023 г., 2024 г., 2025 г.);
• Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Здоровье Дальнего Востока и Азии: вопросы, вызовы, решения» (Владивосток, 2023);
• Всероссийской научно-практической конференции с международным участием "Общественное здоровье, социология и организация здравоохранения: интеграция науки и практики" (Якутск, 2023);
• I, II, III Всероссийской научно-практической конференции с участием молодых ученых и обучающихся «Профилактическая медицина и гигиена: актуальные проблемы и междисциплинарное взаимодействие» (Хабаровск, 2023 г., 2024 г., 2025 г.);
• XXI научной конференции молодых географов Сибири и Дальнего Востока (с международным участием) (Иркутск, 2024);
• XXVIII Международной медико-биологической конференции молодых исследователей (Санкт-Петербург, 2025)
• XVII молодежной научной конференции «Меридиан»: география в условиях планетарных перемен - вызовы и решения (Москва, 2025)
Материалы диссертационного исследования представлены в 35 публикациях, в том числе 9 статей в ведущих научных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК при Минобрнауки РФ по специальности 3.2.1. Гигиена (медицинские науки), из них 5 работ в журналах, индексируемых в базах данных «Scopus».
Научная новизна работы:
Научная новизна исследования заключается в том, что впервые для Приморского края разработана классификация систем водоснабжения по приоритетным показателям качества воды по этапам водоснабжения; с использованием авторского алгоритма установлены количественные характеристики рисков, которые сопоставлены с заболеваемостью населения; средствами геоинформационного моделирования оценен дефицит минеральных элементов воды систем централизованного водоснабжения Приморского края и выявлены зоны нарушенной физиологической полноценности питьевой воды.
Теоретическая и практическая значимость
Теоретическое значение имеет концептуальная схема интеграции существующих методологических подходов к оценке риска питьевой воды централизованного водоснабжения по гигиеническим критериям. Практическая значимость работы заключается в системном представлении состояния питьевой воды централизованных систем водоснабжения для принятия оперативных решений по управлению качеством питьевой воды. Разработанная система анализа питьевой воды может быть использована при составлении программы мониторинговых исследований и планировании модернизации систем водоснабжения и водоподготовки.
Результаты диссертации внедрены в работу отдела социально-гигиенического мониторинга ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Приморском крае» для предоставления аналитической информации в Управление Роспотребнадзора по Приморскому краю и расчетов индикаторов риска нарушения одного из обязательных требований, утвержденный приказом Министерства здравоохранения Российской Федерации от 18 апреля 2023 года N 172н «Перечень индикаторов риска нарушения
обязательных требований при осуществлении федерального государственного санитарно-эпидемиологического контроля (надзора)».
Алгоритм идентификации территорий с рисками для здоровья населения, обусловленными качеством питьевой воды, внедрены в работу ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Приморском крае» и Управления Роспотребнадзора по Сахалинском области.
Полученные результаты внедрены в материалы лекций и практических занятий по дисциплине «Гигиена», а также учебное пособие Дальневосточного федерального университета.
Структура и объем диссертации: Диссертационное исследование изложено на 179 листах машинописного текста, содержит 250 литературных источников, включая 110 иностранных, проиллюстрировано 27 таблицами, 29 рисунками и состоит из введения, основной части, включающей обзор литературы, методологию и методы исследования, двух глав собственных исследований, заключения, выводов, практических рекомендаций и приложений.
Личный вклад автора. Автором выполнена постановка концептуальной цели и задач, выбор и обоснование методологии поискового исследования; сбор и формирование целевой базы данных, статистическая обработка первичных материалов, анализ, обобщение и интерпретация их результатов; формулировка основных положений, выводов и практических рекомендаций.
Благодарности. Автор выражает глубочайшую признательность своим научным руководителям. Эта работа посвящается светлой памяти доктору медицинских наук, кандидату технических наук, профессору Кику Павлу Федоровичу, чьи идеи и наставления стали её основой. Автор выражает глубокую благодарность доктору медицинских наук Аленицкой Марине Владимировне за её руководство, терпение и неоценимую помощь в завершении исследования и подготовке к защите. Особую благодарность автор выражает коллегам ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Приморском крае» за работу по отбору проб воды в мониторинговых точках, кодированию и проведению лабораторных испытаний качества питьевой воды, а также специалистам Управления Роспотребнадзора по Приморскому краю за организацию системы мониторинговых наблюдений.
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СИСТЕМ ВОДОСНАБЖЕНИЯ
В данной главе рассмотрено современное состояние проблемы качества питьевой воды централизованных водоснабжающих систем (ЦВС), включая известные методические подходы к гигиенической оценке питьевой воды и распространенные индикаторы химического и микробиологического загрязнения питьевой воды ЦВС.
1.1. Методологические аспекты оценки качества питьевой воды централизованных
систем водоснабжения
Употребляя питьевую воды, поступающую по трубам систем централизованного водоснабжения, человек контактирует с химическими соединениями и микроорганизмами, присутствующими в ней в незначительных количествах. Установления причинно-следственных связей между состоянием здоровья населения и воздействием химических соединений в воде лежит в основе социально-гигиенического мониторинга (СГМ) объектов хозяйственно-питьевого водоснабжения, являющегося системой постоянного наблюдения, оценки, контроля над факторами среды обитания, прогнозирования развития неблагоприятных последствий и принятия решения для снижения риска их воздействия.
СГМ представляет собой государственную систему наблюдения за состоянием здоровья населения и среды обитания. В соответствии с законодательством [100], социально-гигиенический мониторинг является направлением деятельности Федеральной службы в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека (Роспотребнадзор) и важным механизмом обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения. Согласно данной системе, оценивается качество воды централизованных систем водоснабжения на различных этапах, включая водоисточник, этапы водоподготовки и на распределительной сети. На основании полученных результатов, используя методологию оценки риска, представляется возможным подтвердить эффект воздействия питьевой воды централизованного водоснабжения на здоровье населения [42, 90, 109].
Являясь системой постоянного наблюдения, оценки, контроля над факторами среды обитания, СГМ предоставляет возможность прогнозирования развития неблагоприятных последствий и принятия решения для снижения риска их воздействия. В основе СГМ лежит установление причинно-следственных связей между состоянием здоровья населения и воздействием загрязнителей питьевой воды. Выявление закономерностей распределения полученного риска по времени и территории дает преимущества для того, чтобы сконцентрировать профилактические мероприятия до подъема заболеваемости на территории, где вероятность ее возникновения наиболее высока [40, 55, 94]. СГМ
проводится с целью установить приоритетные задачи обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения для программно-целевого и бюджетного планирования деятельности органов государственной власти и местного самоуправления, органов и учреждений Роспотребнадзора, включая реализацию модели риск-ориентированной надзорной деятельности [36, 37].
Анализ влияния качества питьевой воды на здоровье населения является неотъемлемой частью оценки риска многосредового воздействия химических веществ. Подчеркивает интерес к данному фактору среды обитания то, что его оценка претерпела значительные изменения и дополнения в последнее время, а именно предпринята попытка интегрировать санитарно-токсикологический и органолептический критерии в интегральный показатель риска (МР 2.1. 4.0032-11 «Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Интегральная оценка питьевой воды централизованных систем водоснабжения по показателям химической безвредности» [65]), оценить риск по микробиологическому критерию (МР 2.1.10.0031-11 «Комплексная оценка риска возникновения бактериальных кишечных инфекций, передаваемых водным путем» [66]), а также провести оценку санитарно-эпидемиологической надежности систем водоснабжения по всем трем перечисленным группам (МР 2.1.4.2370-08 «Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Оценка санитарно-эпидемиологической надежности систем централизованного питьевого водоснабжения» [68]). Данные критерии оценки качества воды, лежащие в основе действующего СанПиН 1.2.3685-21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания» [114] и известные, как лимитирующие показатели вредности, разработаны с учетом знаний о токсичности показателя в водной среде либо с учетом его восприятия органами чувств человека.
В организации СГМ для обеспечения населения качественной питьевой водой из систем централизованного водоснабжения произошли значительные улучшения, связанные с закреплением принципа выбора мониторинговых точек контроля качества воды, порядком отбора проб и перечня показателей, отраженных в СанПиН 2.1.3684-21 «Санитарно-эпидемиологические требования к содержанию территорий городских и сельских поселений, к водным объектам, питьевой воде и питьевому водоснабжению, атмосферному воздуху, почвам, жилым помещениям, эксплуатации производственных, общественных помещений, организации и проведению санитарно-противоэпидемических (профилактических) мероприятий» [115] и МР 2.1.4.0176-20 «Питьевая вода и водоснабжение населённых мест. Организация мониторинга обеспечения населения качественной питьевой водой из систем централизованного водоснабжения» [67]. Однако,
остается неопределенность в отношении тех показателей, которые не закреплены в перечисленных документах, так о присутствии в воде токсичных соединений может говорить данные биотестирования проб воды, в то же время санитарно-химических анализ воды покажет отсутствие превышений ПДК [8].
В настоящее время данные СГМ объектов хозяйственно-питьевого водоснабжения применяются для увеличения доступности информации об качестве питьевой воды в рамках федеральной программы «Чистая вода». Прежде удовлетворенность потребителя водопроводной воды зависела только от его субъективной оценки органолептических параметров [213], но в последние годы для населения стало возможным объективно оценить качество воды из своего крана в реальном времени, благодаря функционированию «Интерактивной карты контроля качества питьевой воды в Российской Федерации» [119]. «Интерактивная карта контроля качества питьевой воды» позволяет гражданам РФ получить информацию о состоянии систем водоснабжения, о мероприятиях по модернизации инфраструктуры, о качестве питьевой воды в любой точке страны [57,132]. Это делает результаты СГМ оптимальным материалом для выполнения оценки риска, так как именно он обеспечивает необходимый объем и продолжительность исследования для точности оценки и возможность визуализации распространения риска.
