Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Гигиеническое обоснование использования подземных и дренажных вод для целей питьевого водоснабжения (на примере г. Старый Оскол)

РГ5 ОД

11 Ш 2002

На правах рукописи

Махотина Ирина Григорьевна

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДЗЕМНЫХ И ДРЕНАЖНЫХ ВОД ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ (на примере г. Старый Оскол)

14.00.07 - Гигиена

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата медицинских наук

Москва-2002

Работа выполнена в Федеральном научном Центре гигие) им. Ф.Ф. Эрисмана Минздрава России н линейном Цеш Госсанэпиднадзора на ст. Старый Оскол Юго-Восточной железной дороп

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор Тулакин A.B. доктор медицинских наук Степкин Ю.И.

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Мамчик Н.П. кандидат медицинских наук Бобылева О.В.

Ведущая организация:

Московская медицинская академия им. И.М. Сеченова

Защита состоится « марта 2002 года в 12 час. на заседании Диссертационного Совета Д.208.107.01. при Федеральном научном Центре гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана Минздрава России 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 Минздрава России

Автореферат разослан «28» февраля 2002 г.

Учёный секретарь Диссертационного Совета,

доктор медицинских наук, профессор Шушкова Т.(

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы.

Стратегия обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия в условиях социально-экономического развития России на период до 2010 года определяет, в качестве одного из приоритетов, необходимость в повсеместном удовлетворении потребностей населения в доброкачественной питьевой воде (Онищенко Г.Г., 2001).

Обеспечение населения страны доброкачественной питьевой водой при этом является не только социальной, но и медицинской задачей, гигиеническая значимость которой вытекает из необходимости на стадии текущего и предупредительного санитарного надзора исключить риск здоровью населения за счет водного фактора (Потапов А.И., 2000; Новиков Ю.В., 1998).

Важное значение при рассмотрении данного вопроса имеют обеспеченность водным ресурсом, санитарная надежность водоисточника, эффективность работы водопроводных очистных сооружений, санитарно-техническое состояние водоразводящих сетей, адекватность методов лабораторного контроля качества вод (Беляев E.H., 1997; Рахманин Ю.А., 2 ООО).

Регионы Курской магнитной аномалии (г. Старый Оскол в этом плане не является исключением) в последние годы испытывают определенный дефицит воды, пригодной для питьевых целей. Это связано с истощением разведанных запасов подземных вод, загрязнением подземных водоносных горизонтов в результате интенсивного водоотбора и разработки железорудных месторождений открытым способом (Пивень В.И., 1999; Понкратов A.B., 1999; Сучалкин Б.Н., 2000).

В Старооскольском районе, среди многочисленных отрицательных воздействий на окружающую среду, неблагоприятное влияние на водные ресурсы является ведущим, что подтверждается также рядом многолетних исследований ЛТИ, ВИОГЕМ, института «Центроруда». Острая нехватка воды для коммунального и промышленного водоснабжения ощущается уже

в настоящее время и проблема рационального использования имеющихся водных ресурсов приобретает все более важное значение.

В последние годы администрацией г. Старый Оскол рассматривается вопрос сочетанного использования подземных и дренажных вод Стойленского и Лебединского ГОКов в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения. Однако, альтернатива выбора резервного водоисточника требует научно обоснованного подхода к критериям оценки возможных вариантов, учитывающих влияние всех элементов системы водоснабжения. При этом комплексная оценка качества подземных и дренажных вод может быть положена в основу блока профилактических мероприятии, что позволит разграничить приоритетность их выполнения и обеспечить в целом гигиеническую безопасность водопользования.

В связи с этим, гигиеническое обоснование требований по использованию подземных и дренажных вод для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Старый Оскол представляется весьма актуальной задачей.

Работа выполнена в Федеральном научном Центре гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана и линейном Центре Госсанэпиднадзора на ст. Старый Оскол ЮВЖД, в соответствии с Постановлением Правительства РФ «О развитии горно-металлургического комплекса в Белгородской области» от 29.07.95 г. № 462, в рамках комплексной отраслевой программы «Системная разработка мероприятий по гигиенической безопасности России».

Цель работы:

Научное обоснование решений по оптимальному выбору источников питьевого водоснабжения и разработка профилактических мероприятий, направленных на сохранение здоровья населения г. Старый Оскол.

Задачи исследования: 1. Изучить реальные условия формирования подземных и дренажных вод при добыче железных руд открытым способом.

2. Дать комплексную гигиеническую характеристику питьевого водоснабжения г. Старый Оскол на базе подземных водоисточников.

3. Определить гигиенические требования к использованию дренажных вод в системе централизованного питьевого водоснабжения.

4. Оценить вероятную роль водного фактора в формировании инфекционной и неинфекционоой заболеваемости.

5. Научно обосновать профилактические мероприятия по оптимизации системы питьевого водоснабжения г. Старый Оскол.

Научная новизна работы.

На основании выполненных комплексных гигиенических

исследований:

■ установлена выраженность влияния различных водоисточников на санитарно-эпидемиологическую ситуацию Старооскольского промышленного района;

* научно обоснованы гигиенические требования к использованию подземных и дренажных вод в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Старый Оскол;

■ смоделирован сценарий развития санитарно-эпидемиологической ситуации при изменении условий хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Старый Оскол;

■ определена значимость качественного состава подземных и дренажных вод в формировании инфекционной и неинфекционной заболеваемости, этиологически обусловленной влиянием водного фактора;

■ обоснован комплекс профилактических и оздоровительных мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности питьевого водоснабжения, усовершенствована технология ведения мониторинга качества вод.

Практическая значимость работы.

Полученные результаты позволили обеспечить практическое

совершенствование системы Государственного санитарно-

эпидемиологического надзора в области водоснабжения железодобывающих территорий Белгородской области, повысить медико-социальную эффективность реализованных и разрабатываемых оздоровительных мероприятий, усилить аргументированность принимаемых целевых программ и управленческих решений в сфере обеспечения безопасных условий питьевого водоснабжения населения г. Старый Оскол.

