CC BY
325
УДК 613.32
риск для здоровья населения при комплексном действии веществ, загрязняющих питьевую воду
© 2011 г. Т. Н. Унгуряну
Управление Роспотребнадзора по Архангельской области,
Северный государственный медицинский университет, г. Архангельск
Выполнено поперечное исследование для изучения факторов экспозиции у населения г. Новодвинска Архангельской области. В модель оценки риска от химических веществ, загрязняющих питьевую воду, включены три пути экспозиции: пероральный, ингаляционный и кожный контакт с водой. Оценивался неканцерогенный и канцерогенный риск для здоровья. Установлено: значения суммарных коэффициентов опасности для приоритетных контаминантов питьевой воды на уровне медианы, 90-го процентиля (Регс) и максимальных концентраций не превышают верхней границы референтного уровня. Суммарный индивидуальный канцерогенный риск, рассчитанный на уровне 90-го Регс и максимальных концентраций канцерогенов, превышает допустимое значение. Основной вклад в суммарный канцерогенный риск (О) вносит хлороформ. Вклад ингаляционного пути в О, обусловленный хлороформом, составляет 89,2 %, перорального - 8,2 % и накожного - 2,5 %. Таким образом, отсутствует потенциальный риск развития общетоксических эффектов для здоровья от контаминантов питьевой воды. Канцерогенный риск, обусловленный хлороформом, является настораживающим. Ключевые слова: оценка риска здоровью, питьевая вода.
Качество и безопасность питьевой воды являются важным вопросом для общественного здравоохранения. В настоящее время практически все водные источники продолжают подвергаться техногенному воздействию различной интенсивности, что увеличивает совокупный риск для здоровья и повышает уязвимость человека вследствие изменения водного фактора [7]. Около 70 % населения России обеспечивается питьевой водой из поверхностных источников, 40 % которых не соответствуют санитарным нормам [6]. В Российской Федерации более 10 млн человек ежегодно употребляют питьевую воду, не отвечающую гигиеническим нормативам по содержанию химических веществ [5]. В результате химического загрязнения питьевой воды может возникнуть значительное количество серьезных проблем со здоровьем [4, 16]. Эффекты для здоровья от химических контаминантов питьевой воды включают различные формы рака, неблагоприятные репродуктивные исходы, болезни органов кровообращения, нервной системы и другие расстройства здоровья [11].
Город Новодвинск расположен в северо-западной части Архангельской области на левом берегу реки Северная Двина, которая является источником хозяйственно-питьевого водоснабжения. На территории города находится ОАО «Архангельский целлюлозно-бумажный комбинат», сточные воды его характеризуются высоким уровнем химического и биологического потребления кислорода, взвешенных веществ, лигнина, содержат метанол, алюминий, скипидар, аммоний, фосфор, нефтепродукты, формальдегид, синтетические поверхностно-активные вещества, нитраты и фенолы [9]. По официальным данным, в 2009 году в Новодвинске 55,0 % проб воды из водоисточника и водопроводной сети не отвечали гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям. Очевидно, что контаминация водоисточника и питьевой воды в городе представляет серьезную проблему и требует установления степени опасности для здоровья.
Цели исследования: проанализировать качество питьевой воды в Новодвинске, определить местные особенности ее потребления, изучить оценку приемлемости воды респондентами и их оценку связи между загрязнением воды и здоровьем, а также оценить риск для здоровья от химических загрязнителей питьевой воды.
Методы
Информация о местных факторах экспозиции получена в поперечном исследовании при анкетировании 1 178 человек: 483 детей (от 7 до 17 лет) и 695 взрослых (18 лет и старше). Анкета, разработанная сотрудниками ГУ НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина, включала следующую информацию о факторах экспозиции: масса тела (кг), рост (см), количество потребляемой питьевой воды (л/сут), продолжительность водных процедур (мин/
сут), длительность воздействия (дней/год), время нахождения в жилище (час/сут). Кроме того, при анкетировании респондентов получена информация
о типах потребляемой питьевой воды, оценке качества воды респондентами и самооценке собственного здоровья в связи с загрязнением питьевой воды. Исследование было одобрено этическим комитетом Северного государственного медицинского университета в 2007 году.
