К вопросу о биогеохимических провинциях и гигиенической оценке качества питьевой воды

Абрамкин А.В.

ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия» (НижГМА), г. Нижний Новгород, Россия, аспирант.

THE QUESTION OF BIOGEOCHEMICAL PROVINCES AND HYGIENIC DRINKING WATER QUALITY ASSESSMENT
A.V. Abramkin., Nizhny Novgorod State Medical Academy (NNSMA), Nizhny Novgorod, Russian Federation, post-graduate student.

АННОТАЦИЯ

Автором был произведен анализ качества питьевой воды систем централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения Республики Мордовия за период 2009-2015гг. Изучены основные водные ресурсы и источники водоснабжения региона. Определены органолептические, санитарно-химические, паразитологические и микробиологические характеристики питьевой воды. Изучена динамика изменений качества питьевой воды за исследуемый период. Установлены приоритетные загрязнители питьевой воды региона. Поставлен вопрос о наличии на территории биогеохимической провинции и необходимости проведения профилактических мероприятий на территории Республики Мордовия.

ABSTRACT

The author was made analysis of the quality of drinking water systems, centralized drinking water supply of the Republic of Mordovia for the period 2009-2015. Studied the main water resources and water supplies in the region. Defined organoleptic, sanitary-chemical, parasitological and microbiological characteristics of drinking water. The dynamics of changes in the quality of drinking water during the study period. Established priority pollutants of drinking water in the region. It raised the question of the presence on the territory of a biogeochemical province and the need for preventive measures in the territory of the Republic of Mordovia.

Ключевые слова: питьевая вода, качество питьевой воды, Республика Мордовия, фтор, флюороз, биогеохимическая провинция.

Keywords: drinking water, drinking water quality, Republic of Mordovia, fluoride, fluorosis, biogeochemical province.

Постановка проблемы. Водопроводная питьевая вода является благом первой необходимости и жизненной важности для каждого человека и значима для общества в целом. Гарантированное обеспечение населения водопроводной питьевой водой должного качества является одним из приоритетных направлений деятельности властных институтов муниципального, регионального и федерального уровней, которое охватывает всю полноту социальных слоев общества. Вода имеет важное гигиеническое значение, и ее качество рассматривается как ведущий показатель санитарного благополучия населения. Более того, качественная питьевая вода - это залог эффективной профилактики болезней сердечно-сосудистой системы, старческого слабоумия, деменции, депрессии, ожирения, астмы, аллергических заболеваний опухолей, рака, запоров, сахарного диабета, ферментопатий, катаракты и многих других заболеваний [4,13].

Минеральная питьевая вода широко используется для санаторно-курортного лечения пациентов с болезнями кожи, в том числе и аллергического характера [9]. Употребление достаточного количества жидкости снижает не только аллергологическую, но и токсикологическую нагрузку на организм [8]. Поэтому крайне важно следить и поддерживать должное качество питьевой воды, подаваемой населению.

Однако ввиду геологических особенностей почв некоторые территории имеют многолетие повышенные концентрации отдельных химических веществ. В 1938 г. советский геохимик, академик Академии наук СССР Александр Павлович Виноградов ввел в науку понятие «биогеохимическая провинция», обозначив, таким образом, территории, в почве которых концентрация химических элементов в силу природных причин оказывается выше или ниже оптимального природного уровня. Следствием этого является повышенная или пониженная концентрация химических веществ в воде, растениях и сельскохозяйственных культурах.

У населения, проживающего в таких биогеохимических провинциях, в результате избытка либо дефицита отдельных химических элементов возникают так называемые эндемические заболевания, такие как железодефицитная анемия, зоб, флюороз, кариес, уролитиаз и прочие. Помимо этого, превышение предельно допустимых концентраций химических веществ в питьевой ведет к различным физиологическим сдвигам и развитию патологии почек, сердечно-сосудистой системы, органов пищеварения и опорно-двигательного аппарата [10]. Питьевая вода с повышенным содержанием некоторых химических элементов также является фактором канцерогенного риска для населения [5].

