CC BY
7
Бактериологическую оценку воды проводили по содержанию в ней бактерий группы кишечной палочки (БГКП), фекальной кишечной палочки, энтерококков и сальмонелл [2].
Полученные данные показали, что качество воды находится в зависимости от гидрологических, погодных условий, хозяйственной деятельности в бассейне обследованных водоемов, а также от сезона года и водности.
Исследованиями установлено, что запах воды изучаемых водных объектов региона определялся на уровне 1—2 баллов, однако в отдельных створах периодически отмечалось некоторое его усиление.
Двадцатисуточное потребление кислорода изучаемой воды в основном не превышало нормативных значений; величина перманганатной окисляемости имела некоторые колебания на различных участках. Количество растворенного кислорода находилось в пределах до 10 мг/л; бихро-матная окисляемость воды определялась на уровне 15— 25 мг 02/л.
Из специфических загрязнений в воде определялись СПАВ в концентрациях ниже ПДК.
Содержание нефтепродуктов в некоторых точках наблюдения несколько превышало ПДК для водоемов хозяйственно-питьевого использования. Фенолы не обнаружены. В отдельных случаях несколько выше нормативного уровня в воде определялся свинец.
При бактериологическом обследовании канала им. Москвы и Иваньковского водохранилища санитарное состояние водоемов оценено в основном как удовлетворительное; лишь в одном случае из 10 отобранных проб воды индекс БГКП превышал допустимые значения.
Приведенные данные позволяют заключить, что качество воды канала им. Москвы и Иваньковского водохранилища отвечает гигиеническим требованиям, предъявляемым к источникам централизованного хозяйственно-питье-. вого водоснабжения.
Однако обращают на себя внимание несколько повышенный показатель бихроматной окисляемости воды, колебания в воде уровней азота, аммиака, нитритов, нитратов и свинца, превышение в отдельных пробах индекса БГКП. Указанное подтверждает необходимость проведения динамического и постоянного контроля за качеством воды изучаемого водохозяйственного комплекса.
тов рассматриваемой гидротехнической системы и питающего ее водоисточника.
В целях дальнейшего улучшения водоснабжения Московского промышленного района в ближайшей перспективе намечается осуществление мер по увеличению водных ресурсов Иваньковского водохранилища при соответствующем расширении в дальнейшем водоподводящих трактов к Москве, включая увеличение водоподачи по каналу им. Москвы.
Питание канала, как известно, осуществляется из Иваньковского водохранилища, созданного на участке Верхней Волги. Особенностью поступающей по нему волжской воды является ее высокая цветность, поскольку в бассейне Верхней Волги значительную часть водосборной площади занимают болота.
Рост населения городов, расположенных на Верхней Волге, увеличение промышленного потенциала Москвы и Подмосковья привели к тому, что в водоохранной зоне Иваньковского водохранилища построены и введены в действие крупные промышленные предприятия: Конаковская ГРЭС (мощность 2,4 млн. кВт), домостроительный и полиграфический комбинаты и др. [1]. В результате увеличения сбросов недостаточно очищенных промышленных, бы-Ы^ товых, ливневых вод, стоков животноводческих ферм и ■ других объектов, расположенных в бассейне водохранилища, а также из-за непрерывно растущего числа отдыхающих (как организованных, так и неорганизованных) создается реальная опасность снижения качества воды как в самом водохранилище, так и в канале им. Москвы.
За годы эксплуатации техническое состояние и оснащенность канала им. Москвы непрерывно изменялись и развивались; к настоящему времени подача воды по нему превысила проектный уровень. Поэтому разработка мер по обеспечению канала качественными и достаточными по объему водными ресурсами представляется в настоящее время серьезной проблемой, имеющей важное гигиеническое и хозяйственное значение для Москвы.
В связи с вышеизложенным нашим институтом проведены гигиенические исследования по изучению и оценке состояния водных ресурсов Иваньковского водохранилища и канала им. Москвы.