Для изучения качества питьевой воды в Ново-двинске использована база данных Центра гигиены и эпидемиологии в Архангельской области, включающая 30 химических загрязнителей, за 2006—2009 годы. В качестве приоритетных для оценки риска здоровью химических веществ были отобраны контаминанты, для которых частота обнаружения в пробах питьевой воды превышала 5 %. Органолептические свойства питьевой воды были изучены по показателям цветности, мутности, запаха и привкуса.
Проверка распределения количественных данных проводилась с помощью статистического критерия Shapiro-Wilk. В связи с тем, что распределение концентраций химических веществ, значений органолептических показателей и количественных факторов экспозиции статистически значимо отличалось от нормального распределения, для их представления использовалась медиана (Ме), 25-й, 75-й и 90-й процентили (Регс). Категориальные переменные представлены в виде процентных соотношений и их 95 % доверительных интервалов (95 % ДИ). Сравнение медианных значений факторов экспозиции детского и взрослого населения осуществлялось с помощью критерия Мапп-Whitney (и). За критический уровень статистической значимости принимался р < 0,05. Расчет мер центра положения и рассеивания, тестирование нулевой гипотезы проводились с использованием программного обеспечения SPSS 15.0 для Windows.
В модель оценки риска для здоровья от химических загрязнителей питьевой воды были включены три пути экспозиции: пероральный, ингаляционный и кожный контакт с водой. Значения канцерогенного и неканцерогенного риска рассчитаны для концентраций на уровне медианы, 90-го Регс и максимальных значений (С ). Для оценки неканцерогенных эффектов использован подход референтных концентраций и доз. Изучение токсичности контаминантов проводилось на основе хронического суточного поступления вещества (пероральный путь) и абсорбированной через кожу дозы (перкутанный путь). Концентрации органических веществ в воздухе жилых помещений определись расчетным путем. Характеристика общетоксических эффектов выполнена на основе коэффициентов опасности (HQ) отдельных контаминантов и индексов опасности (Н1) для веществ с однонаправленным механизмом действия. Оценка опасности приоритетных контаминантов одновременно для двух или трех путей поступления выполнялась на основе суммарного индекса опасности. Оценка канцерогенных эффектов
проводилась с использованием среднесуточной дозы в течение всей жизни и фактора канцерогенного потенциала. Рассчитаны уровни индивидуального (СН) и популяционного канцерогенных рисков. Для оценки канцерогенного риска от нескольких канцерогенов, одновременно поступающих в организм разными путями, рассчитывался суммарный канцерогенный риск (ТСН).
За допустимый уровень неканцерогенных эффектов принимались значения HQ в диапазоне от 0,11 до 1,0, а Н1 — от 1,1 до 3,0. Для канцерогенных эффектов допустимым уровнем риска являлось значение СН в диапазоне от 1,0 х 10-6 до 1,0 х 10-4. Значения HQ менее 0,1, Н1 менее 1,0 и СН менее 1,0 х 10-6 рассматривались как минимальные уровни риска [8].
Результаты
В поперечном исследовании были изучены следующие местные факторы экспозиции для детского и взрослого населения: рост, масса тела, площадь поверхности тела, количество потребляемой питьевой воды в сутки, продолжительность водных процедур, длительность воздействия и время пребывания в жилище (табл. 1). Выявлено, что взрослые в среднем потребляют воды для питья на 0,8 л/сут больше, чем дети. Также взрослое население больше на 10 дней в году проводит времени в городе по сравнению с детьми, однако дети в течение дня больше времени проводят в жилище. Продолжительность водных процедур (умывание, принятие душа, ванны) для взрослого населения на 5 мин/сут выше по сравнению с детьми, но выявленные различия статистически не значимы.