Определение наличия биогеохимических провинций, анализ влияния природных факторов на здоровье населения, проживающего на таких территориях, а также разработка профилактических мероприятий – есть важная необходимость для профилактической медицины. В противном случае возникают самые разнообразные патологии и население вынуждено прибегать к медикаментозному лечению, а иногда даже приобретать лекарство из Европы, США и из других стран.

Анализ последних исследований и публикаций. Оценка качества питьевой воды систем централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения (далее - ЦХПВ) постоянно освещается в научной литературе. Наблюдение за характеристиками питьевой воды и их корректировка при необходимости – это эффективный способ сохранения здоровья миллионам водопользователей.

По состоянию на 2014г год только 63,9% населения обеспечено доброкачественной питьевой водой. При этом большая часть этого населения (81,0%) проживает в городах [4]. При этом речь не идет о немедленном ухудшении здоровья человека, употребившего недоброкачественную питьевую воду. Изменения в организме протекают в виде физиологических сдвигов, постепенно напрягются все системы организма. Повышается токсическая, канцерогенная, тератогенная, аллергическая нагрузка на организм, что в итоге может повлечь за собой всевозможные патологии.

Важно отделять природные особенности питьевой воды от приобретенных в ходе технологической обработки. При этом современные методы хорошо борются с микробиологической и паразитологической обсемененностью питьевой воды. Но химическая полноценность питьевой воды пока остается недостижимой.

В тоже время проблемы биогеохимических провинций и связанные с ними особенности питьевой воды затрагивают многие регионы России. Согласно научной литературе, данная проблема активно изучается в Смоленской области [7], в Якутии [6], в Республике Дагестан [11], Забайкалье [1], Курской области [14] и многих других. Однако территория Республики Мордовия остается малоизученной в плане наличия на её территории биогеохимических провинций и их влияния на химический состав питьевой воды систем ЦХПВ.

Цель статьи. Основной целью данного исследований являлось определение наличия биогеохимической провинции на территории Республики Мордовия. Для достижения цели были поставлены следующие основные задачи: 1. Изучение водных источников, используемых для питьевого водоснабжения на территории региона. 2. Определение многолетних органолептических, санитарно-химических, паразитологических и микробиологических показателей питьевой воды ЦХПВ. 3. Определение приоритетных загрязнителей питьевой воды региона. 4. Установление наличия биогеохимической провинции на территории Республики Мордовия и определение необходимости проведения для населения групповых и индивидуальных профилактических мероприятий.

Для оценки качества питьевой воды систем ЦХПВ Республики Мордовия был использован аналитический метод. Проведено изучение открытых данных о гидрологических ресурсах региона по материалам электронного ресурса Геопортал Республики Мордовия. Изучены Государственные доклады «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения Республики Мордовия» за период 2009-2015гг., подготовленные Управлением Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Республике Мордовия совместно с ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Мордовия».

На базе ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Мордовия» рассмотрены результаты мониторинга качества питьевой воды систем ЦХПВ за 2009-2015гг.

За исследуемый период пробы питьевой воды систем ЦХПВ для мониторинга изучаемых показателей отбирались ежемесячно на территории всех административных районов Республики Мордовия: Ардатовского, Атюрьевского, Атяшевского, Большеберезниковского, Большеигнатовского, Дубенксого, Есльниковского, Зубово-Полянского, Инсарского, Ичалковского, Кадошкинского, Ковылкинского, Кочкуровского, Краснослободского, Лямбирского, Рузаевского, Ромодановского, Старошайговского, Темниковского, Теньгушевского, Торбеевского, Чамзинского а также городского округа Саранск.

Отбор и доставка проб питьевой воды производилась в соответствии с требованиями нормативных документов: ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб», ГОСТ Р 53415-2009 (ИСО 19458:2006) «Вода. Отбор проб для микробиологического анализа», ГОСТ 31862-2012 «Вода питьевая. Отбор проб», ГОСТ Р 56237-2014 «Вода питьевая. Отбор проб на станциях водоподготовки и в трубопроводных распределительных системах».

