Оценка риска здоровью населения, связанного с качеством питьевой воды (на примере нефтяных районов Республики Башкортостан)

Рахматуллина Лилиана Рамилевна – младший научный сотрудник отдела медицинской экологии (e-mail: ; тел.: 8 (347) 255-46-21; ORCID: .

Сулейманов Рафаил Анварович – доктор медицинских наук, заведующий отделом медицинской экологии (e-mail: ; тел.: 8 (347) 255-46-21; ORCID: .

Валеев Тимур Камилевич – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела медицинской экологии (e-mail: ; тел.: 8 (347) 255-46-21; ORCID: .

Бактыбаева Зульфия Булатовна – кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела медицинской экологии (e-mail: ; тел.: 8 (347) 255-46-21; ORCID: .

Рахматуллин Наиль Равилович – кандидат медицинских наук, старший научный сотрудник отдела медицинской экологии (e-mail: ; тел.: 8 (347) 255-46-21; ORCID: .

Проблема обеспечения населения питьевой водой, соответствующей всем гигиеническим требованиям, приобретает большую значимость на территориях с добычей, подготовкой и транспортировкой нефти [1, 2]. Это обусловлено тем, что на таких территориях водоисточники, предназначенные для хозяйственно-питьевых целей, не соответствуют гигиеническим нормативам по ряду показателей, таких как жесткость, марганец, железо, медь, хром, свинец, кадмий и т.д. [2, 3].

В процессе эксплуатации нефтяных месторождений происходит нарушение герметичности водоносных горизонтов и попадание многих токсичных соединений в подземные и поверхностные водные объекты. Таким образом, ухудшается качество вод, предназначенных для хозяйственно-питьевых целей [1–4]. Так, на территориях Ханты-Мансийского автономного округа – Югры [5] в районах с нефтяными месторождениями питьевая вода не соответствует установленным гигиеническим требованиям. В воде отдельных районов обнаруживаются соединения с превышением ПДК: нефтепродуктов (до 2,4 раза), хлоридов (до 3,9 раза), бромидов (до 2,2 раза), свинца (до 2 раз), кадмия (до 3 раз). В поверхностных источниках Пермского края (Кокуйское нефтяное месторождение) [3] установлено превышение ПДК таких соединений, как ксилол (до 14 раз), нефтепродуктов (до 13 раз) и толуол (до 3 раз). На территориях Саратовской и Оренбургской областей в подземных водах регистрируется превышение показателей нефтепродуктов, марганца, железа, общей жесткости, окисляемости, минерализации, соединений азота и брома [6, 7].

Оценка риска факторов окружающей среды позволяет выявить приоритетные загрязнители и принять управленческие решения для здоровья населения. Так, проведенные исследования в различных регионах Российской Федерации [8–13], а также в зарубежных странах [14–18] свидетельствуют о существующей проблеме рисков здоровью населения, связанных с качеством питьевых вод.

Обеспечение населения качественной питьевой водой, соответствующей современным требованиям гигиенических нормативов, предусмотрено в федеральном проекте «Чистая вода» национального проекта «Экология»1. В процессе реализации проекта рассматриваются вопросы водоподготовки и проблем, связанных с сохранением качества питьевой воды в разводящих сетях в уже имеющихся системах. Для жителей населенных пунк-тов2, не оборудованных современными системами централизованного водоснабжения, проектом предусмотрено развитие сети водоснабжения с ис- пользованием перспективных технологий водоподготовки, включая технологии, разработанные организациями оборонно-промышленного комплекса.

Цель исследования – гигиеническая оценка уровней риска здоровью населения, проживающего на территориях нефтедобычи Республики Башкортостан (РБ), связанных с употреблением вод централизованных источников водоснабжения.

Материалы и методы. В исследование включены два наиболее крупных нефтедобывающих района РБ: Чишминский и Давлекановский. В основу проведенного анализа легли материалы исследований лаборатории РАЦККВ «Башкоммунводоканал» и ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Башкортостан» за 2016–2018 гг. по Чишмин-скому и Давлекановскому району. Проанализированы 20 показателей на территориях с развитой нефтедобывающей промышленностью, среди которых 16 санитарно-химических (табл. 1) и четыре микробиологических показателя (общие колиформные бактерии, термотолерантные колиформные бактерии, колифаги и общее микробное число).

