CC BY-ND
45
4
ЗНиСО
•Ш, IM (277)
УДК 613.32
РИСК ЗДОРОВЬЮ НАСЕЛЕНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ ПРИ КОМПЛЕКСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, КОНТРОЛИРУЕМЫХ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ В РАМКАХ СОЦИАЛЬНО-ГИГИЕНИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА
Н.С. Додина1, Е.В. Судакова2, Е.А. Шашина3
1ФГБУ «Научно-исследовательский институт экологии человека и гигиены окружающей среды им. А.Н. Сысина» Минздрава России, г. Москва, Россия
2ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве», г. Москва, Россия
3Московский государственный медицинский университет им. И.М. Сеченова, г. Москва, Россия
Проведена оценка канцерогенного и неканцерогенного риска здоровью населения отдельных территорий ЗАО, СЗАО и ЮВАО города Москвы при комплексном поступлении химических веществ из питьевой воды московского водопровода ингаляционным, пероральным и накожным путями. Значения коэффициентов и индексов опасности всех приоритетных химических веществ на уровне медианы и максимальных концентраций находятся на приемлемом (допустимом) уровне риска для населения. Основным химическим веществом, формирующим неканцерогенный риск, является хлороформ; основными органами и системами, подверженными общетоксическому воздействию, - система крови, печень, почки, центральная нервная система и процессы развития. Суммарный канцерогенный риск (CR), рассчитанный на уровне медианных концентраций, для всех путей поступления на всех исследованных территориях, находится на приемлемом (допустимом) уровне; на уровне максимальных концентраций - на настораживающем уровне в отдельных районах ЗАО и ЮВАО. Вклад перорального пути в CR составил 11,8 %, ингаляционного - 82,2 %, накожного - 6,0 %. Основным химическим веществом, формирующим канцерогенный риск, является хлороформ. Ключевые слова: оценка риска здоровью, питьевая вода.
N.S. Dodina, E.V. Sudakova, E.A. Shashina □ HEALTH RISK FOR THE POPULATION OF MOSCOW IN CASE OF COMPLEX EFFECT OF CHEMICALS CONTROLLED IN DRINKING WATER WITHIN THE SOCIAL-HYGIENIC MONITORING □ A.N. Sysin Research Institute of Human Ecology and Environmental Health, Moscow, Russia; Center for Hygiene and Epidemiology in Moscow, Moscow, Russia; I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, Moscow, Russia.
The assessment of the carcinogenic and non-carcinogenic health risk for the population of certain areas of the Western, North-Western and South-Eastern Administrative Circuit of Moscow in case of complex influence of chemicals contained in the drinking water supplied through Moscow water supply system by means of inhalation, ingestion and dermal absorption. The values of risk coefficients and indexes of all priority chemicals at the median and maximum concentrations are at an acceptable risk level. Key chemical agent that forms the non-carcinogenic health risk is chloroform; the main organs and systems -blood system, liver, kidneys, Central nervous system and development processes. The total cancer risk (CR) calculated at the level of the median concentrations for all the absorption ways at all the studied areas is at an acceptable level; at maximum concentrations - in some areas of the Western and SouthEastern Administrative Circuits, it is at alarming level. Share of the oral route in CR was 11,8 %, inhalation - 82,2 %, cutaneous - 6,0 %. Key chemical agent that forms the carcinogenic risk is chloroform.
Key words: health risk assessment, drinking water.
Питьевая вода является необходимым элементом жизнеобеспечения населения, от ее качества и количества зависит состояние здоровья людей и уровень санитарно-эпидемиологического благополучия. В настоящее время обеспечение населения доброкачественной питьевой водой остается важной проблемой в связи с сохраняющимся значительным химическим загрязнением водоисточников, что увеличивает совокупный риск здоровью населения [5]. В Российской Федерации около 70 % населения обеспечивается питьевой водой из поверхностных источников, 40 % которых не соответствуют санитарным нормам [4]. Более 10 млн россиян употребляют питьевую воду, не отвечающую гигиеническим нормативам по содержанию химических веществ [3]. Химическое загрязнение питьевой воды может привести к серьезным проблемам со здоровьем, включая
i
различные формы рака, неблагоприятные репродуктивные исходы, болезни органов кровообращения, нервной системы и другие [8].
