Автореферат и диссертация по медицине (14.02.01) на тему:Гигиеническая оценка риска для здоровья населения химических веществ, содержащихся в поверхностных водоемах сельских агропромышленных районов Саратовской области

Государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Саратовский государственный медицинский университет имени В.И. Разумовского

Министерства здравоохранения Российской Федерации

На правах рукописи

04201454632 МУСАЕВ Шавкат Жиганшаевич

ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДОЕМАХ СЕЛЬСКИХ АГРОПРОМЫШЛЕННЫХ РАЙОНОВ САРАТОВСКОЙ

ОБЛАСТИ

14.02.01 - Гигиена Диссертация

на соискание ученой степени кандидата медицинских паук

Научные руководители: доктор медицинских наук, профессор ЮЛО. Елисеев доктор медицинских наук, профессор И.Н.Луцевич

Волгоград-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ.....................................................................4

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУР..........................................8

1.1. Приоритетные загрязнители агропромышленных территорий........................................................8

1.2. Поведение химических загрязнителей в поверхностных

водоемах.......................................................20

1.3. Санитарно-гигиеническая характеристика открытых

водоемов, протекающих на территории агропромышленных районов Саратовской области.............................24

1.4. Гигиеническая эффективность водопроводных очистных

систем в отношении химических загрязнителей и оценка риска здоровью населения.................................27

1.5. Заключение......................................................29

ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИЯ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.........................................................30

2.1. Организация и материалы исследования .......................30

2.2. Методы исследования..........................................35

ГЛАВА 3. ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ И КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ

ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДОЕМАХ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ НАСЕЛЕНИЕМ ДЛЯ ХОЗЯЙСТВЕННО-ПИТЬЕВЫХ ЦЕЛЕЙ. . . .47

3.1. Гигиеническое изучение содержания химических веществ в поверхностных водоемах агропромышленных районов Саратовской области.............................................50

3.2. Гигиеническое изучение содержания химических веществ в донных отложениях поверхностных водоемов агропромышленных районов Саратовской области......60

Глава 4. БАРЬЕРНАЯ РОЛЬ ВОДООЧИСТНЫХ СООРУЖЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ВОДУ ПОВЕРХНОСТНЫХ

ВОДОИСТОЧНИКОВ АГРОПРОМЫШЛЕННЫХ РАЙОНОВ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ ..................................65

4.1. Барьерная роль водоочистных сооружений с двухступенчатой схемой водоподготовки в отношении химических веществ, содержащихся в поверхностных водоемах агропромышленных районов Саратовской области............66

4.2. Барьерная роль водоочистных сооружений с одноступенчатой схемой водоподготовки в отношении химических веществ, содержащихся в поверхностных водоемах агропромышленных районов Саратовской области............ 70

ГЛАВА 5. ОЦЕНКА РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В ПИТЬЕВОЙ ВОДЕ ИЗ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДОИСТОЧНИКОВ, РАСПОЛОЖЕННЫХ В АГРОПРОМЫШЛЕННЫХ РАЙОНАХ САРАТОВСКОЙ ОБЛАСТИ.............................................................................75

5.1. Оценка возможного риска развития неканцерогенных эффектов для населения, проживающего в сельских поселениях агропромышленных районов и, использующего для хозяйственно-питьевых целей воду поверхностных

водоисточников...................................................76

5.2. Оценка возможного риска развития канцерогенных эффектов для населения, проживающего в агропромышленных районах Саратовской области и, использующего для хозяйственно- питьевых целей воду поверхностных водоисточников, загрязненную пестицидом

линдан..................................................................93

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ............99

ВЫВОД.........................................................................114

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ..............................115

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................117

СПИСОК УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ...........................139

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. 27 августа 2009 года Распоряжением Правительства Российской Федерации за №1235-Р утверждена «Водная стратегия РФ на период до 2020 года», предусматривающая дальнейшее совершенствование нормативно-правовой базы в области гигиены водоснабжения (Г.Г. Онищенко, 2005; 2012). Появление данного документа направлено не только на дальнейшее обеспечение населения доброкачественной питьевой водой, являющейся важнейшим условием сохранения его здоровья, но служит одним из условий, без которого невозможно динамичное социально-экономическое развитие страны.

