Применение интегрального подхода к оценке качества питьевой воды

Для своевременного принятия управленческих решений по повышению качества питьевой воды, прогнозирования и контроля уровня заболеваемости населения болезнями, ассоциированными с воздействием водного фактора, важное значение имеет регулярная объективная оценка качества питьевой воды [1, 2] с использованием методологии оценки риска здоровью населения, в том числе расчет интегральных показателей качества питьевой воды по показателям химической безвредности и эпидемиологической безопасности.

Интегральная оценка качества питьевой воды по химическим показателям проводится на основе показателей вероятности возникновения неблагоприятных органолептических эффектов ( Risk_ор ), канцерогенного ( Risk_канц ) и неканцерогенного рисков ( Risk_неканц ), интегрального показателя качества питьевой воды, рассчитанного по показателям химической безвредности (ИП) [3, 4]. В последние годы интегральная оценка была проведена для отдельных населенных пунктов и систем водоснабжения Смоленской [5], Ленинградской [6] и Омской областей [7], г. Уфа [8].

Новая стратегии развития Арктики до 2035 года закрепляет национальные интересы России в Арктике, в том числе обеспечение высокого уровня жизни и благосостояния граждан России, живущих в Арктической зоне Российской Федерации [9].

Ямало-Ненецкий автономный округ, расположенный в Арктической зоне Российской Федерации, представляет собой регион с уникальным запасом природных ресурсов и активно развивающейся промышленностью. В условиях изменения климата, активного развития отраслей добычи и переработки полезных ископаемых, транспорта вопросы здоровья населения становятся особенно актуальными [10, 11].

Одним из приоритетных факторов, влияющих на здоровье жителей региона, является качество питьевой воды – основы для поддержания оптимальных условий жизни и санитарно-эпидемиологического благополучия населения. Риски, связанные с природными и антропогенными факторами, определяют качество питьевой воды. Промышленные и хозяйственно-бытовые сроки приводят к попаданию загрязняющих веществ в воду водных объектов, в том числе являющихся источниками питьевого водоснабжения [12]. В Ямало-Ненецком автономном округе водные объекты, используемые для хозяйственно-питьевого водоснабжения, часто располагаются над залеганиями нефти и газа. В связи с этим, в населенных пунктах автономного округа с развитой добычей углеводородного сырья возможно загрязнение подземных вод нефтепродуктами, фенолами и другими токсичными веществами [11].

Цель исследования – по показателям химического загрязнения провести интегральную оценку качества питьевой воды населенных пунктов Ямало-Ненецкого автономного округа.

Материалы и методы

Для проведения оценки качества питьевой воды населенных пунктов Ямало-Не- нецкого автономного округа использованы результаты лабораторных исследований и испытаний, выполненных ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Ямало-Ненецком автономном округе» в 2024 году в рамках социально-гигиенического мониторинга. При статистической обработке с использованием программы Microsoft Excel 2016 для каждого исследуемого органолептического и обобщенного показателя, неорганического и органического химического вещества рассчитывались средние концентрации, максимальные показатели 98 %-й вероятностной обеспеченности, среднегодовые концентрации по верхней границе 95 %-й доверительного интервала. Значения Riskканц, Riskнеканц, Riskор, ИП рассчитаны в соответствии с Р 2.1.10.1920-041 и МР 2.1.4.0032-112. При оценке экспозиции в настоящем исследовании рассматривался сценарий перорального поступления веществ в организм человека при употреблении воды для питья и приготовления пищи.

В 2024 году на территории Ямало-Ненецкого автономного округа эксплуатировалось 23 поверхностных источника хозяйственно-питьевого водоснабжения и 41 подземный источник водоснабжения [13]. Мониторинг качества питьевой воды осуществлялся в 14 населенных пунктах: города Губкинский, Лабытнанги, Муравленко, Надым, Новый Уренгой, Ноябрьск, Салехард, Тарко-Сале, поселке Тазовский, поселке городского типа Харп, селах Аксарка, Белоярск, Харсаим и Яр-Сале.

Результаты

На основе сформированной базы результатов лабораторных исследований и испытаний качества питьевой воды [14] для расчетов значений риска с учетом влияния на здоровье населения и лимитирующих показателей вредности были выбраны 32 показателя. Вероятность возникновения неблагоприятных органолептических эффектов Risk_ор рассчитана на основе результатов лабораторных исследований и испытаний 14 показателей, Risk_неканц – 25 показателей, Risk_канц – 5 показателей (табл. 1).

Таблица 1

Количество показателей, используемых для расчетов ИП, Riskор , Riskнеканц , Riskканц в настоящем исследовании

Тип показателей	ИП	Risk ор	Risk неканц	Riskканц
Органолептические	3	3	-	-
Обобщенные	3	3	1	-
Неорганические	24	7	22	4
Органические	2	1	2	1
Всего:	32	14	25	5

Как следует из проведенного анализа, в пгт. Харп в рамках социально-гигиенического мониторинга не проводились лабораторные исследования и испытания химических веществ, обладающих канцерогенным действием.