Централизованное питьевое водоснабжение г. Москвы осуществляется преимущественно из поверхностных источников Москворецкой и Волжской водных систем, которые подвергаются высокой антропогенной и техногенной нагрузке и, как следствие, характеризуются высокой долей проб, не соответствующих гигиеническим нормативам по санитарно-химичес-ким (от 52,8 до 95,8 % в 2011-2013 гг.) и микробиологическим (от 34,7 до 38,8 % в 20112013 гг.) показателям. Гигиенические требования к организации и санитарному режиму территории и акватории зон санитарной охраны московского водопровода в настоящее время во многом не соблюдаются. Все это ведет к увеличению требований к водоподготовке в целях
ШЛЪ N4 (277)
ЗНивО
5
_ обеспечения населения многомиллионного города доброкачественной питьевой водой. ^г Снабжение питьевой водой г. Москвы осуществляется четырьмя станциями водоподго-1— товки: на Москворецком водоисточнике расположены водозаборы Западной и Рублевской =Г станций водоподготовки, на Волжском водоисточнике - Восточной и Северной станций во-^^ доподготовки. Технологический процесс на водопроводных станциях реализован по класси-'—' ческой двухступенной схеме: коагулирование с последующим отстаиванием, фильтрование и 5= обеззараживание. Кроме того, в дополнение к Г"^ применяемым методам очистки внедряются современные технологии (озоносорбция, мем-с:^ бранные технологии), реализованные на Руб-^^ левской и Западной станциях водоподготовки. Очищенная вода подается в городскую распределительную сеть, которая представляет ср собой единую радиально-кольцевую транспор-1= тирующую систему трубопроводов, протяжен-^^ ностью более 12 тыс. км. Большая часть водопроводной сети имеет значительный физический износ, что отражается на качестве питьевой воды. Кроме того, для московских станций во-доподготовки остается актуальной проблема стабильного обеспечения нормативов содержания остаточного алюминия и хлороформа.
Цель исследования - оценка риска здоровью населения от химического загрязнения питьевой воды московского водопровода. Исследование выполнено на примере отдельных территорий Западного, Северо-Западного и Юго-Восточного административных округов (соответственно ЗАО, СЗАО и ЮВАО) г. Москвы, находящихся в зоне питания Рублевской, Западной и Восточной станций водоподготовки.
Материалы и методы. Для изучения качества питьевой воды использовали базы данных московского регионального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга, содержащие данные лабораторных исследований ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Москве» (далее Центр) и ОАО «Мосво-доканал» за 2011-2013 гг. В качестве приоритетных для оценки риска химических веществ были отобраны соединения, частота обнаружения которых в пробах питьевой воды превышала 5 % на всех исследованных территориях [6].
Проверка распределения количественных данных проводилась с помощью статистического критерия Шапиро-Уилка [2] и его модификации (критерий Шапиро-Франчиа) [2]. В связи с тем, что распределение концентраций химических веществ в большинстве случаев статистически значимо отличалось от нормального, для их представления использовались медиана и максимальная концентрация. Для проверки нулевых гипотез о равенстве медианных значений между двумя группами использовался непараметрический критерий Манна-Уитни [2]. Уровень значимости, на котором проводилась проверка нулевых гипотез, принимался равным 0,05. Статистический анализ данных выполнен
с использованием программного обеспечения 81аЙ8йса 10.
В модель оценки риска включены три пути поступления химических веществ: ингаляционный, пероральный и накожный. Для оценки канцерогенного и неканцерогенного риска использовались среднесуточные пожизненные дозы, рассчитанные для концентраций на уровне медианы и максимальных значений. При расчете среднесуточных доз использованы стандартные значения факторов экспозиции. Канцерогенная опасность изучена на основе индивидуального и популяционного канцерогенного риска. Рассчитан канцерогенный риск для каждого пути поступления химических веществ и общий канцерогенный риск для всех путей. Оценка неканцерогенного риска проводилась с учетом референтных уровней воздействия. Характеристика общетоксических эффектов проводилась на основе коэффициентов опасности (ИР) отдельных веществ и индексов опасности (И1) для веществ с однонаправленным механизмом действия.