Таблица 1
Местные факторы экспозиции для населения города Новодвинска
Фактор экспозиции Детское население Взрослое население
Ме 25-й Регс 75-й Регс Ме 25-й Регс 75-й Регс р
Рост, см 147,0 134,0 162,0 169,5 164,75 173,5 <0,001
Вес, кг 38,0 29,0 51,0 70,0 63,5 78,0 <0,001
Площадь поверхности тела, м2 1,25 1,04 1,51 1,82 1,70 1,94 <0,001
Количество потребляемой воды, л/сут 1,20 0,95 1,55 2,00 1,75 2,50 <0,001
Продолжи- тельность водных процедур, мин/сут 40,0 30,0 60,0 45,0 30,0 60,0 0,307
Длительность воздействия, дней в году 325,0 295,0 335,0 335,0 320,0 345,0 <0,001
Время нахождения в жилище, часов в день 14,3 12,1 16,0 13,7 11,7 15,6 0,020
Из 30 мониторируемых контаминантов питьевой воды в Новодвинске частота обнаружения составила более 5 % только для 12: алюминия, аммиака, железа, кадмия, марганца, меди, метанола, нитратов, нитритов, стронция, хлороформа и цинка (табл. 2). Поэтому эти химические вещества были выбраны в качестве приоритетных для оценки риска здоровью. Контаминанты с частотой обнаружения менее 5 % были исключены из дальнейшего анализа оценки риска. Средние концентрации на уровне медианных значений всех приоритетных химических веществ не превышали ПДК. Загрязнение питьевой воды железом и хлороформом на уровне 90-го Регс превышало ПДК на 80,0 и 10,0 % соответственно. Максимальные концентрации алюминия, железа, марганца и хлороформа превышали ПДК в 5,0; 4,6; 3,0 и 2,0 раза соответственно. Содержание остальных приоритетных контаминантов в питьевой воде на уровне 90-го Регс и максимальных концентраций было ниже ПДК.
Таблица 2
Приоритетные химические загрязнители питьевой воды в Новодвинске
САБ Веще- ство Всего проб % обна- руже- ния 50-й Регс 90-й Регс Стах ПДК
7429-90-5 Алюми- ний 92 100,0 0,2 0,48 2,63 0,5
7664-41-7 Аммиак 92 100,0 0,18 0,53 0,9 1,5
7439-89-6 Железо 92 97,8 0,28 0,54 1,39 0,3
7440-43-9 Кадмий 84 14,3 0,0001 0,0003 0,0006 0,001
7439-96-5 Марга- нец 92 94,5 0,07 0,09 0,3 0,1
7440-50-8 Медь 84 23,8 0,0015 0,0055 0,024 1,0
67-56-1 Метанол 84 27,4 0,05 0,21 0,3 3,0
14797-55-8 Нитраты 92 96,7 0,46 0,88 2,65 45,0
14797-65-0 Нитриты 92 14,1 0,0015 0,003 0,031 3,0
7440-24-6 Строн- ций 72 69,5 0,16 0,51 1,1 7,0
67-66-3 Хлоро- форм 92 97,8 0,032 0,065 0,12 0,06
7440-66-6 Цинк 92 91,3 0,031 0,159 1,3 5,0
Примечание. САБ — идентификационный номер химического вещества.
Значения всех органолептических показателей на уровне медианы соответствовали установленным нормативам (табл. 3). Кроме того, запах и привкус питьевой воды отвечали стандартам как на уровне 90-го Регс, так и на уровне максимальных значений. Мутность питьевой воды на уровне 90-го Регс превышала гигиенический норматив на 46,2 %, а на уровне максимального значения — в 2,8 раза. Цветность питьевой воды на уровне 90-го Регс соответствовала нормативу, а на уровне максимального значения превышала его в 1,5 раза.
Таблица 3
Органолептические показатели питьевой воды в Новодвинске
Параметр Единица измере- ния Всего проб 50-й Регс 90-й Регс Макси- мальное значение Норма- тив
Запах Балл 74 1 1 1 2
Цветность Градус 73 15 20 35 20
Мутность ЕМФ 66 1,5 3,8 7,2 2,6
Привкус Балл 73 1 1 1 2
Примечание. ЕМС - единица мутности по формазину.
Результаты опроса населения Новодвинска показали, что большая часть респондентов (74 %) потребляет для питья и приготовления пищи водопроводную воду. Около половины опрошенных не удовлетворены качеством водопроводной воды (табл. 4) и в этой связи используют такие дополнительные способы очистки водопроводной воды в домашних условиях, как фильтрация и отстаивание (43 %), потребляют бутилированную воду (7 %) или применяют их сочетание (15 %). Несмотря на то, что запах (1 балл) и привкус (1 балл) водопроводной воды в Ново-двинске отвечают гигиеническим нормативам, 47,2 и 64,1 % респондентов соответственно оценили эти параметры как неприемлемые (табл. 4), что указывает на разницу в субъективной оценке этих параметров экспертами лаборатории и потребителями. Неприемлемость органолептических свойств водопроводной воды, потребляемой населением Новодвинска, может объяснять, что половина респондентов (54 %) предполагает наличие связи между их плохим самочувствием и загрязнением окружающей среды, причем 70 % из них связывают плохое здоровье с контаминацией питьевой воды.
