Гигиеническая характеристика качества питьевой воды из подземных источников на территории Калужской области

УДК [613.32:543.3]:616-053.2

гигиеническая характеристика качества питьевой воды из подземных источников на территории калужской области

© 2010 г. Ю. И. Григорьев, А. А. Желтиков, *А. В. Ершов

Тульский государственный педагогический университет, г. Тула *Калужский филиал Московского гуманитарно-экономического университета, г. Калуга

В статье представлена гигиеническая характеристика качества питьевой воды по санитарно-химическим показателям, отобранной из подземных источников в Калужской области. Изложены материалы, в которых обсуждается возможность проведения экологической оценки состояния источников водоснабжения по показателям уровня заболеваемости детей на территориях районов отдельно взятого региона.

Ключевые слова: подземные источники, качество воды, санитарно-химические показатели, детская заболеваемость.

По критерию заболеваемости на популяционном уровне определённую значимость имеет состояние окружающей среды [8]. При этом немаловажную роль, как фактор риска для здоровья, играет качество воды, используемой для питьевых нужд населения. Так, в работе [5] на основании результатов анализа статистических данных об объёмах техногенного загрязнения природной среды и уровнях распространения и численности заболеваемости детей лейкозами сообщается о выявлении таких значимо влияющих на их возникновение факторов экологического риска, как гидрохимическое загрязнение водного бассейна и токсичные производственные отходы.

В настоящее время рассматривается возможность применения данных об уровне загрязнения атмосферного воздуха для оценки состояния и качества других объектов окружающей среды, в частности пресной гидросферы. В связи с этим следует отметить, что зависимость качества воды из подземных источников от состояния уровня загрязнения приземной атмосферы техногенными выбросами пока изучена недостаточно, хотя теоретические исследования и разработка моделей межкомпонентного взаимодействия позволили бы математически объединить их в единые функциональные системы. Необходимость решения такой проблемы на научной основе вполне назрела. Кроме того, некоторые авторы обращают внимание на то, что природная среда городов и окружающей их территории, как и люди, испытывает сильное влияние на неё отходов городской агломерации [3].

Постоянно контролировать качество воды из всех подземных источников и тем более в сельских районах пока ещё довольно сложно и крайне трудно. Поэтому установление с гигиенических позиций экологической опасности для здоровья воды из таких источников можно осуществлять по реакции организма человека при её использовании, в том числе при пероральном употреблении. В этом отношении реакция детей является наиболее объективной и более точно соответствует модели «доза - эффект» [5]. Целью исследования явилось изучение соответствия питьевой воды из подземных источников гигиеническим требованиям с установлением зависимости от состояния её качества уровня показателей детской заболеваемости на территории Калужской области.

Материалы и методы

Объектами исследования были вода подземных источников и заболеваемость детского населения на территории Калужской области. В работе использованы статистические данные региональных управлений природными ресурсами, здравоохранения и Роспотребнадзора [1, 2, 4, 6, 9].

Приняв за исходное положение, что некоторые заболевания у детей могут являться результатом рефлекторной реакции как ответного воздействия на их организм различных факторов окружающей среды, в том числе и воды из подземных источников, особенно не соответствующей по санитарно-химическим показателям гигиеническим требованиям и нормативам, мы использовали отечественную методологию беспороговой модели оценки условного риска. При этом под условным риском понимается функция, интегрально отражающая вероятность и тяжесть возможных биологических ответов на воздействие загрязнителей в зависимости от дозы и длительности контакта. Для расчета эффектов, связанных с длительным воздействием веществ, загрязняющих воду, взята информация об усредненных их концентрациях. Математическая обработка данных строилась по принципу определения зависимости «доза — время — эффект». При установлении времени воздействия в один год (периодичность статистической отчетности) вероятность возникновения неблагоприятного эффекта определялась как функция зависимости числа заболеваний детей от реальной дозы. В проведенном исследовании за реальную дозу взят процент неудовлетворительных проб воды по санитарно-химическим показателям за год, свидетельствующих о присутствии в её составе комплекса химических веществ в суммарном объёме их концентраций, не соответствующих гигиеническим нормативам [5, 7, 10].