Результаты комплексных гигиенических исследований использованы при подготовке;

■ Государственного доклада «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения Российской Федерации» (1998 - 2000 г.г.);

■ доклада «О состоянии окружающей природной среды Белгородской области» (1996 - 2001 г.г.);

■ Гигиенических рекомендаций «Прогнозирование условий водопользования и заболеваемости населения железодобывающих территорий (Старый Оскол, 2000);

* нормативно-правовых и организационно-распорядительных документов областного и регионального уровней:

- подзаконных актов Белгородской области «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (1998); «О здравоохранении» (1998); «О питьевой воде» (1999);

- КЦП «Оздоровление экологической обстановки в Белгородской области» (1999); «Оздоровление экологической обстановки на территории г. Старый Оскол и Старооскольского района на 2001 -2005 гг. (утв. постановлением главы Администрации г. Старый Оскол от 10.02.96 № 147);

- Постановления главы Администрации «О мерах по стабилизации водоснабжения на территории Старооскольского района» (от 15.07.96 № 146);

- Постановления главного Государственного санитарного врача «Об организации ведения социально-гигиенического мониторинга на территории г. Старый Оскол и Старооскольского района (от 06.08.98 № 1423).

Материалы исследований внедрены в практику работы ЦГСЭН по г. Старый Оскол, МУП ОЖКХ г. Старый Оскол, Стойленского горнообогатительного комбината.

Положения, выносимые на защиту:

1.'-' Гигиенические факторы, определяющие степень санитарного " неблагополучия питьевого водоснабжения населения г. Старый Оскол

в условиях разработки железорудных месторождений открытым способом. , ■..

2. I Приоритетные' показатели оценки реальной опасности--влияния >< качества вод на здоровье населения.

3. Комплекс профилактических - -мероприятий, ; определяющих гигиеническую безопасность питьевого водоснабжения при открытом способе добычи железной руды, основанный на сочетанием использовании подземных и дренажных вод, обеспечении нормативно-правовой деятельности учреждений Госсанэпиднадзора, реализации региональных водоохранных программ.

Результаты исследований доложены и обсуждены: на научно-технической конференции, посвященной 20-ти летню Старооскольского филиала МИСиС «Вопросы проектирования в эксплуатации технических систем в металлургии, машиностроении, строительстве» (Старый Оскол, 1999);

на региональной научно-практической конференции «Гигиенические проблемы охраны здоровья населения» (Белгород, 2000); - на итоговой научно-практической конференции, посвященной 110-ти летию со дня основания ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана «Гигиена: прошлое, настоящее, будущее» (Москва, 2001);

на совместном совещании генерального директора Стойленского ГОКа, МУП ОЖКХ г. Старый Оскол и Центра Госсанэпиднадзора по г. Старый Оскол и Старооскольскому району (2001).

»

Апробация диссертации проведена на межотдельческой конференции Федерального научного Центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана 20 февраля 2002 года.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 3 печатных работы.

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена иа 178 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной направлениям и методам исследований, 3-х глав результатов собственных исследований, обсуждения полученных данных и выводов. Список использованной литературы включает 177 работ отечественных и зарубежных авторов. Работа иллюстрирована 30 таблицами, 11 рисунками, включает 12 приложений.

НАПРАВЛЕНИЯ, ОБЪЕКТЫ, ОБЪЕМ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

Исследования выполнялись по 4 направлениям {табл. 1), с использованием современных санигарно-топографических, гигиенических, санитарно-химических, микробиологических, эпидемиологических, расчетных и статистических методов, позволивших реализовать запланированный объем работ.

В число основных объектов были включены подземные воды г. Старый Оскол (по 7 водозаборам); дренажные воды Стойленского горнообогатительного комбината; питьевая вода централизованного водопровода г. Старый Оскол; медицинская статистическая отчетность. Всего было выполнено более 12000 наблюдений.

Оценивались условия формирования подземных и дренажных вод, качество воды подземных водозаборов и нарушенных водоносных горизонтов, эффективность водоподготовки, санитарная надежность систем транспортировки питьевой воды и лабораторного контроля качества вод.

Гигиеническая оценка качества' воды подземных водоисточников и питьевой воды проводилась по результатам собственных исследований и фондовым материалам ЦГСЭН, МУП ОЖКХ г. Старый Оскол за 1996 -2001 г. Качество дренажных вод оценивалось по материалам собственных наблюдений и данным ведомственной лаборатории Стойленского горнообогатительного комбината за 1995 - 2001 гг.

Таблица 1.

Направления, объекты и методы исследования.

№ п/п Направления исследований Объекты и методы исследовании Периоды и объем наблюдении

Подземные воды 7 водозаборов 1996-2001 гг.

- санитарно-химические 1800 проб

1 Изучение качества воды водоисточников и условий их формирования - микробиологические Воды нарушенных водоносных горизонтов - саннтарно-химические - микробиологические 2100 проб 1997-2001 гг. 400 проб 560 проб

Гигиеническая оценка Дренажные воды 1995-2001 гг.

2 карьерных и дренажных вод ГОКов - санитарно-химические 600 проб

- микробиологические 590 проб

Питьевая вода 1996-2001 гг.

3 Интегральная оценка качества - санитарно-химические 1300 проб

воды - микробиологические - комплексные показатели 1100 проб *

Изучение здоровья населения 1995-2000 гг.

4 - анализ демографических показателей - оценка общей и инфекционной заболеваемости Отчетно-статистические формы ЛПУ и органов госстатистики (ф№№ 12; 85; 326 у; 252 у; 253) 3500 форм

Показатели качества вод были сгруппированы по компонентам, характеризующим благоприятность по органолептическим свойствам (запах, цветность, мутность, железо, марганец); безвредность химического

состава (свинец, мышьяк, кадмий, фтор, молибден и др.), эпидемическую безопасность (ОМЧ, ОКБ, ТКБ) и физиологическую полноценность (жесткость, сухой остаток, фтор). Дополнительно оценивалось качество вод по радиологическим показателям.

