Методика выявления ущерба для здоровья населения из-за употребления родниковой воды Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

УДК 502.51(282.02):556.3 (043.2)

МЕТОДИКА ВЫЯВЛЕНИЯ УЩЕРБА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ ИЗ-ЗА УПОТРЕБЛЕНИЯ РОДНИКОВОЙ ВОДЫ

А.Г. Бубнов, С.А. Буймова

Ивановский государственный химико-технологический университет

Представлены сведения о химическом и бактериологическом составе воды из родников, расположенных в городах Иваново и Кохма Ивановской области. Проведена оценка величины риска и/или сокращения ожидаемой продолжительности жизни населения, а также рассмотрена возможность применения методики оценки экономического ущерба, наносимого здоровью населения от употребления родниковой воды в питьевых целях.

Ключевые слова: качество воды, родник, риск для здоровья, экономический

ущерб.

Проблема качества источников питьевой воды в настоящее время стала одной из самых актуальных проблем человечества. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), воздействие питьевой воды на здоровье населения подтверждается более чем столетней практикой водоснабжения [1]. Различного рода загрязняющие вещества (ЗВ) обнаруживаются не только в поверхностных водных объектах, но и подземных водных источниках. Присутствие компонентов техногенного характера отмечается не только в верхних, слабо защищенных, водоносных горизонтах, но и в глубоких артезианских резервуарах и скважинах [2, 3].

В большинстве регионов России основным источником питьевой воды является водопроводная вода, которая по своим санитарно-химическим показателям не всегда соответствует нормативным требованиям [1, 4]. Поэтому всё большая часть населения предпочитает употреблять в качестве альтернативного источника питьевой воды - родниковую воду, в большинстве случаев справедливо считая её более защищённой от загрязнений с поверхности. Однако, в последние десятилетия, в условиях растущей техногенной нагрузки на окружающую среду (ОС), поверхностные и подземные водоисточники России подвергаются все большему интенсивному антропогенному загрязнению и истощению. При этом употребление в перораль-

ных целях родниковой воды, не соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам, может привести к различным неблагоприятным последствиям, т.е. возникновению заболеваний [4, 5].

В России отсутствует методология интегральной оценки качества родниковых вод. Нами ранее [6] было показано, что интегральные расчётные показатели качества вод (каждый в отдельности), разработанные до настоящего времени, нельзя применять для описания уровня загрязнения и ранжирования по качеству родниковой воды, и только их комплексное использование и анализ позволяют объективно охарактеризовать качество родниковой воды. Причём на основе потенциальной опасности воды по [7], можно произвести оценку величины экологического риска от перо-рального употребления родниковой воды [4]. Вместе с тем, использование различных методов оценки величины экологического риска, не всегда может приводить к одинаковым результатам и выводам. Из последних может следовать различный приоритет для мероприятий, требующих материальных, технических, организационных и др. средств, которых, как правило, не хватает для решения других актуальных социально-экономических задач, особенно в том или ином депрессивном регионе.

На сегодняшний день отсутствуют систематизированные данные о негативном влиянии на организм человека родниковой

воды, употребляемой в питьевых целях, по рискам возникновения различных заболеваний, а также об ущербе, наносимом здоровью человека от перорального употребления некачественной питьевой воды. В связи с этим, целью настоящей работы являлось рассмотрение возможности применения методики выявления и оценки величины вероятного ущерба населению населённых пунктов от неблагоприятного воздействия употребляемой родниковой воды.

Для исследований были отобраны пробы воды из трех родников, расположенных в городах Иваново и Кохма Ивановской области РФ (район водосбора реки Волги). Пробы отбирались в соответствии с [8, 9] - в стеклянные ёмкости,

с 3

вместимостью 5 дм с плотно притертыми пробками. При этом регистрировались температура воды, окружающего воздуха и расход воды из источника. Пробы воды из исследованных родников отбирались ежемесячно в течение 7 лет (2003 - 2008, 2010, 2011 г.г.). Каждый из отобранных образцов воды был проанализирован по 52 показателям качества (на соответствие гигиеническим нормативам) [6].