Широко известно, что потребление недоброкачественной питьевой воды приводит к росту инфекционных заболеваний и болезней неинфекционной природы (Ю.В.Новиков, с соавт., 2002; 2007; Ю.А.Рахманин, 2007; Г.Г. Онищенко, 2001 -2012).

Население Саратовской области, проживающее по обоим берегам средне-нижнего участка р.Волги, также испытывает дефицит в доброкачественной питьевой воде. И связано это, не столько с качеством воды в центральной артерии области, сколько с тем, что население ее агропромышленных районов использует для хозяйственно-питьевых целей воду малых рек, общая протяженность которых составляет 12331 км, а общее количество - 358 рек. Вместе с тем, река Волга, как основной питьевой источник для населения городов: Саратов, Энгельс, Маркс, Балаково, Вольск и др. крупных прибрежных населенных пунктов области, постоянно мониторируется местной службой Роспотребнадзора. Более того, известны и основные ее загрязнители, а вот контаминация химическими веществами малых рек области, наличие ксенобиотиков в их донных отложениях, может представлять риск для здоровья сельского населения и остается мало изученной

проблемой (В.Ф.Спирин с соавт., 2007; A.A. Орлов с соавт.,2008; Е.С.Сергеева, 2012; С.Н.Субботин, 2012, Ш.Ж.Мусаев, Ю.Ю.Елисеев, 2012, М.В.Лаврентьев, 2013).

Цель исследования: санитарно-гигиеническая оценка риска здоровью населения агропромышленных районов Саратовской области приоритетных химических веществ, содержащихся в поверхностных водоемах.

Задачи исследования:

1. Провести санитарно-гигиеническое изучение содержания химических веществ в воде и донных отложениях поверхностных водоемов агропромышленных районов Саратовской области.

2. Исследовать гигиеническую эффективность барьерной роли водоочистных сооружений, расположенных в малых городах агропромышленных районов области, в отношении приоритетных химических загрязнителей.

3. Дать оценку риска для здоровья населения агропромышленных районов области, в связи с наличием в подаваемой питьевой воде остаточных количеств химических веществ.

Научная новизна исследований: В результате проведенных исследований впервые дана современная санитарно-гигиеническая оценка содержания и перераспределения химических веществ в воде и донных отложениях открытых водоемах агропромышленных районов Саратовской области. Впервые представлены научные материалы по эффективности барьерной роли водоочистных сооружений на малых реках области в отношении приоритетных химических веществ.

На основе проведенного анализа содержания химических веществ в водоемах и их остаточных количеств в питьевой воде проведена оценка риска здоровью сельского населения, проживающего в агропромышленных районах области.

Практическая значимость работы

Материалы диссертационной работы позволили выявить приоритетные химические загрязнители, содержащиеся в открытых водоемах агропромышленных районов Саратовской области, доказать слабую эффективность барьерной роли водоочистных сооружений в отношении изученных ксенобиотиков.

Материалы натурных исследований внедрены в учебный процесс на кафедрах общей гигиены и экологии и гигиены медико-профилактического факультета ГБОУ ВПО «Саратовский государственный медицинский университет им. В.И.Разумовского» Минздрава России (акты внедрения №86, №88 от 15.11.2013 г).

Апробация работы:

Материалы диссертации доложены и представлены на: ежегодных научно-практических конференциях молодых ученых с международным участием «Молодежь и наука: итоги и перспективы» (Саратов, 20092011 г.г.); Пленуме Научного совета по экологии человека и гигиене окружающей среды «Актуализированные проблемы здоровья человека и среды его обитания и пути их решения» (Москва, 2011); XI Всероссийском съезде гигиенистов и санитарных врачей (Москва, 2012); научно-практической конференции с международным участием, посвященной 100-летию основания кафедры общей гигиены и экологии и 10-летию создания медико-профилактического факультета «Окружающая среда и здоровье» (Саратов, 2012).

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, в том числе 3 - в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации:

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы «Организация, материалы и методы исследования», 3 глав собственных

исследований, заключения, выводов, практических

рекомендаций. Работа изложена на 139 страницах компьютерного текста, включает 23 таблицы. Список цитированной литературы содержит работы 159 отечественных и 29 иностранных авторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Вода и донные отложения поверхностных водоемов, расположенных в агропромышленных районах Саратовской области, содержат химические загрязнители природного и антропогенного происхождения в концентрациях, представляющих риск для здоровья сельского населения.