Учитывая изложенное, для выяснения динамики уровня показателей заболеваемости детей в зависимости от состояния качества воды из подземных источников на территории Калужской области с помощью метода линейного регрессионного анализа проводили расчёт коэффициентов линейной и логарифмической корреляции с составлением уравнений регрессии и установлением величин достоверности аппроксимации (коэффициентов детерминации) средствами компьютерной программы «Ехсе1-2000».

Результаты и их обсуждение

Рассматривая водоснабжение населения обследуемого региона, следует указать, что в 2005 году на водозаборах области было отобрано и использовано 145,45 млн м3 воды, из них питьевой — 121,25 млн м3 (83,36 %). Расход питьевой воды промышленными предприятиями на технологические нужды в целом по области составляет 17,4 %. Из этого объёма более 75 % воды направляется на предприятия, выпускающие пищевую продукцию.

На территории области эксплуатируется 1 217 источников централизованного водоснабжения. В основном все они подземные и только четыре

— поверхностные. Из общего числа подземных водоисточников в 63,0 % случаев они относятся ко 2—3 классу.

Не отвечают санитарным требованиям и нормам 3,7 % подземных источников централизованного

водоснабжения, в основном из-за несоблюдения зон санитарной охраны. Вода источников водоснабжения, пробы которой были отобраны в 2005 году, не соответствовала нормативам по санитарно-химическим показателям в 1,4 % случаев. Этот показатель в среднем за 2001—2005 годы составил 1,2 % проб (рис. 1).

♦ . 1.7

< II о со X + 0.75 / 1.4

1.1 ♦ ¿ У '

^—2—— / 1.1

' . / R2 = 0.1813

4 „ ,

0.4

2001 2002 2003 2004 2005

% Год м

Рис. 1. Количество проб воды источников централизованного водоснабжения, неудовлетворительных по санитарно-химическим показателям, %

В 2005 году в области эксплуатировалось 765 водопроводов, из них в сельской местности 675, в том числе 318 — коммунальных. Не соответствовали санитарным требованиям 19,5 % коммунальных водопроводов, в том числе из-за отсутствия зон санитарной охраны — 3,1 %.

В рамках областной целевой программы « Экология и природные ресурсы Калужской области (2003— 2010 гг.)» 89,7 % от общего объёма подземной воды, подаваемой для централизованного обеспечения, проходит очистку на сооружениях обезжелезива-ния. Требующая обеззараживания питьевая вода в 94,6 % от общего забираемого объема проходит водоподготовку. Обеззараженная питьевая вода поставляется 71,7% населения области.

Удельный вес ведомственных водопроводов, не соответствующих санитарным требованиям, составил 12,15 %, в том числе из-за отсутствия зон санитарной охраны - 4,7 %, необходимого комплекса очистных сооружений — 6,0 %, отсутствия обеззараживающих установок - 0,4 %. В целом доля коммунальных и ведомственных водопроводов, не отвечающих санитарным требованиям, равнялась 15,2 %.

Фактическая обеспеченность населения централизованным водоснабжением по области составляет 85,6 %. Водоснабжение остального населения осуществляется из нецентрализованных источников.

Производственный контроль за качеством воды на всех централизованных питьевых водопроводах проводится аккредитованными ведомственными лабораториями, а также ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Калужской области».

Соотношение проб питьевой воды водопроводов, не соответствующих санитарным правилам и нормам по химическим показателям, составило: коммунальные водопроводы — 21,3 %, ведомственные водопроводы — 12,0 % (рис. 2 и 3).

30

25

20

15

10

5

О

%

у = 1.16Х + 15.62 24.1

19.4  . . . 21.3

16.3 _ ^ 14.4 І*2 = 0.2248

2001

2002

2003

Годы

2004

2005

Рис. 2. Количество проб воды коммунальных водопроводов, неудовлетворительных по санитарно-химическим показателям, %

Однако, оценивая качество воды централизованного водоснабжения, пробы которой были отобраны из водопроводной сети, необходимо обратить внимание на то, что она по санитарно-химическим показателям не соответствовала гигиеническим требованиям в среднем по области в 24,2 % случаев при среднестатистическом показателе по Российской Федерации, равном 17,2 % (таблица).