Таблица 4
Оценка качества питьевой воды населением города Новодвинска
Параметр Хорошее качество Плохое качество
% 95 % ДИ % 95 % ДИ
Ниж- ний Верх- ний Ниж- ний Верх- ний
Запах 48,1 (334) 44,3 51,7 47,2 (323) 42,8 50,2
Цвет 44,7 (311) 41,1 48,5 49,6 (345) 45,9 53,4
Мутность 44,6 (310) 40,9 48,3 50,1 (348) 46,4 53,8
Привкус 32,2 (224) 28,8 35,7 64,2 (434) 58,9 66,1
Табл. 5 и 6 демонстрируют результаты оценки неканцерогенного риска для здоровья населения Новодвинска от приоритетных контаминантов питьевой воды. Значения суммарных коэффициентов опасности для всех приоритетных контаминантов питьевой воды на уровне медианы, 90-го Регс и максимальных концентраций не превышают верхней границы референтного уровня (1,0). Тем не менее самые высокие значения суммарных коэффициентов опасности на уровне медианы, 90-го Регс и максимальных концентраций получены для хлороформа,
железа и марганца (табл. 5). Основным путем поступления хлороформа из питьевой воды в организм является ингаляционный (50,0 %). Вклад пероральной экспозиции в суммарный коэффициент опасности для хлороформа в среднем у детского и взрослого населения составил 40,0 %, а накожной — 10,0 % (рисунок). Приоритетным путем поступления железа и марганца в организм является пероральный (95,5 и 90,0 % соответственно) в сравнении с накожным путем воздействия (4,5 и 10,0 % соответственно). Для остальных неорганических соединений из списка приоритетных пероральный путь экспозиции также является основным в сравнении с накожным воздействием. Аммиак и метанол, загрязняющие питьевую воду, наряду с пероральным и накожным путями воздействия дополнительно поступают в организм ингаляционным путем. Вклад ингаляционного пути в суммарную экспозицию аммиаком составляет 46,0 %, метанолом — 10,0 %.
Таблица 5
Коэффициенты опасности для приоритетных контаминантов питьевой воды
Вещество Взрослое население Детское население
50-й Регс 90-й Регс Стах 50-й Регс 90-й Регс Стах
Алюминий 0,006 0,015 0,080 0,007 0,017 0,090
Аммиак 0,009 0,027 0,045 0,009 0,027 0,046
Железо 0,025 0,049 0,125 0,029 0,055 0,142
Кадмий 0,007 0,020 0,040 0,007 0,022 0,045
Марганец 0,014 0,019 0,062 0,016 0,021 0,070
Медь 0,002 0,008 0,033 0,002 0,009 0,037
Метанол 0,003 0,012 0,017 0,003 0,013 0,019
Нитраты 0,007 0,014 0,043 0,008 0,016 0,049
Нитриты 0,000 0,001 0,008 0,000 0,001 0,009
Стронций 0,007 0,022 0,048 0,008 0,025 0,054
Хлороформ 0,228 0,460 0,864 0,228 0,459 0,862
Цинк 0,003 0,014 0,112 0,003 0,016 0,127
Взрослые Дети
О І Інгаляиионьш О І Іерораііьньїй ■ Накожным
Коэффициенты опасности на уровне медианной концентрации
хлороформа в питьевой воде для трех путей экспозиции
Анализ суммарных индексов опасности, рассчитанных для веществ, влияющих на одну систему или орган, показал, что наибольшему риску развития
неблагоприятных эффектов при воздействии контаминантов питьевой воды подвержена система крови, кожа и почки. Однако значения суммарных индексов опасности, рассчитанные на уровне медианных концентраций, 90-го Регс и максимальных концентраций загрязняющих веществ не превышают верхней границы референтного уровня (3,0). Основной вклад в развитие общетоксических эффектов со стороны критических органов и систем, представленных в табл. 6, оказывает хлороформ (от 65 до 90 %).