Химический и бактериологический анализ проб воды показал, что, в большинстве случаев, на протяжении всего периода исследований (2003 - 2008, 2010, 2011 г.г.) в источниках были обнаружены превышения по следующим показателям качества:

■ для родника № 1 - по величине пер-манганатной окисляемости, общей жесткости и минерализации, содержанию СПАВ, N03", металлов (№ , РЬ" и Мп0бщ), а также количеству бактерий и микроорганизмов, присутствующих в воде;

■ для родника № 2 - по всем показателям, перечисленным для воды из источника № 1, а также наличию К+;

■ для родника № 3 - по величине пер-манганатной окисляемости, общей жесткости, содержанию металлов (РЬ , Ре„г,ш и Мпобщ), а также бактериологическим показателям.

На основании полученных данных химического и микробиологического со-

става исследуемых родниковых вод была проведена оценка величины вероятного риска или потенциальной опасности от употребления в питьевых целях родниковой воды. Эта оценка проводилась с использованием рекомендованной Министерством Здравоохранения РФ методики эколого-гигиенической оценки интегрального качества питьевой воды [7] и утвержденных методических рекомендаций, реализованных в компьютерной программе «Чистая вода» [10, 11].

Методика [7] включает определение 4-х компонентов:

• К1 - благоприятность по физическим и органолептическим свойствам (запах, привкус, цветность, мутность, а также Ъа, Си, Бе, Мп, фенолы, СПАВ, нефтепродукты и т.д.);

• К2 - безвредность по химическому составу (Б, Ва, Ве, В, Бг, Ав, Мо, Ж)3", N02", №14+, тяжелые металлы, хлорорга-нические соединения - ХОС, полициклические ароматические углеводороды -ПАУ, пестициды);

• Кз - физиологическую полноценность по содержанию минеральных веществ и микроэлементов (сухой остаток, общая минерализация, жесткость, НСОз", БО^", С1", Са, К, Ш);

• К4 - безопасность в эпидемиологическом отношении (общее микробное число - ОМЧ, термотолерантные колиформные бактерии - ТКБ, общие колиформные бактерии - ОКБ, коли-фаги).

Вклад отдельных компонентов в качество питьевой воды (И), которое принято за 100 % (или 1), распределяется следующим образом: К1 - 20 % (0,2); К2 - 30 % (0,3); Кз - 30 % (0,3); К4 - 20 % (0,2). Питьевая вода считается благоприятной по органолептическим и физическим свойствам, безвредной по химическому составу, безопасной в эпидемиологическом отношении, если вклад отдельных компонентов не превышает рекомендуемых величин, а также полноценной в физиологическом отношении, если вклад Кз - не менее 30 % (0,3). Однако, данная методика [7] имеет суще-

ственный недостаток. Поскольку в указанной методике, не представлена модель прогноза онкологических заболеваний, т.е. не учитывается риск от ряда эффектов, в том числе канцерогенного характера, то оценка риска заболеваемости в соответствии с [7] является неполной. В связи с этим фактом, были проведены дополнительные расчёты рисков заболеваемости населения от перорального употребления родниковой воды в соответствии с методикой, утвержденной Минздравом РФ [10, 11], реализованной в компьютерной программе «Чистая вода» (Версия 2.0).

Программа [11] позволяет оценить величину потенциального риска здоровью, связанного с химическим загрязнением питьевой воды по следующим критериям: - риск развития неблагоприятных орга-нолептических эффектов (немедленного действия) - это показатель, характеризующий возникновение неустойчивых отрицательных реакций организма на потреблённую питьевую воду, проявляющихся непосредственно в момент воздействия (различные физиологические, аллергические реакции, обострение хрони-(а)

и, %

90 г

80

70

60

50

40

30

20

ческих заболеваний и пр., а при значительных концентрациях - острые отравления). Органолептические показатели немедленного действия в большинстве случаев не приводят к сокращению продолжительности жизни;

- риск развития длительной (хронической) интоксикации проявляется, при накоплении достаточной для этого дозы, в росте неспецифической патологии, снижении иммунного статуса и т.д. Кроме того, данный показатель, характеризует развитие у человека заболеваний органов дыхания, эндокринной системы, мочеполовых путей и др.;

- риск специфического действия (канцерогенных эффектов) - это показатель, характеризующий возникновение канцерогенных, мутагенных, иммуно-, эмбриоток-сических и др. подобных эффектов в организме человека (раковые опухоли, в т.ч. аденомы, нарушение воспроизводящей функции организма, изменение ДНК и др.);

- общетоксический (суммарный) риск.