Задачей настоящей работы явилось определение характера и уровней загрязнения водных ресурсов Иваньковского водохранилища и канала им. Москвы, установление степени влияния антропогенной деятельности на санитар-но-бытовые условия водопользования населения. Качество воды изучали по данным собственных исследований и материалам территориальных санэпидстанций региона.
В программу исследований входило определение орга-IГ нолептических свойств воды, содержания биогенных элементов, органических веществ (по косвенным показателям — величине БПК воды, бихроматной и перманганатной окисляемости), фенолов, синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ), нефтепродуктов, а также некоторых микроэлементов (стронций, медь, хром, кремний, марганец, свинец, никель и др.) эмиссионно-спектральным методом [3].
1. Быков JI. С. Ц Водные ресурсы. — 1974. — № 3. — С. 80
2. Методические указания по санитарно-микробиологиче-скому анализу воды поверхностных водоемов. — М^ 1981.
3. Новиков Ю. В., Ласточкина К. О., Болдина 3. Н. Методы определения вредных веществ в воде водоемов. — М., 1981.
Поступила 29.01.88
Я. В. Тулакина, Ю. В. Новиков, С. И. Плитман, Р. М. Хвастунов,
Т. А. Кочеткова, К. О. Ласточкина
НОРМИРОВАНИЕ АЛЮМИНИЯ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ РАЗЛИЧНОЙ
ЖЕСТКОСТИ
Московский НИИ гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана
Как известно, алюминий широко распространен в водных объектах. В подземных водах его присутствие в основном обусловлено природным фактором. В поверхностные водоемы он может попадать со сточными водами предприятий [2]. Но наиболее частой причиной присутствия элемента в питьевой воде является использование
соединений алюминия (сернокислого алюминия, алюмината натрия, хлорида алюминия) в качестве коагулянтов в процессе водоподготовки.
В основном документе, регламентирующем присутствие микрокомпонентов в питьевой воде — ГОСТе 2874—:82 «Вода питьевая», норматив для иона алюминия определен
на уровне не более 0,5 мг/дм3. Данная величина установлена по санитарно-токсикологическому признаку вредности. В то же время в отношении безвредного уровня алюминия имеются определенные противоречия [5]. Причинами неоднозначной оценки может быть ряд факторов. Во-первых, алюминий в воде регламентируется без учета физико-химических и биологических свойств соединений, в которых он присутствует. Во-вторых, при обосновании регламента не учитывались факторы, которые могли бы влиять (усиливать или ослаблять) на токсическое действие изучаемых соединений. Так, например, при оценке токсического действия алюминия [1, 4] наиболее чувствительными оказались такие биологические показатели, как активность щелочной фосфатазы и лактатдегидрогеназы сыворотки крови. Однако при этом не бралось во внимание, что одновременно имеющийся дефицит или избыток солей кальция также влияет на эти показатели [3, 6].
Задача наших исследований состояла в том, чтобы оценить гигиеническую надежность существующего регламента алюминия на уровне 0,5 мг/дм3 при использовании вод различной жесткости.
Исследования по характеристике питьевой воды в различных районах РСФСР (130 водопроводов) показали, что содержание алюминия в питьевой воде водопроводов, базирующихся на подземных источниках, составляло до 2,56 мг/дм3. В 66,1 % отобранных проб концентрация алюминия превышала 0,1 мг/дм3. В 7,6 % превышение совпадало с таким фактором, как мягкая вода (менее 1,5 мг-экв/дм3). Содержание алюминия в питьевой воде водопроводов, базирующихся на поверхностных источниках, достигало 5,5 мг/дм3. В 61,9 % проб уровень алюминия также превышал 0,1 мг/дм3, причем в 56,8 % случаев превышение сопровождалось низким уровнем жесткости.