Традиционно гигиеническая оценка качества питьевой воды складывается из статических и динамических показателей, включающих расчет числа превышений и кратности превышения гигиенических нормативов [16]. Однако, руководствоваться сравнением результатов исследований с предельно допустимыми значениями недостаточно на настоящий момент, необходимо переходить к возможности установления количественных и/или качественных характеристик вредных эффектов для здоровья населения. Ведущим инструментом такого перехода для оценки степени и тенденций влияния качества питьевой воды на формирование экологически обусловленных заболеваний населения, в совокупности с другими факторами окружающей среды, является методология оценки риска [58, 89, 110]. Оценка риска здоровью остается важнейшей методологией, использующейся для принятия управленческих решений для защиты здоровья населения при воздействии факторов окружающей среды [6, 35, 86].
Необходимость внедрения данной методологии для управления качеством окружающей среды и здоровья населения в Российской Федерации была обозначена еще в конце прошлого столетия [99]. Основным источником информации для анализа риска при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду в Российской Федерации, в настоящее время является Руководство Р 2.1.10.3968-23 «Руководство по оценке риска здоровью населения при воздействии химических веществ, загрязняющих
окружающую среду» [105]. Данный документ является проработанной редакцией предыдущего руководства, действовавшего до 01.01.2024 г., Р 2.1.10.1920-04 «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» [104], к которому и ранее предпринимались попытки обновления [118].
На международном уровне оценка риска проводится по стандартной методике Агентства по охране окружающей среды США (USEPA - U.S. Environmental Protection Agency) [245]. Следует подчеркнуть, что несмотря на различие названий опорных документов, обе методологии основаны на единых принципах и связаны долгосрочным сотрудничеством стран [10]. Основы анализа риска, описанные в руководстве [105], используются повсеместно в мировой практике, и её важнейшие этапы, включающие идентификацию опасности, оценку экспозиции, оценку «доза-ответ» и характеристику риска, были заложены еще в 1983 году [206]. Согласно данной в нем формулировке, оценка риска в научном отношении представляет последовательное, системное рассмотрение всех аспектов воздействия анализируемого фактора на здоровье человека, включая обоснование допустимых уровней воздействия. В научно-практическом плане основная задача оценки риска состоит в получении и обобщении информации о возможном влиянии факторов среды обитания на здоровье, которое дополняет санитарно-эпидемиологическую оценку и в случаях проектирования и строительства (модернизации) объектов водоснабжения обеспечивает основу временных отступлений от гигиенических нормативов [42]. На настоящий момент накоплено большое количество данных об опыте практического применения оценки риска как с использованием отечественного руководства [85, 89], так и на международном уровне по стандартной методике Агентства по охране окружающей среды США [184, 185, 233].
Химические соединения в оценке риска характеризуются резорбтивным действием, под которым понимают возможность развития общетоксических, гонадотоксических, эмбриотоксических, мутагенных, канцерогенных и других эффектов. Риски, не затрагивающие вероятность развития злокачественных новообразований, относятся к неканцерогенным и проявляются в ухудшении функциональной способности критических органов или систем органов, или способности компенсировать дополнительный стресс. При этом возникновение данных эффектов зависит не только от концентрации вещества в питьевой воде, но и установленных референтных значений с учетом всех имеющихся современных научных данных.
Процесс оценки риска состоит из четырех этапов: идентификации опасности, оценки воздействия (экспозиции), оценки «доза-ответ», и оценки риска. Этап идентификации
опасности предполагает выбор и обоснование приоритетных загрязнителей питьевой воды, которые должны обязательно быть включены в оценку риска. Недооценка фактического риска здоровью населения при воздействии химических веществ питьевой воды является одной из методических проблем [70, 107]. На неё влияют - отсутствие региональных и возрастных различий в факторах экспозиции; редкий учет риска здоровью детского населения [123]. Как отмечают авторы, при проведении оценки риска редко оценивается экспозиция для всех реально воздействующих путей поступления и не проводятся расчеты описательной статистики, включая определение риска на уровне верхней границы (90-95-й процентиль) экспозиции расчет на основе средних концентраций с 95%-ной вероятностной обеспеченности, что учитывает ошибку выборки [7].
Похожие диссертационные работы по специальности «Другие cпециальности», 00.00.00 шифр ВАК
Научное обоснование системного подхода к обеспечению гигиенической безопасности питьевого и рекреационного водопользования населения2022 год, доктор наук Механтьев Игорь Иванович
Гигиеническая оценка формирования нарушения здоровья детского населения при комплексном воздействии факторов окружающей среды в углехимических центрах Кузбасса2015 год, кандидат наук Глебова, Людмила Александровна
Гигиеническое обоснование метода интегральной оценки питьевой воды по показателям химической безвредности2014 год, кандидат наук Ерастова, Наталья Вячеславовна
Эколого-гигиеническая оценка риска здоровью, связанного с потреблением подземных вод аридных зон Заволжья2025 год, кандидат наук Новиков Денис Сергеевич
Гигиеническая оценка влияния химического состава питьевой воды систем водоснабжения Приморского края на здоровье подросткового населения2022 год, кандидат наук Ямилова Ольга Юрьевна
Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Шмелева Валерия Дмитриевна, 2026 год
А. Источник
Железо
25.0
Медь^„ пп Марганец
Хлориды
Мышьяк
Кремний
Нитраты
Свинец
Литии
Аммиак
Фтор
Перед сетью
Трихлорэтилен
Тетрахлормета н
Хлороформ
Железо
Марганец
Алюминий
Мышьяк
Тетрахлормета н
В. Сеть
Кремний
Свинец
100% ^80% /60% 40% 20% 0%
/
Трихлорэтилен
Бор
Железо
Нитраты
Хлороформ
Марганец Алюминий
Рисунок 21. Профили загрязнителей питьевой воды централизованного водоснабжения, превышающих ПДК (А -на этапе источника; Б - перед подачей в распределительную сеть; В - в распределительной сети)
В источниках ЦВС выявлены превышения по следующим химическим веществам: железо, марганец, кремний, нитраты, аммиак, фтор, литий, свинец, мышьяк, хлориды. К химическим веществам, по которым выявлены неудовлетворительные пробы перед
подачей в распределительную сеть, относятся железо, марганец и остаточные реагенты такие, как трихлорэтилен, алюминий, хлороформ, тетрахлорметан. К химическим веществам, по которым выявлены неудовлетворительные пробы в распределительной сети, относятся кремний, бор, железо, марганец, нитраты, мышьяк, медь, свинец и остаточные реагенты такие, как трихлорэтилен, алюминий, хлороформ, тетрахлорметан. Акцентируя внимание на трех лидирующих химических вещества по доле неудовлетворительных проб можно выделить железо, марганец, кремний в источниках; трихлорэтилен, железо, марганец перед подачей в распределительную сеть; кремний, трихлорэтилен, бром в распределительной сети.
Анализ количества проб 31 химического вещества на уровне нижнего обнаружения методики позволил идентифицировать химические вещества, приоритетные для оценки риска. Проведен анализ показателей, разделенных по этапам водоснабжения, которые обнаруживаются выше предела чувствительности методики (ПЧ) менее чем в 5% проб и хотя бы однажды превышающих 0,5 ПДК (табл.13).
Таблица 13 - Характеристика химических веществ для расчета неканцерогенного риска
Химическое вещество Водоисточник Перед сетью В сети
>ПЧ Макс. доля от ПДК >ПЧ Макс. доля от ПДК >ПЧ Макс. доля от ПДК
Алюминий 0% 0,20 26% 2,85 22% 7,1
Аммиак 38% 5,60 29% 0,68 36% 0,25
Бор 54% 1,96
Бром 3% 0,25
Бромдихлорметан 28% 0,11 37% 0,20
Железо 74% 90,90 83% 28,67 72% 107,33
Кадмий 41% 0,90 56% 1,00 13% 0,90
Кобальт 0% 0,01 0% 0,01 10% 0,67
Кремний 52% 1,88 96% 4,45
Литий 73% 5,67 69% 0,53 8% 0,23
Магний 94% 0,44 96% 0,97 98% 0,96
Марганец 79% 35,39 76% 30,99 86% 33,69
Медь 54% 0,62 49% 0,31 53% 1,86
Мышьяк 71% 2,44 54% 0,50 23% 1,50
Никель 53% 0,90 35% 0,92 25% 1,00
Нитраты 92% 2,19 90% 0,82 90% 1,96
Нитриты 32% 1,03 56% 0,47 26% 0,67
Полифосфаты 64% 0,07 55% 0,05
Ртуть 22% 0,92 20% 0,48 20% 0,24
Свинец 72% 3,00 75% 1,00 35% 1,10
Селен 4% 0,96
Стронций 77% 0,12 52% 0,05 62% 0,04
Сульфаты 92% 0,47 93% 0,37 100% 0,18
Тетрахлорметан 3% 8,50 2% 5,50
Тетрахлорэтилен 4% 1,00
Трихлорэтилен 100% 15,60 96% 18,49
Фтор 75% 4,94 65% 0,99 42% 0,96
Продолжение таблицы 13
Хлориды 90% 4,93 82% 0,56 89% 0,14
Хлороформ 90% 9,17 89% 7,00
Хром 54% 0,94 43% 0,54
Цинк 62% 0,24 69% 0,76 49% 0,33
Согласно приведенным данным (табл.13), алюминий не представляет интереса на этапе водоисточника, так как, в первую очередь, является остаточным реагентом после водоподготовки. Аммиак не превышает 0,5 ПДК в распределительной сети, что говорит о его активном участии в азотном цикле и трансформации его в нитритные и нитратные формы до поступления в распределительную сеть. Бром, в целом, не представляет интереса в качестве загрязнителя воды централизованных систем водоснабжения, так как определяется в 3% проб в концентрациях ниже 0,5 ПДК. Бромдихлорметан, магний, медь, нитриты, хлориды, литий, цинк, несмотря на отсутствие превышений 0,5 ПДК на некоторых этапах централизованной системы, определяется выше уровня предела чувствительности более, чем в 5% проб. Кобальт представляет интерес только на этапе распределительной сети, так как в остальном на уровне нижнего предела определения методики. Полифосфаты, стронций, сульфаты чаще присутствуют в воде в обнаруживаемых концентрациях, но при этом никогда не превышают 0,5 ПДК. Селен практически никогда не определяется выше предела чувствительности методики, но были случаи обнаружения на уровне 0,96 ПДК. Тетрахлорметан и тетрахлорэтилен обнаружены в менее 5% проб, при этом эпизодически превышают ПДК.