Результаты, полученные в соответствии с [7, 11], представлены на рис. 1а.

(б)

Ущерб, млн. руб.

3,5

3,0

2,5

2,0

1,5

1,0

0,5

Лк

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2010 2011 Годы

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2010 2011 Годы

Рис. 1. Риск возникновения негативных эффектов (а) и величина ущерба, наносимого здоровью индивидуума (б), от перорального употребления воды из родников, расположенных в г. Иваново и г. Кохма (период наблюдений 2003 - 2008,2010,2011 г.г.)

- родник № 1 (г. Иваново, район городского бассейна);

- родник № 2 (г. Кохма);

- родник № 3 (г. Иваново, парк отдыха «Харинка»).

Ущерб (Уруб.), наносимый здоровью человека от употребления в питьевых целях родниковой воды ненадлежащего качества, может быть рассчитан с учётом величины риска (И, %) возникновения различных заболеваний от перорального употребления данной воды, а также на основании величины статистической стоимости жизни (ССЖ, руб. - поскольку стоимость жизни Россиянина на законодательном уровне не определена^ по формуле 4, приведенной в [12]. В отличие от [12], где Крори1 - популяционный риск, а Усм - наносимый ущерб от вероятной смерти, в нашем случае под Я и У подразумевались индивидуальный риск заболеваемости и наносимый при этом ущерб (выраженный в денежном эквиваленте).

Используя данные Росстата [13, 14], была рассчитана ССЖ для одного жителя городов Иваново и Кохма за период 2003 -2008, 2010, 2011 г.г. Расчёт проводился по формуле (5) [12].

Результаты расчёта значений экономического ущерба, наносимого здоровью человека от употребления в питьевых целях родниковой воды, качество которой не соответствует нормативным требованиям, представлены на рис. 16.

Отметим, что, приведённые на рис. 1 величины И и У- это расчётные значения (довольно условные и изменяющиеся от года к году). Поэтому произвести оценку величин риска (потенциальной опасности) на основании данных рис. 1 сложно, т.к. отсутствуют критерии для его оценки. Можно лишь сравнить полученные данные (в нашем случае расчётные) для трёх рассматриваемых родников. Тогда величину потенциальной опасности (математического ожидания вероятного ущерба) от употребления родниковой воды за весь рассматриваемый период наблюдений (2003 -2008, 2010, 2011 г.г.) можно характеризовать по шкале приемлемости [15] как максимальный риск, который считается недопустим ым.

Кроме того, для оценки допустимых индивидуальных рисков, в Великобритании используются критерии Эшби [15]. В

соответствии с этими критериями рассчитанную нами величину И можно классифицировать как максимальный риск, который является неприемлемым.

Существуют также другие подходы к определению величины ущерба, наносимого здоровью людей от тех или иных неблагоприятных факторов. Выражение для оценки допустимого экологического риска в течение 1 года имеет вид:

Уё=0/Т{ 1), где Т - средняя продолжительность жизни человека, год; () = 0,01 - коэффициент безопасности (запаса) для человека.

Согласно данным, полученным в Территориальном органе Федеральной службы государственной статистики по Ивановской области [14], в Иванове и Кохме в 2011 г. средняя продолжительность жизни составляла: для мужчин - 59,2 лет, а для женщин - 73,1 года. Следовательно, величина допустимого экологического риска для городов Иваново и Кохма будет равна: для мужчин - 1,710"4 год"1; для женщин - 1,4 • 10"4 год"1.

Уровень экологического риска для населения в городах Иваново и Кохма, а также других регионов в 2011 г. представлен в табл. 1 [15].

Фоновые значения индивидуального природного риска в России в настоящее время составляют 110"6 чел./чел. год"1. Превышение данного уровня может служить основанием для подготовки природоохранных мероприятий [15].