Таблица 6
Суммарные индексы опасности для веществ однонаправленного действия
Органы и системы Взрослое население Детское население
50-й Регс 90-й Регс Стах 50-й Регс 90-й Регс Стах
Кровь 0,27 0,56 1,28 0,34 0,70 1,65
Кожа 0,25 0,54 1,16 0,31 0,66 1,48
Почки 0,23 0,48 1,07 0,28 0,59 1,34
Органы пищеварения 0,22 0,47 1,01 0,26 0,57 1,26
Нервная система 0,23 0,47 0,98 0,28 0,57 1,23
Органы кровообращения 0,21 0,44 0,85 0,25 0,53 1,03
Печень 0,21 0,44 0,85 0,25 0,53 1,03
Репродуктив- ная 0,23 0,47 1,10 0,28 0,58 1,40
Результаты исследования показали, что среди химических веществ, мониторируемых в питьевой воде г. Новодвинска, к приоритетным канцерогенам относятся хлороформ и кадмий. Суммарный индивидуальный канцерогенный риск, рассчитанный на уровне медианных концентраций кадмия и хлороформа, находится в диапазоне допустимых значений (табл. 7). Суммарный индивидуальный канцерогенный риск, рассчитанный на уровне 90-го Регс и максимальных концентраций канцерогенов, превышает допустимую величину риска (1,0х 10-4) в 2,3 и 4,1 раза соответственно. Основной вклад в суммарный канцерогенный
Таблица 7
Уровни канцерогенного риска при воздействии канцерогенов питьевой воды на население Новодвинска
Вид канцерогенного риска Уровень Канцерогены Суммарно
Кадмий Хлоро- форм
Индивидуальный 50-й Регс 1,6х10-6 1,0х10-4 1,03х10-4
90-й Регс 4,8х10-6 2,2х10-4 2,3х10-4
Стах 9,6х10-6 4,0х10-4 4,1 х 10-4
Популяционный 50-й Регс 0,07 4,24 4,31
90-й Регс 0,20 9,31 9,51
С 0,40 16,82 17,22
Ежегодный популяционный 50-й Регс 0,001 0,061 0,062
90-й Регс 0,003 0,133 0,136
Стах 0,006 0,240 0,246
риск вносит хлороформ (98 %). Ингаляционный путь является приоритетным при экспозиции хлороформом из питьевой воды. Вклад ингаляционного пути в канцерогенный риск при комплексном поступлении хлороформа составил 89,2 %. Пероральный путь воздействия хлороформа обуславливает 8,2 % канцерогенного риска, а накожный — 2,5 %.
Анализ популяционного канцерогенного риска показал, что воздействие кадмия и хлороформа в концентрациях на уровне 50-го и 90-го Регс и максимальных значений может обуславливать развитие 4,3; 9,5 и 17,2 дополнительного случая рака к фоновому уровню среди населения всего города в течение 70 лет.
Обсуждение результатов
В настоящем исследовании местные факторы экспозиции для жителей Новодвинска сравнивались с аналогичными факторами, рекомендованными Агентством по охране окружающей среды США (и. S. ЕРА) [13], и факторами экспозиции, изученными специалистами НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина в городах России [10]. Сравнение показало, что среднее дневное потребление питьевой воды детским населением Новодвинска (1,20 л/сут) незначительно превышает среднее значение, предлагаемое и. S. ЕРА (1,14 л/сут). Взрослое население Новодвинска потребляет в сутки на 0,5 л больше питьевой воды в сравнении со средним значением, рекомендуемым и. S. ЕРА (1,50 л/сут) [13]. Сравнение количества потребляемой питьевой воды взрослым населением Новодвинска с аналогичным параметром для крупных городов России (Москва, Липецк и Рязань) выявило сопоставимость результатов (2,4, 2,0 и 2,2 л/сут соответственно) [10].
Результаты исследования показали, что общая продолжительность водных процедур, таких как прием ванны, душа, умывание, для детского и взрослого населения Новодвинска составляет в среднем 40 и 45 мин в день соответственно и отличается от величины, рекомендуемой и. S. ЕРА (60 и 35 мин соответственно) [13]. Общая продолжительность водных процедур в сутки для взрослого населения в крупных городах России (Ме = 30,0 мин в Рязани, 32,9 мин в Липецке и 38,5 мин в Москве) ниже по сравнению с аналогичным параметром для жителей Новодвинска [10].