Исследование проб осуществлялось по общепринятым методикам на базе аккредитованных испытательного лабораторного центра ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республики Мордовия» и его филиалов.

Качество питьевой воды систем ЦХПВ изучалось по органолептическим показателям (запах, привкус, цветность, мутность), санитарно-химическим показателям (водородный показатель, жесткость общая, нитраты, нитриты, общая минерализация, окисляемость перманганатная, аммиак, магний, сульфаты, хлориды, железо, кадмий, марганец, медь, никель, йод, фториды, хром, цинк, свинец, нефтепродукты, пестициды), паразитологическим и микробиологическим показателям (термотолерантные колиформные бактерии (ТКБ), общие колиформные бактерии (ОКБ), общее микробное число (ОМЧ), колифаги, споры сульфитредуцирующих клостридий). Исследование цист лямблий не проводилось, поскольку данный показатель определяется только в питьевой воде систем ЦХПВ, добываемой из поверхностных водных источников.

Оценка изучаемых показателей производилась на соответствие СанПиН 2.1.4.1074 «Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы».

Изложение основного материала. Поверхностные водные ресурсы Республики Мордовия (далее - РМ) представлены реками, пойменными озерами (около 500) и десятью крупными водохранилищами. Самые крупные реки республики - Мокша - приток Оки и Сура, впадающая в Волгу. Основное же количество рек РМ (примерно 55,5%) представлено самыми малыми и мельчайшими реками, характеризующимися непостоянным дебитом в течение года: основной годовой речной сток (60-95%) приходится на апрель – май [2]. Поэтому на территории всей РМ для целей ЦХПВ используют подземные артезианские воды. В 2015г. ЦХПВ населения Республики Мордовия осуществлялось за счет 1464 артезианских скважин [3].

Территория РМ расположена на территории двух артезианских бассейнов: в юго-западной части Волго-Сурского бассейна и в северо-западной периферии Приволжско-Хоперского бассейна. На территории Волго-Сурского бассейна, который занимает 80% территории РМ, расположены централизованные водозаборы г. Саранск, г. Рузаевка, г. Краснослободск, с. Большие Березники и г. Ардатов. Приволжско-Хоперский бассейн (около 20% территории) используют для целей ЦХПВ в г. Инсар, р. п. Зубова Поляна, г. Ковылкино, р. п. Торбеево.

В западной и центральной части Мордовии питьевая вода артезианских источников имеет следующие характеристики: пониженная минерализация (сухой остаток – до 0,5 г/дм3), общая жесткость – 1,0-15,0 мг-экв/л с преобладанием карбонатов. Характер минерализации – магниево-кальциевый гидрокарбонатный, либо магниево-кальциевый гидрокарбонатно-сульфатный. Питьевая вода восточной части Мордовии характеризуется повышенной минерализацией (сухой остаток – 1,0-3,0 г/дм3), общей жесткостью – до 30 мг-экв/л и хлоридно-сульфатным составом. Важной негативной особенностью артезианской питьевой воды РМ является практически полное отсутствие в ней важного микроэлемента – йода [2,3].

По данным Управления Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека в РМ (далее - УРПН по РМ) в 2009-2015 гг. приоритетными веществами, загрязняющими питьевую воду систем централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения в РМ, были:

1. Поступающие из источника водоснабжения: фтор (в Атяшевском, Большеберезниковском, Дубенском, Зубово-Полянском, Инсарском, Кадошкинском, Ковылкинском, Кочкуровском, Краснослободском, Лямбирском, Рузаевском, Торбеевском, Чамзинском районах и г. Саранск); железо (в Больше-Игнатовском, Дубенском, Ромодановском районах); бор (в Зубово-Полянском, Ромодановском, Торбеевском районах); стронций (в Больше-Игнатовском районе);
2. Загрязняющие в процессе транспортирования из-за высокого износа разводящих сетей ЦХПВ: железо (Ардатовский, Атяшевский, Большеберезниковский, Больше-Игнатовский, Кадошкинский, Кочкуровский, Рузаевский, Старо-Шайговский, Темниковский, Чамзинский районы и г. Саранск).