Расчет комплексных показателей безвредности и безопасности вод проводился с использованием МР «Комплексная оценка хозяйственно-питьевого водопользования в городах с выраженным санитарно-эпидемиологическим неблагополучием» (МНИИГ им. Ф.Ф. Эрисмана, 1996; утв. ГК СЭН 17.03.96 г. № 01 - 19/33 - 17); анализ степени благополучия состава вод проведен на основе интегральных показателей (Лутай Г.Ф., 1993).

В основу методики комплексной оценки положена модель, состоящая из отдельных блоков, представляющих собой последовательно выполняемые этапы работ по гигиенической оценке вод: оценивались блоки «водообеспечение», «источник», «водоподготовка», «питьевая вода», «транспортировка», «лабораторный контроль».

Комплексные показатели по блокам или системе в целом вычислялись с учетом коэффициента вклада (К]) каждого из них. Сумма коэффициентов вклада (К{) критериальных признаков по каждому блоку не превышала 1.

При интегральной оценке качества вод по каждой компоненте рассчитывались значения весомости с учетом лимитирующего признака вредности (благоприятность - 20%, безвредность - 30%, эпидемическая безопасность - 20% и физиологическая полноценность - 30%) и балл благополучия исходя из соотношения фактической величины к гигиеническому нормативу.

В качестве основных информационных источников для оценки общественного здоровья использованы данные ЛПУ и официальной государственной статистической отчетности, утвержденной Приказом Минздрава № 1030 от 04.10.80 г. (ф. №№ 12; 85; 252 у; 326 у).

Статистический анализ полученных данных выполнен с использованием традиционных методов медицинской статистики при нормальных распределениях показателей выборок (определение статистической достоверности средних значений и коэффициентов

значимости различий по критерию Стыодента), использованы непараметрические модели (корреляционно-регрессионный,

дисперсионный анализ).

Работа по формированию баз данных в системе социально-гигиенического мониторинга с последующей оценкой результатов проведена лично автором в полном объеме с использованием компьютерной обработки в пакете прикладных программ «Office - 97».

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Город Старый Оскол с населением 213,0 тысяч человек является крупным промышленным центром Российской Федерации, с преобладанием предприятий горнодобывающего и металлургического комплексов.

Разработка железорудных месторождений в Старооскольском горнодобывающем районе связана преимущественно с открытом способом добычи железной руды. Вскрышные работы, строительство больших по производительности карьеров, крупных гидроотвалов, горнообогатительных комбинатов и других сопутствующих им предприятий существенно изменили в районе эколого-гигиеническую обстановку.

Эксплуатация глубоких железорудных карьеров привела в настоящее время к нарушению гидрогеологического режима, следствием чего явились мощные водоотливы из подземных водоносных горизонтов, используемых для целей питьевого водоснабжения г. Старый Оскол. При среднесуточном отборе подземных вод на хозяйственно-питьевые нужды в пределах 80-90 тыс. м5/сут, водоотлив только Стойленского и Лебединского карьеров достигает 220-270 тыс. м3/сут. (Рис. 1)

В сложившейся ситуации ухудшение санитарных условий водопользования населения может быть реализовано следующими механизмами.

Во-первых, отлив значительных объемов воды из подземных водоносных горизонтов приводит к понижению статического и динамического уровня подземных вод и расширению зон депрессии водозаборов, что, с одной стороны, формирует дефицит подземных водных ресурсов, с другой стороны, снижает их санитарную надежность.

Во-вторых, сброс больших объемов дренажных вод в искусственные гидротехнические сооружения обуславливает формирование зон с повышенным уровнем подземных вод, что вызывает усиление

V (тыс. м'/сут)

200

150

Вода, используемая для питьевого водоснабжения

100

Вода, не используемая для питьевого водоснабжения

0

90-100 тыс. м'/сут 220 - 270 тыс. м'/сут (подземные воды) (дренажные воды)

Рис. 1. Характеристика источников водоснабжения г. Старый Оскол и

Старооскольского района

гидравлических связей с поверхностными водоемами и также может привести к ухудшению качества подземных вод.

Наконец, миграция значительных объемов водных ресурсов может вызвать изменение физико-химических процессов в породах, прилегающих к водоносным горизонтам, что неизбежно приведет к нарушению качественного состава подземных и дренажных вод.

Указанные механизмы формирования водных ресурсов в настоящее время можно рассматривать как постоянно действующие, что создает в регионе чрезвычайно неустойчивую санитарную ситуацию и диктует необходимость проведения гигиенической оценки качества подземных и дренажных вод в их взаимосвязи.

Основным источником хозяйственно-питьевого водоснабжения города Старый Оскол являются подземные воды сеноман-альбского водоносного горизонта, который характеризуется непостоянством фильтрационных свойств и водопроницаемости.

Дренажные воды внешнего контура Стойленского и Лебединского карьеров дренируются сквозными фильтрами и восстающими скважинами подземного дренажного контура, а также водопоглощающими скважинами и сохраняют, в основном, свои природные качества.

В настоящее время воду в систему коммунального городского централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения (рнс.2) подают семь основных крупных водозаборных станций (ВЗУ) общей мощностью 82 тыс.м3/сутки. Кроме того, действует водопровод Стойленского ГОКа, который базируется на использовании дренажных вод, мощностью 14,4 тыс.м3/сут, что соизмеримо суммарно с мощностью Бор-Малявинского (10,8 тыс.м3/сут) и Городского (1,5 тыс.м3/сутки) ВЗУ

В формирование общего неблагополучия хозяйственно-питьевого водопользования весомый вклад вносит неудовлетворительное исходное качество воды на отдельных водозаборах (табл. 2): по показателю мутности и содержанию железа (Городской ВЗУ и ВЗУ Промкомзоны); уровню жесткости (Воротниковский, Гуменский, Ильинский ВЗУ); по микробному загрязнению (Бор-Малявинский ВЗУ, водопровод Стойленского ГОКа).