Частота воздействия экспозиции для детского и взрослого населения Новодвинска составила 325 и 335 дней в году соответственно, что ниже стандартного значения, рекомендованного и. S. ЕРА (350 дней в году для обеих групп) [13]. Частота экспозиции для взрослого населения в Новодвинске выше, чем в Москве (Ме = 323 дня в году), но ниже по сравнению с Рязанью (Ме = 343 дня в году) [10]. Среднее время пребывания в жилище для взрослого населения Новодвинска (Ме = 14,3 часа в день)
выше по сравнению с жителями городов Москвы, Липецка и Рязани (Ме = 12,5; 11,0 и 14,0 часов в день соответственно) [10]. Различия в средней частоте годовой экспозиции могут быть обусловлены различной длительностью отпускного периода, а в среднем времени пребывания в жилище — удаленностью места работы от дома.
Значения массы тела и площади поверхности тела детей Новодвинска на 5,5 кг и 0,05 м2 ниже в сравнении со значениями, рекомендуемыми и. S. ЕРА (43,3 кг и 1,3 м2) [13]. Для взрослого населения города показатели массы и площади поверхности тела одинаковы с предлагаемыми и. S. ЕРА (71,0 кг и 1,82 м2) [13]. Различие в региональных значениях факторов экспозиции оказывает влияние на величину хронической средней суточной дозы контаминантов питьевой воды, а следовательно, и риска при потреблении питьевой воды, ингаляционном и кожном контакте с водой.
Полученные результаты по оценке приемлемости питьевой воды населением Новодвинска согласуются с данными исследования, проведенного специалистами НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды им. А. Н. Сысина, которые показали, что 77 % населения Москвы потребляет водопроводную воду и 58 % оценивает качество воды по органолептическим показателям как неудовлетворительное [10]. Неблагоприятные органолептические свойства воды ограничивают водопользование населения, способствуя использованию альтернативных источников, иногда с опасной для здоровья водой. Кроме того, неприятный запах, привкус, окраска воды становятся причиной стойких отрицательных эмоций и постоянного стресса с возможным ослаблением иммунной системы, снижением защитных сил организма и увеличением заболеваемости населения [2].
Результаты исследования показали повышенное содержание в питьевой воде Новодвинска алюминия, железа, марганца и хлороформа на уровне максимальных концентраций. Алюминий, железо и марганец могут быть в питьевой воде вследствие загрязнения водоисточника или попадать в воду во время водо-подготовки и ее транспортировки к потребителям [14—19]. Соли алюминия используются в качестве коагулянтов для снижения содержания органических веществ, цветности, мутности и микробной контаминации [15, 16, 19]. Железо также может быть в питьевой воде, если используются железистые коагулянты, или попадать в воду вследствие коррозии труб во время транспортировки воды по распределительной сети [14, 16]. Перманганат калия используется как оксидант для очистки, отбеливания и дезинфекции [16]. Кроме того, марганцевый зеленый песок используется в некоторых районах для водоподготовки питьевой воды [ 18]. Следует отметить, что соединения алюминия, железа и марганца в воде как поверхностных, так и подземных водоисточников могут быть и природного происхождения [16, 17].
Очевидно, что высокие концентрации алюминия и марганца в водопроводной воде Новодвинска обусловлены использованием этих химических веществ в процессе водоподготовки, во время которой сульфат алюминия применяется в качестве коагулянта, а перманганат калия добавляется в процессе дезодорации для устранения запаха и улучшения вкуса воды. Присутствие железа в питьевой воде может быть следствием коррозии труб распределительной системы города.
Хлороформ относится к галогенсодержащим соединениям (ГСС), перманентно образующимся под действием хлора из предшественников, которыми являются многие вещества природного растительного происхождения, всегда в естественных условиях присутствующие в воде и обусловливающие ее цветность. Дополнительными источниками предшественников ГСС могут служить производственные сточные воды, содержащие лигнины, смоляные и жирные кислоты, фенолы, анилин. Кроме того, вода, поступающая на водопроводные станции, зачастую уже содержит хлороформ и другие ГСС, образовавшиеся при обеззараживании хлором поступающих в водоисточник бытовых и промышленных сточных вод. Также существуют предприятия (целлюлозно-бумажные и другие химические), использующие хлор и хлор-амины, которые при поступлении в составе сточных вод обусловливают образование ГСС в воде водных объектов [3].