Значения ИП качества питьевой воды, подаваемой населению Ямало-Ненецкого автономного округа (табл. 2, рис. 1) варьируются от 0,09 (пгт Харп) до 21,0 (п. Та-зовский).

Таблица 2

Интегральные показатели, значения Riskнеканц и Riskканц от употребления питьевой воды, подаваемой населению в Ямало-Ненецком автономном округе

Населенный пункт	Значения
	ИП	ранг	Risk неканц	ранг	Riskканц	ранг
г. Губкинский	11,2	6	0,0044	12	1,1E-04	4
г. Лабытнанги	13,2	5	0,0094	5	5,0E-05	6
г. Муравленко	5,3	10	0,0061	7	5,0E-05	8
г. Надым	20,2	2	0,012	2	1,4E-04	1
г. Новый Уренгой	18,3	3	0,0053	9	1,2E-04	3
г. Ноябрьск	5,4	9	0,0059	8	5,0E-05	9
г. Салехард	9,1	8	0,0075	6	5,0E-05	7

1 Р 2.1.10.3968-23 «Руководство по оценке риска здоровью населения при воздействии химических веществ, загрязняющих среду обитания».

2 МР 2.1.4.0032-11 «Интегральная оценка питьевой воды централизованных систем водоснабжения по показателям химической безвредности».

Населенный пункт	Значения
	ИП	ранг	Risk неканц	ранг	Risk канц	ранг
г. Тарко-Сале	9,7	7	0,011	3	4,0E-05	11
п. Тазовский	21,0	1	0,0099	4	1,3E-04	2
пгт. Харп	0,09	14	0,00049	14	-	-
с. Аксарка	5,3	11	0,0046	11	5,0E-05	10
с. Белоярск	2,1	12	0,0047	10	2,0E-05	12
с. Харсаим	0,13	13	0,0023	13	0	13
с. Яр-Сале	15,3	4	0,015	1	5,0E-05	5

Примечание: выделены значения, превышающие приемлемые значения

Рисунок 1. ИП качества питьевой воды населенных пунктов Ямало-Ненецкого автономного округа

Минимальное значение Risk_неканц – в пгт Харп, максимальное – в с. Яр-Сале.

В с. Харсаим значение Risk_канц равно 0, в г. Надым – 1,4E-04 (рис. 2).

Основной вклад в значение ИП качества питьевой воды городов Лабытнанги и Тарко-Сале, с. Харсаим и Ярве вносит величина Risk_ор (рис. 3, табл. 2).

^И Канцерогенный риск “•“Неканцерогенный риск

Рисунок 2. Сравнительная оценка значений Riskканц, Riskнеканц в населенных пунктах, рассматриваемых в данном исследовании

Рисунок 3. Структура ИП качества питьевой воды в рассматриваемых в настоящем исследовании населенных пунктах

В воде г. Салехард удельный вес значения Risk_канц в значение ИП составил 55,1 %, г. Губкинский – 98,0 %.

Выполненные расчеты органолептического риска питьевой воды Risk_ор позволили выделить 7 населенных пунктов с неблагоприятными эффектами (табл.3).

Таблица 3

Показатели качества питьевой воды, формирующие основной вклад в уровни риска от употребления питьевой воды населением Ямало-Ненецкого автономного округа

Населенный пункт	Обобщенные показатели, неорганические и органические вещества, концентрации которых вносят максимальный вклад в значения
	Risk ор	Risk неканц	Risk канц
г. Губкинский	Водородный показатель (рН)	Железо (Fе, суммарно)	Мышьяк (Аs, суммарно)
г. Лабытнанги	Железо (Fе, суммарно)	Железо (Fе, суммарно)	Мышьяк (Аs, суммарно)
г. Муравленко	Железо (Fе, суммарно)	Кремний (Si, суммарно)	Мышьяк (Аs, суммарно)
г. Надым	Марганец (Мn, суммарно)	Марганец (Мn, суммарно)	Мышьяк (Аs, суммарно)
г. Новый Уренгой	Железо (Fе, суммарно)	Железо (Fе, суммарно)	Мышьяк (Аs, суммарно)
г. Ноябрьск	Железо (Fе, суммарно)	Кадмий (Сd, суммарно)	Хром (Сr, суммарно)
г. Салехард	Марганец (Мn, суммарно)	Марганец (Мn, суммарно)	Мышьяк (Аs, суммарно)
г. Тарко-Сале	Марганец (Мn, суммарно)	Марганец (Мn, суммарно)	Мышьяк (Аs, суммарно)
п. Тазовский	Марганец (Мn, суммарно)	Марганец (Мn, суммарно)	Мышьяк (Аs, суммарно)
пгт. Харп	Железо (Fе, суммарно)	Железо (Fе, суммарно)	-
с. Аксарка	Железо (Fе, суммарно)	Железо (Fе, суммарно)	Мышьяк (Аs, суммарно)
с. Белоярск	Мутность	Хлороформ (трихлорметан; фреон 20; хладон 20)	Хлороформ (трихлорметан; фреон 20; хладон 20)
с. Харсаим	Железо (Fе, суммарно)	Железо (Fе, суммарно)	Хлороформ (трихлорметан; фреон 20; хладон 20)
с. Яр-Сале	Алюминий (Аl, суммарно)	Алюминий (Аl, суммарно)	Мышьяк (Аs, суммарно)

Как следует из данных, представленных в таблице 3, значения Risk ор превышают приемлемые уровни в городах Лабытнанги, Надым, Новый Уренгой, Салехард, Тарко-Сале, поселке Тазовский, селе Яр-Сале. В значение вероятности возникновения неблагоприятных органолептических эффектов в городах Лабытнанги, Муравленко, Новый Уренгой, Ноябрьск, пгт Харп, селах Аксакарка, Харсаим максимальный вклад вносят концентрации железа.