В настоящее время в Чишминском районе функционируют три основных водозабора: Исаковский, Кучумовский и Нижнехозятовский. В исследование включен самый крупный – Исаковский, обеспечивающий поселок городского типа Чишмы и прилегающие сельские населенные пункты (деревня Игнатовка). В Исаковском водозаборе эксплуатируются 30 скважин. Алкино-2 – село в Чишминском районе, где в настоящее время функционирует один водозабор, в котором эксплуатируются пять скважин. Для обеззараживания воды установлены бактерицидные лампы.

Источником хозяйственно-питьевого водоснабжения Давлекановского района являются подземные воды трех водозаборов – Кирзаводского, Курманке-евского и Южного. В исследование включен Кирза-водской водозабор, который состоит из семи скважин. Обеззараживание воды производится хлорной известью.

Оценку уровня канцерогенного, неканцерогенного и популяционного рисков выполняли с учетом условий и требований Р 2.1.10.1920-043. В перечень соединений из группы 1, 2А, 2В по классификации Международного агентства по изучению рака (МАИР) для расчета уровней канцерогенного и популяционного риска вошли шесть соединений (табл. 1). В целях прогноза риска при отсутствии концентраций отдельных химических соединений была использована величина 1/2 предела количественного определения химического соединения. Такой прием допускается методологией оценки риска. Приемлемость риска оценивали в пределах 1·10-6 – 1·10-4.

Таблица 1

Сведения о параметрах опасности развития неканцерогенных и канцерогенных эффектов

Вещество	RFD	Органы и системы	SFO
АПАВ	–	–	–
Нефтепродукты	0,03	Почки	–
Аммиак	0,98	–	–
Общее железо	0,3	Слизистые оболочки, кожа, система крови, иммунная система	–
ДДТ	0,0005	Печень, гормональная система	0,34
Линдан	0,0003	Печень, почки, гормональная система	1,3
Мышьяк	0,0003	Кожа, ЦНС, ССС, иммунная, гормональная система, ЖКТ	1,5
Хром 6+	0,005	–	0,42
Медь	0,019	Желудочно-кишечный тракт, печень	–
Марганец	0,14	ЦНС, система крови	–
Свинец	0,0035	ЦНС, нервная система, система крови, биохимия, процессы развития, репродуктивная система, гормональная система	0,047
Ртуть	0,0003	Иммунная система, почки, ЦНС, репродуктивная система, гормональная система	–
Кадмий	0,0005	Почки, гормональная система	0,38
Цианиды	0,02	Нервная система, гормональная система	–
Хлориды	–	–	–
Жесткость	–	–	–

П р и м е ч а н и е : жирным шрифтом выделены соединения, обладающие канцерогенными свойствами.

Гигиеническую оценку органолептических свойств питьевой воды проводили на основе МР 2.1.4.0032-114, а перечень показателей (табл. 2) отбирали с учетом лимитирующих показателей вредности согласно СанПиН 1.2.3685-215. Согласно МР 2.1.4.0032-11 приемлемый риск составляет 0,1.

Оценку риска ольфакторно-рефлекторных свойств питьевой воды рассчитывали согласно уравнениям (1 и 2) МР 2.1.4.0032-11:

1 Prob

Risk = = (2π) ⋅ ∫ e ^{- t 2 /2} ⋅ dt ,           (1)

–∞ где π – 3,14……..; е – основание натурального логарифма; d – знак дифференциала; t – доверительный коэффициент.

Prob = –2 + 3.32·lg (Концентрация/норматив). (2)

Результаты и их обсуждение. Анализ данных мониторинговых наблюдений за качеством питьевых вод (табл. 3) показал, что вода отдельных территорий, подаваемая населению, не соответствует гигиеническим требованиям. Обнаружено превышение гигиенических нормативов по санитарнохимическим показателям (жесткость воды), а также выявлены соли тяжелых металлов и соединения группы пестицидов. Однако отклонений по осталь- ным показателям, в том числе и микробиологическим, в питьевой воде анализируемых территорий не выявлено.

Таблица 2

Приоритетные показатели для оценки органолептического риска

Показатель	ПДК	Критерий
Марганец	0,10	Органолептический
Медь	1,0	Органолептический
Общее железо	0,3	Органолептический
Хлориды	350,0	Органолептический
Жесткость общая	7,0	Обобщенный показатель

Таблица 3

Доля неудовлетворительных проб воды по основным показателям на территориях нефтедобычи в Республике Башкортостан за 2016–2018 гг.

