Оценка безопасности питьевой воды для чувствительных групп населения

Аннотация

В статье дается оценка неканцерогенного риска для здоровья детского населения при поступлении химических веществ пероральным путем с питьевой водой. Подробно идентифицированы уровни опасности химических загрязнителей, приведены концентрации химических соединений в питьевой воде г. Казани по зонам исследования

Основная цель стратегии - 2020, по осуществлению Стратегического подхода к международному регулированию химических веществ (СПМРХВ) направлена на определение региональных приоритетов в аспектах химической безопасности, связанных со здоровьем [1]. Главными направлениями в этом контексте являются изучение долгосрочных эффектов на здоровье людей (суб-) хронического воздействия химических веществ, ввиду их значительного вклада в развитие хронических заболеваний. Подходы, основанные на оценке риске для здоровья должны использоваться для обоснования управленческих решений по обеспечению безопасности питьевой воды [2].

Цель исследования - провести оценку неканцерогенного риска для здоровья детского населения при комплексном поступлении химических веществ пероральным путем с питьевой водой на основе региональных значений факторов экспозиции (ФЭ).

Исследование проводилось для детей в возрасте 3-6 лет, проживающих в 4- ех районах (зонах) г. Казань. Источником водоснабжения выделенных зон (Кировский р-он (1 зона) и Вахитовский р-оны (3 зона)) является водозабор «Волжский». Население Советского (2 зона) и Приволжского района города (4 зона) пользуется питьевой водой смешанного характера («Волжский» водозабор и подземные водоисточники. Оценка неканцерогенного риска осуществлялась согласно руководств по оценке риска для здоровья населения (Р. 2.1.10.1920-04) и Агентства по охране окружающей среды USEPA (2014). Процедура оценки риска включала идентификацию химических загрязнителей (идентификацию опасности), оценку количества химического вещества, принимаемого гипотетическим ребенком на основе данного сценария (оценка маршрута воздействия), характеристика вероятности заболевания с учетом дозы (доза - ответ), а затем сравнение риска с приемлемыми уровнями для каждого химического вещества с неканцерогенным эффектом воздействия (характеристика риска). Идентификация опасности осуществлялась по результатам 95% верхних доверительныхинтервалахисследований, выполненных на базе аккредитованной лаборатории ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Татарстан», поскольку именно на этот критерий ориентированы потенциалы рисков, референтные дозы и концентрации, применяемые для оценки зависимости «доза- эффект». Факторы, необходимые для оценки воздействия, дозо-зависимости и характеристики риска, были получены из результатов собственных исследований и доступной литературы [3, 4]. Для оценки воздействия мы рассмотрели сценарий ребенка ввесенне - летние временя года в условиях городской среды.

На сегодняшний день, существует дефицит региональных факторов воздействия длядетей, относящихся к этому конкретному сценарию: показатели количества и частоты приема воды в рот, продолжительность времени приема душа и ванны, частоты мытья рук и ног. Чтобы устранить эти пробелы, значения были взяты из данных поперечного исследования (анкетированного опроса родителей, бабушек, нянь), установленных для жилых сценариев. Некоторые факторы воздействия были постоянными независимо от маршрута воздействия (оральный, кожный, ингаляционный) или химического вещества. Расчет среднесуточных доз поступления химических веществ в организм детского населения осуществляли с помощью стандартных уравнений и региональных значений факторов экспозиции для каждого пути поступления, приведенные в утвержденных рекомендациях [5]. Характеристика общетоксических эффектов выполнена на основе коэффициентов опасности (HQ) отдельных веществ и суммарных индексов опасности (HI) для веществ с однонаправленным механизмом действия [6].

Ключевыми критериями выбора приоритетных химических соединений было соотношение неудовлетворительных образцов в гигиенических исследованиях, доля обнаружения которых в образцах питьевой воды превышала 5% на всех исследуемых территориях (Таблица 1). Остаточный хлор, был исключен из расчетов в связи с тем, что в настоящее время не определены референтные дозы (RfD), при хроническом поступлении хлораминов.

Таблица 1 Концентрации химических соединений в питьевой воде г, Казани по зонам исследования (мг/л)

Химические вещества

CAS

Предел обнар ужени я

пдк, мг/л

RFD, мг/кг

Верхняя граница 95% ДИ

1з.

2 з.

Зз.

4 з.

Алюминий

7429-90-5

0.05

0.2

1

0,373

0.42

0.4

0.58

Барий

7440-39-3

0.01

4

0,2

0.024

0,034

0.045

0,024

Железо

7439-89-6

0.1

0.3

0,3

0,8

1.71

1.9

0,7

Магний

7439-95-4

1

50

11

24,3

63.2

85.05

47,4

Нитраты (по NO?)