К показателям, одновременно удовлетворяющим двум условиям (обнаружены в более 5% проб и максимальное значение более 0,5 ПДК) на этапе водоисточника относятся аммиак, железо, кадмий, кремний, литий, марганец, медь, мышьяк, никель, нитраты, нитриты, ртуть, свинец, фтор, хлориды, хром. Перед подачей в распределительную сеть -алюминий, аммиак, железо, кадмий, литий, магний, марганец, мышьяк, никель, нитраты, свинец, трихлорэтилен, фтор, хлориды, хлороформ, хром, цинк. В распределительной сети - алюминий, бор, железо, кадмий, кобальт, кремний, магний, марганец, медь, мышьяк, никель, нитраты, нитриты, свинец, трихлорэтилен, фтор, хлороформ.
Во всех 256 водопроводах края определяется от 1 до 24 химических веществ, значения которых удовлетворяют одному из условий: обнаружены в более 5% проб или максимальное значение более 0,5 ПДК. В 3 водопроводах отсутствуют химические вещества, концентрации которых хотя бы раз превышали 0,5 ПДК, при наличии более 5% проб с определяемой концентрацией. К ним относятся с. Поречье Октябрьского МО, с. Рубиновка и с. Бойкое Пограничного МО. В связи с этим данные водопроводы исключены из дальнейшей оценки риска. В остальных водопроводах определяется от 1 до 12
химических веществ, значения которых удовлетворяют двум условиям: обнаружены в более 5% проб и максимальное значение более 0,5 ПДК.
На заключительном шаге этапа идентификации опасности были исключены 5 химических веществ из оценки риска (полифосфаты, сульфаты, бромдихлорметан, стронций и бром), так как данные вещества не наблюдались в концентрации выше 0,5 ПДК на протяжении всего многолетнего периода. Итоговое количество химических веществ по результатам идентификации опасности - 26; количество водопроводов - 253. Итоговое число концентраций для усреднения - 53941 испытание.
В связи с отсутствием референтных доз по свинцу, магнию, кремнию, хлоридам и аммиаку неканцерогенные риски по данным вещества не могут быть рассчитаны. Зная референтные дозы остальных химических веществ, были рассчитаны максимальные величины нижнего предела определения (НПО) по алгоритму Федорова В. Н. [75]. Выявлено, что для всех соединений, кроме мышьяка, метод определения и его предел чувствительности подходит для расчета неканцерогенного риска. Для мышьяка необходимый максимальный уровень НПО, ниже используемого в 5 раз для референтной дозы по действующему руководству [105] (табл. 14). Остальные показатели подходят для оценки неканцерогенного риска.
Таблица 14 - Характеристика химических веществ для расчета неканцерогенного риска
Показатель Метод определения RfD, мг/кг Руководство 2023 яШ, мг/кг ЯМБ ПЧ, мг/л НПО, Руководство 2023 НПО, ЯМБ
Ртуть атомно-абсорбционный метод «холодного пара» 0,00016 - 0,0001 0,006
Кобальт атомно-абсорбционный с пламенной атомизацией 0,0003 0,0003 0,001 0,01 0,01
Никель 0,02 0,02 0,001 0,7 0,7
Кадмий 0,0005 0,0001 0,0001 0,019 0,004
Цинк 0,3 0,3 0,001 11,1 11,1
Марганец 0,14 0,14 0,001 5,2 5,2
Медь 0,04 0,04 0,001 1,5 1,5
Мышьяк атомно-абсорбционный с электротермической атомизацией 0,0000035 0,00006 0,0005 0,0001 0,002
Селен 0,005 0,005 0,002 0,2 0,2
Хром 0,003 - 0,001 0,1
Тетрахлорметан газовая хроматография 0,004 0,004 0,0006 0,15 0,15
Хлороформ 0,01 0,01 0,0003 0,37 0,37
Бромдихлорметан 0,02 0,008 0,0006 0,74 0,30
Тетрахлорэтилен 0,006 0,006 0,0006 0,22 0,22
Трихлорэтилен 0,0005 0,0005 0,0015 0,02 0,02
Стронций капилярный электрофорез 0,6 0,6 0,01 22,2 22,2
Литий 0,002 0,002 0,001 0,07 0,07
Бор флуориметрический 0,2 0,2 0,05 7,4 7,4
Фтор фотометрический 0,06 0,06 0,04 2,2 2,2
Нитриты 0,1 0,1 0,003 3,7 3,7
Алюминий 1 1 0,04 37,0 37,0
Железо 0,7 0,7 0,05 25,9 25,9
Нитраты 1,6 1,6 0,1 59,3 59,3
Для количественного определения мышьяка в анализируемых пробах использовали метод атомно-абсорбционной спектроскопии с электротермической атомизацией который позволяет надежно определять концентрации мышьяка до 5 мкг/л в пересчете на элемент. Данная методика не обеспечивает адекватных результатов оценки канцерогенного риска, так как необходимый нижний предел определения концентрации мышьяка, обеспечивающий подпороговые значения риска равен 0,1 мкг/л. Для остальных показателей используемые методики определения химических веществ соответствуют требуемому нижнему пределу обнаружения для получения корректных результатов оценки риска. Для количественного определения мышьяка в анализируемых пробах необходим метод атомно-абсорбционной спектроскопии с ртутно-гидридным генератором, который позволяет надежно определять концентрации мышьяка до 0,001 мкг в пробе (0,001 мкг/л) в пересчете на элемент [1].
Рассчитанные максимальные величины нижнего предела определения (НПО) для оценки канцерогенных рисков приведены в таблице 15. Для потенциальных химических канцерогенов существуют классификации, разработанные международным агентством по изучению рака (МАИР, США, 1987) и Агентством США по охране окружающей среды (USEPA, 1986). Согласно Руководству-2023 [105] в сравнении с предыдущим Руководством-2004 [ 104] группу канцерогенности по МАИР изменили для трихлорэтилена и свинца. Трихлорэтилен был перенесен из весьма вероятных канцерогенов в категорию канцерогенов, а свинец снизил категорию с 2A на 2B. Из первоначального перечня только 8 химических веществ, обладают доказанным и вероятным канцерогенным действием на человека (группы 1, 2А, 2В по классификации МАИР) и имеют количественные критерии для оценки канцерогенного риска (SFo - значение факторов канцерогенного потенциала). Кадмий имеет достаточно доказательств канцерогенности, но для него не определен фактор канцерогенного потенциала при пероральном воздействии по RAIS, так как он оказывает негативное влияние на органы дыхания при ингаляционном поступлении.
Таблица 15 - Характеристика химических веществ для расчета канцерогенного риска
Группа канцерогенности (МАИР/USEPA) Показатель Sfo, (мг/(кг*день))-1Руководство 2023 Sfo, (мг/(кг*день))-1 RAIS Порог чувствительности (ПЧ), мг/л НПО по Sfo Руководство 2023 НПО по Sfo RAIS
2B/B2 Тетрахлорметан 0,13 0,07 0,0006 0,0028 0,0053
2B/B2 Хлороформ 0,0061 0,031 0,0003 0,0607 0,0119
1/A Мышьяк 1,5 32 0,0005 0,0002 0,00001
2B/B2 Бромдихлорметан 0,062 0,062 0,0006 0,0060 0,0060
2A/B2 Тетрахлорэтилен 0,0021 0,0021 0,0006 0,1764 0,1764
1/B2 Трихлорэтилен 0,011 0,046 0,0015 0,0337 0,0081
2В/В2 Свинец 0,0085 0,0085 0 0,0436 0,0436
1/В1 Кадмий 0,38 - 0,0001 0,0010 -
Концентрации мышьяка в связи с недостаточно низким пределом чувствительности метода определения не может быть использован для оценки канцерогенного риска. Концентрации мышьяка на уровне предела чувствительности метода будут давать величину канцерогенного риска превышающую приемлемый порог 1 х 10-5.
Концентрации химических веществ были усреднены по 253 водопроводам, выделенным на этапе идентификации опасности, при условии наличия от трех измерений (53884 испытания), максимальные средние концентрации представлены в таблице 16. В связи с существенной разницей средней арифметической и медианой по веществам отдельно выделены территории, в которых наблюдается максимальное среднее значение и максимальное медианное значение.