Результаты и обсуждение. При анализе сведений из баз данных московского регионального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга установлено, что в разводящей сети московского водопровода на всех исследованных территориях города из 16 химических веществ, определяемых Центром, и 26 химических веществ, определяемых ОАО «Мосводоканал», для шести веществ (хлороформ, железо, алюминий, аммиак, нитриты и связанный остаточный хлор) частота обнаружения составила более 5 %. Связанный остаточный хлор представляет собой часть общего хлора, присутствующего в воде в виде органических и неорганических хлораминов. В связи с тем, что в настоящее время не определены референтные дозы при хроническом поступлении хлораминов, связанный остаточный хлор при оценке риска в расчет не принимался. Таким образом, в качестве приоритетных для оценки риска здоровью химических веществ были отобраны: хлороформ, железо, алюминий, аммиак и нитриты.
Медианные концентрации за 2011-2013 гг. всех приоритетных химических веществ на всех исследованных территориях не превышали ПДК как по данным Центра, так и по данным ОАО «Мосводоканал». Максимальные концентрации железа за 2011-2013 гг., по данным Центра, превышали ПДК в 1,4 и 1,7 раза на территории районов ЗАО «Филевский парк» и «Проспект Вернадского» соответственно, хлороформа - на 2 и 5 % на территории районов ЗАО «Филевский парк» и «Можайский» соответственно. По данным ОАО «Мосводоканал», максимальные концентрации алюминия превышали гигиенический норматив на 1 % на территории района «Люблино» ЮВАО; на территории районов «Нижегородский» ЮВАО и «Крылатское» ЗАО максимальные концентрации алюминия и железа были на уровне ПДК.
с
ЗНивО
ШЛЪ N4 (277)
Основной причиной высокого содержания железа в воде московского водопровода является физический износ протяженной водопроводной сети, в результате чего железо поступает в воду вследствие коррозии труб во время транспортирования воды по распределительной сети. Соли алюминия используются на станциях водоподготовки г. Москвы в качестве коагулирующих реагентов. Увеличение концентрации алюминия отмечается в холодное время года, что связано с низкой эффективностью коагуля-ционной обработки холодной воды, особенно в феврале-марте, когда образуются легкие хлопья, плохо задерживаемые отстойниками.
Проверка различий измеряемых концентраций приоритетных химических веществ по исследуемым территориям выявила достоверное их отсутствие (р > 0,05) между концентрациями хлороформа, измеряемыми лабораториями Центра, на территории отдельных районов ЗАО, СЗАО и ЮВАО и достоверное их наличие (р < 0,05) между концентрациями хлороформа на территории районов различных округов. В связи с этим, риск от воздействия хлороформа, поступающего из питьевой воды, по данным Центра, рассчитан для округа в целом. По данным ОАО «Мосводоканал», медианные концентрации хлороформа, измеряемые на территории различных районов как внутри округа, так и между округами, достоверно отличаются друг от друга и поэтому риск рассчитан отдельно по районам округов.
Такое же условие расчета риска использовано для остальных приоритетных химических веществ: в случае наличия достоверных различий между измеряемыми концентрациями на отдельных территориях одного округа риск рассчитывался по районам округов, в противном случае - для округа в целом. Таким образом, неканцерогенный риск, по данным Центра, рассчитан в целом по территории ЗАО и СЗАО для алюминия, СЗАО - для аммиака и нитритов, СЗАО и ЮВАО - для железа; а по данным ОАО «Мосводоканал», - в целом по территории ЗАО и ЮВАО - для алюминия и ЮВАО -для аммиака.
Коэффициенты опасности для всех приоритетных химических веществ, рассчитанные как на уровне медианных, так и на уровне максимальных концентраций, не превышают верхнюю границу допустимого уровня (1,0) на всех территориях ЮВАО, СЗАО и ЗАО как по данным Центра, так и по данным ОАО «Мосводо-канал».