2. В паводковые периоды происходят процессы, связанные с перераспределением природных и антропогенных химических загрязнений из донных отложений в воду поверхностных водоемов.

3. Одно- и двухступенчатая схемы очистка воды, используемые на сельских водоочистных сооружениях, не эффективны в отношении химических загрязнений, присутствующих в реках агропромышленных районов области.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 1.1. Приоритетные загрязнители агропромышленных территорий

В последние десятилетия химическое загрязнение окружающей среды занимает одно из ведущих мест среди факторов, вызывающих нарушение состояние здоровья населения Российской Федерации. Не отвечают нормативным требованиям около 90% поверхностных и не менее 30% подземных вод, используемых для водоснабжения (Ю.А. Рахманин, Г.И. Румянцев, С.М.Новиков, 2001; Г.Н. Красовский, С.И. Плитман, А.И. Роговец, 2003; *Г.Г. Онищенко, 2003; З.И.Жолдакова, Ю.А.Рахманин, О.О.Синицына, 2007).

В связи с процессами индустриального развития сельского хозяйства агропромышленные регионы таюке испытывают все нарастающее воздействие химического фактора на окружающую среду и здоровье населения. Известно, что потенциал мирового химического производства составляет более 400 млн. т продукции в год, производится более 10000 химических веществ и 2 млн. наименований химических веществ постоянно присутствует на мировом рынке товаров (Г.Г. Онищенко, 2003; Х.Х.Хамидулина, Б.Ф.Курляндский, А.М.Большаков, 2003; Ф.У. Козырева, А.Р. Кусова, 2007; Л.С. Бузолева, 2008; А.И. Потапов, В.Н. Ракитский, 2012).

Рассматривая стратегию ООН для устойчивого развития в условиях глобализации, влияние загрязнения пресноводных ресурсов планеты на здоровье человека (О. Д. Доронина, О. Л. Кузнецов, Ю. А. Рахманин, 2005), авторы отметили, что к числу основных загрязнителей пресноводных источников относятся сбросы неочищенных сточных вод, сбросы химических веществ, утечки и разливы нефти и нефтепродуктов, а также отходы разного происхождения. Промышленные отходы являются одним из основных источников загрязнения водоемов

тяжелыми металлами, а также стойкими органическими

загрязнителями. Интенсивное использование неорганических удобрений и ядохимикатов также привело к загрязнению больших запасов пресной воды (D. В. Tunstall, 1992; B.Turner, 1990; K.H.Afsen, H.Y. Saebo, 1993; Fu Gongmin, Т. Kan Amy, Т. Mason, 1994).

Современные тенденции глобализации приводят к возникновению серьезных рисков для здоровья населения, связанных с проблемами обеспечения безопасности водных ресурсов, их интенсивным загрязнением в результате сброса сточных вод, потерей способности водных экосистем к самовосстановлению. Проблема обеспечения доступа населения к питьевой воде гарантированного качества и основным санитарным услугам рассматривается как одна из наиболее приоритетных задач международного сообщества, нашедших отражение в "Плане выполнения решений Всемирной встречи на высшем уровне по устойчивому развитию", утвержденном ООН (Ю. А. Рахманип, О. Д. Доронина, 2010).

По оценкам экспертов ЮНЕП, сегодня одной из наиболее серьезных проблем, связанных с качеством питьевой воды, является ее загрязнение нитратами. За последние 30 лет деятельность человека способствовала увеличению в 4 раза переноса неорганических соединений по рекам мира. Самые высокие скорости переноса неорганических соединений азота наблюдаются в Европе и Юго-Восточной Азии. Основным источником загрязнения нитратами является остаточное количество минеральных удобрений в стоках сельскохозяйственных угодий. Например, в некоторых крупных реках на северо-востоке США концентрация нитратов с начала XX века возросла более, чем в 10 раз, что потребовало создания дополнительных дорогостоящих очистных систем, необходимых для охраны здоровья людей (F.R. Cassee, J.P.Groten, van Bladeren, V.J.Feron, 1998; P. C. Singer 1990; C.Y. Yang, J.F. Chiu, H.F. Chiu et al., 1996; I. Sadahiko, M. Yuyiru,

1996; Richard V. Levy, Frederick L. Hart, Ronald D. Cheetham, 1986; M. T. Koivusalo, J. K. Jaakkola, T. Vartiainen, 1994; B. Hileman 1995).