Нами предпринята попытка в условиях подострого 30-дневного санитарно-токсикологического эксперимента получить вероятностные значения пороговых и подпоро-говых уровней алюминия для воды различной жесткости. В эксперименте вели наблюдения за животными (белые крысы) 3 серий. Животные I серии получали имитат воды жесткостью 0,5 мг-экв/дм3, II — 4 мг-экв/дм3, III — 7 мг-экв/дм3. В каждой серии было 4 группы: 1 контрольная и 3 опытные. Животные контрольной группы получали имитат воды соответствующей жесткости, не содержащий алюминий. Животные опытных групп получали алюминий в дозах, соответствующих 1/50 (19,6 мг/кг), 1/250 (3,92 мг/кг) и 1/1250 (0,784 мг/кг) LD50. Объем раствора (сернокислого алюминия, растворенного в имитате воды определенной жесткости) для однократного введения (зондом per os) не превышал 1,5 см3.
Выбор биохимических, физиологических, патоморфоло-гических методов исследования выполнен с учетом данных литературы. Вели наблюдение за общим состоянием животных, массой тела. Определяли такие биохимические показатели, как активность аланиновой (АЛТ) и аспара-гиновой (ACT) аминотрансфераз сыворотки крови, лактатдегидрогеназы (ЛДГ) и щелочной фосфатазы (ЩФ) сыворотки крови, уровень SH-грулп крови, содержание холестерина и фосфолипидов в сыворотке крови, а также уровень ионов калия, натрия, кальция в сыворотке и моче животных. Осуществляли контроль за общим числом эритроцитов и количеством гемоглобина крови. По окончании эксперимента выполнены патоморфологические исследования печени, почек, надпочечников, селезенки, головного мозга.
Во всех сериях в опытных группах у животных отмечены достоверные изменения по отношению к контрольным животным. Наиболее чувствительными при этом оказались такие показатели, как активность. ЛДГ, ЩФ, АЛТ, ACT сыворотки крови, уровень SH-групп крови, которые и легли в основу расчета вероятностных значений пороговых и подпороговых уровней алюминия для воды разной жесткости. Однако большой разброс полученных значений максимальных недействующих концентраций (МНК) алюминия не позволил считать избранную модель удачной (табл. Л). По-видимому, это связано с биогенными свойст-
Таблица - 1
Расчетные уровни МНК алюминия (в мг/дм3) для воды различной жесткости
Показатель Жесткость воды, мг-экв/дм3
0,5 4 7
Активность ЛДГ 0,03 2,2 5,4
» ЩФ 11,5 16,0 25,0
» АЛТ 0,7 0,6 1,8
» ACT 1,8 3,6 9,6
Содержание SH-rpynn 2,9 26,9 10,0
вами алюминия, изменяющимися в условиях мягких и жестких вод.
Отмеченная особенность явилась основанием к проведению 6-месячного санитарно-токсикологического эксперимента, в котором животные I серии получали воду жесткостью 0,5 мг-экв/дм3, II — 7 мг-экв/дм3. В . каждой серии было 5 групп: 1-я — контрольная (без алюминия); животные 2-й группы получали алюминий в концентрации 0,5 мг/дм3, 3-й — 2,5 мг/дм3; 4-й — 5 мг/дм3. Животные 5-й группы I серии получали алюминий в концентрации 0,1 мг/дм3, II — 1 мг/дм3. Воду животные получали из стеклянных поилок. Набор используемых тестов соответствовал подострому эксперименту. Дополнительно проводили оценку состояния центральной нервной системы путем определения суммационно-порогового показателя (СПП).