Таблица 16 - Среднемаксимальные концентрации химических веществ по водопроводам
Показатель ПДК, мг/л М±т, мг/л (95% ДИ) Территория Ме, мг/л М1п-Мах Территория
Алюминий 0,2 0,22±0,038 (0,14-0,3) Артем 0,17 0,04-1 Артем
Аммиак 2 1,55±0,494 (0,53-2,57) Лесозаводск 1,5 0,14-2,3 Дальнереченский
Бор 0,5 0,25±0,033 (0,18-0,32) Владивосток 0,07 0,05-0,98 Владивосток
Железо 0,3 5,44±1,548 (2,27-8,61) Дальнереченский 3,61 1,64-16,03 Лесозаводск
Кадмий 0,001 0,0006±0,00013 (0,0002-0,001) Дальнегорск 0,0006 0,0004-0,0007 Уссурийск
Кобальт 0,1 0,022±0,0208 Ханкайский 0,001 0,001-0,067 Находка
Кремний 10 30,29±0,535 (29,21-31,37) Октябрьский 32,36 15,14-38,25 Октябрьский
Литий 0,03 0,029±0,0202 Черниговский 0,028 0,001-0,034 Уссурийск
Магний 50 30,98±4,222 (19,26-42,7) Партизанский 32,9 14,7-37,69 Партизанский
Марганец 0,1 1,235±0,0052 (1,224-1,246) Пограничный 1,255 0,003-0,076 Пограничный
Медь 1 0,125±0,1163 Кавалеровский 0,005 0,001-0,58 Находка
Мышьяк 0,01 0,0055±0,0009 (0,0036-0,0074) Партизанский 0,005 0,0005-0,005 Шкотовский
Никель 0,02 0,011±0,0012 (0,006-0,016) Кировский 0,01 0,01-0,014 Кировский
Нитраты 45 54,4±7,131 (39,1-69,7) Михайловский 62,26 0,61-77,07 Партизанский
Нитриты 3 0,797±0,2387 (0,291-1,303) Пожарский 0,2 0,003-2 Лазовский
Ртуть 0,0005 0,0002±0,0001 Шкотовский 0,0001 0,0001-0,0003 Хасанский
Свинец 0,01 0,0061±0,00219 (0,0013-0,0109) Анучинский 0,005 0,0001-0,009 Шкотовский
Селен 0,01 0,005±0,0029 Партизанск 0,002 0,002-0,009 Лазовский
Тетрахлорметан 0,002 0,0031±0,00051 (0,0021-0,0041) Хасанский 0,0016 0,0001-0,011 Хасанский
Продолжение таблицы 16
Тетрахлорэтилен 0,005 0,0007±0,00011 (0,0005-0,0009) Надеждинский 0,0006 0,0001-0,005 Надеждинский
Трихлорэтилен 0,005 0,0417±0,00163 (0,0385-0,0449) Октябрьский 0,0403 0,0006-0,0924 Октябрьский
Фтор 1,5 0,77±0,491 Надеждинский 0,69 0,25-0,85 Кировский
Хлориды 350 231,4±213,4 Ольгинский 24,8 1-1700 Ольгинский
Хлороформ 0,06 0,0462±0,00277 (0,0404-0,052) Надеждинский 0,044 0,023-0,074 Артем
Хром 0,05 0,022±0,0098 Партизанский 0,02 0,007-0,04 Партизанский
Цинк 5 0,291±0,2502 Кавалеровский 0,01 0,001-3,79 Кавалеровский
Максимальное медианное и среднеарифметическое значение выделены на одних и тех же территориях для показателей: алюминий, бор, кремний, магний, марганец, никель, тетрахлорметан, тетрахлорэтилен, трихлорэтилен, хлориды, хром, цинк. Не для всех значений определяется доверительный интервал, так как распределение значительно асимметричное и нижний предел доверительного интервала вычисляется как отрицательное значение. Превышают ПДК среднемаксимальные концентрации по алюминию, железу, кремнию, нитратам, тетрахлорметану и трихлорэтилену. Средняя концентрация алюминий в п. Олений Артемовского ГО в 1,1 раз превышает ПДК в то время, как максимальная медиана по алюминию ниже ПДК и определяется в том же населенном пункте. Максимальная средняя концентрация по железу обнаружена в п. Веденка Дальнереченского МР и превышает ПДК в 18 раз. Максимальная медиана по железу определена в с. Курское Лесозаводского ГО и превышает ПДК в 12 раз. Среднемаксимальные значения по кремнию определяются в Октябрьском районе: максимальная среднеарифметическая в с. Галенки и максимальная медиана с. Заречное. Марганец лидирует в Пограничном районе с. Барано-Оренбургское, по среднеарифметическому значению и медиане превышает ПДК около 12 раз. Максимальное значение по нитратам по среднеарифметической превышают ПДК в 1,4 раза в с. Григорьевка Михайловского МО и в 1,2 раза по медиане в с. Фроловка Партизанского МО.
Среднемаксимальное значение по тетрахлорметану превышает ПДК в 1,6 раз по среднеарифметической в п. Приморский Хасанского МО и не превышает ПДК по медиане. Среднемноголетняя концентрация трихлорэтилена установлена на уровне 0,042±0,002 мг/л, что в 8 раз превышает ПДК. Коэффициент вариации среднемноголетней концентрации трихлорэтилена равен 46%, что говорит о неоднородности совокупности данных. Максимальная концентрация трихлорэтилена за период 2015-2024 гг. отмечена в 2024 году и равна 0,092 мг/л (рис.22). Минимальная концентрация трихлорэтилена отмечена в 2015
году и равна 0,0006 мг/л. В динамике трихлорэтилена наблюдаются периоды увеличения средней концентрации (с 2015 по 2018; с 2022 по 2024) и спада (2019-2021 гг.).
Рисунок 22. Среднемноголетние концентрации трихлорэтилена в с. Покровка Октябрьского МО (коробка - межквартильный размах; средняя линия - медиана; планки - полуторный межквартильный размах; точки - выбросы)
Месторождение подземных вод Октябрьского района расположены в пойме трансграничной реки Раздольная, берущей свое начало в Китайской Народной Республике. Подрусловые подземные воды, добываемые группой скважин, являются, безнапорными и характеризуются невысокой степенью защищенности и почти на всей территории района являются незащищенными (с глубиной залегания подземных вод 0-5 м) или условно защищенными (с глубиной залегания подземных вод 5 - 10 м). Водозабор не имеет полной системы очистки. По этой причине в распределительной сети всего Октябрьского района используется самый эффективный метод обеззараживания воды с помощью хлорорганических веществ. Недостатком такой дезинфекции является образование хлорпроизводных, образующихся в результате взаимодействия хлорсодержащих реагентов с органическими веществами воды, в основном гуминовыми и фульвокислотами, которые всегда есть в природных водах. В 2008 г. в пробах питьевой воды с. Покровка, являющимся административным центром Октябрьского района, выявлялись личинки некровососущих комаров сем. Thaumaleidae. Для устранения эпизодической эпидемиологической опасности были использованы повышенные дозы хлорной извести. Организация, осуществляющая водозабор в целях хозяйственно-питьевого водоснабжения из скважин с. Покровка, -муниципальное унитарное предприятие «Покровское». В рамках социально-
гигиенического мониторинга наблюдение за содержанием хлорорганических веществ в питьевой воде села Покровка проводится с 2008 года.
По результатам оценки экспозиции оставлены 20 химических веществ для оценки неканцерогенного риска, определяемых в 253 водопроводах (901 среднеарифметических и медианных значений).
Для оценки «доза-ответ» выбраны наименьшие референтные дозы (RfD) и наибольшие факторы наклона (Sfo) из представленных в Руководстве-2023 [105] и RAIS. Рассчитаны величины поступления химических веществ от перорального и накожного воздействия. Результаты оценки неканцерогенных рисков при хроническом пероральном и накожном воздействии химических соединений, содержащихся в питьевой воде, представлены в табл. 17.
Таблица 17 - Максимальные неканцерогенные риски (коэффициенты опасности - Н^) при
воздействии химических веществ
Показатель RfD, мг/кг По средней По медиане
Max HQ (взрослые) Max HQ (дети) Max HQ (взрослые) Max HQ (дети)
Ртуть 0,00016 0,034 0,081 0,017 0,040
Кобальт 0,0003 - - 0,092 0,214
Никель 0,02 0,015 0,035 0,014 0,032
Кадмий 0,0001 0,165 0,387 0,165 0,387
Цинк 0,3 0,027 0,062 0,001 0,002
Марганец 0,14 0,243 0,568 0,247 0,577
Медь 0,04 0,086 0,201 0,003 0,008
Селен 0,005 0,028 0,064 0,011 0,026
Хром 0,003 0,202 0,472 0,184 0,429
Тетрахлорметан 0,004 0,023 0,055 0,012 0,028
Хлороформ 0,01 0,131 0,309 0,125 0,294
Тетрахлорэтилен 0,006 0,004 0,009 0,003 0,008
Трихлорэтилен 0,0005 2,426 5,746 2,344 5,553
Литий 0,002 0,400 0,934 0,386 0,902
Бор 0,2 0,034 0,081 0,010 0,023
Фтор 0,06 0,354 0,827 0,317 0,741
Нитриты 0,1 0,220 0,513 0,055 0,129
Алюминий 1 0,006 0,014 0,005 0,011
Железо 0,7 0,214 0,501 0,142 0,332
Нитраты 1,6 0,937 2,190 1,073 2,507
Максимальный коэффициент опасности определен для трихлорэтилена в с. Покровка Октябрьского МО. Риск развития неканцерогенных эффектов от трихлорэтилена превысил допустимый уровень риска более чем в 5 раз для детей и более 2 раз для взрослых, рассчитанному как по среднеарифметической, так и по медиане. В целом, долговременный
мониторинг трихлорэтилена в с. Покровка в обнаруживаемых концентрациях позволяет ориентироваться первостепенно на среднюю величину.
Ранжирование вредных веществ, загрязняющих питьевую воду, по коэффициентам опасности (Н^ выявило, что на втором месте риск для детей и взрослых представляют нитраты. Отмечено превышение допустимого риска по нитратам более 2 раз для детей и около одного раза для взрослых по нескольким сельским населенным пунктам края: с. Григорьевка Михайловского МО, с. Романовка Шкотовского и с. Фроловка Партизанского МО. Нитраты также превышают неканцерогенный риск для детей в с. Золотая Долина Партизанского МО и с. Сергеевка Пограничного МО. Для остальных веществ коэффициент опасности не превышает допустимый риск для детского и взрослого населения.
По результатам оценки экспозиции для оценки канцерогенного риска оставлены 6 химических веществ, определяемых в 208 водопроводах (348 среднеарифметических и медианных значений).
Ни одно из проанализированных соединений не превышает предельно-допустимого риска (1*10-4), т. е. по отдельным компонентам не представляют серьезной опасности для человека (табл.18). Индивидуальный канцерогенный риск по всем мониторинговым точкам края варьируется от 8,3*10-12 до 2,4*10-5.
Таблица 18 - Максимальные индивидуальные канцерогенные риски (CR)
Показатель Sfo, (мг/(кг*день))-1 По средней По медиане
Max ся (взрослые) Мах СЯ (дети) Мах СЯ (взрослые) Мах СЯ (дети)
Тетрахлорметан 0,13 5,1Е-06 2,4Е-06 3,3Е-07 1,3Е-06
Хлороформ 0,0061 3,4Е-06 1,6Е-06 1,8Е-07 1,5Е-06
Тетрахлорэтилен 0,0021 2,0Е-08 9,8Е-09 4,1Е-09 8,4Е-09
Трихлорэтилен 0,046 2,4Е-05 1,1Е-05 2,1Е-06 1,1Е-05
Свинец 0,0085 6,1Е-07 2,8Е-07 4,1Е-10 2,3Е-07
Кадмий 0,38 2,7Е-06 1,3Е-06 2,2Е-08 1,3Е-06
Максимальное значение канцерогенного риска обусловлено концентрацией трихлорэтилена в распределительной сети с. Покровка в Октябрьском районе, что соответствует верхней границе приемлемого риска (2,4*10-5 для взрослых и 1,1 *10-5 для детей), тем не менее содержание трихлорэтилена в питьевой воде подлежит постоянному контролю на данном водопроводе. Ко второму диапазону риска (предельно-допустимый риск) отнесены трихлорэтилен, хлороформ, тетрахлорметан и кадмий. Воздействие свинца и тетрахлорэтилена на всех водопроводах относятся к уровню риска, который воспринимается всеми людьми как пренебрежимо малый.