(по данным «Башкоммунводоканал»), %

Территория	Доля проб, не соответствующих установленным требованиям, %
	перед поступлением в распределительную сеть		водопроводная сеть
	1*	2**	1*	2**
Давлекановский	17,25	0	16,56	0
Чишминский	21,43	0	16,67	0

П р и м е ч а н и е : 1* – по санитарно-химическим показателям; 2** – по микробиологическим показателям.

Таблица 4

Уровень канцерогенного риска для населения, связанного с содержанием в питьевых водах канцерогенно-опасных соединений

Показатель	Канцерогенный риск ( CR )
	РЧВ*, Исаковский водозабор	РЧВ Алкино-2	РЧВ, Кирзаводской водозабор
Свинец	3,02Е-05	3,02Е-05	1,8Е-06
Вклад, %	2,35	2,35	0,1
Хром 6+	2,25Е-04	2,25Е-04	4,6Е-04
Вклад, %	17,53	17,53	23,7
ДДТ	1,5Е-04	1,5Е-04	2,41Е-04
Вклад, %	11,7	11,7	12,4
Линдан	5,6Е-04	5,6Е-04	9,23Е-04
Вклад, %	43,64	43,64	47,5
Мышьяк	3,1Е-04	3,1Е-04	3,15Е-04
Вклад, %	24,16	24,16	16,21
Кадмий	8,0Е-06	8,0Е-06	1,5Е-06
Вклад, %	0,62	0,62	0,08
Суммарный канцерогенный риск	1,3Е-03	1,3Е-03	1,9Е-03
Популяционный канцерогенный риск ( PCR )	69,0 (на 53 037 человек)	7,0 (на 5424 человек)	75,6 (на 39 812 человек)

П р и м е ч а н и е : * – здесь и далее РЧВ – резервуар чистой воды.

Оценка индивидуальных канцерогенных рисков (табл. 4) выявила превышения предельно допустимого риска для здоровья населения по четырем соединениям: хром6+, ДДТ, линдан и мышьяк. Они отнесены к третьему диапазону риска. Свинец и кадмий соответствуют второму диапазону риска (предельно допустимый риск).

Значения суммарного канцерогенного риска для здоровья населения при употреблении питьевых вод в Чишминском и Давлекановском районе составили 1,3Е-03 и 1,9Е-03 соответственно, что относится к четвертому диапазону риска и является неприемлемым для всех групп населения. Анализируя полученные результаты, установлено, что наибольший вклад в суммарные величины канцерогенного риска вносят соединения: линдан (43,64–47,5 %), мышьяк (16,21– 24,16 %), хром6+ (17,53–23,7 %) и ДДТ (11,7–12,4 %). Также стоит отметить, что среди приоритетных химических соединений ведущий вклад в канцерогенные риски вносит группа пестицидов (ДДТ и линдан).

Уровни популяционных канцерогенных рисков для населения составили: для жителей, использующих: водозабор села Алкино-2 – 7, Исаковский водозабор – 69 и Кирзаводской – 76 дополнительных случаев. 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.

Результаты оценки неканцерогенных рисков при хроническом пероральном воздействии приоритетных химических соединений, содержащихся в питьевой воде, представлены в табл. 5. На первом месте индекс опасности определен со стороны гормональной системы (HI = 3,04–4,56) за счет свинца, ДДТ, линдана, мышьяка и кадмия. На втором месте обнаружены изменения со стороны печени (HI = 2,3–3,83), что связано с вкладом ДДТ и линдана. На изменения со стороны почек (HI = 1,47–2,45) при пероральном поступлении токсикантов влияет присутствие в питьевой воде линдана и кадмия. Наиболее высокие неканцерогенные риски выявлены в Кирзаводском водозаборе Давлекановского района.

Таблица 5

Неканцерогенный риск (индексы опасности) связанный с качеством питьевой воды

Органы и системы	Неканцерогенный риск ( HI )
	РЧВ, Исаковский водозабор	РЧВ, Алкино-2	РЧВ, Кирза-водской водозабор
ЦНС	0,7	0,7	0,72
Печень	2,3	2,3	3,83
Почки	1,47	1,47	2,45
ЖКТ	0,7	0,7	0,71
ССС	0,7	0,7	0,71
Кожа	0,7	0,7	0,71
Гормональная система	3,04	3,04	4,56
Репродуктивная система	< 0,1	< 0,1	< 0,1
Иммунная система	0,7	0,7	0,71
Система крови	< 0,1	< 0,1	< 0,1
Б/х изменения	< 0,1	< 0,1	< 0,1

В связи с многочисленными жалобами со стороны населения на горький привкус питьевой воды был проведен анализ органолептического риска (табл. 6), показавший неприемлемый уровень органолептического риска (более 0,1), свя- занный с повышенной жесткостью питьевой воды Исаковского водозабора Чишминского района. На всех территориях выявлено превышение гигиенических нормативов по показателю жесткости на 1,14–2,11 раза.