В данном случае риск от перорального употребления необработанной родниковой воды превышает уровень допустимого (приемлемого) риска, поэтому необходимо проведение природоохранных мероприятий, невзирая на масштабы затрат.

■ Аналогично [12, формула 6] нами был рассчитан показатель ЬЬЕ - сокращение ожидаемой продолжительности жизни. Согласно данным [14], в Иванове и Кохме в 2011 г. средний возраст населения: мужчин - 36,0 лет; женщин - 41,0 год.

Таблица 1

Уровень экологического риска для населения в городах Иваново и Кохма

Регион Природный экологический риск Допустимый (приемлемый) экологический риск при употреблении питьевой воды

г. Иваново - 1,4-10"4 - 1,8 10"4

Российская Федерация Ю-6- 5-10 -5 10"4

Западная Европа 10"6 10"5

США 1,43-Ю-8 10"4 - 10"6

5 • 10 ~5 — 10"3 — область, требующая природоохранных мероприятий;

>10" - область недопустимого риска, требующая проведения природоохранных мероприятий, невзирая на масштабы затрат [15].

Ожидаемый остаток жизни Ь для данных групп населения составит:

■ для мужчин - Ь = 59,2 - 36,0 = 23,2 года;

■ для женщин - Ь = 73,1 - 41,0 = 32,1 года.

Таким образом, полученные значения рисков И (рис. 1) в результате расчёта в виде вероятностного значения (относи-

тельные единицы) могут быть представлены в виде сокращения ожидаемой продолжительности жизни (ЬЬЕ) от употребления родниковой воды в качестве питьевой (ЬЬЕ = L ■ R, год) в 2011 году (табл. 2). Аналогично нами были рассчитаны значения для всего периода исследований (2003 -2008, 2010, 2011 г.г.).

Таблица 2

Сокращение ожидаемой продолжительности жизни индивидуума для каждой

Источник № 1 Источник № 2 Источник № 3

Показатель г. Иваново, в р-не ул.Смирнова г. Кохма г. Иваново, парковая зона

мужчины женщи- мужчи- женщи- мужчи- жен-

ны ны ны ны щины

Средняя продолжительность жизни Тср, год 59,2 73,1 59,2 73,1 59,2 73,1

Средний возраст потребителей, год* 29,8 33,8 27,6 34,3 28,3 36,5

Ожидаемый остаток жизни Ь, год 29,4 39,3 31,6 38,8 30,9 36,6

Риск общетоксический (суммарный) Я, при пероральном употреблении не кипяченой 0,37 0,45 0,38

родниковой воды, доли отн. ед.**

ЬЬЕ = Ь -Я, год 10,8 14,5 14,2 17,5 11,8 14,0

* - средний возраст приведён на основании опроса, проводимого среди потребителей родниковой воды. ** - риск для здоровья населения при краткосрочном и долговременном употреблении воды (общетоксический суммарный риск)

В России критерии оценки риска по ЬЬЕ от употребления питьевой воды, несоответствующей санитарно-гигиеническим нормативам, на законодательном, нормативно-правовом и методическом уровнях не разработаны [16].

Иногда (страховыми компаниями в США и Канаде) применяется экономическая оценка воздействия качества окружающей среды на здоровье [17], которая складывается исходя из стоимости жизни и

суммы плат на восстановление здоровья. Таким образом, можно рассчитать ущерб, выраженный в денежном эквиваленте, наносимый здоровью населения (ущерб от ЬЬЕ). Величина ущерба V (руб.), наносимого здоровью человека от употребления в питьевых целях родниковой воды ненадлежащего качества, была рассчитана нами по формуле (7) как и в [12].

В отличие от расчётов, приведённых в [12], при оценке величины ущерба,

наносимого здоровью индивидуума от употребления родниковой воды, учитывалось количество человек и пол потребителей родниковой воды (данные получены на основании анкетирования, проведённого среди потребителей родниковой воды из трёх исследованных источников).

Нами была рассчитана величина стоимости ожидаемого остатка жизни Ь для мужчин и женщин:

(2)

Т ср

где Тср - средняя продолжительность жизни мужчин и женщин соответственно, год.