Сравнительный анализ данных качества подземных и дренажных вод (табл. 3) не выявил существенных различий между качеством воды питьевых водозаборов г. Старый Оскол и дренажных вод внешнего контура Стойленского ГОКа. Отличительными особенностями качества дренажных вод являются лишь незначительное увеличение содержания органических веществ (на 2,0 - 3,0 мг02/л по перманганатной окисляемости), нитратов до 18 - 20 мг/л, микробного загрязнения.

При проведении комплексной оценки установлено (рис. 3), что в формирование показателя санитарного неблагополучия хозяйственно-питьевого водопользования г. Старый Оскол приоритетный вклад вносит недостаточная надежность санитарной охраны и неблагополучие водоисточников, недостаточная надежность систем транспортировки питьевой воды. Наиболее неблагоприятная ситуация сложилась на Городском и Бор-Малявинском водозаборах, комплексные коэффициенты неблагополучия которых, соответственно, 3,75 и 3,3.

По данным интегральной оценки качества питьевых вод г. Старый Оскол (табл. 4), показатели минерализации, жесткости и дефицит фтора (компонента «физиологическая неполноценность») имеют приоритетное значение для формирования здоровья населения (от 59 до 82%).

Второе ранговое место определяется компонентой «благоприятность» по органолептическим свойствам воды. Процент вклада этого фактора колеблется от 3,3 до 35%. Меньшую значимость имели показатели безвредности (3,7 - 20,3%) и эпидемической безопасности (2 - 5%).

Таблица 2.

Показатели качества воды источников водоснабжения г. Старый Оскол (в долях ПДК)

Водозабор Органолептическне показатели Обобщенные показатели Показатели химического состава

Неорганические вещества с органолептическим лимитирующим признаком Неорганические вещества с санитарно-токсикологичсским лимитирующим признаком

X я и й ? с £" я? с. с .4 Й в £ О) <й а .а Ь и 0 1 £ общая жесткость сухоП остаток к ¡5 2 а Й г х и я ¡? = у м * §■ С хлориды ^ сульфаты Б04++ железо суммарно о я 5 — те = г » Л V ^ О фтор нитрнты N02 нитраты N03

Бор-Малявмнскй ВЗ 0,052 0,246 0,421 0,700 0,331 0,290 0,030 0,088 0,096 0,051 0,161 0,003 0,190

Воротниковский ВЗ 0,000 0,385 0,152 0.882 0,400 0,354 0,049 0,131 0,063 0,164 0,172 0,002 0,355 .

Ильинский ВЗ 0,051 0,234 0,323 0,903 0,379 0,247 0,044 0,150 0,135 0,125 0,167 0,000 0,273

Незнамовский ВЗ 0,008 0,231 0,094 0,757 0,327 0,203 0,028 0,138 0,072 0,128 0,153 0,000 0,269

Городской ВЗ 0,300 0,809 1,513 0,662 0,344 0,196 0,160 0,098 1,702 0,054 0,292 0,002 0,006

Гуменский ВЗ 0,012 0,175 0,045 0,997 0,459 0,248 0,148 0,111 0,015 0,207 0,214 0,002 0,101

Промкомзона ВЗ 0,733 1,256 1,712 0,622 0,306 0,211 0,162 0,075 1,458 0,118 0,259 0,004 0,010

Дренажные воды внешнего контура 0,165 0,477 0,319 0,789 0,364 0,250 0,089 0,113 0,506 0,121 0,203 0,002 0,172

Процент неудовлетворительных проб по микробиологическим показателям

Бор-Малявинскй ВЗ 1,86% Городской ВЗ 0,25%

Воротниковский ВЗ 0% Гуменскнй ВЗ 0%

Ильинский ВЗ 0,53% Промкомзона ВЗ 0%

Незнамовский ВЗ 0,47% Дренажные воды внешнего контура 0,22%

Таблица 3.

Сравнительная характеристика состава подземных вод питьевых водозаборов и дренажных вод Стойленского ГОКа (тш-тах за 1995 - 2001 гг.)

Показатели качества воды Воды питьевых водозаборов Дренажные воды внешнего контура Дренажные воды внутреннего контура

Запах при 20 °С, баллы (<2) 0-1 0-1 1-3

Сухой остаток, иг/л (1000) 110-450 260-470 337-549

Железо, мг/л (0,3) 0,05-1,9 0,02-030 0,12-5,4

Общая жесткость, мг-экв/л (7,0) 3,8-6,9 5,4-6,6 5,4-9,6

Молибден, мг/л (0,25) 0-0,0025 0-0,02 0-0,02

Никель, мг/л (0,1) 0-0,008 <0,01 0-0,1

Свинец, мг/л (0,03) 0-0,01 н/о 0-0,02

Фтор, мг/л (13) 0,02-0,4 0,15-0,45 0,15-0,5

Аммоний солевой, мг/л (2,0) 0-1,5 0-1,5 0,1-1,5

Нитраты, мг/л (3,0) 0-0,21 0-0,2 0,01-0,55

Нитраты, мг/л (45,0) 1,4-8,0 0,7-19 1,0-28,3

Нефтепродукты, мг/л (0,1) н/о н/о 0-21,7

Окисляемость перм., мгОг/л (5,0) 0,8-2,2 0,04-4,12 0,8-5,6

Бактерии сем. Еп1егоЬас1епасеае 0-3 0-20 5000-20000

ТКБ (0 в 100 мл) 0 0 2500-8000

Ш степень санитарного неблагополучия качества питьевой воды

О степень надэюости санитарного лабораторного контроля

О степень над ежности транспоршровюл

О степень надэ(«эсти водоподгатоеки

□ степень санитарного неблагопопучя годземньк источников вод оснабжения

О степень санитарной надеойвсги охраны водоисточников

Рис. 3. Обобщенный комплексный показатель неблагополучия хозяйственно-питьевого водопользования г. Старый Оскол.

Отмеченные показатели интегральных оценок характерны в целом и для дренажных вод внешнего контура, преобладающим фактором которых также является «физиологическая неполноценность».

Таблица 4.