Еще одним из активных загрязнителей водных ресурсов являются соединения фосфора. Большая часть фосфорных соединений поступает в пресноводные источники с коммунально-бытовыми и промышленными стоками. Например, в 70-е и 80-е годы XX века в водных объектах Европы наблюдалась чрезмерно высокая концентрация соединений азота и фосфора. Это, в конечном счете, привело к эвтрофикации водных объектов практически всей европейской территории. По оценкам ЮНЕП и ПРООН, к концу XX века сброс фосфора со стоками очистных сооружений в странах Западной Европы сократился на 50-80%, в основном, за счет более эффективной очистки сточных вод и широкого внедрения моющих средств, не содержащих соединений фосфора. К концу XX века в Российской Федерации и на Украине сброс загрязненных сточных вод в реки только увеличился (T. F. Clark, 1984; C.Y. Yang, Cheng M.F., S.S. Tsai, Y.L. Hsieh, 1998; J. M. Pliilipot, X. Henriet, 1991; С. H. Tate, 1991).

Комплексный эколого-гигиенический анализ химического загрязнения окружающей среды агропромышленных регионов Российской Федерации выявил приоритетные ксенобиотики, которые определяют риск для здоровья населения. Прежде всего, к ним относятся тяжелые металлы (ртуть, хром, кадмий, свинец, никель, марганец, медь, цинк, мышьяк), их соединения, полициклические ароматические углеводороды, фенолы, формальдегид и другие, от которых зависят экологический и токсический риски (Б.А. Ревич, 2001; Г.Г. Онищенко, 2002).

Одним из возможных путей поступления тяжелых металлов в организм человека является питьевая вода, поскольку ионы металлов обязательно присутствуют в водоисточниках, в том числе в результате хозяйственной деятельности человека (H.A. Пересадин, В.М. Фролов,

Ю.А. Ененко, 1994; A.B. Яблоков, 1994; A.A. Шаршенова, А.Ж. Султашев, Т.М. Скуратова, 2005; В.Г. Маймулов с соавт., 2004; S.R. Smith, 2008). Содержание этих токсикантов в воде может колебаться в зависимости от времени года, повышаясь в теплый период в результате сезонного увеличения объема стоков (A.M. Грушко, 1972; Б.А. Ревич, 1994; S.R. Smith, 2008).

Наряду с перечисленными выше веществами, учитывая глобальный характер проблем, связанных с распространением стойких органических загрязнений, а также стремление России к интеграции в мировое сообщество и мировую торговлю, в перечень приоритетных загрязнителей включены основные СОЗ (альдрин, гексахлорбензол, гептахлор, ДДТ, диоксины, дильдрин, дибензофураны, мирекс, полихлорированные бифенилы, токсафен, хлордан, эндрин), которые подлежат запрещению или строгому ограничению в соответствии с международными конвенциями (А. А. Дударев' 2010; З.И. Жолдакова, О.О. Синицына, Е.Е. Полякова, 2001; З.И. Жолдакова с соав., 2003).

Широкое применение ядохимикатов в сельском хозяйстве привело к увеличению их поступления в водоемы в концентрациях, нередко значительно превышающих безвредные уровни (Л.И. Медведь, 1973; Ю.Ю. Елисеев, 1981; И.Н. Луцевич, 2005).

При изучении материалов Российского регистра потенциально опасных химических и биологических веществ учеными-гигиенистами отмечены наиболее токсичные и опасные для человека и природы соединения, представляющие реальную угрозу эколого-гигиенической ситуации в стране. Это позволило ранжировать и научно обосновать критерии приоритетности веществ (З.И. Жолдакова, Н.В. Харчевникова, Е.Е. Полякова и др., 2000, 2001; Х.Х. Хамидулина, Б.Ф.Курляндский, А.М.Большаков, 2003).

Одним из важных критериев, определяющих токсичность и опасность веществ, являются их физико-химические свойства (наиболее

информативные и гигиенически значимые: химическая структура, агрегатное состояние, точки кипения и плавления, упругость пара при 20°С, растворимость в воде, жирах и других средах, персистентность, �