Мутагенная активность воды поверхностных водоисточников и питьевой воды в Красноярском крае

МУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ ВОДЫ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДОИСТОЧНИКОВ И ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ В КРАСНОЯРСКОМ КРАЕ

С. В. Куркатов, С. Е. Скударнов

Управление Роспотребнадзора по Красноярскому краю,

ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Красноярском крае»

Обеспечение населения питьевой водой, безопасной для здоровья, является актуальной гигиенической проблемой [5]. Она подтверждается рядом исследований, выполненных в различных регионах страны, по гигиенической оценке загрязнений водоисточников и питьевой воды [1, 2, 8]. Заслуживает внимания информация о суммарной мутагенной активности (СМА) воды водоисточников и питьевой воды в различных регионах мира [10-13], которая свидетельствует о целесообразности проведения подобных исследований для оценки санитарно-эпидемиологических ситуаций с водными объектами. О необходимости расширения генетического мониторинга и оценки мутагенных эффектов химических загрязнений окружающей среды высказывается ряд отечественных авторов [6, 7, 9].

Проведены исследования, задачей которых было определение СМА воды основных рек и питьевой воды в городах Красноярского края. В течение 2001-2005 гг. отбирались пробы воды рек Енисей, Чулым, Кан, Баргинского водохранилища в створах водозаборов для централизованного хозяйственнопитьевого водоснабжения, а также питьевой воды в городах Красноярске, Ачинске, Канске, Лесосибирске, Дивногорске, Бородино. Всего в различные сезоны года отобрано 286 проб воды.

Определение СМА проводилось в тесте Эймса (Salmonella/микросомы) с использованием экзогенной активации препаратов фракцией печени крыс (S 9) в соответствии с методическими указаниями [3, 4] на базе лабораторий ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Красноярском крае». Для эксперимента использовались штаммы ТА 98 и ТА 100 индикаторных бактерий Salmonella typhimurium, которые выявляют мутагены, индуцирующие мутации по типу сдвига рамки считывания генетического кода (фреймшифт-мутации) и замены пар оснований (миссенс-мутации) соответственно. Наличие мутагенных свойств учитывалось по индукции обратных мутаций от ауксотрофности к прототрофности по гистидину. В эксперимент параллельно включались варианты с метаболической активацией митохондриальных систем и без нее. По величине минимального эффективного объема воды выделялось три степени СМА: слабая, умеренная, сильная.

Исследования показали, что в 28,6-100 % проб воды основных поверхностных водоисточников, используемых для централизованного хозяйственнопитьевого водоснабжения в Красноярском крае, выявлялась СМА (табл. 1).

Таблица 1. Степень СМА воды водоисточников в створах хозяйственно-питьевого водопользования в Красноярском крае

Река, створ Степень СМА, % проб

населенного пункта отсутствует слабая умеренная сильная

Енисей, г. Красноярск 30,S 30,S 15,3 23,1

Енисей, г. Лесосибирск 33 17 0 50

Чулым, г. Ачинск 42,9 14,3 2S,5 14,3

Кан, г. Канск 71,4 14,3 0 14,3

Баргинское водохранилище, г. Бородино 0 бб 0 34

При этом слабая степень СМА регистрировалась в 14,3-66 % проб, умеренная - до 28,5 % проб и сильная - в 14,3-50 % проб воды поверхностных водоисточников.

В воде р. Енисей в створе г. Красноярска СМА обнаружена в 69,2 % проб, преимущественно слабая. Ниже по течению р. Енисей на расстоянии 296 км в створе г. Лесосибирска отмечена СМА в 67 % проб, в основном сильная.

Вода р. Чулым в створе г. Ачинска проявляла СМА в 57,1 % проб, в большинстве случаев умеренную. В воде р. Кан в створе г. Канска СМА регистрировалась в 28,6 % проб, по степени в равной мере слабая и сильная.

В Баргинском водохранилище СМА наблюдалась в 100 % проб воды, преимущественно слабая.

Анализ СМА воды водоисточников в разные сезоны года показал, что более часто она регистрируется осенью (72,7 % случаев) и летом (57,1 %о), реже - зимой (табл. 2).

Таблица 2. Степень СМА воды водоисточников и питьевой воды в различные сезоны года в Красноярском крае

Объект исследования Степень СМА Доля проб, %

зима весна лето осень

Вода водоисточников Отсутствует 55,5 - 42,9 27,3

Слабая 33,3 - 21,4 27,3

Умеренная 0 - 7,1 27,2

Сильная 11,2 - 28,6 18,2

Питьевая вода из разводящих сетей водопроводов Отсутствует 34 27,8 48 50

Слабая 54,2 11,1 24 8,3

Умеренная 8,3 5,5 12 25,1

Сильная 3,5 55,6 16 16,6

При этом зимой преобладают пробы воды со слабой степенью СМА, летом - с сильной и осенью - с умеренной. Изменения СМА воды водоисточников в различные сезоны года в климатических условиях Сибири, по-видимому, обусловлены тем, что летом и осенью с повышением температуры воды интенсифицируются процессы взаимодействия и метаболизма химических веществ в водной среде [12] с образованием как прямых мутагенов, так и соединений, приобретающих мутагенные свойства при активации метаболизма. Кроме того, летом и осенью расширяется состав поступающих в водоемы химических загрязняющих веществ вследствие смыва их ливневыми стоками, а также интенсификации водопользования.

В воде водоемов несколько чаще (в 57 % проб) СМА вызывалась наличием прямых мутагенов. Она индуцировала генные мутации по типу мис-сенс-мутации в 38 % случаев, по типу фреймшифт-мутации в 35 % случаев и в сочетании обоих типов в 27 % случаев.