Гигиеническая значимость качества вод г. Старый Оскол по данным оценки интегральных показателей (за 1999-2000 гг. в процентах)

Районы водоснабжения

Компоненты Городской Я я + * т и :а я 8 В а я Р * 5 о. о и Воротииковскнй + Гумеискнн Дубрава « в о м ¡8 о а Е о с. С Дренажные воды внешнего контура

Благоприятность(по органолсцтическнм свойствам) 9,3 4.0 35 3.3 14.0 11

Безвредность (по химическому составу) 3.7 20.3 5,6 21.2 10.0 7

Физиологическая полноценность 82 75.7 59.4 75.5 76.0 80

Безопасность (эпидемическая) 5 0 0 0 0 2

Таким образом, дренажные воды внешнего контура системы осушения Стойленского ГОКа по своему качеству практически не отличаются от подземных вод и могут быть использованы для хозяйственно-питьевого водоснабжения без ограничений при условии их обеззараживания.

Что касается дренажных вод внутреннего контура, то они не могут быть использованы без многоступенчатой очистки, поскольку отмечено высокое содержание нефтепродуктов (более 20 мг/л), железа (до 5,5 мг/л), высокий уровень микробного загрязнения.

Опыт использования дренажных вод внешнего контура осушительной системы Стойленского карьера для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения может быть использован в других регионах, имеющих аналогичные горные разработки.

Выявленные на I этапе исследований особенности качества подземных и дренажных вод внешних контуров ГОКов не позволяют полностью исключить негативного их влияния на показатели здоровья населения, в

первую очередь за счет показателей физиологической неполноценности и эпидемической безопасности.

Изучение общей неинфекционной заболеваемости в г. Старый Оскол показало, что уровень ее по многолетним показателям с 1993 г. незначительно превышает среднероссийский - в 1,1 раза, заболеваемость взрослых находится на том же уровне.

Структура общей заболеваемости детей имеет принципиальные отличия от структуры общей заболеваемости взрослых. Обращает на себя внимание значительный удельный вес патологии органов дыхания у детей - 59% (для взрослых 19,9%). Достаточно высокую и примерно одинаковую долю у детей и взрослых составляют болезни нервной системы и органов чувств (около 20%). У взрослого населения отмечается значительный уровень травм (13%) и болезней системы кровообращения (10,5%).

Выявить достоверную выраженную корреляционную связь между уровнями неинфекционной заболеваемости и показателями качества питьевой воды не удалось. Однако слабые положительные взаимосвязи (табл. 5) прослеживаются по атопическому и контактному дерматитам (г = 0,25- 0,33) с концентрацией железа; по болезням мочеполовой системы (г=0,32) с высокой жесткостью. Полученный результат, вероятно, связан со следующими причинами: во-первых, водный фактор относится к числу факторов малой интенсивности; во-вторых, приоритетными для питьевой воды являются показатели, нормируемые по органолептическому признаку вредности, а также ее физиологическая нестабильность.

В то же время, выявлена прямая выраженная зависимость между дефицитом фтора питьевой воды н развитием кариеса зубов детского населения (г = 0,6 - 0,82).

В ходе решения задачи по установлению роли качества питьевой воды, как фактора острых кишечных инфекций (ОКИ), в г. Старый Оскол были определены обобщенные комплексные показатели условий питьевого водопользования и проведен ретроспективный анализ данных по заболеваемости ОКИ установленной и не установленной этиологии.

Показано, что заболеваемость детей острыми кишечными инфекциями установленной этиологии, проживающих в неблагоприятных по условиям водоснабжения Центральном и Юго-западном районах, имеет достоверную корреляционную связь с частотой выявления проб, не

отвечающих гигиеническим требованиям по микробиологическим показателям (г = 0,75).

Таблица 5.

Оценка корреляционных связей между показателями качества питьевой воды и заболеваемостью детского населения

Класс или нозологическая форма Вероятный фактор риска Коэффициент парной корреляции

Кариес зубов Фтор < 0,4 мг/л 0,6-0,82

Болезни мочеполовой системы в т.ч. Высокая жесткость (до 6,9 ммоль/л) 0,32

Камин почек и мочеточников 0,35

Болезни органов пищеварения в т.ч. Неблагополучие по санитарно-хнмическим показателям (железо, нитраты и др.) 0,22

язва желудка и двенадцатиперстной кишки 0,15

гастрит и дуоденит 0,23

желчнокаменная болезнь 0,21

Болезни кожи и подкожной клетчатки в т.ч. Железо 0,5-0,65 мг/л 0,19

атопнческий дерматит 0,25

контактный дерматит 0,33

В результате расшифровки заболеваемости ОКИ установленной этиологии показана ведущая роль микроорганизмов рода Е. coli, Enterobacter, Rotavirus. Уровень заболеваемости, соответственно, колебался в пределах 133,8 - 50,0 на 100 тыс. населения.

Таким образом, выполненные исследования по оценке инфекционной заболеваемости позволяют говорить о выраженном влиянии водного фактора на формирование ОКИ установленной этиологии.

Результаты выполненных исследований позволили обосновать гигиенические требования и профилактические мероприятия в системе социально-гигиенического мониторинга, обеспечивающие гигиеническую безопасность водоснабжения при сочетанием использовании подземных и дренажных вод (рис. 4).

ИЗУЧЕНИЕ КАЧЕСТВА ВОДЫ

ЛАБОРАТОРНО-АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Испытательный лабораторный центр ЦГСЭН

лаборатория химического анализа

лаборатория бактериологического анализа

лаборатория радиационной гигиены

Ведомственные лаборатории

МУП "Водоканал"

АО "Стойленский ГОК"

МЕТОДЫ

органолептические

1

ОБЪЕКТЫ

санитарно-химические

микробиологические

источники

водоснабжения

паразитологические

радиологические

разводящая сеть

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ, РАНЖИРОВАНИЕ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИОРИТЕТОВ

ПОИСК ПУТЕЙ ОПТИМИЗАЦИИ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ

Применение современных технологий водоподгатовки (кондиционирование, обезжелезивание)

Использование дренажных вод внешнего контура осушительных систем карьеров

Применение индивидуальных установок доочистки воды

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ

- анализ уровня и динамики неинфекционной заболеваемости;

- анализ уровня и динамики инфекционной заболеваемости

Оценка взаимосвязей

Выявление приоритетных причин нарушения здоровья

Оценка риска для здоровья

КОНТРОЛЬ РЕАЛИЗАЦИИ МЕРОПРИЯТИЙ И ОЦЕНКА ИХ ЭФФЕКТИВНОСТИ

снижение риска здоровью

снижение заболеваемости

МЕДИКО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЕ МЕРОПРИЯТИЯ

Рис. 4. Система социально-гигиенического мониторинга по обеспечению безвредности и безопасности водопользования г. Старый Оскол

Благоприятный санитарный прогноз условий водопользования наиболее вероятен при реализации комплекса правовых, организационных, технических, технологических и санитарно-профилактических мероприятий, включающих санацию территории в зонах саннтарпой охраны водоисточников и улучшение санитарио-технического состояния разводящих сетей.

Правовые мероприятия предусматривают реализацию законов Российской Федерации «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения»; «Основ законодательства об охране здоровья населения»; соблюдение «Гигиенических требований к охране подземных вод от загрязнения» СП 2.1.5.1059-01 от 01.10.01 г.

Первоочередные организационные мероприятия включают разработку комплексных целевых программ по охране подземных и дренажных вод, ведение мониторинга водных объектов, завершение организационно-технических мероприятий по обеспечению контроля качества подаваемой населению питьевой воды в соответствии с требованиями СанПиН 2.1.4-559-96«Питьевая вода».

Технические и технологические мероприятия представлены разработкой и усовершенствованием технологических процессов модернизации оборудования, направленных на снижение вероятности загрязнения водных объектов при добыче руды открытым способом; предусматривают расширение границ первого пояса ЗСО ВЗУ с учетом фактических данных, отражающих формирование зон депрессии; установление границ и проведение комплекса реабилитационных мероприятий во 2 поясе ЗСО на всех ВЗУ, в первую очередь на Бор-Малявинском, Ильинском, Незнамовском, Воротниковском водозаборах; повышение эффективности работы Городского ВЗУ и ВЗУ Промкомзоы в отношении освобождения воды от железа.

Санитаряо-лрофилактические мероприятия включают повышение эффективности предупредительного и текущего санитарного надзора в области экспертизы проектов водоснабжения при разработке железорудных месторождений с целью снижения их отрицательного воздействия на здоровье населения; совершенствование производственного лабораторного контроля за качеством подземных и дренажных вод (включая динамику наблюдения) в первую очередь по показателям: запах, мутность, нитраты, перманганатная окисляемость, железо, фтор,

микробиологические показатели; восполнение дефицита фтора питьевой воды за счет фторирования продуктов питания.

Использование в системе питьевого водоснабжения дренажных вод должно предусматривать дополнительно организацию ЗСО водопонижающих скважин системы внешнего контура ГОКа, а также соблюдение режимных санитарных мероприятий, увеличение, частоты санитарного контроля качества дренажных вод, их , обязательное обеззараживание перед подачей в сеть.

Практическая реализация рекомендаций по сочетаниому использованию подземных и дренажных вод внешнего контура Стойленского ГОКа позволила восполнить дефицит водных ресурсов и уменьшить суммарное санитарно-эпидемиологическое неблагополучие в регионе на 10 -15%.

ВЫВОДЫ:

1. Санитарно-гигиенические особенности формирования подземных водоисточников и дренажных вод в условиях открытых железорудных разработок, такие, как нарушение гидрогеологического режима, дефицит водных ресурсов, расширение депрессионных зон водозаборов, являются факторами, изначально снижающими санитарную надежность водопользования населения г. Старый Оскол.

2. Качество подземных вод Старооскольского района характеризуется повышенной мутностью (до 3,5 мг/л), значительным содержанием железа (до 6 ПДК), жесткостью (до 9,4 м.моль/л), низким содержанием фтора (0,05 - 0,4 мг/л). Дренажные воды внешних контуров ГОКов отличаются незначительным увеличением содержания органических веществ (до 3,0 мг02/л по показателю перманганатной окисляемости), нитратов (до 18 -20 мг/л), микробного загрязнения, что не исключает возможности их использования для восполнения дефицита подземных вод.

3. Комплексная оценка хозяйственно-питьевого водоснабжения выявила недостаточную обеспеченность водным ресурсом, низкую надежность санитарной охраны и неблагополучие водоисточников, недостаточную

надежность систем транспортировки питьевой воды (обобщенный комплексный показатель 0,7). Данные интегральной оценки свидетельствуют о высокой величине компонент физиологической неполноценности (от 59 до 82%), органолептической благоприятности и эпидемической безопасности питьевой воды.

4. Выявлена прямая выраженная зависимость между дефицитом фтора питьевой воды и развитием кариеса зубов детского населения (г = 0,6 -0,82), прямая слабовыраженная зависимость качественного состава питьевой воды с показателями заболеваемости населения болезнями мочеполовой системы (г = 0,32 - 0,35), кожи и подкожной клетчатки (г = 0,19 - 0,33), органов пищеварения (г = 0,15 - 0,23).

5. Заболеваемость ОКИ установленной этиологии в отдельных районах г. Старый Оскол имеет достоверную корреляционную связь с частотой выявления нестандартных проб питьевой воды (г = 0,75), что диктует необходимость проведения реабилитационных мероприятий в системе транспортировки питьевой воды.

6. Использование дренажных вод внешних контуров ГОКов обосновывает необходимость, в процессе текущего надзора, применения современных физико-химических методов контроля за всей номенклатурой потенциальных загрязнителей. Оперативный контроль должен включать обязательное определение органолептических показателей (запах, мутность), уровня железа, азота аммиака, нитратов, санитарно-микробиологические показатели.