Следовательно, вероятный ущерб, наносимый здоровью населения от употребления родниковой воды из исследованных источников, можно оценить по формуле:

щин соответственно, употребляющих родниковую воду из рассматриваемого источника в течение 1 года; И- количество людей, проживающих в рассматриваемом населённом пункте (в нашем случае города Иваново и Кохма), человек;

п

общ

доля жителеи населенного пункта

Y =

п.

общ

лГ

п • S н- п • S

муж муж женгц женгц

\(ъ)

где Побщ - общее количество человек (мужчин и женщин), употребляющих родниковую воду из рассматриваемого источника в течение 1 года;

количество мужчин и жен-

Ущерб (на основании ССЖ), млн. руб.

(в нашем случае г. Иваново и г. Кохма), употребляющих родниковую воду из исследованного источника; 5МуЖ и Бженщ - величина стоимости ожидаемого остатка жизни Ь для мужчин и женщин соответственно.

Результаты расчёта ущерба от сокращения ожидаемой продолжительности жизни населения г. Иваново и г. Кохма, употребляющего в питьевых целях родниковую воду из анализируемых источников, приведены на рис. 2. Отметим, что величины ущербов, представленные на рис. 2, являются ориентировочными (т.к. получены расчётным путём). В соответствии с классификацией, приведённой в [15], их можно оценить как максимальные (или недопустимые).

Цмуж И Пженщ

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2010 2011 Годы Рис. 2. Величина ущерба, наносимого здоровью индивидуума от перорального употребления родниковой воды, рассчитанная на основе ССЖ (с учётом количества человек, употребляющих данную воду)

- родник № 1 (г. Иваново, район городского бассейна);

- родник № 2 (г. Кохма);

- родник № 3 (г. Иваново, парк отдыха «Харинка»).

Из рис. 2 видно, какой расчётный ущерб (в денежном эквиваленте) нанесён здоровью населения из-за употребления родниковой воды рассматриваемых 3-х источников г. Иваново и г. Кохма в течение 2003 - 2008, 2010, 2011 г.г. Причём для исследованных родников в 2011 г. расчётная величина ущерба, т.е. рассчитанная на основе ССЖ, возросла по сравнению с 2003 г., в среднем в 7,5 раз (почти в 5 раз и в 12 раз - для родников № 1 и № 2 соответственно и примерно в 6 раз -для родника № 3).

Отметим, что наибольшее значение расчётной величины ущерба было характерно для 2006 года, когда наблюдалось наибольшее количество загрязняющих веществ в воде исследованных родников, и соответственно максимальная величина риска. При этом к 2010 году наблюдалось снижение рассчитанных величин риска и ущерба, а в 2011 году отмечен рост данных показателей (рис. 2).

Таким образом, из полученных результатов видно, что современное состояние употребляемой жителями г. Иваново и г. Кохма родниковой воды, может привести к ухудшению их здоровья и, как следствие, к сокращению продолжительности жизни (табл. 2 и рис. 2). При этом величина финансовых потерь из-за сокращения ожидаемой продолжительности жизни (исходя из её статистической стоимости) в 2011 г. может составлять в случае употребления воды из источника № 1 - 216 млн. руб./год; для воды из родника № 2 - 408,3 млн. руб./год, а для родниковой воды источника № 3 -63 млн. руб./год (рис. 2).

Следовател ьно: 1) оценка величины рисков и связанных с ними ущербов от вероятного сокращения ожидаемой продолжительности жизни людей, употребляющих родниковую воду, показала, что данные

величины являются максимальными и лежат в области недопустимых рисков; по нашему мнению, это связано с высоким уровнем загрязнения родниковой воды различными поллютантами (СПАВ, ЫОз, К , Ыа', РЬ2+, Реобщ, Мпо6щ и рядом других химических и микробиологических компонентов); 2) предложенная методика по расчёту вероятного ущерба от ухудшения качества жизни населения, а именно от перорального употребления предварительно не подготовленной родниковой воды, может быть использована для обоснования затрат на проведение природоохранных мероприятий, а также мер для обеспечения безопасности населения органами, уполномоченными в области защиты здоровья и обеспечения благополучия населения России.