Исследования питьевой воды показали, что в различных городах Красноярского края СМА выявлялась в 40-71,4 % проб (табл. 3).

Таблица 3. Степень СМА питьевой воды из разводящих сетей водопроводов

в городах Красноярского края

Город Степень СМА, % проб

отсутствует слабая умеренная сильная

Красноярск 42,4 18,2 15,2 24,2

Лесосибирск 28,6 42,9 14,3 14,2

Ачинск 44 11 0 45

Канск 60 20 20 0

Другие города 32 44 12 12

При этом слабая степень СМА проявлялась в 11-42,9 % проб, умеренная в 12-20 % проб и сильная в 12-45 % проб.

В различных городах Красноярского края СМА питьевой воды характеризуется следующим: в г. Красноярске она регистрировалась в 57,6 % случаев, по степени преимущественно сильная; в г. Лесосибирске - в 71,4 % проб, в большей мере слабая; в г. Ачинске - в 56 %, преимущественно сильная; в г. Канске - в 40 %, в основном слабая и умеренная. В других городах края СМА питьевой воды отмечалась в 68 % проб, по степени чаще всего слабая.

Изучение СМА питьевой воды в различные сезоны года показало, что она увеличивается по проценту положительных проб зимой и весной, достигая 66 и 72,8 % соответственно (табл. 2). Зимой чаще всего отмечалась слабая по степени СМА, весной сильная, летом слабая и осенью умеренная.

Формирование СМА питьевой воды, по-видимому, обусловлено наличием как изначального загрязнения мутагенами водоисточников, так и образованием их при хлорировании питьевой воды, поскольку весной, летом и осенью, когда имеется опасность повышения уровня микробного загрязнения водоисточников, приходится прибегать к использованию более интенсивного хлорирования, при котором увеличивается образование хлорированных углеводородов метанового ряда.

В питьевой воде СМА была обусловлена в 52 % проб содержанием веществ, приобретающих ее при метаболической активации. Генные мутации, как следствие СМА питьевой воды, возникали по типам миссенс-мутаци в 41 % случаев и фреймшифт-мутации в 36 % случаев, в 23 % случаев сочетались оба типа.

Таким образом, генетический мониторинг хозяйственно-питьевого водоснабжения в Красноярском крае позволил установить в значительной доле случаев мутагенную активность как воды поверхностных водоисточников, так и питьевой воды, обусловливающую опасность неблагоприятного воздействия на здоровье населения. Это позволяет повышать уровень обоснованности гигиенических требований и предложений по проведению профилактических мероприятий в рамках отраслевых, муниципальных и региональных программ. В то же время полученные данные диктуют необходимость расширения гигиенической оценки воды водных объектов при сбросе сточных вод в открытые водоемы, используемые для централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, а также состояния хозяйственно-питьевых водопроводов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Иванов А.В., Тафеева Е.А. Гигиеническая оценка водоснабжения населения в нефтедобывающих районах республики Татарстан //Гигиена и санитария. 2006. № 4. С. 18-22.

2. Лимин Б.В. Научные основы обеспечения санитарно-гигиенической безопасности населения региона с использованием новых информационных технологий (на примере Вологодской области): Автореф. дис...д-ра мед. наук. С-Пб., 2003. 47 с.

3. Методические указания по экспериментальной оценке суммарной мутагенной активности загрязнений воды и воздуха. МУ. МЗ СССР, 1990.

4. Методы первичного выявления генетической активности загрязнителей среды с помощью бактериальных тест-систем. МУ Института общей генетики АН СССР, 1985.

5. Онищенко Г. Г. Устойчивое обеспечение питьевой водой населения России для профилактики заболеваемости инфекционными и неинфекционными заболеваниями //Гигиена и санитария. 2003. № 2. С. 3-6.

6. Ревазова Ю.А., Журков В.С. Актуальные проблемы генетических исследований в гигиене / Итоги и перспективы научных исследований по проблеме экологии человека и гигиены окружающей среды. М., 2002. С. 34-41.

7. Ревазова Ю.А., Журков В.С., Сидорова И.Е. Методологические проблемы генетического мониторинга качества окружающей среды и генетического здоровья населения //Влияние окружающей среды на здоровье человека: Материалы 1-й Всероссийской науч. конф. Новосибирск, 2002. С. 28-29.

8. Сидоров В.Д. Проблемы гигиенической безопасности хозяйственно-питьевого водоснабжения и здоровья населения Западной Сибири (на примере г. Когалым): Автореф. дис... канд. мед. наук. С-Пб, 2002. 24 с.

9. Сычева Л.П. Система оценки мутагенного эффекта химических соединений с учетом органной специфичности //2-й съезд токсикологов России: Тез. докл. М., 2003. С. 250-251.

10. Kusamran W.R., Tanthasri N., Meesiripan N. Mutagenicity of the drinking water supply in Bangkok //Asian Pac. J. Cancer Prevent. 2003. V. 4. № 1. P. 31-38.

11. Umbuzeiro G.A., Roubicek D.A., Rech C.M. Investigating the sources of the mutagenic activity found ina river using the Salmonella assay and different water extraction procedures //Chemosphere. 2004. V. 54. № 11. P. 1589-1597.

12. Муллинс Т. Химия окружающей среды: пер. с англ. М.: Химия, 1982. 345 с.

13. Park J.H., Kang K.S., Lee Y.S. Mutagenicity of water samples from five cities Korea //J. Vet. Med. Sci. 2001. V. 63. № 7. P. 767-771.