Проблема качества питьевой воды централизованных систем хозяйственно-питьевого водоснабжения с каждым годом становится все более актуальной в связи с увеличением доли проб, не удовлетворяющих гигиеническим нормам по санитарно-химическим и микробиологическим показателям. Повышенное содержание в питьевой воде бора, железа, кадмия, свинца, сульфатов, фторидов оказывают негативное влияние на здоровье населения. Посредством корреляционного анализа была установлена прямая зависимость между долей неудовлетворительных проб воды и количеством зафиксированных случаев заболеваний среди населения Рязанской области. Выявлено высокое влияние качества воды на болезни крови и системы кровообращения, органов пищеварения, мочеполовой и нервной системы.
1. Введение
Вода – один из ключевых по значимости факторов здоровья и качества жизни населения. Проблема загрязнения питьевой воды централизованных систем хозяйственно-питьевого водоснабжения остается актуальной для многих субъектов Российской Федерации, в частности для Рязанской области. В соответствии с данными социально-гигиенического мониторинга ежегодно около 700 тысяч жителей Рязанской области употребляют питьевую воду, не удовлетворяющую гигиеническим нормам по микробиологическим показателям и содержанию химических веществ. В пробах воды отмечается повышенное содержание бора, кадмия, железа, меди, мышьяка, свинца, сульфатов и фторидов. Пероральное поступление данных веществ с водой может оказывать негативное влияние практически на все органы и системы человека.
Среди факторов, влияющих на уровень загрязнения питьевой воды Рязанской области, можно выделить: антропогенное загрязнение реки Оки, устаревший комплекс очистных сооружений, отсутствие должного контроля за промышленными отходами, низкое санитарно-техническое состояние трубопровода разводящих сетей, физико-географические особенности (заболоченность и закарствованность). Среди предприятий, вносящих наибольший вклад в поступление неочищенных сточных вод, можно отметить Рязанский Водоканал, Скопинский автоагрегатный завод, Рязанскую ГРЭС, Биофармкомбинат, Рязанскую нефтеперерабатывающую компанию, Ветеринарно-санитарный утилизационный завод.
Негативное влияние загрязнения питьевой воды на здоровье населения отмечается рядом исследователей: Иванов С.В., Федорова Э.Л., Темиров Э.Э [1], Соловьев Н.А., Широкова И.Г. [2], Степанов Н.А., Заводова Е.И. [3], Сазонова О.В., Сергеев А.К., Чупахина Л.В., Рязанова Т.К., Судакова Т.В. [4], Рахматуллина Л.Р., Сулейманов Д.А., Валеев Т.К., Бактыбаева З.Б., Рахматуллин Н.Р. [5], Клейн С.В., Вековшинина С.А. [6] и др. Вместе с тем исследований, посвященных качественной оценке наличия статистически достоверной связи между качеством питьевой воды и здоровьем населения Рязанской области ранее не проводилось.
2. Методы и принципы исследования
Для определения наличия статистически значимой зависимости между уровнем загрязнения питьевой воды централизованных систем хозяйственно-питьевого водоснабжения Рязанской области и заболеваемостью населения использовался корреляционный анализ.
Данные по заболеваемости населения, количеству проб воды, не отвечающих гигиеническим нормам, и основным загрязняющим веществам были получены из следующих источников: Доклад «О состоянии и об охране окружающей среды в Рязанской области в 2020 году» [7], Государственный доклад «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения по Рязанской области в 2020 году» [8], статистические сборники «Здравоохранение в Рязанской области» [9], «Рязанская область в цифрах» [10].
3. Основные результаты
По данным государственных докладов «О состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения по Рязанской области» за 2010 – 2020 года к приоритетным загрязняющим веществам, обнаруживаемым в питьевой воде централизованных систем хозяйственно-питьевого водоснабжения области, относятся бор, кадмий, фториды, железо, сульфаты.
Бор — бесцветное, серое или красное кристаллическое либо тёмное аморфное вещество. Бор, поступивший в организм из боратов, легко и почти полностью усваивается, а выводится в основном через почки. Непродолжительное получение организмом бора в повышенных концентрациях ведет к раздражению желудочно-кишечного тракта. Длительное воздействие соединений бора вызывает хроническое нарушение процессов пищеварения, что ведет к денормализации стула, анемии, потере аппетита, спутанности сознания, помимо этого может наблюдаться борная интоксикация, поражающая печень, почки, центральную нервную систему. Длительное потребление воды с повышенным содержанием бора вызывает рост содержания общего сахара в крови, нарушение работы мозга, снижение кислотности желудочного сока, нарушение минерального обмена в организме, повреждение почек и печени. В настоящее время, в России гигиенический норматив по бору в питьевой воде составляет 0,5 мг/дм3Missing Mark : sup по санитарно-токсикологическому признаку вредности. Наибольшее количество проб питьевой воды, неудовлетворяющих нормативам по содержанию бора, отмечаются в Клепиковском (94%), Кадомском (96%), Шацком (76%), Ермишинском (50%), Спасском районах (88%) (по данным за 2020 год).
Кадмий — мягкий металл серебристо-белого цвета. Соединения кадмия в воде считаются высокотоксичными веществами. Металл вступает в реакцию с ферментами и аминокислотами, нарушает структуру ДНК, работу нервной системы, печени и почек. Кадмий замещает кальций в соединениях организма, что в свою очередь ведет к разрушению костной ткани. В России гигиенический норматив по кадмию в питьевой воде составляет 0,001 мг/дм3 по санитарно-токсикологическому признаку вредности. Превышение норм отмечается в Захаровском (21% неудовлетворительных проб), Сапожковском (8%) и Шиловском (8%) районах (по данным за 2020 год).