14797-55-8

0.2

45

1,6

9,8

24,93

26

58,79

Нитриты (по NCh)

14797-65-0

0.003

3.3

0,1

0,05

0.2

0.4

0.2

Сульфаты

7440-43-9

0.0003

0.001

0.0005

0.0007

0.0006

0.0006

Кадмий

7439-96-5

0.01

0,1

0,14

-

0,131

-

0.02

Марганец

7439-92-1

0.05

0.01

0,024

0.007

0.0036

0.0076

0,004

Свинец

 

0.01

7

0,6

1,01

0.64

0.92

0,68

Стронций

7440-50-8

0.02

1

0,019

0,021

0,017

0.015

0,028

Медь

7440-66-6

0.2

1

0,04

0.031

0.062

0.09

0,143

Цинк

16984-48-8

200

1.5

0,06

0,296

0,471

0.57

0,384

Нефтепродукты (сум)

 

0.005

0.1

0,03

0,0172

1,993

0.1

1,01

Хлороформ

67-66-3

0.001

0.1

0.01

0.106

0.119

0.147

0.115

Результаты проведенного исследования показали, что превышение допустимого уровня риска (1,0) у детского населения при пероральном поступление химических веществ с питьевой водой обусловлено в 2, 3 и 4 зонах нитратами при всех значениях уровней факторов экспозиции (ФЭ), во 2 зоне - нефтепродуктами (6,45 и 8,1) и в 4 зоне, соответственно: 3,27 и 4,11. Основной вклад (62,6%-89,9%) в величину суммарного неканцерогенного риска (HI) у детей вносят 5 веществ. Лидирующееместо по вкладу в величину суммарного индекса опасности (HI) занимают нефтепродукты с наибольшим значением во 2 зоне - 54,71%-54,77%. Второе место принадлежит хлороформу, основной вклад которого определяется в 1 и 3 зонах (21,31%-30,77%). Третье место определяют нитраты, максимальная величина коэффициентов, опасности которых составила в 4 зоне у детей 36,01 %. Четвертое место занимают фториды, наибольшие показатели которого определяются в 1 и 3 зонах. Пятое место определяет магний, величина вклада которого колеблется от 11,07 % до 11,21% у детского населения в 3 зоне. По результатам анализа суммарных индексов опасности детского населения, рассчитанных для веществ с синергетическим эффектом, во всех зонах были определены основные критические органы (кровь) и мочеполовая система (почки). Результаты оценки риска по данным региональных ФЭ для детского населения показали, что только в 1-ой зоне суммарные коэффициенты не превысили верхней границы референтного уровня (3,0) для критических систем (Рисунок 1).

Основной вклад в развитие общетоксических эффектов со стороны почек оказывают на 73,0% - 83,0% нефтепродукты. Воздействие на сердечнососудистую систему (настораживающий уровень риска) определяется только в 4 зоне при использовании региональных ФЭ на уровне 95 Perc.

По результатам эпидемиологического исследования общей заболеваемости детского населения до 14 лет г. Казань в последние 10 лет отмечается в 2 раза рост болезней органов пищеварения и мочеполовой систем. Значительный рост первичной заболеваемости болезней крови и кровообращения формируется на 93- 96% за счет новых случаев заболевания анемией и как показало наше исследование, может быть обусловлено поступлением нитратов с питьевой водой [7]. В ходе нашего исследования важной задачей была обоснована не только достаточность включаемых в контролируемый перечень химических веществ с учетом характера и особенностей их воздействия на организм, но и их приоритетность с точки зрения региональных особенностей Республики Татарстан, которая входит в тройку лидеров среди регионов РФ по объему добычи углеводородного сырья.

Приоритетными загрязнителями питьевой воды г.Казань, определяющими от 62,6% до 99,0% уровня суммарного неканцерогенного риска во всех зонах г. Казань при пероральном пути поступления нефтепродукты (суммарно). На сегодняшний день, содержание нефтепродуктов в питьевой воде (как и значение перорального референтного уровня) нормируется только в Российской Федерации, в отличие от стандартов питьевой воды ЕС, ВОЗ и других стран [8]. Как показывают данные, состав сырой нефти и нефтепродуктов может варьировать в широких пределах, в зависимости от источника, фракции и переработки. Самое большое количество находит сегодня применение в качестве топлива для целого ряда целей, включая бензин, дизельное топливо, авиационное топливо и топочный мазут. В соответствии с рекомендациями ВОЗ для оценки отдельных компонентов нефтяных углеводородов целесообразным считается рассматривать серию фракций углеводородов (ПАУ), основанных на количестве атомов углерода в соединение с общей структурой и определять приемлемые переносимые концентрации для этих фракций [9]. Таким образом, предлагаемые ВОЗ подходы по оценке влияния содержания нефтепродуктов в питьевой воде на здоровье детского населения г. Казани возможны по результатам дальнейшего исследования количественного определения отдельных фракций нефтепродуктов в питьевой воде выделенных зон города, или процентного соотношения каждой их них к общему количеству нефтепродуктов. Определенно консервативный подход, рекомендуемый ВОЗ, однако, подчеркивает необходимость включения бензо [а] пирена, бенз [а] антрацена, бензо [Ь] флуорантена, дибенз [a,h] антрацена, являющими канцерогенами человека, в минимальный перечень необходимых исследований.