Таблица 6

Оценка органолептического риска, обусловленного качеством питьевой воды

Показатель	Значение	Prob.	Риск
РЧВ, Исаковский водозабор
Марганец	0,052	–2,91	0,0018
Медь	0,01	–8,64	2,81Е-18
Общее железо	0,05	–4,656	1,61Е-06
Хлориды	33,8	–5,35	4,4Е-08
Общая жесткость	11,76	–1,253	0,105
Макс. значение	–	–1,253	0,105
РЧВ, Алкино-2
Марганец	0,05	–2,996	0,0014
Медь	0,01	–8,64	2,81Е-18
Общее железо	0,05	–4,656	1,61Е-06
Хлориды	31,7	–5,47	2,25Е-08
Общая жесткость	11,45	–1,3	0,097
Макс. значение	–	–1,3	0,097
РЧВ, Кирзаводской водозабор
Марганец	0,085	–2,234	0,013
Медь	0,025	–7,318	1,26Е-13
Общее железо	0,05	–4,59	2,22Е-06
Хлориды	40	–5,127	1,5Е-07
Общая жесткость	21,14	–0,4064	0,34222
Макс. значение	–	–0,4064	0,34222

В результате полученных данных суммарный канцерогенный риск для населения, использующего воду с водозаборов Исаковский и Алкино-2, составил 1,3Е-03 и отнесен к четвертому диапазону риска (неприемлемый для всех групп населения). Также неприемлемый уровень органолептического риска, связанный с повышенной жесткостью питьевой воды, выявлен для Исаковского водозабора.

По данным Управления Роспотребнадзора по РБ за 2018 г. состояние здоровья населения в Чиш-минском и Давлекановском районах характеризуется превышением республиканских значений по заболеваемости мочекаменной болезнью среди взрослого населения до двух раз, детского – более 2,5 раза, а также высоким темпом прироста по данной нозологии за 2014–2018 гг. Также отмечен рост показателя смертности от новообразований за анализируемый период на 19,7 %.

Полученные результаты согласуются с работами ряда авторов [21]. Однако необходимо учитывать природные особенности и приоритетные соединения для каждой территории.

В результате полученных данных разработан комплекс мероприятий (табл. 7), направленных на минимизацию рисков, связанных с качеством питьевых вод в РБ в рамках реализации федерального проекта «Чистая вода».

После выполнения комплекса работ рекомендуется повторное проведение исследований с целью выявления эффективности осуществленных ранее мероприятий.

Таблица 7

Система рекомендуемых мероприятий в рамках реализации реализации федерального проекта «Чистая вода» в Республике Башкортостан

Мероприятие	Рекомендуемые и выполняемые мероприятия в рамках федерального проекта «Чистая вода»
Технологические и технические	Реконструкция водовода для водоснабжения поселка городского типа Чишмы
Санитарнотехнические	Строительство системы очистки питьевой воды в городе Давлеканово. Повышение уровня очистки сточных вод и недопущение сброса неочищенных сточных вод. Применение дополнительных методов умягчения воды. Производственный контроль качества вод в воде водозаборов и перед поступлением в распределительную сеть
Административные	Производственный контроль технического состояния водозаборных сооружений. Диспансеризация и медицинские осмотры населения, входящего в группы риска (дети, беременные и лица пожилого возраста) по выявленным заболеваниям

Выводы:

• 1.    Суммарные канцерогенные риски как для Чишминского, так и для Давлекановского района оценены как неприемлемые за счет присутствия в воде соединений хрома⁶⁺, ДДТ, линдана и мышьяка.

• 2.    Высокие неканцерогенные риски выявлены в Кирзаводском водозаборе Давлекановского района. Присутствие в воде основных соединений может привести к хроническим заболеваниям со стороны гормональной системы, печени и почек.

• 3.    Органолептический риск для вод Исаковского водозабора Чишминского района характеризуется как неприемлемый, обусловленный повышенной жесткостью питьевой воды.

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки.