Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Гигиенические аспекты организации мониторинга качества вод при эксплуатации внутригородских водохранилищ

На правах рукописи

ШУКЕЛАЙТЬ АЛЕКСАНДР БОЛЕСЛАВОВИЧ

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОРГАНИЗАЦИИ МОНИТОРИНГА КАЧЕСТВА ВОД ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВНУТРИГОРОДСКИХ ВОДОХРАНИЛИЩ

14.00.07 -Гигиена

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва- 2004

Работа выполнена в Федеральном научном центре гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана и Центре государственного санитарно-эпидемиологического надзора

в г. Воронеже

Научные руководители:

Доктор медицинских наук, профессор Тулакин Андрей Васильевич Доктор медицинских наук, профессор Мамчик Николай Петрович

Официальные оппоненты:

Доктор медицинских наук, профессор Винокур Иосиф Леопольдович Доктор медицинских наук Денисов Леонид Анатольевич

Ведущая организация:

Российский государственный медицинский университет

Защита состоится октября 2004 года в 12 часов на заседании

Диссертационного совета Д.208.107.01 при Федеральном научном центре гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана по адресу: 141000, Московская область, г. Мытищи, ул. Семашко, д. 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана.

Автореферат разослан сентября 2004 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, доктор медицинских наук,

профессор

2005-4 13650

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Анализ санитарно-эпидемиологической обстановки в Российской Федерации свидетельствует о серьезных проблемах в области безопасности питьевого водопользования. Это связано, прежде всего, с возросшим антропогенным загрязнением поверхностных водоемов, дефицитом водных ресурсов питьевого качества, недостаточной эффективностью и надежностью работы водопроводных сооружений, включая водопроводную сеть (Ю.В. Новиков и соавт., 2002; ГГ. Онищенко, 2003; Ю.А. Рахманин, 2003).

Эти вопросы актуальны сегодня и для населения Центральной России. В ряде региональных гигиенических исследований (Н.П. Мамчик, 1997; И.И. Механтьев, 1999) установлено, что неблагоприятная санитарная ситуация на Воронежском водохранилище неизбежно ухудшает качество инфильтрационных подземных вод и, следовательно, питьевой воды г. Воронежа. Причинно-следственные закономерности этого явления обусловлены прямой гидравлической связью водохранилища с подземными водоносными горизонтами.

Следует отметить, что действующие в настоящее время нормативно-методические документы, регламентирующие санитарный контроль в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения, не всегда позволяют получить объективную оценку санитарной ситуации.

В связи с этим, проблема комплексной гигиенической оценки условий хозяйственно-питьевого водопользования, научное обоснование механизмов практической реализации профилактических мероприятий на основе внедрения и совершенствования системы социально-гигиенического мониторинга является чрезвычайно актуальной.

Исследования проводились в рамках реализации отраслевой программы МЗ РФ «Системная разработка мероприятий по гигиенической безопасности России на период 2001-2005 гг.» и комплексной целевой программы «Обеспечение эколого-гигиенической безопасности Воронежского водохранилища и реки Воронеж (2003-2014 гг.)».

Цель исследования. Оптимизация региональной системы гигиенического мониторинга качества вод как механизма обоснования и реализации мероприятий по профилактике заболеваемости.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Выполнить анализ гигиенической эффективности мероприятий водоохраны на внутригородском Воронежском водохранилище; дать комплексную оценку существующей системы обеспечения гигиенической безопасности питьевого водоснабжения на основе показателей II этапа социально-гигиенического мониторинга.

2. Выявить приоритетные факторы риска для здоровья населения, обусловленные неудовлетворительным качеством питьевой воды в г. Воронеже.

3. Установить причинно-следственные связи в системе «качество воды водохранилища — качество питьевой воды - здоровье населения».

4. Оптимизировать комплекс мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения города, с использованием региональной модели социально - гигиенического мониторинга.

5. Дать гигиеническое обоснование возможности использования альтернативных источников питьевого водоснабжения в условиях эксплуатации внутригородских водохранилищ.

Научная новизна

Результаты комплексных гигиенических исследований, учитывающих уровень водообеспечения населения, санитарное состояние источников водоснабжения, влияние внутригородского водохранилища на качество воды подземных инфильтрационных водозаборов, эффективность водоподготовки и санитарную надежность транспортировки воды, а также эффективность лабораторного контроля позволили выявить приоритеты, определяющие неудовлетворительное качество питьевой воды г. Воронежа.

Выявлены причинно-следственные связи между показателями качества питьевой воды (уровень цветности, содержание хлорорганических соединений, нитратов, марганца, железа и др.) и степенью риска заболеваемости населения.

Определены основные принципы формирования системы взаимосвязанного мониторинга санитарного состояния водосборных территорий, качества воды Воронежского водохранилища и подземных источников питьевого

водоснабжения, основанные на координации систем водохозяйственной деятельности, водоохраны, закономерностях формирования качества воды.

Научно обоснован и оптимизирован комплекс мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности систем питьевого водоснабжения промышленного города.

Практическая значимость работы. На основе системного анализа и прогноза изменения санитарно-гигиенической ситуации выполненное исследование позволило повысить эффективность комплекса мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности систем питьевого водоснабжения города, с учетом региональных особенностей антропогенного влияния и вклада неблагоприятных факторов в формирование качества питьевой воды.

Результаты исследования позволили получить качественно новый состав приоритетных показателей в системе социально-гигиенического мониторинга для принятия управленческих решений законодательного, санитарно-технического, гигиенического, технологического и медико-профилактического характера.

Материалы использованы при подготовке ряда методических, нормативных и законодательных документов, в том числе:

- пособия для врачей «Интегральная оценка степени санитарно-эпидемиологического благополучия питьевого водопользования» (М., 2003);

- регионального закона «О питьевой воде» (1998);

- комплексной целевой программы «Обеспечение эколого-гигиенической безопасности Воронежского водохранилища и реки Воронеж на период 20032014 гг.» (Воронеж, 2003);

- городской программы «Экологическая безопасность Воронежского водохранилища» (утв. постановлением Муниципального совета г. Воронежа от 23.12.97№204-П).