Уровни популяционных канцерогенных рисков для населения составили менее 1 дополнительных случаев по всем водопроводам. Максимальный популяционный риск (0,97 случаев) определен от медианы концентрации по хлороформу для жителей, использующих Артемовское водохранилище (417257 человек) в качестве водоисточника, к ним относятся часть населения Владивостокского ГО, Артемовского ГО, Надеждинского МР и Шкотовского МО. Данные величины популяционных канцерогенных рисков отражают дополнительное (к фоновому) число случаев злокачественных новообразований, способных возникнуть на протяжении всей жизни (70 лет), вследствие воздействия содержащихся в питьевой воде канцерогенно-опасных соединений. Значения канцерогенных рисков показывает лишь тенденцию к изменению онкологического фона, которая возможна при определенных условиях.
Корреляционный анализ не выявил статистически значимой связи между канцерогенным риском и общей онкологической заболеваемостью среди взрослого населения (г5 = -0,02; р=0,89). Для детского населения была обнаружена тенденция к положительной связи умеренной силы (г5 = +0,32; р=0,07), не достигшая общепринятого уровня статистической значимости (р<0,05). Другими исследователями отмечено, что Приморский край находится на втором месте по количеству дополнительных случаев злокачественных новообразований при ранжировании территорий Российской Федерации с известными значениями популяционного канцерогенного риска, обусловленного потреблением питьевой воды [130]. В результате распределения районов по количество онкологических больных, относительно среднекраевого уровня, и уровням канцерогенного риска были выделены территории, на которых к базовому уровню общих случаев новообразований выше среднекраевого канцерогенный риск находится в диапазоне допустимого. Для взрослого населения к ним относятся: ГО Арсеньев, ГО Владивосток, ГО Дальнегорск, ГО Дальнереченск, ГО Лесозаводск, ГО Находка, Октябрьский МО, Ольгинский МО, ГО Партизанск, Пожарский МО, ГО Спасск-Дальний, Спасский МР. По данным для детского населения к территориям повышенного внимания могут быть отнесены: ГО Артем и ГО Владивосток (табл.19).
Таблица 19 - Распределение районов относительно уровня канцерогенного риска и общей
онкологической заболеваемости взрослых и детей
Канцерогенный риск Общая онкологическая заболеваемость
Ниже среднекраевого Выше среднекраевого
Взрослые
Минимальный Лазовский, Тернейский, Чугуевский Анучинский, Дальнереченский, Кавалеровский, Кировский, Михайловский, Партизанский, Хорольский
Допустимый Артем, Красноармейский, Надеждинский, Пограничный, Уссурийск, Ханкайский, Хасанский, Черниговский, Шкотовский, Яковлевский Арсеньев, Владивосток, Дальнегорск, Дальнереченск, Лесозаводск, Находка, Октябрьский, Ольгинский, Партизанск, Пожарский, Спасск-Дальний, Спасский
Дети
Минимальный Анучинский, Дальнереченск, Дальнереченский, Кавалеровский, Кировский, Красноармейский, Лазовский, Михайловский, Ольгинский, Партизанск, Партизанский, Пограничный, Пожарский, Тернейский, Ханкайский, Хорольский, Черниговский, Чугуевский, Яковлевский Находка
Допустимый Арсеньев, Дальнегорск, Лесозаводск, Надеждинский, Октябрьский, Спасск-Дальний, Спасский, Уссурийск, Хасанский, Шкотовский Артем Владивосток
Выполнена характеристика риска для здоровья населения. В целом для территории Приморского края установлено, что показатели неканцерогенного риска, рассчитанные по среднемноголетним и медианным концентрациям для 18 из 20 химических веществ, не превышают допустимых значений. Основное влияние приоритетных веществ распространяется на кровь, иммунную и репродуктивную системы. Действие трихлорэтилена, связано с задержкой эмбрионального развития и иммунотоксичностью с высоким уровнем доверия к референтной дозе. Последствием употребления воды с нитратами для здоровья является метгемоглобинемия. Это, в свою очередь, может привести к кислородному голоданию и негативно сказаться на работе сердечно-сосудистой системы.
Были рассчитаны суммарные индексы неканцерогенной опасности по органам, не превышающие допустимый уровень по отдельным химическим веществам, перечисленным выше. Анализ суммарных индексов опасности (Ш), рассчитанных по значениям, показал
превышение верхней границы референтного уровня (1,0) для системы крови в отношении детей (табл. 20). Действие обусловлено совместным влиянием хрома и нитратов в п. Волчанец Партизанского МО.
Таблица 20 - Максимальные неканцерогенные риски (индексы опасности - Н1) по органам
и системам
Органы и системы По средней По медиане
HI (взрослые) HI (дети) HI (взрослые) HI (дети)
Нервная система 0,24 0,57 0,25 0,58
Почки 0,40 0,93 0,39 0,90
Иммунная система - - - -
ЖКК 0,21 0,50 0,14 0,33
Репро-и эмбриотоксичность 0,03 0,08 0,01 0,02
Кожа 0,03 0,06 0,01 0,03
Кровь 0,94 1,15 0,90 1,25
Печень 0,13 0,31 0,12 0,29
Щитовидная железа - - 0,09 0,21
Снижение массы тела 0,02 0,04 0,01 0,03
Костная система и зубы 0,35 0,83 0,32 0,74
Вклад хрома в суммарный неканцерогенный риск в данном водопроводе составляет 45%. Действие хрома только на систему крови выделяет Руководство-2023 [105], в Руководстве-2004 [104] перечислены группы органов и систем, в т. ч. печень, почки, ЖКТ, слизистые, однако RAIS не определяет для общего хрома референтной дозы, так как действие шестивалентного и трехвалентного хрома разнятся.
По индексам опасности на втором месте после системы крови определены почки, воздействие на них обусловлено влиянием лития, и не превышает допустимого порога. На третьем месте по органам воздействия обнаружены изменения со стороны костной системы за счет влияния фтора в подпороговых значениях. На щитовидную железу оказывает влияние кобальт с низкой достоверностью. За счет асимметричного распределения данных по кобальту оценка риска проведена только по медианному значению.
Оценка неканцерогенных эффектов подтвердила безопасность питьевой воды централизованных систем водоснабжения на 201 из 206 населенных пунктах (рис.23).
Пожарский
Дальнереченск Лесозаводск
Красноармейский
Тернейский
Дальнереченский
Ханкайскийо. Ханка Кировский
Спасский Дальнегорск
Пограничным
Уппппип/ш-< Яковлевский
Хорольскии Кавалеровскии
Октябрьский Анучинский
^ - Михайловский Чугуевский
Уссурийск Ольгинский
Надеждинский. Шкотовский Артем
Партизанск Лазовский Владивосток Партизанский
Хасанский
Находка
Допустимый риск (<1) Умеренный риск (1-3) Высокий риск (более 3) о. Ханка
Рисунок 23. Территории неканцерогенного риска
Все водопроводы с превышением неканцерогенного риска располагаются на территории сельских поселений с численностью населения до 10 000 человек. Отсутствие правильной водоподготовки является распространенной проблемой превышений рисков для здоровья населения сельских поселений и на других территориях страны [60].
Последовательное исключение химических веществ из анализа риска позволило обнаружить 2 химических вещества из 31, превышающих пороговые значения риска. Для 18 из 31 химических веществ коэффициенты риска не превышают допустимых значений (ртуть, кобальт, никель, кадмий, цинк, марганец, медь, селен, хром, тетрахлорметан, хлороформ, тетрахлорэтилен, литий, бор, фтор, нитриты, алюминий, железо). 5 из 31 химических веществ не наблюдались в концентрации выше 0,5 ПДК (полифосфаты, сульфаты, бромдихлорметан, стронций и бром). Для 5 химических веществ отсутствуют референтные дозы (свинец, магний, кремний, хлориды и аммиак), а для мышьяка недостаточно низкий предел чувствительности метода. Основное влияние приоритетных веществ, загрязняющих воду ЦВС распространяется на кровь (умеренный уровень риска), иммунную и репродуктивную системы (высокий риск).
Размах органолептического риска составил от 0,00003 до 1 (N=2461). 10 из 13 органолептических показателей превышают допустимое значение 0,1. К ним относятся железо, привкус, аммиак, марганец, магний, алюминий, цветность, мутность, запах, хлориды. Превышения по мутности отмечены в одном населенном пункте с. Васильевка
Михайловского МО (0,15 при допустимом 0,1 от Ме=7,9 мг/л). В данном населенном пункте максимальный риск отмечен для железа (риск превышает допустимый в 10 раз при Ме=2,1 мг/л). Запах превышал допустимый уровне на среднем уровне 2 балла соответствующему риску равному 0,16 в водопроводах, где максимальное значение риска принадлежит железу.
Из показателей, характеризующихся риском рефлекторно-ольфакторных эффектов максимальные значения по отдельным водопроводам отмечены для алюминия, железа, магния, марганца и привкуса. Для 66% водопроводов на первом месте органолептический риск от железа, для 12% водопроводов - магний, для 11% - алюминий, 9% марганец и 2% привкус (рис.24).
Рисунок 24. Ранжирование максимальных органолептических рисков по системам централизованного водоснабжения
В 86% водопроводов органолептический риск превышает 0,1. Максимальный органолептический риск (1) отмечен по железу и марганцу в водопроводах на территориях следующих муниципальных образований: Анучинский МО, ГО Арсеньев, ГО Артем, ГО Владивосток, ГО Дальнереченск, МР Дальнереченский, ГО Лесозаводск, Михайловский МО, Надеждинский МР, Октябрьский МО, Пограничный МО, ГО Уссурийск, Хасанский МО, Чугуевский МО, Яковлевский МО. Из представленных химических веществ, влияющих на органолептические свойства воды, магний вносит вклад в привкус воды,
марганец в цветность, а алюминий влияет на мутность. Железо в питьевой воде затрагивает все органолептические свойства и косвенно его превышение ПДК может проявиться в изменении запаха, привкуса и окраски воды.