Ежегодно более 200 000 человек в РМ употребляют питьевую воду ЦХПВ, не отвечающую гигиеническим нормативам по содержанию химических веществ [3].

По данным ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Мордовия» за период наблюдения с 1994 г. по 2009 г. содержание химических веществ в питьевой воде систем ЦХПВ РМ не превышало гигиенические нормативы, за исключением фтора, железа, общей жесткости, которая обусловлена гидрокарбонатами Ca и Mg, а также сульфатами, хлоридами Ca и Mg.

Следует отметить значительное превышение ПДК фторидов в питьевой воде системы ЦХПВ РМ. Так в 2009-2015 г. концентрация фторидов в питьевой воде Инсарского района составляла 7,06-7,78 мг/л (4,7-5,2 ПДК), Торбеевского и Зубово-Полянского районов – 2,4-3,3 мг/л (1,6-2,2 ПДК), Рузаевского района – 2,4-2,89 мг/л (1,6-1,9 ПДК), Б. Березниковского – 2,26-2,34 мг/л (1,5-1,56 ПДК).

Качество воды из распределительной водопроводной сети в течение 2009-2015 гг. оставалось примерно на одном уровне. Доля проб питьевой воды, не соответствующих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям, составила в 2009 – 2012 гг. 38,7- 36,8% (по РФ 16,9-16,7%); в 2013-2015 гг. 39,4-34,1% (по РФ 16,4-15,5%). Основной причиной несоответствия проб питьевой воды является природный характер подземных вод, где отмечается повышенное содержание фторидов [3].

По микробиологическим показателям доля проб питьевой воды, не соответствующих гигиеническим нормативам в 2009-2012 гг. находилась на уровне 5,2% (по РФ в 2011 г.- 4,6%), в 2013 г. – 4,6% (по РФ – 4,5%), а в 2014-2015 гг. составила 4,5-4,4% (по РФ за 2014 г. - 3,7%). Доля проб питьевой воды, не соответствующих гигиеническим нормативам по паразитологическим показателям, составила за 2009-2015 гг. - 0% (по РФ за 2009-2015 гг. 0 – 0,1%).

В 2011-2013 гг. более 135 тысяч человек употребляли питьевую воду с общей жесткостью ≥ 10 мг/экв/л. В 2013 г. на 10 административных территориях Республики Мордовия питьевая вода не соответствовала гигиеническим нормативам по жесткости (2011-2012 гг. – на 8 административных территориях) [3].

Неблагополучными по качеству питьевой воды признаны территории: Ардатовский, Атяшевский, Инсарский, Торбеевский, Большеберезниковский, Б. Игнатовский, Дубенский, Ромодановский, Рузаевский, Чамзинский районы и г. Саранск [3].

В 2015 году из 1464 источников ЦХПВ 148 (10,1%) не соответствовали санитарно-эпидемиологическим требованиям (в 2014 г. - 10,4%) [3]. В течение 2012-2015 гг. микробиологические и паразитологические показатели проб воды в подземных источниках ЦХПВ соответствовали санитарным требованиям; доля, не соответствующих санитарным требованиям по санитарно-химическим показателям, снизилась - с 59,7% до 56,6%, хотя и осталась на довольно высоком уровне. Таким образом, все пробы воды питьевой, не соответствовавшие санитарным требованиям по микробиологическим показателям за исследуемый период, были отобраны из разводящей сети.

В 2015 году из общего количества проб воды из водопроводных сетей систем ЦХПВ не соответствовали гигиеническим нормативам по органолептическим показателям 9,1% (2014 г. - 11,8%) проб, по общей минерализации (сухому остатку) - 5,4% (2014 г. - 6,2%), по содержанию химических веществ, превышающих ПДК, - 34,1% (2014 г. – 26,5%), в том числе по содержанию фтора -20,9% (2014 г. - 26,5%).