7. Разработанный на основе санитарного прогноза комплекс профилактических мероприятий по оптимизации питьевого водоснабжения г. Старый Оскол включает организационные, санитарно-технические и технологические решения. В частности, использование дренажных вод внешнего контура Стойленского ГОКа позволило восполнить дефицит водных ресурсов и уменьшить суммарное гигиеническое неблагополучие в регионе на 10- 15%.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Новиков Ю.В., Тулакин A.B., Сайфутдинов М.М. Махотина И.Г. Проблема безопасности водопользования населения // Здравоохранение Российской Федерации. - 2001. - № 2. - С. 20 - 25.

2. Понкратов A.B., Махотина И.Г. Качество питьевой воды как фактор риска заболеваемости острыми кишечными инфекциями // Здравоохранение Российский Федерации. - 2001. - № 2. - С. 52 - 55.

3. Магула Т.В., Махотина И.Г., Чегодаева Л.В. Заболеваемость сальмонеллезом в г. Старый Оскол // Гигиена: прошлое, настоящее, будущее / Научные труды ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана - Выпуск 1. - М., 2001.-С. 609-613.

Стратегия обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия в условиях социально-экономического развития России на период до 2010 года определяет, в качестве одного из приоритетов, необходимость в повсеместном удовлетворении потребностей населения в доброкачественной питьевой воде (Онищенко Г.Г., 2001).

Обеспечение населения страны доброкачественной питьевой водой при этом является не только социальной, но и медицинской задачей, гигиеническая значимость которой вытекает из необходимости на стадии текущего и предупредительного санитарного надзора исключить риск здоровью населения за счет водного фактора (Потапов А.И., 2000; Новиков Ю.В., 1998).

Важное значение при рассмотрении данного вопроса имеют обеспеченность водным ресурсом, санитарная надежность водоисточника, эффективность работы водопроводных очистных сооружений, санитарно-техническое состояние водоразводящих сетей, адекватность методов лабораторного контроля качества вод (Беляев Е.Н., 1997; Рахманин Ю.А., 2000).

Регионы Курской магнитной аномалии (г. Старый Оскол в этом плане не является исключением) в последние годы испытывают определенный дефицит воды, пригодной для питьевых целей. Это связано с истощением разведанных запасов подземных вод, загрязнением подземных водоносных горизонтов в результате интенсивного водоотбора и разработки железорудных месторождений открытым способом (Пивень В.И., 1999; Понкратов А.В., 1999; Сучалкин Б.Н., 2000).

В Старооскольском районе, среди многочисленных отрицательных воздействий на окружающую среду, неблагоприятное влияние на водные ресурсы является ведущим, что подтверждается также рядом многолетних исследований ЛТИ, ВИОГЕМ, института «Центроруда». Острая нехватка воды для коммунального и промышленного водоснабжения ощущается уже в настоящее время и проблема рационального использования имеющихся водных ресурсов приобретает все более важное значение.

В последние годы администрацией г. Старый Оскол рассматривается вопрос сочетанного использования подземных и дренажных вод Стойленского и Лебединского ГОКов в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения. Однако, альтернатива выбора резервного водоисточника требует научно обоснованного подхода к критериям оценки возможных вариантов, учитывающих влияние всех элементов системы водоснабжения. При этом комплексная оценка качества подземных и дренажных вод может быть положена в основу блока профилактических мероприятий, что позволит разграничить приоритетность их выполнения и обеспечить в целом гигиеническую безопасность водопользования.

В связи с этим, гигиеническое обоснование требований по использованию подземных и дренажных вод для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Старый Оскол представляется весьма актуальной задачей.

Работа выполнена в Федеральном научном Центре гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана и линейном Центре Госсанэпиднадзора на ст. Старый Оскол ЮВЖД, в соответствии с Постановлением Правительства РФ «О развитии горно-металлургического комплекса в Белгородской области» от 29.07.95 г. № 462, в рамках комплексной отраслевой программы «Системная разработка мероприятий по гигиенической безопасности России».

Цель работы:

Научное обоснование решений по оптимальному выбору источников питьевого водоснабжения и разработка профилактических мероприятий, направленных на сохранение здоровья населения г. Старый Оскол.

Задачи исследования:

1. Изучить реальные условия формирования подземных и дренажных вод при добыче железных руд открытым способом.

2. Дать комплексную гигиеническую характеристику питьевого водоснабжения г. Старый Оскол на базе подземных водоисточников.

3. Определить гигиенические требования по использованию дренажных вод в системе централизованного питьевого водоснабжения.

4. Оценить вероятную роль водного фактора в формировании инфекционной и неинфекционной заболеваемости.

5. Научно обосновать профилактические мероприятия по оптимизации использования подземных и дренажных вод для питьевого водоснабжения Старооскольского промышленного района.

Научная новизна работы.

На основании выполненных комплексных гигиенических исследований: установлена выраженность влияния различных водоисточников на санитарно-эпидемиологическую ситуацию Старооскольского промышленного района; научно обоснованы гигиенические требования к использованию подземных и дренажных вод в системе хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Старый Оскол; смоделирован сценарий развития санитарно-эпидемиологической ситуации при изменении условий хозяйственно-питьевого водоснабжения г. Старый Оскол; определена значимость качественного состава подземных и дренажных вод в формировании инфекционной и неинфекционной заболеваемости, этиологически обусловленной влиянием водного фактора; обоснован комплекс профилактических и оздоровительных мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности питьевого водоснабжения, усовершенствована технология ведения мониторинга качества вод.

Практическая значимость работы.

Полученные результаты позволили обеспечить практическое совершенствование системы Государственного санитарно-эпидемиологического надзора в области водоснабжения железодобывающих территорий Белгородской области, повысить медико-социальную эффективность реализованных и разрабатываемых оздоровительных мероприятий, усилить аргументированность принимаемых целевых программ и управленческих решений в сфере обеспечения безопасных условий питьевого водоснабжения населения г. Старый Оскол.