Результаты исследований внедрены в практику работы МУП «Водоканал Воронежа», ОГУП «Воронежское водохранилище», Центра Госсанэпиднадзора в г. Воронеже.

Положения, выносимые на защиту

1. Региональные особенности питьевого водопользования населения, связанные с его условиями: наличие внутригородского водохранилища, его

влияние на качество воды подземных инфильтрационных водозаборов, существующий дефицит питьевой воды, неудовлетворительное качество питьевой воды по санитарно-химическим показателям (железо, марганец, нитраты, бор).

2. Принципы определения приоритетности управленческих решений на основе результатов социально-гигиенического мониторинга качества вод при обеспечении гигиенической безопасности питьевого водоснабжения и снижении риска заболеваемости, этиологически обусловленной воздействием водного фактора.

3. Комплекс мероприятий по оптимизации условий питьевого водопользования населения, включающий разработку и реализацию пакета законодательных документов, региональных проектов и долговременных целевых программ в области питьевого водоснабжения и охраны здоровья населения.

Апробация диссертации проведена на межотдельческой научной конференции Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана 23 сентября 2004 года.

Результаты исследований доложены и обсуждены на научно-практических конференциях «Региональные гигиенические проблемы и стратегия охраны здоровья населения» (Старый Оскол, 2004), «Благополучная среда обитания — залог здоровья населения» (Воронеж, 2004); коллегии ФГУ ЦГСЭН в Воронежской области «О соблюдении санитарного законодательства на объектах хозяйственно-питьевого водоснабжения области» (Воронеж, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа изложена на 144 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, главы, рассматривающей направления, объекты, объем и методы исследований, 3 глав собственных исследований, главы обсуждения полученных результатов и выводов. Указатель литературы содержит 132 источника, в том числе 3 работы зарубежных авторов. Иллюстрации и фактический материал представлены в 26 таблицах, 21 рисунке и 2 приложениях.

Направления, объекты, объем и методы исследований

Направления, объекты, объем и методы исследований изложены в таблице 1. Представленные в работе исследования проведены в 1996-2004 гг. на территории г.Воронежа с населением на 01.01.2003 г. 976900 человек, в том числе 163144 детей до 14 лет.

Объектами исследования являлись Воронежское водохранилище, подземные воды неоген-четвертичного водоносного горизонта, используемые в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения, и питьевая вода централизованного водопровода г. Воронежа, пригородных поселков, почва водосборных территорий, а также показатели здоровья населения.

В основу гигиенической оценки качества среды обитания и состояния здоровья населения, связанного с водным фактором, положены лабораторные, инструментальные и эпидемиолого-статистические данные, полученные ГУ Центр Госсанэпиднадзора в г. Воронеже, Городским комитетом по охране окружающей среды, Роскомгидрометом, ведомственной лабораторией МУП «Водоканал Воронежа». Для решения поставленных задач применен комплекс современных гигиенических, санитарно-химических и статистических методов анализа, методы экспертных оценок, выполнен анализ отчетных и учетных данных медико-экологических служб города.

Степень загрязнения воды Воронежского водохранилища определялась по лимитирующим признакам вредности, с использованием методических рекомендаций МНИИГ им. Ф.Ф. Эрисмана «Оценка гигиенической эффективности водоохранных мероприятий» (М, 1989).

Для обоснования списка приоритетных веществ использована репрезентативная выборка результатов анализов проб питьевой воды за 2002 г. из коммунальных и ведомственных источников питьевого водоснабжения. Для оценки риска здоровью использованы данные лабораторного контроля качества питьевой воды в разводящей сети за 1996-2004 гг.

Таблица 1

Направления, объекты, объем и методы исследований

Направление Объекты, показатели и методы Объем

исследований исследований (число определений)

1. Изучение качества воды Воронежское водохранилище, река 1996-2004 гг.

открытых водоемов Воронеж

Санитарно-химические (35 показателей) 9450

Токсикологические (10 показателей) 1260

Микробиологические 810

В ирусологические 1620

Паразитологические 810

Радиологические (уровень активности 27

цезия-137)

2. Оценка состава сточных Характеристика сточных вод 7 ведущих 140 проб

вод и объемов предприятий г. Воронежа по 25 воды

водопотребления показателям

Объемы водопотребления по форме 2-ТП Водхоз 1996-2003 гг.

3. Изучение качества воды Неоген-четвертичный водоносный 1996-2004 гг.

источников водоснабжения и условий их формирования горизонт. Источники централизованного и ведомственного водоснабжения г. Воронежа (46 показателей)

Микробиологические 12054

Санитарно-химические 13018

4. Изучение качества Водоразводящая сеть (46 показателей) 1996-2004 гг.

питьевой воды Микробиологические 4617

и степени санитарной Санитарно-химические 2727

надежности системы водоснабжения в том числе по приоритетным ингредиентам: 1996-2004 гг.

Железо 5229

Марганец 5229

Нитраты 5229

Бор 557

5. Оценка санитарного Санитарно-химические (12 показателей) 1998-2003 гг.

состояния почв

водосборных территорий

6. Изучение Неинфекционная заболеваемость с 1997-2003 гг.

заболеваемости населения оценкой индивидуального риска

Инфекционная заболеваемость (ВГА, малярия) 1997-2003 гг.

В связи с возможностью реализации водного пути передачи вируса ГА на территории города Воронежа проведен анализ результатов мониторинга показателей эпидемической опасности питьевой воды, воды открытых водоемов, используемых населением для оздоровительных целей, сточной воды за период с 1997 по 2003 год (определения антигена ВГА -2700 исследований, антигена ротавируса - 2500 исследований, энтеровирусов - 1500 исследований).

Комплексная оценка факторов хозяйственно-питьевого водоснабжения населения выполнена по методике ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана «Комплексная оценка хозяйственно-питьевого водопользования в городах с выраженным санитарно-эпидемиологическим неблагополучием» (утв. ГКСЭН 17.03.96 г. №0119/33-17).

В основу методики положена модель, состоящая из комплекса отдельных блоков, представляющих собой последовательно выполняемые этапы работ по гигиенической оценке системы хозяйственно-питьевого водоснабжения населения: «водообеспечение», «источник», «водоподготовка», «питьевая вода», «транспортировка», «лабораторный контроль».

Для количественной оценки риска здоровью населения, связанного с химическими загрязнителями питьевой воды, применены методы, рекомендованные Департаментом Госсанэпиднадзора Российской Федерации в «Методологии оценки риска загрязнения среды обитания для здоровья населения» от 03.09.99 г., а также методы, изложенные в монографии «Основы оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» (Г.Г. Онищенко и соавт., 2002 г.)

Характеристика риска развития канцерогенных эффектов осуществлялась с использованием данных о величине экспозиции и значений факторов канцерогенного потенциала. Интерпретация результатов расчета индивидуального канцерогенного риска проводилась в соответствии с классификацией уровней риска (US EPA).

Характеристика риска развития неканцерогенных эффектов осуществлялась путем сравнения фактических уровней экспозиции с безопасными уровнями воздействия.

В качестве основного информационного источника для оценки общественного здоровья использовались данные формы государственной статистической отчетности (формы №1,2).

Статистическая обработка данных выполнена на базе современных информационных технологий с применением типового лицензионного и оригинального обеспечения. Формирование банка данных проводилось с использованием программного обеспечения (Microsoft Windows, Microsoft Excel 97).

Вклад автора в организацию проведения исследований - 80%, в анализ и обобщение результатов -100%.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Проблемы водопользования населения Центрального Черноземья связаны с дефицитом водных ресурсов, антропогенным загрязнением водоисточников и водосборных территорий, неблагоприятным природным составом вод подземных горизонтов, недостаточной санитарной надежностью отдельных элементов систем питьевого водоснабжения.

Особенностью системы питьевого водоснабжения населения г. Воронежа является расположение большинства водоподъемных станций (В ПС) по берегам Воронежского водохранилища, что определяет его тесную гидравлическую связь с водами неоген-четвертичного водоносного комплекса. В этой связи, изменения качества воды водохранилища на участках, примыкающих к водозаборам, влекут за собой соответствующие изменения качества подземных вод.

Выполненные гигиенические исследования показали, что на современном этапе использование внутригородского Воронежского водохранилища, в условиях комплексного влияния на его санитарное состояние антропогенных, природных и гидрологических факторов, не обеспечивает безопасное хозяйственно-питьевое и культурно-бытовое водопользование населения.

В этих условиях объективной необходимостью являлось создание системы мониторинга качества воды водохранилища, которая в настоящее время включает 25 точек отбора проб. На 18 пунктах обеспечивается контроль качества лабораторией Центра Госсанэпиднадзора и 7 - Центром гидрометеорологии. При обосновании выбора мест контроля учитывались следующие положения: 1) контроль качества воды в местах рекреации (организованных и неорганизованных пляжах); 2) контроль качества воды в местах сброса сточных и ливневых вод, водосборной территории; 3) организация фонового мониторинга качества воды реки Воронеж и водохранилища в районе Окружного моста и контроль качества в районе плотины гидроузла (Рис. 1).

Центр Госсанэпиднадзора в г. Воронеже проводит контроль по 18 точкам:

- окружной мост (Правый берег);

- поселок Рыбачье;

- санаторий им. Горького (пляж); •

- пляж СХИ;

- железнодорожный мост (Левый берег);

- Березовая Роща;

- Северо- Восточный мост (Левый берег);

- Чернавский мост (Правый берег);

- Чернавский мост (Детско-юношеская спортивная школа);

- ВОГРЭСовский мост (Правый берег);

- ВОГРЭСовский мост (Левый берег);

- Песчанка;

- выпуск АО «Воронежшина» (Левый берег);

- Левобережные очистные сооружения (выше 500 м);

- Левобережные очистные сооружения (ниже 500 м);

- Левобережные очистные сооружения (около желоба);

- Масловский затон;

- плотина - водослив (Левый берег).

Центр по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды осуществляет контроль по 7 точкам:

- окружной мост (Правый берег);

- выпуск АООТ «Воронежшина» (Левый берег);

- выпуск АООТ «Воронежшина» (середина);

- выпуск АООТ «Воронежшина» (Правый берег);

- выпуск АООТ «Воронежшина» (дно);

- плотина - водослив (Левый берег);

- плотина (шлюз).

Рис. 1. Организация водохранилища.

системы мониторинга качества воды Воронежского

В ходе анализа информации установлено, что приоритетными загрязнителями воды Воронежского водохранилища являются нефтепродукты, железо, марганец, медь (Табл. 2). Во многом такая ситуация связана с составом сточных вод.

Таблица 2

Средняя концентрация химических веществ в сточных водах (мг/дм3)

Показатель Предприятия

ОАО «Воронеж- синтез каучук» ОАО «Воро-нежши-на» ОАО Завод «Процес сор» ТЭЦ-1 НИИСК п Масловка ФНПЦ ЗАО НПК «Энергия» ОАО «Электроприбор»

Взвешенные вещества 41,0 9,83 22,4 2,5 10,58 19,0 7,5

БПК 5 мг О,/дм3 4,94 4,4 4,2 1,95 4,01 3,9 2,8

Азот аммонийный 0,95 0,7 0,21 0,05 3,314 0,05 0,05

Азот нитритов 0,029 0,23 0,01 0,18 0,06 0,02 0,07

Азот нитратов 4,6 7,4 2,4 7,03 0,11 0,16 0,2

Фосфаты (по Р) 1,85 0,08 0,0067 0,001 1,49 0,001 0,001

Железо 0,37 0,093 0,018 0,11 0,205 0,09 0,06

Хром"1""1 0,005 0,001 0,001 0,001 0,001 0,10 0,004

Медь 0,007 0,005 0,015 0,005 0,008 0,008 0,004

Никель отс. 0,01 0,01 0,01 0,01 0,01 0,001

Алюминий 0,36 0,2 0,2 0,2 отс. 0,2 0,2

Нефтепродукты 0,36 0,127 0,165 0,05 отс. 0,05 0,035

СПАВ 0,3 0,094 0,315 0,05 0,14 0,05 0,05

Растворенный КИСЛОрОД мгОг/дм3 3,6 3,7 3,9 4,3 2,9 3,2 4,1

ХПК мгО2/дм3 54,6 43,6 31,2 30,7 37 29,1 28,4

Сульфаты 120 93,1 10,8 48,3 76,16 64,2 56,6

Хлориды 214 33,82 244,6 36,9 45,79 40,4 77,0

Кадмий 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,001 0,0005

Проведенные исследования качества почв водосборных территорий показали наличие химических веществ в концентрациях, превышающих ПДК: медь (1,4 ПДК), цинк (до 10 ПДК), марганец (1,6 ПДК), свинец (19 ПДК), кадмий (1,7 ПДК).

Кроме того, в зоне влияния сброса стоков в Воронежское водохранилище зарегистрировано 30 очагов загрязнения подземных вод, в т.ч. 22- в правобережной части, 8 - в левобережной. В целом по территории г. Воронежа установлен следующий перечень вредных приоритетных химических веществ по порядку частоты проявления: нитраты, бор, кадмий, литий, хлорид-ион, ионы аммония, бром, натрий, хром шестивалентный, нефтепродукты, свинец, СПАВ (Рис. 2).

| Выеокоопасныа вещества - 2 класс опасности | Опасные вещества • 3 кл оп | Ум оп - 4 кл

15 10 5 - I - - -

I

I- п Я

- Л 1 к гв па ГШ П РП пя | 1Ът1 Н С1 -

В са и Вг РЬ Со р Ва А1 N02 N03 NN4 СПАВ N1 нефтепродукты

□ Всего по г Воронежу 15,2 8.7 7,6 5,5 3,3 1.1 1,1 1.1 1.1 1.1 21,7 6,5 2,2 2.2 7,6 4.4

■ Меэдуречье Дон-Воронеж 13 6.5 7.6 4,4 1.1 1.1 1.1 1.1 1,1 21,7 4,4 1,1 1.1 5,5 1,1

□ Междуречье Воронеж-Усманка 2.2 2,2 1.1 2,2 1.1 2,2 1.1 1,1 2,2 3,3

Рис. 2. Распределение частоты встречаемости вредных химических веществ, превышающих ПДК, в очагах загрязнения подземных вод неоген-четвертичного комплекса.

Наиболее остро стоит проблема эпидемиологической безопасности воды Воронежского водохранилища. В 2003 году, также как и в предыдущие годы, продолжал оставаться высоким уровень бактериальной загрязненности воды Воронежского водохранилища. Более половины результатов исследований воды из водохранилища не соответствует требованиям по микробиологическим показателям. В летний период содержание в воде термотолерантных колиформных бактерий (коли-индекс) превышает норматив в сотни раз, ежегодно выделялись непатогенный холерный вибрион, энтеровирусы, ротавирусы, антиген гепатита А, яйца гельминтов. На мелководьях водохранилища, зарастающих водной растительностью, увеличился выплод малярийных комаров - Anopheles messeae, что повышает вероятность распространения заболеваемости малярией.

Оценка степени опасности воды Воронежского водохранилища с использованием комплексных критериев показала следующее. Для веществ с органолептическим признаком вредности степень загрязнения воды оказалась «высокой» (EWopr>2). Также «высокой» оказалась эпидемическая опасность воды (1Жш1д>100). Что касается веществ, нормируемых по санитарно-токсикологическим признакам вредности, степень загрязнения воды водохранилища оказалась «умеренной» Таким образом, в

соответствии с ГОСТ 2761-84 по санитарно-химическим показателям качество воды водохранилища относится ко 2 классу водоисточника, по бактериологическим - к 3 классу.

Другим существенным фактором является проблема дефицита питьевой воды, который достигает в настоящее время около 105 тыс. м3 в сутки.

Комплексная оценка факторов питьевого водоснабжения населения показала, что приоритетными звеньями в формировании показателя суммарного неблагополучия водообеспечения являются водоисточник, водоподготовка и транспортировка.

На следующем этапе исследований нами была выполнена оценка качества питьевой воды г.Воронежа. Анализ данных за многолетний период

свидетельствует о нарастании в питьевой воде г. Воронежа и прилегающих территорий содержания железа от 1 до 12 ПДК (на отдельных пригородных территориях - более 20 ПДК); марганца от 1 до 5,8 ПДК; бора - до 4,4 ПДК; солей жесткости — до 1,1 ПДК; нитратов — 1,5-2 ПДК (Табл. 3). Полученные результаты определили необходимость оценки влияния качества питьевой воды на показатели состояния здоровья населения, выполненные с использованием методологии оценки риска.

Таблица 3

Приоритетные показатели мониторинга питьевой воды в г. Воронеже (разводящая сеть)

% Фактические

Ингредиент нестандартных проб концентрации, мг/дм3 ПДК, мг/дм3

Марганец 50,3 0,05-0,58 0,1

Железо 42,0 0,1-16,1 0,3

Бор 20 0,15-2,2 0,5

Жесткость, мг-ЭКВ./Л 3,7 4,7-8,5 7,0

Нитраты 3,4 7,3-78,2 45,0

Микробиологи- 2,7 отсутствие

ческие показатели

При этом проводился расчет вероятных доз поступления вредных веществ в организм пероральным путем с учетом возраста для двух групп (дети до 6 лет и взрослое население) и последующий анализ показателей неканцерогенного и канцерогенного риска (Табл. 4).

Применение данного подхода позволило в последующем уточнить перечень приоритетных показателей контроля качества питьевой воды.

При оценке неканцерогенного риска выявлено, что из 35 контролируемых веществ в питьевой воде коэффициент опасности (Ир) выше 1 в отдельных случаях отмечен по содержанию нитратов и бора. Причем опасность является более выраженной для детей до 6 лет.

Таблица 4

Оценка неканцерогенного риска здоровью, обусловленного качеством питьевой воды

№ Наименова- Наименование Перечень Разводящая сеть Коэффициент Коэффициент

№ ние владельцев приори- хозяйственно- опасности (НО) опасности

населенных пунктов водопроводов тетных загрязнителей питьевого водоснабжения 2000-2003 гг. по средн годовой концент! е- эации Суммарный индекс опасности (взрослые) -действие на кровь Суммарный индекс опасности (дети)-действие на кровь (НО) по 95% процентилю Суммарный индекс опасности (взрослые) -действие на кровь Суммарный индекс опасности (дети) -действие на кровь

средне-многолетняя концентрация величина 95% про-ценги-ля взрослые дети взрослые дети

1 г. Воронеж МУП «Воронеж- жесткость 5,0 5,9

водоканал» железо 0,33 0,93 0,03 0,07 0,08 0,20

марганец 0,099 0,23 0,02 0,05 0,19 0,46 0,05 0,11 0,53 1,25

нитраты 8,4 23,6 0,14 0,34 0,4 0,94

2 Пригородный ПДРУ-10 железо 0,35 0,66 0,03 0,07 0,06 0,14

поселок (Боровое) (ведомственный источник) бор 4,15 4,2 1,3 2,9 1,33 2,97 1,3 3,0 - -

3 Пригородный с-з Зареченский железо 1,01 1,8 0,09 0,2 0,16 0,38

поселок (Масловка) нитраты 47,2 50 0,81 1,89 0,9 2,09 0,9 2,0 1,06 2,38

4 Пригородный Графский железо 0,25 0,53 0,02 0,003 0,05 0,17

поселок (ст Графская) детский санаторий бор 2,3 3,2 0,70 0,098 0,72 0,101 1,0 2,28 -

В настоящее время считается доказанным канцерогенный риск от присутствия в питьевой воде галогенсодержащих соединений, являющихся побочными продуктами хлорирования воды при ее обеззараживании (Г.Н.Красовский и соавт., 2002; Н.А.Егорова, 2003). В этой связи, нами был выполнен соответствующий раздел работы по г. Воронежу.

Показатели индивидуального канцерогенного риска, обусловленного присутствием галогенсодержащих веществ в питьевой воде, рассчитанные по 95% процентилю концентрации в разводящей сети, находятся в диапазоне 10~6 -10-4, что по классификации уровней риска US EPA относится к рангу «низкий -допустимый риск» (Табл. 5). В 2004 г. проводились исследования питьевой воды на содержание акриламида, 95% процентиль концентрации которого составил 0,01 мг/дм3, а показатель индивидуального канцерогенного риска 1,29 • 10~3 -«высокий риск». Кроме того, следует сказать, что акриламид входит в состав полиакриламида (2,8%), который используется на ВПС-4 г. Воронежа (9% обеспеченности населения).

Таблица 5

Определение ранга приоритетности по результатам расчета индивидуального канцерогенного риска (взрослое население)

Вещество Количество опре-делений (проб) 95% процентиль концентрации, мг/дм3 Потенциальная доза по 95% процентилю концентрации, мг/кг в сутки •) Индивидуальный канцерогенный риск в течение жизни Потенциальное воздействие на здоровье Ранг приоритетности

Акриламид 14 0,01 0,00027 1,29*10"" канцерогенное 1

Тетрахлорэтилен 94 0,05 0,00137 7,43 * 10* гепатотокси-ческоее, нейротоксическое 2

Дихлорбром-метан 100 0,03 0,00082 5,31* Ю-5 гепатотоксическое 3

Углерод четырех-хлористый 94 0,01 0,00027 3,71" 10"5 канцероген 2В 4

Хлороформ 94 0,1 0,00274 1,74*10"5 канцероген 2В 5

Бромоформ 94 0,05 0,00137 1,13 *10"5 гепатотоксическое 6

Трихлорэтилен 100 0,03 0,00082 9,43 * 10"6 нейротоксическое, гепатотокси-ческоее 7

при расчете среднесуточных доз принят объем потребления воды 2 литра, средняя масса тела - 70 кг.

При этом, уровень суммарного индивидуального канцерогенного риска здоровью от воздействия химических загрязнителей при всех путях поступления в условиях промышленно развитого г.Воронежа является высоким (2,85* 10-2). Причем, 88% величины суммарного канцерогенного риска определяет загрязнение атмосферного воздуха (1 ранговое место). Вклад в суммарный уровень канцерогенного риска химических веществ, поступающих с пищевыми продуктами, составляет 7,1% (2 ранговое место), с питьевой водой - 4,8% (3 ранговое место).

Переходя к оценке показателей эпидемической опасности питьевой воды, следует отметить, что в разводящей сети централизованного коммунального водопровода г.Воронежа удельный вес результатов анализов, не соответствующих нормативу по микробиологическим показателям, является относительно низким. Тем не менее, проблема микробиологического загрязнения питьевой воды остается актуальной, особенно для пригородных поселков, где используются нецентрализованные источники питьевого водоснабжения.

Серьезные недостатки в обеспечении доброкачественной питьевой водой населения пригородных поселков и г. Воронежа, способствуют возникновению групповой и вспышечной заболеваемости ВГА (135,8/100 тыс. населения при среднегородском показателе 88,6/100 тыс.). Антиген вируса гепатита А обнаруживали в г. Воронеже в питьевой воде в 2,7% в 1999 г., 0,43% - 2000 г., 0,26% - 2001 г.; в открытых водоемах в 1,6% в 1998 г., 1,3% - 1999-2000 г., 3,6% -2001 г., 3,9% - 2002 г.

Следует отметить, что в современных условиях эффективность работ по обеспечению гигиенической безопасности в системе питьевого водоснабжения населения зависит не только от качества выполнения надзорных функций, а в первую очередь от того, насколько действенен и эффективен механизм реализации разработанных решений.

В этой связи, сегодня в большей степени внимание уделено поиску механизма реализации реально действующих программ, в частности программы «Питьевая вода», «Экологическая безопасность Воронежского водохранилища».

Необходимым условием улучшения качества питьевой воды является проведение мероприятий по улучшению качества поверхностных и подземных вод. Успешное решение данной проблемы в условиях существования Воронежского водохранилища может быть достигнуто только на основе реализации комплекса мероприятий, основными из которых являются снижение техногенной нагрузки на водоем (уменьшение объема сточных вод, поступающих в него), эффективное использованием водоохранной зоны, стабилизация и

улучшение гидротехнических параметров (устранение мелководий, увеличение проточности и др.), применение методов биологической защиты. Масштабность этих мероприятий достаточно большая и требует значительного объема финансирования, хотя необходимость их проведения не вызывает сомнений.

В этой связи, целевое использование финансовых средств было ориентировано на реализацию мероприятий по снижению дефицита питьевой воды и обеспечению ее качества, которые включали расширение ВПС города, модернизацию технологии водоочистки на ВПС, восстановление производительности артезианских скважин, оснащение локальными установками очистки воды вводимых в эксплуатацию новых жилых домов, социально значимых объектов, проектирование и строительство водопроводных сетей в наиболее проблемных пригородных поселках, где отмечены самые высокие показатели неканцерогенного риска, обусловленного присутствием нитратов и бора в питьевой воде, а также регистрировалась групповая заболеваемость вирусным гепатитом А.

Эффективность мероприятий подтверждается снижением численности населения, подвергающегося воздействию факторов, связанных с неудовлетворительным качеством питьевой воды.

При определении основных принципов организации гигиенического мониторинга в условиях эксплуатации Воронежского водохранилища учитывался характер поведения и масштаб колебаний концентраций приоритетных загрязнителей в системах водораспределения, что позволило скорректировать перечень и частоту определения показателей II этапа социально-гигиенического мониторинга применительно к особенностям условий формирования качества вод.

Разработанная на основе результатов гигиенических исследований концептуальная модель (Рис. 3) региональной системы мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности хозяйственно-питьевого водопользования, на базе показателей социально-гигиенического мониторинга, послужила теоретической и методической основой для реализации гигиенической схемы оценки реальной нагрузки на внутригородской искусственный водоем и условия водопользования населения; для выработки и выполнения решений оперативного, тактического и стратегического уровня, направленных на охрану здоровья населения в связи с водным фактором.

Рис. 3. Система организации мониторинга качества вод при эксплуатации внутригородских водохранилищ.

21

ВЫВОДЫ

1. Высокая антропогенная нагрузка на внутригородское Воронежское водохранилище (\Уорг>2.0; \^пид>100), неблагоприятные условия формирования качества воды по показателям мелководья (более 80% площади), водообмена (2,5 в маловодные годы), «цветения» и низкая самоочищающая способность определяют неблагоприятную санитарно-эпидемиологическую обстановку и требуют дополнительного обоснования приоритетов в показателях гигиенического мониторинга качества вод.

2. Источником питьевого водоснабжения г. Воронежа и прилегающих городских территорий являются подземные воды инфильтрационных водозаборов, гидравлически связанные с Воронежским водохранилищем. Приоритетными факторами риска для здоровья населения являются повышенные концентрации в питьевой воде железа (превышение ПДК по 95% процентилю концентрации в 3,1 раза), марганца (в 2,3 раза) и хлорорганических соединений (в пределах 1 ПДК по хлороформу), на отдельных территориях бора (до 8,4 раз), нитратов (в 1,1 раза), а в ряде случаев - показатели эпидемической опасности.

3. Коэффициент опасности (НР) неканцерогенного риска для населения отдельных территорий выше 1 получен по значениям содержания в питьевой воде нитратов (для детей до 6 лет НР=2,0; Р>95%) и бора (для детей НР в пределах 2,28-3,0; для взрослых НР 1,0-1,3; Р>95%). Показатели индивидуального канцерогенного риска, обусловленного присутствием в питьевой воде хлорорганических веществ (хлороформ, класс опасности 2В), определен в диапазоне что по классификации уровней риска Ш ЕРА относится к рангу «низкий - допустимый риск».

4. Уровень суммарного индивидуального канцерогенного риска от воздействия химических загрязнителей при всех путях поступления (питьевая вода, атмосферный воздух, продукты питания) является высоким и достигает 2,85 Приоритетной средой является атмосферный воздух при долевом вкладе 88%; долевое влияние водного фактора выражено в меньшей степени и не превышает 5%.

5. Инфекционная вспышечная заболеваемость ВГА населения пригородных территорий (в 1,5 раза превышающая среднегородскую) обусловлена качеством питьевой воды и воды Воронежского водохранилища, используемого в

рекреационных целях. Антиген вируса гепатита А обнаруживался в питьевой воде (2,7% проб в 1998 г. и 0,3% проб в 2003 г.) и воде водохранилища (1,6% проб в 1998 г. и 3,9% проб в 2003 г.).

6. Научно обоснована модель системы управления качеством вод, включающая правовые, организационные, санитарно-технические, технологические и санитарно-гигиенические мероприятия. Важным связующим звеном при этом выступает обеспечение мониторинга санитарного состояния почв водосборных территорий, качества воды водохранилища и питьевых вод на основе комплексности, непрерывности и единого информационного пространства. В качестве механизма регулирования эффективности принимаемых решений рекомендовано использование методологии оценки риска здоровью населения.

7. Эффективность внедрения региональной модели гигиенического мониторинга и всей системы мероприятий по оптимизации водопользования определяется необходимостью снижения дефицита питьевой воды (15% от потребности); уменьшением численности населения, подверженного воздействию неудовлетворительного качества питьевой воды на 12-15%; увеличением частоты (1 раз в 10 дней) и корректировкой перечня показателей II этапа СГМ при контроле качества вод с учетом региональных особенностей (железо, марганец, бор, нитраты).

Список научных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Мамчик Н.П., Платунин А.В., Шукелайть А.Б. Социально-гигиенический мониторинг - основа обеспечения гигиенической безопасности населения // Региональные проблемы гигиены окружающей среды и здоровья населения / Научные труды ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана, вып. 7. - Ростов-на Дону, 2002.-С. 100-101.