В I серии статистически достоверные изменения наблюдались в группе, где животные получали алюминий в концентрации 0,5 мг/дм3. Выявлено повышение активности ЛДГ, ЩФ сыворотки крови, уровня кальция в моче. В группе, получавшей алюминий в концентрации 2,5 мг/дм3, у животных обнаружено увеличение активности ACT, ЛДГ сыворотки крови, снижение активности АЛТ, возрастал уровень фосфолипидов и активность ЩФ сыворотки крови. В сыворотке крови отмечено уменьшение уровня калия, кальция и натрия. Был также снижен СПП. У крыс, получавших имитат воды жесткостью 0,5 мг-экв/дм3 с концентрацией алюминия 5 мг/дм3, обнаружены максимальные изменения по сравнению с контрольными животными. Так, выявлено повышение активности ЛДГ, ACT, ЩФ сыворотки крови, уровня холестерина и фосфолипидов. В то же время активность АЛТ снижалась. Одновременно с этим отмечено увеличение концентрации кальция в сыворотке и моче животных. Уровень калия и натрия в сыворотке и моче был снижен. Отмечено снижение СПП.
Во II серии у животных, получавших имитат воды жесткостью 7 мг-экв/дм3, статистически достоверные изменения имели место в группе с концентрацией алюминия 2,5 мг/дм3. Так, наблюдалось повышение активности АЛТ и ACT сыворотки крови. Эпизодически снижались уровень холестерина и активность ЩФ. Была нестабильна и величина уровня кальция в сыворотке. На 5-м месяце исследований наблюдалось снижение СПП. В группе, где животные получали алюминий на уровне 5 мг/дм3, отмечено увеличение активности АЛТ, ЛДГ, ЩФ сыворотки крови. Уровень холестерина повышался. Наблюдалось снижение уровня кальция в сыворотке крови животных и повышение его в моче. Также отмечено снижение уровня натрия в сыворотке и увеличение концентрации калия в моче. СПП был понижен.
В I серии, где животные получали воду с концентрацией алюминия 0,1 мг/дм3, и во II серии с концентрацией алюминия 1 мг/дм3 статистически достоверных изменений по отношению к контролю не обнаружено.
У животных опытных групп наблюдался ряд морфо-функциональных изменений. Так, у крыс, получавших воду жесткостью 0,5 мг-экв/дм3 с концентрацией алюминия 0,5 мг/дм3, имело место снижение общей реактивности почек, которое носило компенсаторный характер, о чем
ч
Таблица 2
Биохимические и физиологические показатели у белых крыс в хроническом санитарно-токсикологическом эксперименте
Показатель Жесткость воды, мг-экв/дм3
0,5 7
концентрация алюминия, мг/дм3
0,1 0,5 2,5 5 0,5 1 2.5 5
АСТ • + + + +
АЛТ - + + - +
Б Н-группы - - - - + + m
ЛДГ - + + + - -
Холестерин - - + - + +
Фосфолипиды - + + - - + §
ЩФ - + + + - - -L-1
Кальций сыворотки - + + - + + I
Кальций мочи + - + - - — + I
Натрий сыворотки - + + - — H"
Натрий мочи 1 д - - + - —
Калий сыворотки - + + - — +
Калий мочи - - + - -
Гемоглобин + + + - - ■
Эритроциты + + Я - + +
СПП + +
Примечание. + изменения достоверны, — измене ни я отсутствуют.
свидетельствовало повышение общего содержания ядер в почечной ткани. У животных этой же серии в группе с концентрацией алюминия 2,5 мг/дм3 также отмечалось снижение общей реактивности почек, однако компенсаторного увеличения содержания ядер не было. В группе с концентрацией алюминия 5 мг/дм3 выявлены изменения цитоплазмы эпителия извитых канальцев белкового характера, а также уменьшение выведения минералоглюкокор-тикоидов и витамина С.
Во II серии, где животные получали воду жесткостью 7 мг-экв/дм3 и алюминий на уровне 0,5 мг/дм3, не отмечено изменений по отношению к контролю. В группе с концентрацией алюминия 2,5 мг/дм3 наблюдалась слабо выраженная тенденция к снижению общей реактивности почечной ткани. Аналогичные изменения отмечены и в группе, где животные получали воду с концентрацией алюминия на уровне 5 мг/дм3.