Нелетучие вещества (железо, алюминий, нитриты) поступают в организм человека из воды преимущественно пероральным путем (100,0 %). Для летучих веществ наряду с перо-ральным характерен также ингаляционный и накожный путь поступления. Причем соотношения между путями поступления зависят от особенностей физико-химических свойств веществ. Так, вклад ингаляционного пути в суммарный индекс опасности для хлороформа со-
ставляет 60,9 %, перорального - 32,1 %, на- _
кожного - 7,0 %, в то время как для аммиака вклад ингаляционного пути составляет 28,2 %, ^г перорального - 59,6 %, накожного - 12,1 %.
Значения суммарных индексов опасности, 1— рассчитанных на уровне медианных и максимальных концентраций для химических ве- ^ ществ, влияющих на одну систему или орган, не превышают приемлемого (допустимого) ^^ уровня, равного 1, на всех территориях ЮВАО, СЗАО и ЗАО, по данным как Центра, так и '—' ОАО «Мосводоканал», как при пероральном, ^ так и при ингаляционном воздействии. Наи- ^^ большему риску развития неблагоприятных ^ эффектов при воздействии химических веществ из питьевой воды пероральным путем, находящемуся на приемлемом (допустимом) уровне, ^^ подвержена система крови за счет воздействия —^ хлороформа (более 50 %). При ингаляционном ^ воздействии самые высокие значения суммар- = ных индексов опасности, находящиеся на приемлемом (допустимом) уровне риска, опреде- ^^ лены по влиянию на печень, почки, центральную нервную систему и процессы развития организма, что на 100 % обусловлено воздействием хлороформа.
Среди химических веществ, контролируемых в питьевой воде г. Москвы, к приоритетным канцерогенам относится хлороформ. Суммарный индивидуальный канцерогенный риск при поступлении хлороформа из питьевой воды на уровне медианных концентраций всеми путями (ингаляционным, пероральным, накожным) находится на приемлемом уровне как по данным Центра (от 1,0 х 10-5 в районах ЗАО до
I,1 х 10 в районах СЗАО), так и по данным ОАО «Мосводоканал» (от 8,5 х 10-6 в районе «Лефортово» ЮВАО до 1,2 х 10-6 в районе «Капотня» ЮВАО).
Суммарный индивидуальный канцерогенный риск при поступлении хлороформа из питьевой воды на уровне максимальных концентраций всеми путями, по данным Центра, в районах ЗАО находится на настораживающем уровне (3,8 х 10-5), в районах СЗАО и ЮВАО -на приемлемом уровне (от 7,3 х 10 в районах ЮВАО до 2,3 х 10-6 в районах СЗАО). По данным ОАО «Мосводоканал», настораживающий уровень риска от комплексного воздействия хлороформа отмечается во всех районах ЮВАО (от 1,1 х 10- в районах «Выхино-Жулебино», «Кузьминки», «Текстильщики», «Марьино», «Люблино», «Печатники», «Южнопортовый» до 1,8 х 10-5 в районах «Лефортово», «Некрасовка», «Нижегородский», «Рязанский»), кроме района «Капотня» (3,0 х 10-6), получающего водоснабжение от Западной водопроводной станции.
Приоритетным путем поступления хлороформа в организм жителей города является ингаляционный (82,2 %). Вклад перорального пути поступления хлороформа из питьевой воды в суммарный канцерогенный риск составляет
II,8 %, накожного - 6,0 %.
ШЛЪ N4 (277)
ЗНивО
7
i
Хлороформ является летучим органическим соединением с температурой кипения 61,2 °С, из-за чего он дополнительно поступает в организм человека с вдыхаемым воздухом при приеме ванны или душа. Проведенные исследования показали, что насыщению воздуха хлороформом способствует повышение температуры воды и интенсивное перемешивание [1]. Среднее время, затрачиваемое населением г. Москвы на водные процедуры, составляет 36,4 мин/сут., что превышает стандартное значение суммарного времени водных процедур для взрослого населения (30 мин/сут.) [7] и увеличивает величину хронической средней суточной дозы, а следовательно, и риска при учете накожного и ингаляционного воздействия с водой.