ЛИТЕРАТУРА

1. Скоробогатов, Г.А. Осторожно! Водопроводная вода! Её химические загрязнения и способы доочистки в домашних условиях / Г. А. Скоробогатов, А.И. Калинин. - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2003. - 156 с.

2. Фомин, Г.С. Вода. Контроль химической, бактериальной и радиационной безопасности по международным стандартам: энциклопедический справочник / Г.С. Фомин. - М.: Изд-во «Протектор», 1995. -624 с.

3. Скворцов, Л.С. Современное состояние и перспективы улучшения водоснабжения в Российской Федерации / Л.С. Скворцов, Н.С. Жмур // Вестник Российской академии естественных наук. - 2010. -№ 3. - С. 35 - 39.

4. Бубнов, А.Г. Оценка влияния качества родниковых вод Ивановской области на здоровье населения / А.Г. Бубнов, С.А. Буймова, В.В. Костров, А.П. Куприяновская // Экология и промышленность России. - 2006. - № 11 - С. 22 - 25.

5.Буймова, С.А. Загрязненность родников в городах Иваново и Кохма Ивановской области / С.А. Буймова, В.В. Костров, А.П. Куприяновская, Л.В. Шведова // Водоснабжение и санитарная техника. - 2008. - № 8. - С. 23 - 27.

6. Бубнов, А.Г. Уровни загрязнения родниковых вод Ивановской области и интегральные показатели их качества / А.Г. Бубнов, С.А. Буймова,

В.В. Костров, А.П. Куприяновская // Известия ВУЗов. Сер. Химия и химическая технология. Т. 49,- 2006. - Вып. 8. - С. 86 - 92.

7.Методика эколого-гигиенической оценки интегрального качества воды и риска здоровью населения. Рекомендована Минздравом РФ. -Иваново - Санкт-Петербург, 2002.

8. ГОСТ Р 51592-2000. Вода. Общие требования к отбору проб.

9.ГОСТ Р 51593-2000. Вода питьевая. Отбор проб.

10. Методические рекомендации «Комплексная гигиеническая оценка степени напряженности медико-экологической ситуации различных территорий, обусловленной загрязнением токсикантами среды обитания населения». Утверждены Департаментом ГСЭН Минздрава России № 2510/5716-97-32 от 30.07.1997 г.

11. Программа «Чистая вода». Версия 2.0: Руководство пользователя / Научно-производственное объединение ПОТОК. - С-Пб. -39 с.

12. Журавлёва, Н.И. Методика выявления ущерба от вероятной смертности населения из-за употребления мясомолочной продукции, содержащей тяжелые металлы / Н.И. Журавлёва, В.И. Гриневич, А.Г. Бубнов // Современные наукоем-

кие технологии. Региональное приложение. -2011.-№3 (27).-С. 85 - 93.

13. http://www.gks.ru - Регионы России. Социально-экономические показатели за 2003 -2008,2010, 2011 г.г.

14. http://ivanovo.gks.ru - территориальный орган Федеральной службы государственной статистики по Ивановской области (Иваново-стат).

15. Ваганов, П.А. Человек-Риск-Безопасность / П.А. Ваганов. - Спб.: Изд.-во С.-Петерб. ун-та, 2002.- 160 с.

16. Р 2.1.10.1920-04. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 5 марта 2004 г.).

17. Быков, A.A. Методические рекомендации по анализу и управлению риском воздействия на здоровье населения вредных факторов окружающей среды / A.A. Быков, Л.Г. Соленова, Г.М. Земляная, В.Д. Фурман. -М.: Издательство «АНКИЛ», 1999. -72 с.

Рукопись поступила в редакцию 18.04.12.

THE METHODOLOGY OF IDENTIFYING OF SPRING WATER USE DAMAGE TO THE

POPULATION HEALTH

A. Bubnov, S. Buymova

The information on the chemical and bacteriological composition of water from springs located in the cities of Ivanovo and Kokhma of the Ivanovo region is presented. Value and risk and/or population life expectancy reduction are estimated, the possibility of application of assessment methodology of economic damage caused by population health damage from the use spring water is also considered.

Key words: water quality, a spring, health risk, economic damage.