Интегральная оценка риска здоровью при использовании питьевой воды, производимой опреснительным заводом «Каспий»

Проблема снабжения населения, проживающего в условиях аридных и антропогенно загрязненных прибрежных морских зон, высококачественной питьевой водой остается крайне актуальной, в том числе и для Республики Казахстан. Одним из путей решения этой проблемы является использование различных технологий водоподготовки минерализованной воды Каспийского моря.

Так, в г. Актау уже функционируют дистилляционные опреснительные установки (ТОО «МАЭК-Казатомпром»), а в 2005 г.

дополнительно был построен и введен в эксплуатацию опреснительный завод «Каспий», работающий на основе технологии обратного осмоса. Такая технология в условиях постоянно растущего потребления воды для данного региона является целесообразной как с экономической точки зрения, так и с позиций соблюдения прав потребителей на высококачественное питьевое водоснабжение.

Вместе с тем обеспечение населения высококачественной питьевой водой в условиях техногенного загрязнения воды Кас-

пийского моря создает серьезные ограничения. Техногенное загрязнение воды Каспийского моря происходит в течение длительного периода и формируется в основном тремя путями: за счет впадающих в море речных стоков, содержащих токсические вещества, поступления загрязняющих веществ в процессе перевозки грузов (в основном нефти и нефтепродуктов) водным транспортом и в результате добычи нефти на морской акватории и в прибрежных зонах. В этой связи обостряется проблема использования данного объекта как источника водоснабжения населения прибрежных районов прикаспийского региона Республики Казахстан.

В условиях необходимости и целесообразности использования минерализованных загрязненных морских вод для задач водоснабжения населения особую значимость приобретает применение высокоэффективных технологий водоподготовки морской воды. При этом выбор технологических схем водоподготовки или их модернизаций должен быть ориентирован на результаты оценки рисков для здоровья населения при употреблении питьевой воды заданного качества.

В этой связи основной целью настоящей работы являлась оценка риска для здоровья населения при использовании питьевой воды, прошедшей специальную водоподготовку (на примере завода «Каспий»).

Материалы и методы исследования. Оценка рисков здоровью населения, потенциально связанных с употреблением питьевой воды, осуществлялась в соответствии с Руководством 2.1.10.1920–04 [6].

Для ранжирования веществ, не обладающих канцерогенным риском, применялись весовые коэффициенты ( TW ), основанные на референтных дозах ( RfD ) или концентрациях ( RfC ) (Руководство 2.1.10.1920–04). Определение индекса сравнительной неканцерогенной опасности HRI осуществлялось по формуле

HRI = E·TW·P/10 000, где E – величина условной экспозиции (принимаются расчеты средней суточной дозы); TW – весовой коэффициент влияния на здоровье; P – численность популяции.

В связи с тем что популяция, которая находится под воздействием факторов, рассматривается в целом (г. Актау), при расчетах HRI и HRIc показатели Р / 10 000 не учитывались.

Кроме этого, выполнена интегральная оценка питьевой воды по показателям химической безвредности в соответствии с МР 2.1.4.0032–11 [7]. Алгоритм оценки включал: 1) оценку риска появления ольфакторно-рефлекторных эффектов; 2) оценку неканцерогенных эффектов (беспороговая модель); 3) оценку интегрального риска (суммация эффектов). На каждом этапе значения рисков оценивались в сопоставлении с их приемлемыми уровнями. Расчеты параметров беспороговых моделей органолептических и неканцерогенных рисков выполнены по стандартным формулам [7] для условий различных температурных режимов (1 °С, 15 °С, 25 °С), соответствующих сезонов года и содержания химических веществ в исходной воде. В связи с особенностями температурного режима Каспийского моря (относительно низкие значения) в качестве средней была принята величина 15 °С, которая учтена как базовая в Техническом задании на проектную документацию данного объекта.

Все расчеты производились на прогнозную ситуацию, связанную с планируемым вводом завода «Каспий» в эксплуатацию. При оценке риска использовались величины референтных доз исследуемых веществ (12 соединений) или величины предела допустимых концентраций (ПДК) (7 соединений).

Оценка экспозиции проведена для условий перорального поступления, при этом использованы стандартные значения, рекомендованные ВОЗ [6]: потребление воды – 2 л/сут; частота воздействия – 365 дней, продолжительность воздействия – 30 лет; масса тела – 70 кг; период осреднения, число дней – в течение 30 лет по 365 дней. Максимальная дневная экспозиция принята равной 24 ч.