Популяционный канцерогенный риск для всего населения отдельных районов ЗАО, СЗАО и ЮВАО составляет от 0,03 дополнительных случаев онкологических заболеваний в течение 70 лет в районе «Куркино» СЗАО до 1,5 в районе «Кунцево» ЗАО, по данным Центра, и от 0,04 в районе «Капотня» ЮВАО до 1,22 в районе «Марьино» ЮВАО, по данным ОАО «Мосводоканал».
Хлороформ относится к галогенсодержа-щим соединениям (ГСС), образующимся под действием хлора, из веществ, содержащихся в воде водоисточника как природного происхождения, всегда в естественных условиях присутствующих в воде и обусловливающие ее цветность, так и антропогенного происхождения. Образование ГСС происходит как в процессе обеззараживания, так и в процессе транспортирования воды при условии наличия свежего органического загрязнения.
Волжская система водоснабжения характеризуется более высоким по сравнению с Москворецкой системой содержанием природных гуминовых кислот, что отчасти подтверждается измеряемыми концентрациями хлороформа. Так, по данным ОАО «Мосводоканал», концентрации хлороформа статистически значимо (р < 0,05) выше в районах ЮВАО, находящихся в зоне питания Волжской системы водоснабжения («Лефортово», «Некрасовка», «Нижегородский», «Рязанский»). В этих же районах определяются более высокие уровни канцерогенного риска от воздействия хлороформа на уровне медианных концентраций, находящиеся на приемлемом уровне.
Выводы. Таким образом, среди химических загрязнений, контролируемых различными ведомствами в рамках социально-гигиенического мониторинга в питьевой воде московского водопровода ЗАО, СЗАО и ЮВАО г. Москвы, определены приоритетные для оценки риска здоровью населения вещества: железо, алюминий, аммиак, нитриты и хлороформ.
Значения неканцерогенного риска здоровью населения изученных территорий города при комплексном воздействии медианных и максимальных концентраций приоритетных веществ с учетом ингаляционного, перорального и накожного путей их поступления в организм находятся на приемлемом (допустимом) уровне.
Значения канцерогенного риска здоровью населения изученных территорий города при комплексном воздействии медианных концентраций хлороформа с учетом всех путей его поступления в организм находятся на приемлемом (допустимом) уровне, а при комплексном воздействии максимальных концентраций в отдельных районах ЗАО и ЮВАО - на настораживающем уровне.
Для большинства приоритетных химических веществ ведущим путем поступления в организм человека при оценке риска здоровью населения, обусловленного загрязнением водопроводной питьевой воды исследованных территорий г. Москвы, является пероральный путь, а для хлороформа - ингаляционный путь.
Результаты проведенных исследований могут быть использованы при совершенствовании системы социально-гигиенического мониторинга питьевой водопроводной воды в г. Москве.
ЛИТЕРАТУРА
1. Иксанова Т.И. и др. Гигиеническая оценка комплексного действия хлороформа питьевой воды / Т.И. Иксанова, А.Г. Малышева, Е.Г. Растянников, Н.А. Егорова [и др.] // Гигиена и санитария. 2006. № 2. С. 8-11.
2. Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. М.: Физматлит, 2006. 816 с.
3. Онищенко Г. Г. О санитарно-эпидемиологическом состоянии окружающей среды // Гигиена и санитария. 2013. № 2. С. 4-10.
4. О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения в Российской Федерации в 2013 году: Государственный доклад. М.: Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека, 2014. 191 с.
5. Рахманин Ю.А. и др. 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.
6. Руководство по оценке риска здоровья населения при воздействии химических веществ загрязняющих окружающую среду: Р 2.1.10.1920-04. М: Федеральный Центр Госсанэпиднадзора Минздрава России. 2004. 143 с.
7. Шашина Т.А. и др. 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. 20-23.
8. Calderón R.L. The epidemiology of chemical contaminants of drinking water // Food Chem. Toxicol. 200 Vol. 38 (1 Suppl). P.13-20.
Контактная информация:
Судакова Екатерина Викторовна, тел.: +7 (495) 687-36-31, e-mail: katj_sudakova@mail.ru Contact information: Sudakova Ekaterina, phone: +7 (495) 687-36-31,
e-mail: katj_sudakova@mail.ru + + -