120 ПО

н 100

90

о о 80

X 70

-о 60

о о ^0

40

и

20

я го 10

0

93.1 94.5 95.7

75.7

♦ -

К2 = 0.3605

у = 3.1х + 80.48

2001

2002

2003

2004

2005

Рис. 3. Количество проб воды ведомственных водопроводов, неудовлетворительных по санитарно-химическим показателям, %

Степень соответствия качества воды централизованных систем питьевого водоснабжения в Калужской области гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям

Количество исследованных проб

Район и город Всего (абс.) Из них число неудовлетворительных проб, %

Кировский, Куйбышевский, Спас-Деменский, Мосальский, Барятинский 234 80,7

Дзержинский, Юхновский, Износковский 568 29,0

г. Калуга, Ферзиковский 122 9,0

Малоярославецкий, Медынский 141 6,4

Боровский, Жуковский, Тарусский 386 2,3

Людиновский, Жиздринский, Хвастовичский, Ульяновский 121 1,6

Калужская область в целом 1572 24,2

Техногенные выбросы различных веществ в приземный слой атмосферы, помимо ингаляционного воздействия через воздух, могут активно участвовать в загрязнении источников водопользования, оказывая

влияние на здоровье человека при употреблении им питьевой воды. Подобная ситуация наблюдается в ряде промышленных районов Калужской области, на территории которых отмечен рост уровня загрязнения подземных вод в зависимости от объемов техногенных выбросов. Так, в Боровском и Малоярос-лавецком районах при промышленных выбросах в приземный слой атмосферного воздуха объёмом до 100 т некондиционные пробы воды по химическим показателям составили менее 7 %. В то же время в Дзержинском районе и г. Обнинске при выбросах до 1 000 т некондиционные пробы были в пределах 30 %, а в Кировском районе при выбросах около 2 300 т они обнаружены более чем в 80 % случаев (см. таблицу) [1, 2].

Следует отметить, что для объективного выяснения состояния санитарно-гигиенической и экологической ситуации на территории отдельно взятого конкретного района при изучении движения веществ в окружающей человека природной среде необходимо учитывать следующие основные её особенности:

• в состав атмосферного воздуха входят различные окислители, а, как известно, излучение солнца способствует химическим превращениям, происходящим при окислении;

• непрекращающаяся смена агрегатных состояний атмосферной воды в значительной мере влияет на круговорот элементов, растворенных в воде или вступающих с ней в химическую реакцию;

• микровещества, входящие в состав атмосферного воздуха и частично выпадающие вдали от источника эмиссии, смешиваются с другими веществами. В результате химических превращений исходные и выпадающие в осадок вещества существенно отличаются друг от друга. Так, безобидный газ после химического превращения может перейти в состояние агрессивной кислоты. Это связано с тем, что эмиссия и выпадение веществ обычно происходят в различных агрегатных состояниях.

Однако вопрос о механизме взаимодействия присутствующих в атмосферном воздухе газообразных загрязнителей с водой подземных источников в настоящее время ещё недостаточно изучен. Опубликованные данные весьма противоречивы и касаются лишь некоторых химических веществ. Например, считается, что наибольший вклад в процесс изменения химического состава подземных вод вносят атмосферные осадки с ионами SO42", СГ, №+ и Са2+ [3].

В то же время необходимо указать, что поллютан-тами подземных вод являются не только токсичные вещества промышленных выбросов, но и природные элементы, поступающие при растворении минералов водоносных пород. Присутствие в дождевом стоке агрессивных газов способно также изменить гидрогеохимическую обстановку в зоне аэрации в сторону ускорения процессов выветривания пород и загрязнения подземных вод токсичными природными элементами. В работе [10] показано, что повышенная

концентрация природных макро- и микроэлементов в подземных водах функционально связана с техногенным нарушением гидродинамического равновесия в водоносных горизонтах и поэтому поддается прогнозированию.