Состояние здоровья населения является своего рода индикатором, аккумулирующим влияние множества факторов, к которым также относятся высокие концентрации трихлорэтилена. Для установления характера и фактического нарушения индивидуального и популяционного здоровья изучены интенсивные показатели заболеваемости по основным нозологическим группам в Октябрьском районе. Численность населения, пользующаяся питьевой водой централизованного водоснабжения в с. Покровка, составляет 36,9% от общего населения Октябрьского района (максимальное количество приходилось на 2021 г. и равняется 9851 человек). Ранжирование среднемноголетнего уровня общей заболеваемости во взрослой популяции показало, что на первом месте среди нозологий находятся болезни системы кровообращения (44988 на 100000 населения). Первое место по первичной заболеваемости взрослых занимают болезни органов пищеварения (8955,24 на 100000 населения). Общая заболеваемость органов пищеварения детей и подростков лидирует среди всех классов заболеваний (24013 и 26765,9 на 100000 населения). По среднемноголетнему уровню первичной заболеваемости у детей на первом месте болезни кожи и подкожной клетчатки (7608,7 и 26765,9 на 100000 населения), у подростков болезни мочеполовой системы (13641,1 на 100000 населения).
С целью выявления неблагоприятного влияния употребления питьевой воды с высоким содержанием трихлорэтилена на состояние здоровья населения проводился корреляционный анализ заболеваемости населения Октябрьского района в сопоставлении с концентрацией трихлорэтилена в распределительной сети с. Покровка Октябрьского района. Для взрослых сильная положительная связь прослеживается концентрации трихлорэтилена в динамике с общей заболеваемостью нервной системы (г=0,93, р<0,001), системы кровообращения (г=0,92, р<0,001), заболеваемостью по всем классам болезней (г=0,82, р=0,007), новообразованиями (г=0,8, р=0,01), болезням крови, кроветворных органов и отдельным нарушениям, вовлекающих иммунный механизм (г=0,75, р=0,02). Для взрослых сильная положительная связь прослеживается для концентрации трихлорэтилена в динамике с первичной онкологической заболеваемостью (г=0,85, р=0,004), органов пищеварения (г=0,8, р=0,01), эндокринной системы, расстройств питания и нарушения обмена веществ (г=0,7, р=0,04). Полученные данные демонстрируют выраженную зависимость между уровнем трихлорэтилена в питьевой воде и различными показателями
здоровья взрослого населения, включая потенциальное нейротоксическое, кардиотоксическое действие, влияние на регуляторные механизмы организма.
В подростковой популяции установлены значимые ассоциации содержания трихлорэтилена в питьевой воде с общими показателями заболеваемости (г=0,8, р=0,01), включая патологии мочеполовой системы (г=0,7, р=0,04). Дополнительно у подростков зафиксирована четкая связь между концентрацией загрязнителя и первичной заболеваемостью (г=0,78, р=0,01), особенно в отношении болезней органов пищеварения (г=0,75, р=0,02). Особую тревогу вызывает связь с патологиями мочеполовой системы, что может быть обусловлено нефротоксическим действием трихлорэтилена и его метаболитов. Выявленная ассоциация с заболеваниями органов пищеварения согласуется с данными о гепатотоксическом потенциале этого соединения с руководством по оценке риска старой редакции [104].
Для детского населения наиболее сильная связь обнаружена между концентрацией трихлорэтилена и показателями онкологической заболеваемости. При этом коэффициент корреляции для общей заболеваемости новообразованиями составил 0,88 (р=0,002), а для первичной заболеваемости - 0,72 (р=0,03). Также установлены значимые ассоциации с общей заболеваемостью системы крови и иммунными нарушениями. Коэффициент корреляции для этой группы патологий достиг 0,71 при уровне значимости р=0,03. Умеренно сильная, но статистически значимая связь (г=0,68, р=0,04) зафиксирована между содержанием трихлорэтилена и общей заболеваемостью органов пищеварения у детей. Полученные результаты вызывают особую обеспокоенность, учитывая повышенную чувствительность детского организма к токсическим воздействиям и важность профилактики хронических заболеваний на ранних этапах развития.
4.3. Физиологическая полноценность питьевой воды
Способность питьевой воды удовлетворять потребности организма человека в минеральных веществах и микроэлементах заложено в понятии физиологической полноценности, которое в данном исследовании включает в себя минерализацию, жесткость, магний, фтор, кальциево-магниевое соотношение. Проверялась гипотеза о зависимости физиологической полноценности минерального состава питьевой воды определенного водопровода на территории Приморского края от её принадлежности к биоклиматическим зонам, выделенным в исследованиях Кику П.Ф. и соавторов [44]. Большая часть водопроводов располагаются в южной части края, где отмечена высокая плотность населения. Для оценки физиологической полноценности воды были оценены
медианные значения по 242 системам централизованного водоснабжения, из них 117 систем располагаются к континентальной зоне, 72 системы - в переходной и 53 системы -на побережье.
По результатам оценки выявлено, что большая часть населенных пунктов Приморского края водоснабжается маломинерализованной мягкой водой с концентрациями фтора ниже оптимальных значений. Значения медианных концентраций по показателям (жесткость, магний, фтор) выше оптимальных значений не зафиксированы ни в одном водопроводе. Жесткость и магний в оптимальных пределах отмечена примерно для половины систем ЦВС: для 124 систем (51%) по жесткости, для 119 систем (49,2%) для магния. Фтор ниже оптимальных значений (0,8-1,5 мг/л) на всех системах ЦВС края. По минерализации только один населенный пункт (с. Барано-Оренбургское, Пограничный МО) имеет минерализацию на уровне 570 мг/л, что выше оптимальных значений (200-500 мг/л), большинство водопроводов имеют минерализацию ниже оптимальных значений (195 систем, 80,6%). Так как общая жёсткость представляет собой совокупность концентраций ионов кальция и магния, соотношение данных ионов было получено расчётным путём при наличии результатов по жесткости и магнию, и оно является оптимальным (более 1:0,5) для 164 систем (79%). В 43 системах водоснабжения края соотношение ионов кальция и магния ниже оптимальных значений (21%). Количество систем водоснабжения, соответствующих по медианным концентрациям оптимальным значениям, представлено в табл.21.
Таблица 21 - Соответствие медианных концентраций оптимальным значениям
Показатель (оптимальное значение) Ниже оптимальных Оптимально Выше оптимальных Всего
Магний (5-65 мг/л) Количество 123 119 0 242
% в строке 51% 49% 0% 100%
Общая жесткость (1,5-7 мг.-экв./л) Количество 118 124 0 242
% в строке 49% 51% 0% 100%
Общая минерализация (200-500 мг/л) Количество 195 46 1 242
% в строке 81% 19% 0,4% 100%
Фториды (0,8-1,5) Количество 242 0 0 242
% в строке 100% 0% 0% 100%
Са/М^ (1:0,5 и более) Количество 43 164 - 207
% в строке 21% 79% - 100%
Из 124 водопроводов, в которых общая жесткость воды лежит в оптимальных значениях, 68,5% располагаются в континентальной зоне. Из 118 водопроводов, в которых общая жесткость воды ниже оптимальных значений, 43,2% располагаются в переходной
зоне. Данная гипотеза была подтверждена непараметрическим х2 тестом (х2=41,8; р <0,001) (табл. 22; рис.25).
Таблица 22 - Соответствие оптимальным значениям общей жесткости воды в водопроводах региона от принадлежности к одной из трех биоклиматических зон
Оптимальность / Зона Континентальная Переходная Побережье Всего
Ниже оптимальных 32 51 35 118
Оптимально 85 21 18 124
Всего 117 72 53 242
Рисунок 25. Пространственное распространение общей жесткости питьевой воды на территории Приморского края
Моделирование распространения жесткости по соответствию оптимальным значениям показало визуальное разделение прибрежных/центральных районов края, в которых отмечается общая жесткость ниже оптимальных значений, и западных континентальных районов с жесткостью в оптимальном интервале. Определённая низкая общая жёсткость, присущая большинству территорий Приморского края, благоприятно влияет на хозяйственное водопользование.
В воде ЦВС чаще отмечается недостаточная общая минерализация, ниже оптимальных значений 200-500 мг/л, оценённых по медианным значениям, что неблагоприятно воздействует на здоровье человека при отсутствии других источников поступления солей. Из 46 водопроводов с оптимальной общей минерализацией, 60,9% водопроводов располагаются в континентальной зоне. В то же время обширные территории значений минерализации ниже оптимальных распространены в каждой биоклиматической зоне также с преобладанием в континентальной (45,1%), что не позволяет опровергнуть гипотезу о различиях общей минерализации по биоклиматическим зонам (х2=3,72; р =0,155; табл. 23; рис.26).
Таблица 23 - Соответствие оптимальным значениям общей минерализации воды в водопроводах региона от принадлежности к одной из трех биоклиматических зон
Оптимальность / Зона Континентальная Переходная Побережье Всего
Выше оптимальных 1 0 0 1
Ниже оптимальных 88 62 45 195
Оптимально 28 10 8 46
Всего 117 72 53 242
Рисунок 26. Пространственное распространение общей минерализации питьевой воды централизованных систем водоснабжения на территории Приморского края
Интерполяция известных значений общей жесткости на территорию всего региона показывает повсеместное распространение низкой общей минерализации воды в регионе. Небольшие территории с медианой минерализации в области оптимальных значений чаще выявляются в таких муниципальных образованиях, как Анучинский МО, Кировский МР, Красноармейский МО, Лесозаводский ГО, Михайловский МО, Октябрьский МО, Пограничный МО, Пожарский МО, Яковлевский МО.
Получены характеристики для кальция и магния, соли которых формируют жёсткость и отчасти общую минерализацию воды. Из 119 водопроводов с концентрациями магния в оптимальном интервале, 58,8% водопроводов располагаются в континентальной зоне. Водопроводы с дефицитом магния (123) располагаются примерно в равных пропорциях в континентальной (38,2%), прибрежной (25,2%) и переходной зонах (36,6%). Оптимальные концентрации магния охватывают большую часть территорий, но также, как и минерализация, распространены в континентальной зоне (х2=10,5; р =0,005; табл. 24; рис.27).