Образование ГСС из предшественников продолжается во время и после поступления хлорированной воды в водопроводную сеть, из-за чего концентрации этих веществ возрастают по мере продвижения питьевой воды к потребителю. В течение суток содержание ГСС в воде увеличивается на 13—15 %, а в последующем может превысить исходное почти в 1,5 раза [3]. Хлороформ является летучим органическим соединением с температурой кипения 61—62 °С [20], из-за чего он дополнительно поступает в организм с вдыхаемым воздухом при приеме ванны или душа, в плавательном бассейне, при стирке и кипячении белья, приготовлении пищи. Исследования, проведенные в НИИ экологии человека и гигиены окружающей среды, показали, что насыщению воздуха хлороформом способствует повышение температуры воды и интенсивное перемешивание воды [1].
Результаты настоящего исследования продемонстрировали, что приоритетными путями поступления хлороформа в организм человека из питьевой воды является ингаляционный и пероральный, что согласуется с оценками, сделанными для Канады. В канадском исследовании было установлено, что в бытовых условиях больше всего хлороформа население получает через легкие и с питьевой водой. Например, по результатам, полученным у волонтеров, 10-минутный горячий душ по поглощенной дозе хлороформа эквивалентен употреблению для питья 2,7 л холодной воды той же водопроводной системы;
30-минутная ванна может дать большую нагрузку хлороформом, чем питье хлорированной водопроводной воды. В сумме в жилых помещениях человек получает с питьевой водой 32 %, а через воздух и кожу — 68 % ежедневной дозы хлороформа [20].
Опасны ГСС тем, что проявляют высокую биологическую активность с выраженным неблагоприятным влиянием на здоровье человека. Многие из них обладают полиморфизмом токсического действия, оказывают гепато-, рено- и нейротоксический эффекты, нарушают функции сердечно-сосудистой и репродуктивной систем. При этом механизм повреждающего эффекта иногда своеобразен: окисление хлороформа в организме определяется цитохромом Р-450 с превращением в трихлорметанол — нестабильное соединение, быстро трансформирующееся в фосген. Второй, не основной путь метаболизма тригалометанов, протекающий с реакциями восстановления, сопровождается появлением свободных радикалов [12]. Кроме того, хлороформ является вероятным канцерогеном для человека и обладает способностью вызывать наиболее неблагоприятный из всех отдаленных эффектов — развитие злокачественных опухолей.
Заключение
Из 30 мониторируемых контаминантов питьевой воды в Новодвинске 12 отнесены к приоритетным для оценки опасности веществам, не дающим потенциального риска развития общетоксических эффектов для здоровья населения города. Однако риск развития канцерогенных эффектов при экспозиции хлороформом оценен как настораживающий. При этом ингаляционный путь воздействия хлороформа, загрязняющего питьевую воду, является приоритетным по сравнению с пероральным и накожным воздействием.
Для улучшения качества питьевой воды в городе требуется комплекс гигиенических мероприятий, связанных прежде всего с процессом водоподготовки: оптимизация процессов коагуляции и дезодорации путем снижения доз алюминия и марганцовокислого калия или включение дополнительных циклов по очистке воды в общую схему водоподготовки. Также следует отказаться от хлорирования и перейти на другие прогрессивные и безопасные способы обеззараживания воды. Кроме того, качество воды может быть улучшено путем замены водопроводных сетей на трубы из современных полимерных материалов. В перспективе для обеспечения населения Новодвинска качественной питьевой водой необходим переход на использование воды из подземных водоисточников.
Список литературы
1. Иксанова Т. И. Гигиеническая оценка комплексного действия хлороформа питьевой воды / Т. И. Иксанова, А. Г. Малышева, Е. Г. Растянников и др. // Гигиена и санитария. — 2006. — № 2. — С. 8—11.
2. Красовский Г. Н. Классификация опасности веществ, загрязняющих воду / Г. Н. Красовский, Н. А. Егорова, И. И. Быков // Гигиена и санитария. — 2006. — № 2.
- С. 5-8.
3. Красовский Г. Н. Хлорирование воды как фактор повышенной опасности для здоровья населения / Г. Н. Кра-совский, Н. А. Егорова // Гигиена и санитария. - 2003.
- № 1. - С. 17-21.
4. Мазаев В. Т. Руководство по гигиене питьевой воды и питьевого водоснабжения // В. Т. Мазаев, А. П. Иль-ницкий, Т. Г. Шлепина. - М. : ООО «Медицинское информационное агентство», 2008. - 320 с.