Таким образом, по мере увеличения концентрации алюминия изменения носили более выраженный характер. Например, в I серии при концентрации алюминия 0,5 мг/дм3 статистически достоверные изменения наблюдались по 5 показателям, при концентрации 2,5 мг/дм3 — по 11 показателям, а при концентрации 5 мг/дм3 — по 14. Аналогичная зависимость отмечена и во II серии: в группе с концентрацией алюминия на уровне 2,5 мг/дм3 изменялись 7 показателей, 5 мг/дм3 — 9 показателей (табл. 2).
Установлено, что характер общетоксического действия алюминия одинаков при попадании в организм с питьевой водой разной жесткости. В то же время отмечена защитная роль солей жесткости, о чем свидетельствуют более высокие .уровни пороговых и подпороговых концентраций алюминия для жесткой воды. Так, пороговая концентрация алюминия для воды жесткостью 7 мг-экв/дм3 определена
на уровне 2,5 мг/дм3, а для воды жесткостью 0,5 мг-экв/дм3 — на уровне 0,5 мг/дм3. Подпороговые уровни составляли соответственно 1 и 0,1 мг/дм3.
На основании данных хронического эксперимента нами проведен расчет интервала уровня жесткости, в котором концентрация алюминия 0,5 мг/дм3 будет являться под-пороговой. Для этого вычислили корни квадратного уравнения:
К = В0 + В±х + В2х2,
где К — критический уровень показателя, превышение которого свидетельствует о том, что показатель изменился под влиянием жесткости и отличается от показателя контрольной группы. Он определяется по формуле:
о
К ~ *контр >
где о — среднеквадратическое отклонение экспериментальных данных от Хконтр; п — число наблюдений; В0 и Bv вычисляли путем решения системы уравнения, где в качестве К взяты уровни активности ЩФ:
0,65-25+^1 0,5+^0 = 39,03; 0,65-47+£t 7 +Я0 = 37,2;
£i = 5,21; Б0 = 41,8. Подставив значения В{ и В0 в уравнение, получаем:
35,3 = 0,65 *2+5,21 *-Н1,8; 0,65 л:2—5,21 *+6,5 = 0; л: = 0,7—6,5,
т. е. по показателю активности ЩФ предел жесткости, где концентрация алюминия 0,5 мг/дм3 является максимальной недействующей, находится на уровне 0,7— 6,5 мг-экв/дм3. Аналогичный расчет выполнен и по показателю ЛДГ. В данном случае предел уровня жесткости определен от 1,8 до 6,3 мг-экв/дм3.
Выводы. 1. В качестве нормативной концентрации алюминия в питьевой воде предлагается величина
0.5.мг/дм3 при стандартизации нижнего уровня жесткости не менее 1,8 мг-экв/дм3.
2. В случае, если уровень жесткости воды ниже 1,8 мг-экв/дм3, допустимая концентрация алюминия должна быть не более 0,1 мг/дм3.
3. При жесткости воды более 6,3 мг-экв/дм3 допустимой можно считать концентрацию алюминия до 1 мг/дм3.
Литература
1. Васюкович Л. ЯЛаментова Т. Г., Астахова П. Ф.Ц Гиг. и сан. — 1978. — № 5. — С. 101—105.
2. Грушко Я. М. // Ядовитые металлы и их неорганические соединения в промышленных сточных водах. — М., 1972. —С. 43—53.
3. Новиков Ю. В., Плитман С. И., Карасева Н. И. // Гиг. и Сан. — 1985. — № 3. — С. 12—15.
4. Школьник М. ИРахмалева M. Н., Коренева И. Н. // Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине. — Ивано-Франковск, 1978 _Ч 1 _С. 176_177.
'5. Rapinat M. // J. A." W. W. À. — 1982. — Vol. 2. — P. 610— 617.
6. Revis N. Ai., Major Т. С., Norton С. Y. // J. environm. Path. Toxicol. — 1980. —Vol. 4, N 2/3, — P. 293—304.
Поступила 22.02.S8