На основании анализа данных по Калужской области [1, 2] установлено, что уровень загрязнённости подземных вод на водозаборах промышленных районов аппроксимируется логарифмической зависимостью от объёма техногенных выбросов из стационарных источников (у = 45,86Ьп(х) — 267,48; Н = 0,98). Так, выявлено, что число некондиционных проб в такой воде при величине этих выбросов в атмосферу от 300 до 500 т не превышает 20 %, при выбросах от 500 до 1 000 т оно уже колеблется от 20 до 50 %, а при увеличении их объёмов до 2 000 т и более — достигает 80 % и выше.

Необходимо отметить, что расчетная опасность потребления загрязненных подземных вод в промышленных районах Калужской области несколько меньше, чем риск от ингаляции техногенных выбросов в атмосферный воздух. В то же время более стабильный по сравнению с атмосферным воздухом состав токсичных примесей в питьевой воде может явиться причиной возникновения хронических заболеваний у детей. Например, известно, что повышенная концентрация стронция, который почти повсеместно распространен на водозаборах промышленных районов, особенно опасна для костной системы детского организма. Бенз(а)пирен, сложные органические соединения, некоторые токсичные металлы и микроэлементы с низким порогом ПДК и другие вещества промышленных отходов специализированной службой водоканалов средних и малых городов и тем более поселков городского типа из-за слабой их лабораторной базы практически не контролируются.

Сложившаяся ситуация с питьевым водоснабжением населения, вполне естественно, оказывает определённое влияние на здоровье детей. Проведённый анализ данных статистических материалов о состоянии здоровья детей в Калужской области показал, что уровень их общей заболеваемости в 2005 году составил 2 266,8 случая на 1 000 человек этой когорты населения (далее %о). Наиболее высокие показатели общей заболеваемости детского населения зарегистрированы в Калуге (2 832,3 %), Перемышльском (2 65 1,7 % ), Куйбышевском (2 605,7 %), Людиновском (2 357,4 %), Кировском (2 205,1 %), Бабынинском (2 170,6 %), Дзержинском (2 097,0 %), Боровском (2 050,3 %) и Хвастовичском (2 016,5 %) районах области. При этом среднеобластные показатели заболеваемости детей составили по болезням кожи и подкожной клетчатки 131 ,6 %, болезням органов пищеварения

- 89,9 % (рис. 4 и 5).

Наиболее часто заболеваемость детей болезнями кожи и подкожной клетчатки выявлялась в Перемышльском (319,3 %о), Хвастовичском (164,7 %),

Рис. 4. Динамика заболеваемости болезнями кожи и подкожной клетчатки детского населения Калужской области (2001-2005 гг.), %

35

30

25

20

15

10

5

0

30,0

29.8

I*2 = 0.8351

ч ♦ -

у = -4.78х Н 35.48 16.1 ^<^12.0

% 2001 2002 2003 2004 2005

Годы

Рис. 5. Динамика заболеваемости болезнями органов пищеварения детского населения Калужской области (2001-2005 гг.), %о

Боровском (164,1 %0), Ферзиковском (137,2 %) и Козельском (136,8 %0) районах области. По сравнению с этим высокие показатели заболеваемости детей болезнями органов пищеварения отмечены в Износковском (129,2 %), Перемышльском (127,7 %0), Малоярославецком (117,0 %) и Юх-новском (116,9 %о), болезнями костно-мышечной системы — в Думиничском (169,3 %), Куйбышевском (138,5 %0) и Малоярославецком (106,8 %) районах области, а также в Калуге (143,8 %). Заболеваемость детей на областном уровне составила по болезням эндокринной системы 19,8 случая на 1 000 детей, болезням крови и кроветворных органов

- 12,0 %0, новообразованиям - 3,8 %, врожденным аномалиям - 9,5 %, симптомам, признакам и отклонениям от нормы - 23,3 %.

Исходя из представленных данных и проведенного анализа, на наш взгляд, необходимо обратить внимание на то, что гигиеническое тестирование качества воды по показателям детской заболеваемости может явиться практически единственным эффективным инструментом оперативного санитарно-экологического контроля в системе социально-гигиенического и экологического мониторинга состояния подземных источников водоснабжения как одного из составляющих объектов окружающей природной среды.