Таблица 24 - Соответствие оптимальным значениям концентрации магния в водопроводах региона от принадлежности к одной из трех биоклиматических зон
Оптимальность / Зона Континентальная Переходная Побережье Всего
Ниже оптимальных 47 45 31 123
Оптимально 70 27 22 119
Всего 117 72 53 242
Находка
Рисунок 27. Пространственное распространение оптимальных концентраций магния в питьевой воде на территории Приморского края
Несмотря на примерное равное соотношение водопроводов с оптимальной концентрацией магния (119) и ниже оптимальных концентраций (123), интерполяция показывает преобладание покрытия территорий зонами концентраций магния ниже оптимальных, которые располагаются в северных районах края.
Рассматривая отдельно соотношение кальция и магния без учета соответствия оптимальным значениям по магнию, зависимость оптимальных значений от принадлежности к биоклиматической зоне не наблюдается (х2=0,85; р =0,65). Однако, если объединить соответствия оптимальным значениям по магнию и соответствие нормальному соотношения кальция и магния, то обнаруживается, что в континентальной зоне гораздо чаще встречаются территории с оптимальными значениями в то время, как в остальных зонах наблюдается значительный перевес в сторону не оптимальных значений (х2=21; р <0,001; табл. 25).
Таблица 25 - Соответствие оптимальным значениям соотношения кальция и магния в водопроводах региона от принадлежности к одной из трех биоклиматических зон
Оптимальность Ca/Mg
Оптимальность / Зона Континентальная Переходная Побережье Всего
Ниже оптимальных 17 16 10 43
Оптимально 73 49 42 164
Всего 90 65 52 207
Оптимальность Ca/Mg и концентраций магния
Ниже оптимальных 28 41 33 102
Оптимально 62 24 19 105
Всего 90 65 52 207
Пространственная интерполяция покрывает большую часть территорий края оптимальными значениями соотношения кальция и магния, выделив участки дисбаланса на территориях восточного побережья и внутренних муниципальных образований края (рис.28).
Рисунок 28. Пространственное распространение оптимального кальциево-магниевого соотношения в питьевой воде на территории Приморского края
Из 119 водопроводов с оптимальными концентрациями магния 88,2% (105 водопроводов) имеют оптимальное кальциево-магниевое соотношение (1:0,5 и более). Соотношение ионов кальция и магния и концентрации магния рассматриваются как оптимальные (1:0,5) по некоторым прибрежным территориям (ГО Владивосток, ГО Находка, Хасанский МО, Шкотовский МО). В переходной зоне водопроводы с оптимальными концентрациями магния и соотношениями кальция и магния (1:0,5) отмечены в Надеждинском МР, Партизанском МО, ГО Артем, ГО Дальнегорск и ГО Уссурийск.
Анализ первичной заболеваемости мочекаменной болезнью по среднемноголетнему уровню выделил на первых местах Анучинский МО, Дальнереченский МР и Яковлевский МО для взрослого населения, ГО Дальнегорск, Октябрьский МО, Анучинский МО для подростков, и ГО Спасск-Дальний, Спасский МР и Кавалеровский МО среди детского населения. Средний уровень заболеваемости по краю у детей составил 3,15, подростков -29,3, взрослых - 415,7 случаев на 100 тысяч населения.
Для возрастной группы подростков обнаружено, что уровень заболеваемости мочекаменной болезнью выше среднекраевого встречается чаще в переходной и прибрежной зонах, в то время как в континентальной зоне соотношение примерно равное (х2=15,3; p <0,001; табл. 26). В зоне побережья преобладает заболеваемость детей (%2=10,5; p=0,005), для взрослых во всех зонах преобладают значения ниже среднекраевых (%2=19,3; p <0,001). Данные результаты согласуются с более ранними выводами исследователей о зависимости распространенности всех патологий мочеполовой систем, включая уролитиаз, по биоклиматическим зонам [44].
Таблица 26 - Заболеваемость мочекаменной болезнью в различных возрастных группах в
зависимости от расположения водопроводов по биоклиматическим зонам
Заболеваемость взрослых мочекаменной болезнью
Зона / заболеваемость Выше среднекраевого Ниже среднекраевого Всего Статистика различий
Континентальная 46 79 125 Х2=19,3; p <0,001
36,8 % 63,2 % 100,0%
Переходная 10 67 77
13,0% 87,0 % 100,0%
Побережье 25 29 54
46,3 % 53,7 % 100,0%
Всего 81 175 256
31,6% 68,4 % 100,0%
Заболеваемость подростков мочекаменной болезнью
Континентальная 59 66 125 Х2=15,3; p <0,001
47,2 % 52,8 % 100,0%
Переходная 51 26 77
66,2 % 33,8 % 100,0%
Продолжение таблицы 26
Побережье 41 13 54
75,9 % 24,1% 100,0%
Всего 151 105 256
59,0 % 41,0% 100,0%
Заболеваемость детей мочекаменной болезнью
Континентальная 88 37 125 Х2=10,5; р=0,005
70,4 % 29,6 % 100,0%
Переходная 49 28 77
63,6 % 36,4 % 100,0%
Побережье 48 6 54
88,9 % 11,1% 100,0%
Всего 185 71 256
72,3 % 27,7 % 100,0%
Статистический анализ не выявил сильных значимых корреляционных связей между показателями физиологической полноценности воды централизованных систем и заболеваемостью мочекаменной болезнью по возрастным группам, поэтому был проведен анализ по категориальным переменным с применением критерия %2 (табл.27). Было обнаружено, что оптимальные концентрации магния и кальциево-магниевого соотношения в воде ЦВС чаще ассоциированы с низкой заболеваемостью взрослых мочекаменной болезнью (табл.27).
Таблица 27 - Заболеваемость мочекаменной болезнью взрослых и соответствие
оптимальным концентрациям магния и Ca:Mg в воде ЦВС
Магний Выше среднекраевого Ниже среднекраевого Всего Статистика различий
Ниже оптимальных 50 73 123 Х2=6,5; р=0,01
Оптимально 30 89 119
Всего 80 162 242
Са^ Выше среднекраевого Ниже среднекраевого Всего Статистика различий
Менее 1:0,5 21 22 43 Х2=6,7; р=0,01
Оптимально 26 118 164
Всего 67 140 207
Таким образом, достаточное содержание магния в питьевой воде выступает защитным фактором против образования камней в почках у взрослого населения. Это полностью согласуется с известным физиологическим действием магния, который препятствует образованию кристаллов оксалата кальция — основного компонента большинства камней. Представляется целесообразным включить исследования на кальций в программу мониторинговых испытаний для точного определения Ca:Mg соотношения в воде ЦВС.
4.4 Обоснование приоритетных мероприятий по снижению негативного воздействия питьевой воды на здоровье населения Приморского края
На основе проведенного исследования разработан комплекс мероприятий по совершенствованию централизованного водоснабжения Приморского края, включающий технологические, профилактические и организационные направления (рис.29).
Рисунок 29. Комплекс приоритетных мероприятий по снижению негативного воздействия питьевой воды на здоровье населения Приморского края
Для выявленных проблемных кластеров систем водоснабжения рекомендованы адресные технологические решения. Для кластера 2 (16,4% систем) - установка фильтров с для снижения концентраций кремния. Для кластера 3 (9,4% систем) основным направлением является внедрение станций обезжелезивания и усиление режимов обеззараживания для борьбы с сочетанным химическим и микробиологическим загрязнением. Для кластера 4 (7% систем) - внедрение многоступенчатых систем очистки с аэрацией, фильтрацией для удаления комплекса загрязнителей (железо, марганец, кремний). Для кластера 5 (4,7% систем) целевыми мероприятиями должны стать внедрение станций обезжелезивания и удаление марганца. Для кластера 6 (3,9% систем) - внедрение современных установок обеззараживания (облучатели ультрафиолетовым излучением, станции автоматического хлорирования) и организация зон санитарной охраны водоисточников.
В пункте с. Покровка Октябрьского муниципального округа сложилась неблагоприятная санитарно-гигиеническая ситуация в связи со стабильным превышением гигиенических нормативов содержания трихлорэтилена в питьевой воде; наличием неприемлемого уровня неканцерогенного риска для здоровья детского и взрослого
населения; установленными значимыми ассоциациями концентрации трихлорэтилена в воде с заболеваниями системы крови и иммунными нарушениями. Количество населения под воздействием на 2024 г. составило 8467 человек. Так как обнаружение трихлорэтилена связано с необходимостью обеззараживания воды хлорированием, особенно в период паводков, предотвращение эпидемиологической угрозы можно избежать посредством увеличения площади территорий, защищенных от негативного воздействия ливневых и паводковых вод, благодаря строительству объектов инженерной защиты водоохранных зон и прибрежных защитных полос водных объектов в протяженности береговой линии реки Раздольная. Улучшение качества питьевой воды возможно добиться с использованием замены обеззараживания хлорированием на станции обеззараживания ультрафиолетовым излучением и доочисткой воды от органических примесей, включающих трихлорэтилен. Капитальным решением минимизировать риски от воздействия питьевой воды с неприемлемым уровнем неканцерогенного риска от трихлорэтилена в с. Покровка может стать строительство нового Покровско-Михайловского группового водопровода участка Крестьянского месторождения подземных вод.
Установленные неприемлемые уровни неканцерогенного риска для здоровья детского и взрослого населения по нескольким сельским населенным пунктам края в связи с воздействием нитратов прямо указывают на системный характер загрязнения подземных вод нитратами и подтверждают необходимость установления и соблюдения зон санитарной охраны водоисточников в данных населенных пунктах.
Для населения, проживающего на территориях с неприемлемым уровнем трихлорэтилена или нитратов в воде, необходим комплекс профилактических мероприятий, включающих обеспечение населения альтернативными источниками питьевой воды, проведение внеочередных медицинских осмотров для детей, беременных, лиц с хроническими заболеваниями и консультации по рациональному питанию для снижения токсической нагрузки.