2. Мамчик Н.П., Шукелайть А.Б. Мониторинг качества воды Воронежского водохранилища // Материалы всероссийской научно-практической конференции, посвященной 80-летию создания госсанэпидслужбы России. - М., 2002.- С. 338340.

3. Степкин Ю.И., Колнет И.В., Шукелайть А.Б. Организация и автоматизированное обеспечение мониторинга качества воды Воронежского водохранилища // Материалы первой международной научно-практической конференции «Экологические и правовые аспекты эксплуатации водохранилищ».- Воронеж.- 2003. - С. 135-138.

4. Мамчик Н.П., Шукелайть А.Б. Проблемы обеспечения гигиенической безопасности внутригородского искусственного водохранилища // Проблемы гигиенической безопасности и здоровье населения в регионах России / Научные труды ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана, вып. 9. - М. 2003.- С. 124-128.

5. Механтьев И.И., Шукелайть А.Б. Санитарно-гигиенические аспекты водопользования и оценка риска для здоровья населения // Региональные гигиенические проблемы и стратегия охраны здоровья населения / Научные труды ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана вып. 10.- М. 2004.- С. 293-296.

6. Механтьев И.И., Шукелайть А.Б. Обоснование приоритетов и контроля качества питьевой воды на основе оценки риска для здоровья // Благополучная среда обитания - залог здоровья населения / Научные труды ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана, вып. 12. - Воронеж.-2004.- С.248-251.

7. Мамчик Н.П., Клепиков О.В., Шукелайть А.Б. Итоги выполнения местного плана по гигиене окружающей среды // Факторы риска и здоровье населения в регионах России / Научные труды ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана, вып. 13.- Липецк. -2004.- С. 156-161.

1*178 97

РНБ Русский фонд

2005-4 13650

ГИГИЕНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ОРГАНИЗАЦИИ МОНИТОРИНГА КАЧЕСТВА ВОД ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВНУТРИГОРОДСКИХ ВОДОХРАНИЛИЩ

А.Б. Шукелайть Автореферат

Подписано в печать 24.09.2004. Формат 60x84/16 Бумага тип.№2 Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз.

Центр Госсанэпиднадзора в г. Воронеже 394062, г. Воронеж, ул. Космонавтов, 21 Лицензия на полиграфическую деятельность на территории Российской Федерации Серия ПЛД №37-59 от 28.05.99.

Актуальность проблемы

Анализ санитарно-эпидемиологической обстановки в Российской Федерации свидетельствует о серьезных проблемах в области безопасности питьевого водопользования. Это связано, прежде всего, с возросшим антропогенным загрязнением поверхностных водоемов, дефицитом водных ресурсов питьевого качества, недостаточной эффективностью и надежностью работы водопроводных сооружений, включая водопроводную сеть (Ю.В. Новиков и соавт., 2002; Г.Г. Онищенко, 2003; Ю.А. Рахманин, 2003).

Эти вопросы актуальны сегодня и для населения Центральной России. В ряде региональных гигиенических исследований (Н.П. Мамчик, 1997; И.И. Механтьев, 1999) установлено, что неблагоприятная санитарная ситуация на Воронежском водохранилище неизбежно ухудшает качество инфильтрационных подземных вод и, следовательно, питьевой воды г. Воронежа. Причинно-следственные закономерности этого явления обусловлены прямой гидравлической связью водохранилища с подземными водоносными горизонтами.

Следует отметить, что действующие в настоящее время нормативно-методические документы, регламентирующие санитарный контроль в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения, не всегда позволяют получить объективную оценку санитарной ситуации.

В связи с этим, проблема комплексной гигиенической оценки условий хозяйственно-питьевого водопользования, научное обоснование механизмов практической реализации профилактических мероприятий на основе внедрения и совершенствования системы социально-гигиенического мониторинга являются чрезвычайно актуальными.

Исследования проводились в рамках реализации отраслевой программы МЗ РФ «Системная разработка мероприятий по гигиенической безопасности

России на период 2001-2005 гг.» и комплексной целевой программы «Обеспечение эколого-гигиенической безопасности Воронежского водохранилища и реки Воронеж (2003-2014 гг.)».

Цель исследования. Оптимизация региональной системы гигиенического мониторинга качества вод как механизма обоснования и реализации мероприятий по профилактике заболеваемости.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Выполнить анализ гигиенической эффективности мероприятий водоохраны на внутригородском Воронежском водохранилище; дать комплексную оценку существующей системы обеспечения гигиенической безопасности питьевого водоснабжения на основе показателей II этапа социально-гигиенического мониторинга.

2. Выявить приоритетные факторы риска для здоровья населения, обусловленные неудовлетворительным качеством питьевой воды в г. Воронеже.

3. Установить причинно-следственные связи в системе «качество воды водохранилища - качество питьевой воды - здоровье населения».

4. Оптимизировать комплекс мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения города, с использованием региональной модели социально — гигиенического мониторинга.

5. Дать гигиеническое обоснование возможности использования альтернативных источников питьевого водоснабжения в условиях эксплуатации внутригородских водохранилищ.

Научная новизна исследования

Результаты комплексных гигиенических исследований, учитывающих уровень водообеспечения населения, санитарное состояние источников водоснабжения, влияние внутригородского водохранилища на качество воды подземных инфильтрационных водозаборов, эффективность водоподготовки и санитарную надежность транспортировки воды, а также эффективность лабораторного контроля позволили выявить приоритеты, определяющие неудовлетворительное качество питьевой воды г. Воронежа.

Выявлены причинно-следственные связи между показателями качества питьевой воды (уровень цветности, содержание хлорорганических соединений, нитратов, марганца, железа и др.) и степенью риска заболеваемости населения.

Определены основные принципы формирования системы взаимосвязанного мониторинга санитарного состояния водосборных территорий, качества воды Воронежского водохранилища и подземных источников питьевого водоснабжения, основанные на координации систем водохозяйственной деятельности, водоохраны, закономерностях формирования качества воды.

Научно обоснован и оптимизирован комплекс мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности систем питьевого водоснабжения промышленного города.