Таким образом, результаты проведенного исследования, включающего сравнительный анализ статистической отчетности по Калужской области о состоянии качества питьевой воды из подземных источников и показателях заболеваемости детей,

свидетельствуют о том, что между ними имеется определённая функциональная связь. Кроме того, выяснено, что техногенные выбросы в атмосферный воздух могут являться одной из причин загрязнения воды подземных источников опасными для здоровья химическими веществами.

В заключение необходимо отметить, что комплексное использование на региональном уровне статистической отчетности Роспотребнадзора и здравоохранения, а также органов управления природными ресурсами с проведением системного анализа соответствующих показателей санитарно-гигиенического состояния водоисточников, численности, уровня и распространённости детской заболеваемости позволяет более оперативно и объективно проводить экологическое тестирование реальной опасности питьевой воды из подземных источников для здоровья детей.

Список литературы

1. Доклад об использовании природных ресурсов и состоянии окружающей природной среды Калужской области в 2000 году. - Калуга : Комитет природных ресурсов по Калужской области, 2001. - 131 с.

2. Доклад о состоянии и охране окружающей природной среды Калужской области в 2005 году. - Калуга : МПР Калужской области, 2006. - 160 с.

3. Зверев В. П. Влияние антропогенной деятельности на формирование химического состава подземных вод на основных уровнях гидросферы / В. П. Зверев // Современные проблемы гидрогеологии и гидромеханики. - СПб., 2002. - С. 69-75.

4. Здоровье населения и деятельность учреждений здравоохранения Калужской области в 2005 г. (статистические материалы). Вып. 40. - Калуга : МИАЦ Калужской области, 2006. - С. 121.

5. Иванов В. К. Оптимизация радиационной защиты: «дозовая матрица» / В. К. Иванов, А. Ф. Цыб, А. П. Панфилов, А. М. Агапов. - М. : Медицина, 2006.

- С. 112-119.

6. Калужская область : стат. сб. - Калуга : Калугастат, 2000; 2002.

7. Новиков С. М. Основные элементы оценки риска для здоровья / С. М. Новиков [и др.]. — М. : Медицина, 1998. - 1 19 с.

8. Лисицын Ю. П. О научных основах стратегии медицины и здравоохранения / Ю. П. Лисицын // Общественное здоровье и здравоохранение (Казань). — 2008.

- № 3. — С. 3—7.

9. О санитарно-эпидемиологической обстановке в Калужской области в 2005 году : государственный доклад. — Калуга : Теруправление Роспотребнадзора по КО, 2006. — 121 с.

10. Силин И. И. Пресные воды севера Калужской области / И. И. Силин. — Калуга : ВИЭМС, 2005. — 306 с.

HYGIENIC CHARACTERISTIC OF THE QUALITY OF THE DRINKING WATER OUT OF UNDERGROUND SPRINGS ON THE TERRITORY OF THE KALUGA REGION

Yu. I. Grigoriev, A. A. Zheltikov, *A. V. Ershov

Tula State Pedagogical University, Tula *Kaluga brunch of the Moscow Humanitarian and Economic University, Kaluga

In the article the hygienic characteristic of the drinking-water quality is represented according to sanitary and chemical indices. The water was taken out of underground springs over the Kaluga region. Presented materials discuss possibilities to give an ecological estimation of the state of water-supplying springs according to indices of a childhood morbidity level over territories of districts of a separate region.

Key words: underground springs, water quality, sanitary and chemical indices, childhood morbidity.

Контактная информация:

Григорьев Юрий Иванович — доктор медицинских наук, профессор, академик МАН, МАНЭБ и АМТН РФ, профессор кафедры основ медицинских знаний и физкультурнооздоровительных технологий Тульского государственного педагогического университета им. Л. Н. Толстого.

Адрес: 300026, г. Тула, пр. Ленина, 125

Тел. 8 (4872) 33-17-72

E-mail: Amber-Xaos@yandex.ru

Статья поступила 07.04.2009 г.