Результаты комплексных гигиенических исследований использованы при подготовке:

Государственного доклада «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения Российской Федерации» (1998 - 2000 г.г.); доклада «О состоянии окружающей природной среды Белгородской области» (1996 - 2001 г.г.);

Гигиенических рекомендаций «Прогнозирование условий водопользования и заболеваемости населения железодобывающих территорий (Старый Оскол, 2000); нормативно-правовых и организационно-распорядительных документов областного и регионального уровней:

- подзаконных актов Белгородской области «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (1998); «О здравоохранении» (1998); «О питьевой воде» (1999);

- КЦП «Оздоровление экологической обстановки в Белгородской области» (1999); «Оздоровление экологической обстановки на территории г. Старый Оскол и Старооскольского района на 2001 -2005 гг. (утв. постановлением главы Администрации г. Старый Оскол от 10.02.96 №147);

- Постановления главы Администрации «О мерах по стабилизации водоснабжения на территории Старооскольского района» (от 15.07.96 № 146);

- Постановления главного Государственного санитарного врача «Об организации ведения социально-гигиенического мониторинга на территории г. Старый Оскол и Старооскольского района (от 06.08.98 № 1423).

Материалы исследований внедрены в практику работы ЦГСЭН по г. Старый Оскол, МУП ОЖКХ г. Старый Оскол, Стойленского горнообогатительного комбината.

Результаты исследований доложены и обсуждены: на научно-технической конференции, посвященной 20-ти летию Старооскольского филиала МИСиС «Вопросы проектирования и эксплуатации технических систем в металлургии, машиностроении, строительстве» (Старый Оскол, 1999); - на региональной научно-практической конференции «Гигиенические проблемы охраны здоровья населения» (Белгород, 2000); на итоговой научно-практической конференции, посвященной 110-ти летию со дня основания ФНЦГ им. Ф.Ф. Эрисмана «Гигиена: прошлое, настоящее, будущее» (Москва, 2001); на совместном совещании генерального директора Стойленского ГОКа, МУП ОЖКХ г. Старый Оскол и Центра Госсанэпиднадзора по г. Старый Оскол и Старооскольскому району (2001).

Апробация диссертации проведена на межотдельческой конференции Федерального научного центра гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана МЗ РФ 20 февраля 2002 года.

Положения, выносимые на защиту:

1. Гигиенические факторы, определяющие степень санитарного неблагополучия питьевого водоснабжения населения г. Старый Оскол в условиях разработки железорудных месторождений открытым способом.

2. Приоритетные показатели оценки реальной опасности влияния качества вод на здоровье населения.

3. Комплекс профилактических мероприятий, определяющих гигиеническую безопасность питьевого водоснабжения при открытом способе добычи железной руды, основанный на сочетанном использовании подземных и дренажных вод, обеспечении нормативно-правовой деятельности учреждений Госсанэпиднадзора, реализации региональных водоохранных программ.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 3 печатные работы.

Объём и структура диссертации.

Диссертация изложена на 178 страницах машинописного текста; состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной направлениям, объектам, объемам и методам исследований, 3-х глав собственных исследований, обсуждения результатов и выводов. Список используемой литературы включает 177 работ, в т.ч. 8 работ иностранных авторов. Диссертация проиллюстрирована 11 рисунками, 30 таблицами, включает 12 приложений.

ВЫВОДЫ:

1. Санитарно-гигиенические особенности формирования подземных водоисточников и дренажных вод в условиях открытых железорудных разработок, такие, как нарушение гидрогеологического режима, дефицит водных ресурсов, расширение депрессионных зон водозаборов, являются факторами, изначально снижающими санитарную надежность водопользования населения г. Старый Оскол.

2. Качество подземных вод Старооскольского района характеризуется повышенной мутностью (до 3,5 мг/л), значительным содержанием железа (до 6 ПДК), жесткостью (до 9,4 м.моль/л), низким содержанием фтора (0,05 - 0,4 мг/л). Дренажные воды внешних контуров ГОКов отличаются незначительным увеличением содержания органических веществ (до 3,0 мгОг/л по показателю перманганатной окисляемости), нитратов (до 18-20 мг/л), микробного загрязнения, что не исключает возможности их использования для восполнения дефицита подземных вод.

3. Комплексная оценка хозяйственно-питьевого водоснабжения выявила недостаточную обеспеченность водным ресурсом, низкую надежность санитарной охраны и неблагополучие водоисточников, недостаточную надежность систем транспортировки питьевой воды (обобщенный комплексный показатель 0,7). Данные интегральной оценки свидетельствуют о высокой величине компонент физиологической неполноценности (от 59 до 82%), органолептической благоприятности и эпидемической безопасности питьевой воды.

4. Выявлена прямая выраженная зависимость между дефицитом фтора питьевой воды и развитием кариеса зубов детского населения (г = 0,6 -0,82), прямая слабовыраженная зависимость качественного состава питьевой воды с показателями заболеваемости населения болезнями мочеполовой системы (г = 0,32 - 0,35), кожи и подкожной клетчатки (г = 0,19 - 0,33), органов пищеварения (г = 0,15 - 0,23).

5. Заболеваемость ОКИ установленной этиологии в отдельных районах г. Старый Оскол имеет достоверную корреляционную связь с частотой выявления нестандартных проб питьевой воды (г = 0,75), что диктует необходимость проведения реабилитационных мероприятий в системе транспортировки питьевой воды.

6. Использование дренажных вод внешних контуров ГОКов обосновывает необходимость, в процессе текущего надзора, применения современных физико-химических методов контроля за всей номенклатурой потенциальных загрязнителей. Оперативный контроль должен включать обязательное определение органолептических показателей (запах, мутность), уровня железа, азота аммиака, нитратов, санитарно-микробиологические показатели.

7. Разработанный на основе санитарного прогноза комплекс профилактических мероприятий по оптимизации питьевого водоснабжения г. Старый Оскол включает организационные, санитарно-технические и технологические решения. В частности, использование дренажных вод внешнего контура Стойленского ГОКа позволило восполнить дефицит водных ресурсов и уменьшить суммарное гигиеническое неблагополучие в регионе на 10 - 15%.