Выводы и предложения. В РМ используются для целей ЦХПВ только артезианские воды, которые характеризуются высокой степенью микробиологической и паразитологической чистоты, а также специфическим химическим составом с высоким содержанием фтора, кальция и магния, реже железа. Повышенное содержание этих химических веществ в артезианских водах республики обусловлено именно природными геологическими особенностями региона.

Основным загрязнителем артезианской питьевой воды РМ на протяжении длительного периода времени является фтор, концентрация которого на некоторых территориях республики достигает 5,2 ПДК. Таким образом, можно говорить о наличии на территории РМ биогеохимической провинции с многократным превышением ПДК фтора в питьевой воде.

Сложившаяся на территории РМ биогеохимическая провинция является основой для формирования у жителей республики эндемического флюороза. С целью профилактики этого заболевания на территории Мордовии следует на административном уровне решить вопрос о подаче населению питьевой воды, отвечающей требованиям санитарно-эпидемиологических нормативных документов.

Необходимо решить вопрос о непосредственном проведении обесфторивания питьевой воды. Также имеет определенный смысл организация мероприятий по изысканию новых источников водоснабжения, вода которых отвечает санитарно-эпидемиологическим требованиям. Её использование возможно для разбавления питьевой воды с превышающим ПДК содержанием определенных химических веществ.

На сегодняшний день для сохранения здоровья населения РМ крайне важно разрабатывать и научно обосновывать гигиенические мероприятия по групповой и индивидуальной профилактике воздействия повышенных концентраций фтора на организм, а вслед за ними и принимать управленческие решения по вопросу обеспечения населения республики качественной питьевой водой.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Вотейко Л.Г. Селеновый статус и нарушения функции почек в условиях Забайкальской биогеохимической провинции // Экология человека. 2007. №1. С. 12-15.
2. Геопортал Республики Мордовия [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://geo13.ru/atlas/nature/6 (дата обращения: 05.09.2016).
3. Государственные доклады «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения Республики Мордовия» за период 2009-2015гг.
4. Государственный доклад «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения России» за 2014г.
5. Заводова Е.И. и др. Характеристика здоровья населения города Саранска Республики Мордовия, связанного с качеством питьевой воды централизованного водоснабжения / Е.И. Заводова, А.А. Леонова, О.Ф. Оськина // Анализ риска здоровью. 2014. №4. С. 47-51.
6. Леханова Е.Н. Цинк и состояние здоровья жителей биогеохимической провинции крайнего севера // Якутский медицинский журнал. 2009. №3. С. 97-100.
7. Маковский Р.Д., Пушкарева Н.Г. Качество кормов и питьевой воды в биогеохимичексой провинции // Агрохимический вестник. 2008. №3. С. 18-19.
8. Мороз Г.А., Белоконова Н.А., Перевалов С.Г. Плотникова И.А. Питьевая вода как фактор снижения токсической нагрузки при лечении детей // Успехи современного естествознания. 2013. №9. С. 112-114.
9. Николаева С.С., Сизых Т.П. Лубсанова Л.Н., Шумилов Л.Н. Санаторно-курортное лечение атопического дерматита азотно-кремнистой термальной водой // Сибирский медицинский журнал (Иркутск). 2001. Т.27. №3. С. 66-70.
10. Паюсте К.А. Роль воды в поддержании здоровья современного гражданина // Бюллетень медицинских Интернет-конференций. 2014.том 4. №11. С. 1239
11. Салихов Ш.К., Луганова С.Г., Гиреев Г.И. Концентрация некоторых микроэлементов в пастбищах биогеоценозах различных биогеохимических провинций Дагестана // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. 2008. №4. С. 34-38.
12. СанПиН 2.1.4.1074 «Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. Гигиенические требования к обеспечению безопасности систем горячего водоснабжения. Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы».
13. Степанов Н.А., Заводова Е.И. Характеристика влияния качественного состава питьевой воды на здоровье человека // Гигиена труда и медицинская экология. 2015. №3. С. 200-205.v
14. Хвастунов В.В., Костенко В.Д., Сердюков С.Ю., Дубяга А.П. О биогеохимической роли биогенных микроэлементов почв Курской области // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2014. №2. С. 74-79.