5. О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации в 2009 году : государственный доклад. - М. : Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2010. - 456 с.
6. Онищенко Г. Г. О состоянии и мерах по обеспечению безопасности хозяйственно-питьевого водоснабжения населения Российской Федерации / Г. Г. Онищенко // Гигиена и санитария. - 2010. - № 3. - С. 4-7.
7. Рахманин Ю. А. Стратегические подходы управления рисками для снижения уязвимости человека вследствие изменения водного фактора / Ю. А. Рахманин, О. Д. Доронина // Гигиена и санитария. - 2010. - № 2. - С. 8-13.
8. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду. - М. : ФЦ Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. - 143 с.
9. Унгуряну Т. Н. Качество питьевой воды в Новодвинске Архангельской области по данным многолетнего мониторинга / Т. Н. Унгуряну, А. В. Лыжина, В. С. Дементьевский и др. // Экология человека. - 2008. - № 4. - С. 6-10.
10. Шашина Т. А. Методические подходы к оценке региональных факторов экспозиции городского населения / Т. А. Шашина, С. М. Новиков, А. В. Мацюк, Н. Г. Ландо // Гигиена и санитария. - 2007. - № 5. - С. 20-24.
11. Calderon R. L. The epidemiology of chemical contaminants of drinking water / R. L. Calderon // Food Chem. Toxicol. - 2000. - Vol. 38 (1 Suppl). - P. 13-20.
12. Environmental Health Criteria 216. Disinfectants and Disinfectant By-Products. - Geneva, 2000.
13. Exposure Factors Handbook. - 1997 Aug (EPA/600/ P-95/002F (a)-(c)).
14. Health aspects of plumbing. - WHO, 2006.
15. Guidelines for Canadian Drinking Water Quality
- Technical Documents. Chemical/Physical Parameters. Aluminium. - 1998 Nov. Date Modified: 2009-02.
16. Guidelines for drinking-water quality: incorporating first addendum. Vol. 1, Recommendations. - 3rd ed. - WHO, 2006.
17. Ljung K. Time to re-evaluate the guideline value for manganese in drinking water? Review / K. Ljung, M. Vahter
// Environ Health Perspect. - 2007. - Vol. 115(11). -P. 1533-1538.
18. Manganese in Drinking-water in WHO. Background document for development of WHO Guidelines for Drinking-water Quality. - WHO, 2004 (WHO/SDE/ WSH/03.04/104).
19. Toxicological Profile for Aluminum. U. S. Department of health and human services. Public Health Service. Agency for Toxic Substances and Disease Registry. - 2008 Sep.
20. Trihalomethanes in Drinking water. - Ottawa, 2004.
HEALTH RISK ASSESSMENT FOR INTEGRATED EXPOSURE OF CHEMICAL CONTAMINANTS IN TAP WATER T. N. Unguryanu
Administration of Federal Service for Surveillance of Consumer Rights Protection and Human Wellbeing in the Arkhangelsk region, Russia
Aim: To study tap water quality in Novodvinsk and to assess health risk of chemical contaminants of drinking water. Methods: A cross-sectional study has been performed. The local exposure parameters were identified by interviewing of
1 178 persons. A database of the tap water contaminants for 2006-2009 was used. A three-route exposure model was used in the risk assessment: ingestion of water, inhalation and dermal contact with water. Non-cancer and cancer health effects were assessed. Results: Values of total hazard quotients of chemical of concern for median, 90 percentile and the highest concentrations were below than the upper limit of the reference value (1.0). The total cancer risk for concentrations of 90 percentile (2.3 x10-4) and the highest concentrations of carcinogens (4.1 *10-4) were higher than the reference value (1,0 *10-4). Chloroform is an important carcinogen (98 %). A proportion of inhalation route in the total cancer risk was 89.2 %, of the oral route (8.2 %) and the dermal route (2.5 %). Conclusion: There is no potential human health non-cancer risk of studied tap water contaminants for the Novodvinsk population. Cancer risk is alert due to chloroform.
Key words: health risk assessment, tap water.
Контактная информация:
Унгуряну Татьяна Николаевна - кандидат медицинских наук, доцент, главный специалист-эксперт Управления Роспотребнадзора по Архангельской области
Адрес: 163061, г. Архангельск, ул. Гайдара, д. 24
Тел. (8182) 21-04-61
E-mail: [email protected]