Практическая значимость работы. На основе системного анализа и прогноза изменения санитарно-гигиенической ситуации выполненное исследование позволило повысить эффективность комплекса мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности систем питьевого водоснабжения города, с учетом региональных особенностей антропогенного влияния и вклада неблагоприятных факторов в формирование качества питьевой воды.

Результаты исследования позволили получить качественно новый состав приоритетных показателей в системе социально-гигиенического мониторинга для принятия управленческих решений законодательного, санитарно-технического, гигиенического, технологического и медико-профилактического характера.

Материалы использованы при подготовке ряда методических, нормативных и законодательных документов, в том числе:

- пособия для врачей «Интегральная оценка степени санитарно-эпидемиологического благополучия питьевого водопользования» (М., 2003);

- регионального закона «О питьевой воде» (1998);

- комплексной целевой программы «Обеспечение эколого-гигиенической безопасности Воронежского водохранилища и реки Воронеж на период 2003-2014 гг.» (Воронеж, 2003);

- городской программы «Экологическая безопасность Воронежского водохранилища» (утв. постановлением Муниципального совета г. Воронежа от 23.12.97 №204-11).

Результаты исследований внедрены в практику работы МУП «Водоканал Воронежа», ОГУП «Воронежское водохранилище», Центра Госсанэпиднадзора в г. Воронеже.

Положения, выносимые на защиту

1. Региональные особенности питьевого водопользования населения, связанные с его условиями: наличие внутригородского водохранилища, его влияние на качество воды подземных инфильтрационных водозаборов, существующий дефицит питьевой воды, неудовлетворительное качество питьевой воды по санитарно-химическим показателям (железо, марганец, нитраты, бор).

2. Принципы определения приоритетности управленческих решений на основе результатов социально-гигиенического мониторинга качества вод при обеспечении гигиенической безопасности питьевого водоснабжения и снижении риска заболеваемости, этиологически обусловленной воздействием водного фактора.

3. Комплекс мероприятий по оптимизации условий питьевого водопользования населения, включающий разработку и реализацию пакета законодательных документов, региональных проектов и долговременных целевых программ в области питьевого водоснабжения и охраны здоровья населения.

Апробация диссертации проведена на межотдельческой научной конференции Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана 23 сентября 2004 года.

Результаты исследований доложены и обсуждены на научно-практических конференциях «Региональные гигиенические проблемы и стратегия охраны здоровья населения» (Старый Оскол, 2004), «Благополучная среда обитания — залог здоровья населения» (Воронеж, 2004), коллегии ФГУ ЦГСЭН в Воронежской области «О соблюдении санитарного законодательства на объектах хозяйственно-питьевого водоснабжения области» (Воронеж, 2003).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ.

ВЫВОДЫ

1. Высокая антропогенная нагрузка на внутригородское Воронежское водохранилище (Wopr.^.O; W3mu>100), неблагоприятные условия формирования качества воды по показателям мелководья (более 80% площади), водообмена (2,5 в маловодные годы), «цветения» и низкая самоочищающая способность определяют неблагоприятную санитарно-эпидемиологическую обстановку и требуют дополнительного обоснования приоритетов в показателях гигиенического мониторинга качества вод.

2. Источником питьевого водоснабжения г. Воронежа и прилегающих городских территорий являются подземные воды инфильтрационных водозаборов, гидравлически связанные с Воронежским водохранилищем. Приоритетными факторами риска для здоровья населения являются повышенные концентрации в питьевой воде железа (превышение ПДК по 95% процентилю концентрации в 3,1 раза), марганца (в 2,3 раза) и хлорорганических соединений (в пределах 1 ПДК по хлороформу), на отдельных территориях - бора (до 8,4 раз), нитратов (в 1,1 раза), а в ряде случаев - показатели эпидемической опасности.

3. Коэффициент опасности (HQ) неканцерогенного риска для населения отдельных территорий выше 1 получен по значениям содержания в питьевой воде нитратов (для детей до 6 лет HQ=2,0; Р>95%) и бора (для детей HQ в пределах 2,28-3,0; для взрослых HQ 1,0-1,3; Р>95%). Показатели индивидуального канцерогенного риска, обусловленного присутствием в питьевой воде хлорорганических веществ (хлороформ, класс опасности 2В), определены в диапазоне 10'6 - 10"4, что по классификации уровней риска US ЕРА относится к рангу «низкий - допустимый риск».

4. Уровень суммарного индивидуального канцерогенного риска от воздействия химических загрязнителей при всех путях поступления (питьевая вода, атмосферный воздух, продукты питания) является высоким и достигает 2,85 • 10 " . Приоритетной средой является атмосферный воздух при долевом вкладе 88%; долевое влияние водного фактора выражено в меньшей степени и не превышает 5%.

5. Инфекционная вспышечная заболеваемость ВГА населения пригородных территорий (в 1,5 раза превышающая среднегородскую) обусловлена качеством питьевой воды и воды Воронежского водохранилища, используемого в рекреационных целях. Антиген вируса гепатита А обнаруживался в питьевой воде (2,7% проб в 1998 г. и 0,3% проб в 2003 г.) и воде водохранилища (1,6% проб в 1998 г. и 3,9% проб в 2003 г.).

6. Научно обоснована модель системы управления качеством вод, включающая правовые, организационные, санитарно-технические, технологические и санитарно-гигиенические мероприятия. Важным связующим звеном при этом выступает обеспечение мониторинга санитарного состояния почв водосборных территорий, качества воды водохранилища и питьевых вод на основе комплексности, непрерывности и единого информационного пространства. В качестве механизма регулирования эффективности принимаемых решений рекомендовано использование методологии оценки риска здоровью населения.

7. Эффективность внедрения региональной модели гигиенического мониторинга и всей системы мероприятий по оптимизации водопользования определяется необходимостью снижения дефицита питьевой воды (15% от потребности); уменьшением численности населения, подверженного воздействию неудовлетворительного качества питьевой воды на 12-15%; увеличением частоты (1 раз в 10 дней) и корректировкой перечня показателей II этапа СГМ при контроле качества вод с учетом региональных особенностей (железо, марганец, бор, нитраты).