Водные ресурсы - как источник безопасного водоснабжения населения Российской Федерации

Влияние водных ресурсов на условия жизни и здоровье населения определяется степенью обеспечения достаточного и безопасного хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водо-пользования, развития рекреации и целебных зон и др. [ 4 ] . Развитие принципов экологического системного подхода открывает возможности учета сложных взаимоотношений природных явлений и создает предпосылки для установления причинно-следственных связей между изменениями условий жизни и здоровья населения и трансформацией окружающей среды [ 9; 11 ] . На этой основе возможно прогнозирование развития процессов, связанных с состоянием здоровья человеческой популяции, определение характера и состава мероприятий, способствующих прекращению негативного влияния среды обитания человека [ 7 ] . Известно, что здоровье населения, формируется внешними болезнетворными воздействиями и определяются и биологическими особенностями людей, которые в совокупности составляют «комплекс медико-экологических факторов» [ 8 ] . Теоретическая и методическая основа медицинской экологии - гигиена окружающей среды и общая эпидемиология инфекционных (в том числе паразитарных) и неинфекционных заболеваний. Экологогигиенические факторы включают в себя большой конгломерат явлений, событий и промежуточных переменных, которые образуют «цепи причин».

Проведенные в последнее время обширные исследования [ 4; 10; 16; 18; 22 ] , посвященные изучению токсичности летучих галогенсодержащих органических соединений (ЛГС), содержащихся в природных водах, показали, что существует статистически достоверная связь между концентрацией этих соединений в питьевой воде и частотой случаев онкологических заболеваний. Группа ЛГС, встречающихся в природных водах, включает следующие соединения: тригалометаны (ТГМ) – хлороформ, дихлорбромметан, хлордибромметан, бромоформ, а также такие соединения как четыреххлористый углерод, дихлорэтан, трихлоруксусная кислота [ 3; 15; 26; 31 ] . Основным загрязняющим компонентом является хлороформ [ 14 ] , содержание которого выше, чем других веществ этой группы.

Хлорорганические соединения (ХСО) обнаружены в поверхностных и подземных водах [1; 19; 29]. Исследования, проведенные Агенством по охране окружающей среды в США (USEPA), показали, что в 44 (9,4%) из 466 произвольно выбранных подземных источников присутствует одно или более веществ группы ЛГС. Для одного из крупных городов (Карлсруэ, Германия) обнаружено, что около 500 млн. м3 подземных вод содержат ХОС в концентрациях, превышающих ПДК, т.е. загрязнен 15-летний запас воды [28]. В поверхностных водоисточниках концентрация ТГМ колеблется в широких пределах, мкг/л: в водах Рейна – 280, в Дунае – 0,89, в Сене – 0,5 – 30. Максимальные концентрации ЛГС в водах бассеина р. Огайо (США) достигли, мкг/л: хлороформ – 97, дихлорбромметан – 29, бромоформ – 4,8, четыреххлористый углерод – 260, 1,2-дихлорэтан – 1,1. 1,1,1-трихлорэтан – 0,28, трихлорэтан – 1,5, тетрахлорэтилен – 0,97. При обследовании более 100 водопроводов 80 городов США обнаружено, что в 49 источниках водоснабжения присутствует хлороформ в концентрациях – 1 мкг/л, в 7 – дихлорбромметан – около 0,8 мкг/л, в одном – дибромхлорметан, бромоформ во всех источниках отсутствовал [2; 20; 23].

В реках северо-западной части России, Урала, Сибири и на Украине ЛГС не обнаружены за исключением хлороформа в концентрациях 0,2 – 4,6 мкг/л, а четыреххлористый углерод – 0,15 – 3,2 мкг/л [ 32 ] . Загрязнение поверхностных и подземных вод ЛГС связано с применением этих веществ в качестве дезинфицирующих и экстрагирующих средств, консерванторв, умягчителей, стабилизаторов, лекарственных препаратов, хладогенов, средств для обезжиривания металических изделий, химической чистки, пожаротушения, но основная масса – обеззараживание питьевой и сточной воды. Эти соединения в незначительной степени подвергаются биоразложению, поэтому в водоисточниках обнаруживаются даже через десятилетия.

ЛГС образуются при хлорировании природных вод при реакции активного хлора с природными (гумусовыми) и антропогенными (нефть и нефтепродукты) органическими веществами. В [ 5; 13; 17; 25 ] отмечается, что ответственными за образование ТГМ в питьевой воде являются гумусовые вещества, концентрация которых колеблется от 16 до 50 мг/л и более. Исследования [ 30 ] по выявлению органических соединений, образующихся ЛГС при взаимодействии с активным хлором в водном растворе, показали, что к таким соединениям относятся оксосоединения, имеющие одну или несколько карбонильных групп, находящихся в мета- и пара- положении, а также вещества, способные к образованию карбонильных соединений при изомеризации, окислении или гидролизе (фенолы, углеводороды и др.).

Обследование некоторых водопроводных станций в стране с различными исходными параметрами качества воды источников и отличающимися технологическими схемами показало, что во всех случаях образование основной доли ТГМ происходит в ходе первичного хлорирования. При этом обнаружено до 20 соединений из группы ЛГС. Качественный состав ЛГС, зафиксированный после первичного хлорирования, практически не менялся по ступеням очистки вплоть до последней независимо от применяемой технологии. Количество образующихся ЛГС в большинстве случаев имело тенденцию к росту [ 6; 14; 21 ] . На процесс образования ЛГС оказывает влияние рН, доза активного хлора, значение ХПК, время реакции, наличие неорганических примесей и др. [ 8; 24 ] .

Методы обработки, составляющие отдельные процессы технологии очистки (коагуляция, отстаивание, фильтрация), считаются малоэффективными в отношении удаления ТГМ. Возможности снижения концентрации ЛГС в питьевой воде формулируются в виде двух подходов: предотвращение образования этих соединений в исходной воде и удаление их на заключительных этапах обработки. Приемы очистки и обеззараживания воды, предотвращающие образование ЛГС, сводятся к таким, как предочистка воды перед ее хлорированием, и частичная или полная замена хлора другими окислителями. Однако до сих пор метод обеззараживания с применением хлора является наиболее надежным и экономически целесообразным. Продолжительное сохранение дезинфицирующей способности остаточного активного хлора, дефицитность других окислителей, а также токсичность их самих или продуктов окисления и сложность получения приводят к тому, что за исключением озона они не нашли широкого применения в практике обработки природных вод.