Для территорий Приморского края с маломинерализованной мягкой водой и дефицитом фтора рекомендуется комплекс профилактических мероприятий, направленных на предотвращение нарушений здоровья, связанных с физиологической неполноценностью воды, а именно обучение правилам гигиены полости рта с использованием фторсодержащих паст в детских учреждениях, оценка минеральной плотности костной ткани у групп риска, обогащение рациона питания продуктами, богатыми кальцием и магнием с оптимальным соотношением.
В рамках организационных мероприятий совершенствования социально-гигиенического мониторинга необходимо включить в региональные программы
обязательный контроль содержания кальция, магния и кремния в источниках водоснабжения. Для оперативной оценки качества воды целесообразно разработать и внедрить алгоритм автоматизированного сопоставления концентрации кремния с уровнем ПДК в зависимости от текущей величины общей жесткости.
Требуется организовать проведение валидации высокочувствительных методов анализа для определения приоритетных химических веществ в концентрациях ниже порога гигиенического норматива, но вносящих вклад в совокупный риск и разработать общедоступный ресурс с обновляющимися референтными значениями и обоснованием значений на основе результатов новейших токсикологических исследований.
Важнейшей задачей является формирование и ведение реестра критических точек водоподготовки и распределительной сети на территории муниципальных образований. На основе данного реестра должен формироваться план приоритетных мероприятий по реконструкции и модернизации систем водоснабжения.
Реализация предложенных мероприятий позволит повысить эффективность контрольно-надзорной деятельности и целенаправленно снизить негативное воздействие питьевой воды систем централизованного водоснабжения на здоровье населения Приморского края.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Организация мониторинга обеспечения населения качественной питьевой водой из систем централизованного водоснабжения за последние годы (период 2021-2024 гг.) повысила уровень информированности о значимых загрязнителях питьевой воды источников централизованного водоснабжения, что позволило своевременно реагировать и предпринимать меры, способствующие снижению рисков для населения при пероральном употреблении воды централизованных систем водоснабжения.
Анализ качества воды систем централизованного водоснабжения с позиции гигиенического нормирования позволил определить закономерность распределения приоритетных химических, органолептических и микробиологических загрязнителей (железо, кремний, марганец, мутность, E. coli, общие, обобщенные и термотолерантные колиформные бактерии). Выявлены устойчивые тенденции химического загрязнения питьевой воды на всех этапах водоснабжения. Наибольшую распространенность представляют металлы (железо, марганец, свинец, мышьяк), кремний и хлорорганические соединения. В источниках водоснабжения превышали гигиенические нормативы: железо, марганец, кремний, нитраты, аммиак, фтор, литий, свинец, мышьяк и хлориды. Перед подачей в распределительную сеть неудовлетворительные пробы регистрировались по: железу, марганцу, трихлорэтилену, алюминию, хлороформу и тетрахлорметану. В распределительной сети основные отклонения от норм выявлены для: кремния, бора, железа, марганца, нитратов, мышьяка, меди, свинца, трихлорэтилена, алюминия, хлороформа и тетрахлорметана.
Проведенный анализ референтных доз для химических соединений, поступающих перорально с питьевой водой, выявил следующие особенности, которые необходимо учитывать при проведении оценки риска:
1. За время существования методологии оценки риска только часть химических веществ претерпела изменения в отношении референтных доз при пероральном употреблении, которые не были учтены в отечественных нормативных документах;
2. Нет адекватных данных токсикологических исследований, которые обосновывают референтные дозы для меди, магния, аммиака, свинца, кремния, брома, хрома при пероральном поступлении с питьевой водой в силу различных обстоятельств;
3. Выявлены ограничения в определении пероральной референтной дозы (RfD) железа и аммиака, которые принято рассматривать со стороны органолептического восприятия;
4. На сегодняшний день не все эффекты для здоровья, предложенные в Руководстве, лежат в основе расчета референтных доз для химических соединений, и могут
быть согласованы на международном уровне;
5. Для вычисления коэффициента и индекса опасности предложено воспользоваться данными о критических органах и системах, референтными значениями, обновляющимся регулярно по данным эпидемиологических и экспериментальных исследований, вместе с тем дополнительно рекомендуется указывать, как их значение соотносится со значением из отечественных нормативных документов и выбирать по возможности наименьшие референтные дозы и наибольшие факторы наклона из представленных.
Изменения в референтных дозах коснулись хлорорганических соединений (бромдихлорметан, тетрахлорэтилен, тетрахлорметан, трихлорэтилен), лития, кадмия, кобальта, железа и меди. Выявлены ограничения в определении пероральной референтной дозы железа и аммиака, которые принято рассматривать со стороны органолептического восприятия. Также нет адекватных данных токсикологических исследований, которые обосновывают референтные дозы для меди, магния, аммиака, свинца, кремния, брома, хрома при пероральном поступлении с питьевой водой в силу различных обстоятельств.
Существующая методология оценки риска питьевой воды несмотря на значительные продвижения в сторону объединения санитарно-химических показателей по неканцерогенным, канцерогенным и органолептическим показателям в единый интегральный показатель, нуждается в разностороннем анализе рисков без приведения к обобщенному результату.
Дальнейший поэтапный анализ риска позволил выявить 2 приоритетных загрязнителя из 31 исследуемого вещества, концентрации которых превышают установленные пороги риска.
На этапе идентификации опасности проведен анализ референтных доз и критических органов воздействия для химических веществ. Для каждого химического соединения проанализированы данные токсикологических исследований и выделены ведущие критические органы, для которых рассчитаны референтные дозы. Влияние на нервную систему обусловлено воздействием селена, тетрахлорэтилена, марганца и алюминия. На почки оказывают воздействие ртуть, бромдихлорметан, кадмий, литий. Нитриты, нитраты, селен и цинк имеют выраженное действие на кровь. Остальные органы и системы имеют от одного до трех химических веществ, оказывающих влияние.
На основе оценки превышений гигиенических нормативов веществ составлены профили химических загрязнений питьевой воды централизованного водоснабжения на этапе источника, перед подачей в распределительную сеть и в распределительной сети. Акцентируя внимание на трех лидирующих химических вещества по доле
неудовлетворительных проб можно выделить железо, марганец, кремний в источниках; трихлорэтилен, железо, марганец перед подачей в распределительную сеть; кремний, трихлорэтилен и бор в распределительной сети.
На заключительном шаге этапа идентификации опасности были исключены 5 химических веществ из оценки риска (полифосфаты, сульфаты, бромдихлорметан, стронций и бром), так как данные вещества не наблюдались в концентрации выше 0,5 ПДК на протяжении всего многолетнего периода. В 3 водопроводах отсутствуют химические вещества, концентрации которых хотя бы раз превышали 0,5 ПДК, при наличии более 5% проб с определяемой концентрацией. Итоговое количество химических веществ по результатам идентификации опасности - 21; количество водопроводов - 253. Итоговое число концентраций для усреднения - 53941 испытание.
Выявлено, что для всех соединений, кроме мышьяка, метод определения и его предел чувствительности подходит для расчета неканцерогенного и канцерогенного риска. Для мышьяка необходимый максимальный уровень нижнего предела определения, ниже используемого в 5 раз для референтной дозы. Концентрации мышьяка на уровне предела чувствительности метода будут давать величину канцерогенного риска превышающую приемлемый порог 1 х 10-5. Наличие от трех измерений присутствует не для всех химических веществ на водопроводах.
Превышают ПДК среднемаксимальные концентрации по алюминию, железу, кремнию, нитратам, тетрахлорметану и трихлорэтилену. В связи с отсутствием референтных доз по свинцу, магнию, кремнию, хлоридам и аммиаку риски по данным вещества не могут быть рассчитаны. Максимальный коэффициент опасности определен для трихлорэтилена. Риск развития неканцерогенных эффектов от трихлорэтилена превысил допустимый уровень риска более чем в 5 раз для детей и более 2 раз для взрослых, рассчитанному как по среднеарифметической, так и по медиане.
Ранжирование вредных веществ, загрязняющих питьевую воду, по коэффициентам опасности (Н^ выявило, что на втором месте риск для детей и взрослых представляют нитраты. Отмечено превышение допустимого риска по нитратам более 2 раз для детей и около одного раза для взрослых по нескольким сельским населенным пунктам края. Для остальных веществ коэффициент опасности не превышает допустимый риск для детского и взрослого населения. Анализ суммарных индексов опасности (Н1), рассчитанных по значениям, показал превышение верхней границы референтного уровня (1,0) для системы крови в отношении детей.
Ни одно из проанализированных соединений не превышает предельно-допустимого канцерогенного риска, т. е. по отдельным компонентам не представляют серьезной
опасности для человека. Максимальное значение риска обусловлено концентрацией трихлорэтилена, что соответствует верхней границе приемлемого риска.
На этапе характеристики риска установлено, что основное влияние приоритетных веществ распространяется на кровь (умеренный уровень риска), иммунную и репродуктивную системы (высокий риск). Анализ суммарных индексов опасности (Ш), рассчитанных по значениям, показал превышение верхней границы референтного уровня (1,0) для системы крови в отношении детей. Действие обусловлено совместным влиянием хрома (45%) и нитратов (65%).
Исследование выявило ограниченное число критически опасных загрязнителей при общей удовлетворительной ситуации по большинству показателей. Однако обнаруженные приоритетные вещества требуют особого контроля в связи с их выраженным влиянием на ключевые системы организма. Использование медианных значений концентраций химических веществ, исключение значений на уровне предела чувствительности методик, а также сокращение перечня критических органов до ведущих позволило эффективно выделить и ответить на актуальные вопросы качества питьевой воды распределительной сети.
Проведённая оценка физиологической полноценности питьевой воды распределительной сети подтверждает, что Приморский край относится к природной дефицитной биогеохимической провинции. Полученные данные позволяют предположить возможную зависимость между химическим составом питьевой воды (жесткостью и дефицитом магния) и распространенностью мочекаменной болезни среди населения по муниципальным образованиям. Однако для установления причинно-следственных связей требуется проведение дополнительных исследований с учетом сопутствующих факторов (экологических, социально-экономических и др.).
Полученные результаты создают научную основу для совершенствования системы санитарного надзора, разработки адресных профилактических мероприятий и принятия управленческих решений по модернизации водопроводных систем, что соответствует приоритетам государственной политики в области обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения.
ВЫВОДЫ
Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.