Оценка риска развития рефлекторноольфакторных эффектов выполнена только в отношении значимых показателей органолептических свойств воды, при этом значения риска приравнивались к нулю при низких значениях (Prob) показателей (хлор остаточный и связанный, хлориды). Оценка суммарного органолептического риска осуществлялась выбором максимального значения из всей группы величин, характерных для каждого из веществ [5].

Результаты и их обсуждение. Анализ проектной документации показал, что в технологии обработки морской воды (Каспийское море) используются фильтрационная очистка воды с коагуляцией и флокуляцией, обратноосмотическое опреснение и физикохимическая корректировка состава пресной воды. На водоподготовку направляется исходная вода с содержанием химических примесей и нефтепродуктов. Селективность мембран, ипользуемых заводом «Каспий», по показателям содержания нефтепродуктов высокая, эффективность очистки составляет 99,5 %, в том числе при высоких (порядка 3,0 мг/л) исходных уровнях.

На этапе идентификации опасности в исходной воде было учтено и проранжи-ровано 19 химических соединений, из них 11 – отнесены к приоритетным, в том числе соединения, характерные для морских вод: хлориды, сульфаты и минеральные соединения, учитываемые показателем качества воды «сухой остаток». Установлено, что идентифицированные вещества при поступлении с питьевой водой в организм человека в дозах, превышающих референтные, могут создавать риск появления нарушений функций критических органов/систем: нервной системы, системы кровообращения, желудочно-кишечного тракта, почек, зубной и костной ткани, репродуктивной системы.

Веществ, обладающих канцерогенными свойствами, в исходной воде не обнаружено.

На этапе оценки экспозиции для условий перорального поступления идентифицированных соединений в организм с питьевой водой рассчитаны среднесуточные дозы (табл. 1).

Таблица 1

Значения ожидаемых среднесуточных доз ( I ) веществ, содержащихся в воде на выходе с участка кондиционирования, мг/(кг·день)

№ п/п	Наименование показателя	Концентрация веществ, мг/л	RfD , мг·кг	I (среднесуточная доза), мг·кг
1	Натрий	6,05	34,3	0,166
2	Кальций	30	41,4	0,822
3	Магний	0,67	11	0,018
4	Сульфаты	38,75	–*	1,062
5	Хлориды	10,07	–*	0,276
6	Фтор	1,01	0,06	0,028
7	Бром	0,14	1	0,004
8	Бор	0,36	0,2	0,010
9	Сухой остаток	133,14	–*	3,648
10	Гидрокарбонаты	44,13	–*	1,209

Примечание. * Референтные дозы не установлены.

Наиболее высокие значения среднесуточных доз выявлены у сульфатов (1,06), гидрокарбонатов (1,209) и сухого остатка (3,648), на которые не установлены референтные дозы. По остальным веществам (за исключением хлоридов) среднесуточные дозы были значительно ниже референтных уровней.

На этапе оценки риска развития рефлекторно-ольфакторных эффектов получены характеристики основных органолептических показателей качества воды и веществ, их формирующих (табл. 2).

Суммарная оценка органолептического риска от использования данной питьевой воды составила 0,001, при этом приоритетными факторами явились сухой остаток и водородный показатель.

Результаты оценки неканцерогенного риска для модельных условий водоподготовки на опреснительном заводе «Каспий» представлены в табл. 3.

Как видно из табл. 3, неканцерогенные беспороговые риски для отдельных рассматриваемых веществ не превышали прием-

Таблица 2

Оценка риска развития рефлекторно-ольфакторных эффектов в питьевой воде

Анализируемый критерий	Значение	ПДК, мг/л	Prob *	Риск
Запах при 20 °С	0	2		0
Привкус при 20 °С	0	2		0
Цветность	0	20	–3,33	0
Мутность	0	1,5	–3	0
Водородный показатель	7,9	9	–3,1	0,001
Общая жесткость	3	7	–3,22168	0,0007
Хлориды	41	350	–5,09186	0
Сухой остаток	228	500	–3,13224	0,001
Хлор остаточный свободный	0,08	0,5	–4,64232	0
Хлор остаточный связанный	0,06	1,2	–6,31942	0
Суммарный риск рефлекторно-ольфакторных эффектов				0,001
Приемлемое значение рефлекторно-ольфакторных реакций				0,1

Примечание. * В данном случае значение Prob является промежуточной величиной для перехода от концентрации вредного вещества к риску для здоровья.