На сегоднишние количество публикаций по комплексному поступлению нефтепродуктов (ингаляционным и накожным путями) в России практически отсутствуют. Частично это объясняется тем, что проводить анализ всех возможных углеводородов нефти в воде является непомерно затратным определением с использованием имеющихся текущих аналитических технологий и методов. Ограничения этого исследования связаны с отсутствием токсикологических данных для диспергаторов и продуктов деградации нефти. Мы также рекомендуем исследования для сбора количественной информации о детских играх с детьми, связанных с водой, которые необходимы для более точной оценки сценариев воздействия и рисков для здоровья.

Недостаток информации о поведении детей, а также о частоте и продолжительности воздействия контрастирует с невероятным уровнем усилий, связанных с определением концентраций химических веществ в окружающей среде. Поведение в игре также особенно важно для документирования из-за возможного распределения нефти на городских пляжах и в местах общественного отдыха. В целом, оценка риска, проведенная в этом исследовании, должна считаться предварительной.

Результаты нашего исследования показали, что суммарный неканцерогенный риск приоритетных загрязнителей питьевой воды превышает верхние границы референтного уровня во всех зонах г. Казань и свидетельствует о настораживающем и высоком риске для здоровья детского населения города. Поступление нефтепродуктов с питьевой водой, по нашему мнению, связано с загрязнением поверхностного источника водоснабжения (река Волга) и требует детального изучения.

Учеными КФУ показано, что загрязнение вод взвешенными веществами и нефтепродуктами обусловлено сбросами недостаточно очищенных сточных вод промышленных и коммунальных предприятий и поверхностным стоком с урбанизированной территории [10]. Вторичное загрязнение водной среды возможно в результате процессов, приводящих к перераспределению загрязняющих веществ в составе донных отложений, и нарушению баланса, сложившегося в системе вода - донный осадок, которые содержат большое количество нефтепродуктов [И, 12].

Традиционные подходы к оценке риска для нефтепродуктов (при ингаляционном и накожном путях поступления) в значительной степени некорректный требуют дополнительных аналитических и токсикологических исследований.

«Работа выполнена за счет средств субсидии, выделенной Казанскому федеральному университету для выполнения государственного задания в сфере научной деятельности 19.9777.2017/8.9»

 

Литература:

  1. Стратегический подход к международному регулированию химических веществ: выполнение и приоритеты сектора здравоохранения. Европейское региональное бюро Всемирной организации здравоохранения. Бонн. Германия, 2015.
  2. Guidelines for drinking water quality. 4th edition. Geneva: World Health Organization, 2011.
  3. Степанова Н.В., Валеева Э.Р.. Фомина С.Ф.. Зиятдинова А.И. Оценка неканцерогенного риска для здоровья детского населения при потреблении питьевой воды // Гигиена и санитария. - Москва. 2016. -Т. 95 (11). - С.1079-1083.
  4. Integrated risk Infonnation system (IRIS) (electronic database).
  5. P. 2.1.10.1920-04. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. - М. Федеральный центр госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. - 143 с.
  6. Авалиани С.Л.. Новиков С.М. Шашина Т.А.. Кислицин В.А. Развитие методологии оценки риска с учетом гармонизации с международными требованиями // Труды Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Опыт использования методологии оценки риска здоровью населения для обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия». - Ангарск, - 2012. - С. 12-16.
  7. Тунакова Ю.А. Оценка риска здоровья для детского населения при потреблении питьевой водопроводной воды / Ю.А.Тунакова. Н.В.Степанова. Р.И.Файзуллин, В.С.Валиев. А.Р.Галимова // Современные проблемы науки и образования-2015. - № 6.; URL:https://www.science-education.ru/ru/article/view?id=23767 (дата обращения: 21.09.2017).
  8. Рахманин Ю.А. Красовский Т.Н, Егорова Н.А...Михайлова Р.И. 100 лет законодательного регулирования качества питьевой воды. Ретроспектива, современное состояние и перспективы / Ю.А.Рахманин, //Гигиена и санитария. - 2014. - № 2. - С. 5- 18.
  9. WHO/SDE/WSH/05.08/123. Pclroleum Products in Drinking-water. Background document for development of WHO Guidelines for Drinking - water Quality. - Geneva. 2008.
  10. Минакова E.A.. Мухаметшин Ф.Ф.. Шлычков А.П., Мухаметшина Е.Г., Миронова И.А. Динамика компонентного состава загрязняющих веществ Куйбышевского водохранилища в современный период //Труды VII Международного Конгресса «Чистая вода. Казань». - Казань. 2016. - С.72-76.
  11. И. Степанова Н.Ю. Использование интегрального подхода для нормирования качества донных отложений природных вод / Н.Ю.Степанова. В.З. Латыпова. В.А. Румянцев, Ш.Р. Поздняков // Водные ресурсы. - 2015. - №6. - С. 647-656.
  12. Кондратьева Т.А. Оценка экологического состояния водоемов города Казани / Т.А.Кондратьева. И.Б.Выборнова. Р.Н.Исмаилова// Вестник Казанского технологического университета. - 2013. -№3. - С. 151-155.
Год: 2017
Категория: Биология