Анализ полученных результатов показывает отсутствие превышения приемлемого уровня неканцерогенного риска при употреблении воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Значения риска в 6 населенных пунктах обусловлены концентрацией железа.

Динамика среднемесячных концентраций железа в 2024 году в питьевой воде представлена на рисунке 4.

Рисунок 4. Среднемесячные концентрации железа в питьевой воде рассматриваемых в данном исследовании населенных пунктов в 2024 году

Косвенным признаком неудовлетворительного состояния распределительной сети является превышение концентрации железа в воде распределительной сети по сравнению с концентрацией железа в воде перед подачей в распределительную сеть [15]. Такая ситуация наблюдается в городах Лабытнанги, Новый Уренгой, Салехард, Тарко-Сале и селе Яр-Сале.

Значения Risk_канц во всех населенных пунктах, за исключением пгт. Харп (исследования канцерогенных веществ в воде не проводятся) и с. Харсаим, превышают приемлемые (допустимые) для населения уровни и в соответствии с Р 2.1.10.3968-23 относятся к настораживающему уровню риска. В 10 населенных пунктах значения Risk_канц обусловлены содержанием мышьяка в питьевой воде.

На основе расчетных значений Risk_канц при употреблении питьевой воды было рассчитано ожидаемое число дополнительных случаев заболеваний злокачественными новообразованиями при сценарии пожизненной экспозиции к исследованным концентрациям химических веществ, обладающих канцерогенным эффектом [16]. Полученные в работе значения популяционного Risk_канц при употреблении питьевой воды характеризуются как сопоставимые с естественным фоновым уровнем заболеваемости населения.

К числу основных неопределенностей выполненной оценки риска следует отнести:

• -    неопределенности, связанные с оценкой экспозиции при учете количества воды, поступающей в организм человека: в настоящей работе приняты усредненные значение параметров экспозиции (масса тела человека 70 кг, количество воды в сутки 2 л, длительность экспозиции 70 лет – для канцерогенных веществ и 30 лет – для неканцерогенных);

• -    перечень показателей качества питьевой воды, контролируемых в населенных пунктах, отличается, что влияет как на величины отдельных видов риска, так и на итоговое значение интегрального показателя;

• -    неопределенности, обусловленные объективностью оценки фактических концентраций загрязняющих веществ: учитывался наихудший сценарий воздействия без учета применения бытовых фильтров для воды, в результате чего уровни экспозиции населения к присутствующим в воде загрязнителям могут быть преувеличены;

• -    неопределенности, обусловленные чувствительностью методики выполнения измерений концентраций загрязняющих веществ в питьевой воде: применяемые для определения концентраций мышьяка в питьевой воде методики имеют нижний предел количественного определения в интервале от 0,0005 до 0,005 мг/л. Результаты исследований, не превышающие нижний предел количественного определения, рассматривались в настоящей работе равными ½ нижнего предела количественного определения. Результаты оценки риска, выполненной на основе этих значений, следует рассматривать как возможно завышенные. В связи с этим, полученные неприемлемые уровни Risk_канц , обусловленные присутствием мышьяка в питьевой воде, нельзя считать в полной мере объективными. Для получения объективных данных о содержании мышьяка в питьевой воде и прогнозируемого от его воздействия риска для здоровья целесообразно применение методик определения вещества с нижним пределом количественного определения не более 0,0002 мг/л.

Заключение

Значения интегрального показателя качества питьевой воды населенных пунктов Ямало-Ненецкого автономного округа варьируются от 0,09 до 21,0. Значения риска ( Risk_ор ) превышают приемлемые уровни в городах Лабытнанги, Надым, Новый Уренгой, Салехард, Тарко-Сале, поселке Тазовский, селе Яр-Сале. Значения хронического Risk_неканц не превышают приемлемый уровень. Значения Risk_канц во всех населенных пунктах (за исключением пгт. Харп и с. Харсаим) превышают приемлемые для населения уровни.

Для более корректной оценки влияния питьевой воды на здоровье населения Ямало-Ненецкого автономного округа необходимо актуализировать с учетом рекомендаций МР 2.1.4.0176-203 программу лабораторного контроля качества питьевой воды, исследуемой в рамках социально-гигиенического мониторинга.

С целью получения объективных данных об уровнях экспозиции населения к загрязняющим питьевую воду веществам и прогнозируемых рисках целесообразно рекомендовать применение методик выполнения измерений c чувствительностью, обеспечивающей измерение химической примеси химических соединений на уровне не менее 0,5 референтного уровня.