Таблица 3

Значения беспорогового неканцерогенного риска ( Risk ) веществ питьевой воды после обработки на опреснительном заводе перед поступлением в распределительную сеть

Наименование показателя ПДК Вода после выхода с фильтров-кондиционеров Поток после выхода из камерно-лучевого распределителя Концентрация веществ , мг/л Risk Концентрация веществ, мг/л Risk Сульфаты 500 69 0,0024 6,05 0,0005 Хлориды 350 41 0,0020 30 0,0037 Фтор 1,5 0,24 0,0028 0,67 0,0001 Сухой остаток 1000 228 0,0040 38,75 0,0014 Хлор остаточный свободный 0,5 0,08 0,0028 10,07 0,0005 Хлор остаточный связанный 1,2 0,06 0,0009 1,01 0,0117 Приемлемый риск появления хронической интоксикации ≤0,02 ≤0,02 Суммарный неканцерогенный беспороговый риск 0,01476 0,046 Приемлемая величина суммарного неканцерогенного бес-порогового риска ≤0,05 ≤0,05 лемый уровень (0,02). Суммарный неканцерогенный беспороговый риск от питьевой воды не превышал приемлемый уровень (0,05) и составил 0,046.

В целом неканцерогенные беспорого-вые риски для здоровья от качества питьевой воды, подаваемой в распределительную сеть, не превышали приемлемый уровень как для отдельных веществ, так и при комбинированном их действии.

Так как характеристика риска является заключительным этапом оценки риска и начальным этапом управления риском, нами была дана интегральная оценка риска (суммация эффектов) от качества питьевой воды, подаваемой в распределительную сеть.

Результаты расчета интегрального риска при оценке качества питьевой воды представлены в табл. 4.

Как видно из табл. 4, отношение риска развития рефлекторно-ольфакторных эффектов к приемлемому значению составило 0,01, а отношение суммарного неканцерогенного риска к приемлемому уровню – 0,3. При этом интегральный показатель равен 0,31, что не превышало нормативный уровень (ИП≤1).

Таблица 4

Расчет интегрального показателя питьевой воды

Вид риска	Значение по суммарной оценке	Величина приемлемого значения	Отношение риска к приемлемому значению
Риск появления рефлекторноольфакторных эффектов	0,001	0,1	0,01
Неканцерогенный риск	0,015	0,05	0,30
Канцерогенный риск	0	0,00001	0,0
Интегральный показатель			0,31

В целом риски по всем анализируемым показателям не превышали приемлемые уровни и не требовали принятия дополнительных мер по регулированию качества воды.

На этапе характеристики неопределенностей учтено, что неопределенности в оценке риска связаны с установлением референтных доз, релевантности, достоверности экстраполяции, приемлемости научных данных с учетом различных путей поступления исследуемых веществ в организм, особенностями проведения эпидемиологических исследований. Учет указанных неопределенностей на последующих этапах деятельности водоподготовки объекта позволит обеспечить минимизацию рисков, повысить объективность выводов и адекватность принимаемых управленческих решений.

Выводы. Впервые для условий Республики Казахстан осуществлены исследования по оценке риска на примере питьевой воды, производимой ТОО «Опреснительный завод “Каспий”». Исследования по оценке риска, выполненные по международно гармонизированной методологии в соответствии с принятыми в Российской Федерации нормативно-методическими до- кументами [7, 8], показали, что ведущими факторами неканцерогенного риска здоровью от употребляемой исходной воды могут являться 11 приоритетных соединений (в том числе хлориды, сульфаты, показатель сухого остатка и др., HRI≥100). Веществ с канцерогенными свойствами в исходной воде не обнаружено.

Расчетные среднесуточные дозы для всех исследованных веществ, содержащихся в питьевой воде после очистки, были ниже референтных, что свидетельствует об отсутствии опасности для здоровья.

Суммарный риск оценен как приемлемый при хронической интоксикации отдельными веществами и при их комбинированном действии (интегральный показатель при суммации эффектов составил 0,31, что не превышает регламент (ИП≤1)). В связи, этим согласно правилам методологии анализа риска рекомендации по управленческим решениям не требуются.

В целом с учетом полученных данных производимая методом обратного осмоса опреснительным заводом «Каспий» питьевая вода по химическому составу не вызовет развития риска здоровью населения.