Железо — металл серебристо-белого цвета с высокой химической реакционной способностью, в чистом виде в природе практически не встречается. Избыток железа оказывает общетоксическое действие, приводит к нарушению функции печени, болезням пищеварительной системы и системы кровотворения. Гигиенический норматив по содержанию железа в питьевой воде в России составляет 0,3 (1,0) мг/дм3. Наибольшее количество неудовлетворительных по уровню содержания солей железа проб питьевой воды отмечается в Скопинском (58%), Александро-Невском (58%), Спасском (54%), Рязанском (54%), Кадомском (50%), Ермишинском (50%), Пронском (46%), Касимовском (46%), Рыбновском (46%), Ряжском (42%), Милославском (42%), Клепиковком (33%) и Захаровском (33%) районах (по данным за 2020 год).
Сульфаты — соли серной кислоты H2SO4, концентрация выше 200 мг/л значительно ухудшает вкус воды и может привести к вымыванию в воду свинца из свинцовых труб. Значительная концентрация сульфатов вызывает раздражение слизистой оболочки глаз и кожи. Так же может проявляться слабительный эффект сульфатов, а следовательно, возможным является расстройство желудочно-кишечного тракта.
Гигиенический норматив по сульфатам в питьевой воде составляет 500 мг/дм3. Несоответствие нормам было установлено только в двух районах области: Скопинском и Кадомском (17% и 50% неудовлетворительных проб соответственно).
Фториды — химические соединения фтора с другими элементами. Источниками фторидов являются: металлургические предприятия, производства фосфатных удобрений, электростанции, работающие на угле, а также кирпичные, стекольные, керамические, цементные, эмалевые заводы, объекты атомной промышленности. Соединения фтора негативно влияют на работу мозга, могут разрушать его, а также нарушать структуру ДНК. У людей употребляющих воду с повышенным содержанием соединений фтора высока вероятность возникновения злокачественных опухолей, а также вероятность рождения детей с различными мутациями.
В настоящее время, в России гигиенический норматив по фторидам в питьевой воде составляет 1,2 и 1,5 (для климатических районов I и II соответственно) мг/дм3. Наиболее неблагоприятными районами по уровню загрязнения питьевой воды фторидами являются: Клепиковский (100% неудовлетворительных проб), Шацкий (98%), Ермишинский (92%), Кадомский (92%), Спасский (71%), Рыбновский (61%) (по данным за 2020 год).
Жёсткость воды — совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей металлов (главным образом кальция, магния и железа). Высокая жесткость оказывает отрицательное действие на органы пищеварения. Так, соли кальция и магния, вступают в химическое взаимодействие с животными белками, получаемыми из пищи, и тем самым осложняют нормальное функционирование пищевода, желудка и кишечника, вызывают дисбактериоз. Жесткая вода, содержащая избыточное количество ионов кальция и магния, оказывает негативное воздействие на сердечно-сосудистую систему. Помимо этого, поступление большого количества ионов металлов вместе с выпиваемой водой ведет к заболеваниям суставов, а также к образованию камней в почках и желчных путях.
В России гигиенический норматив по общей жесткости питьевой воды составляет 7,0 мг-экв/л. Уровень жесткости воды не соответствует нормам в следующих районах: Клепиковский (100% неудовлетворительных проб), Рыбновский (78%), Скопинский (58%), Кадомский (50%), Милославский (42%), Рязанский (18%) (по данным за 2020 год).
Безопасность питьевой воды оценивается также по микробиологическим показателям (общее микробное число, общие колиформные бактерии, колифаги, цисты лямблий и споры сульфитредуцирующих клостридий). В ряде районов Рязанской области фиксируются пробы неудовлетворяющие гигиеническим нормативам: Чучковский (33%), Шацкий (20%), Кадомский (15%), Сапожковский (10%), Шиловский (9%), Ермишинский (8%) (по данным за 2020 год).
В целом по Рязанской области отмечается небольшое снижение количества проб питьевой воды централизованных систем хозяйственно-питьевого водоснабжения, неудовлетворяющих гигиеническим нормативам по санитарно-химическим и микробиологическим показателям (табл. 1). Однако их доля остается существенной, а в отдельных районах области – критической. По суммарному загрязнению питьевой воды к наиболее неблагоприятным районам относятся: Кадомский, Клепиковский, Рыбновский, Спасский, Шацкий, Скопинский и Ермишинский.
Доля проб водопроводной воды, не отвечающей гигиеническим нормативам в Рязанской области
Года | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 |
Санитарно-химические показатели | 13,5 | 11,4 | 13,3 | 14,8 | 14,5 | 14,8 | 14,4 | 12,6 | 12,6 | 12 | 13,4 | 10,4 |
Микро-биологические показатели | 5,2 | 4,1 | 5,3 | 4,8 | 4,3 | 2,3 | 2,8 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,9 | 1,2 |
Вызывает опасения нарастание неудовлетворительных проб воды с превышением по содержанию сульфатов и фторидов, а также высокие значения по железу и бору (табл. 2).
Доля проб питьевой воды, не удовлетворяющих санитарно-гигиеническим нормам по основным показателям загрязнения в Рязанской области
2014 | 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 | |
Сульфаты | 0,92 | 1,44 | 1,78 | 1,89 | 1,84 | 2,07 | 3,22 | 3,23 |
Железо | 38,15 | 37,42 | 30,7 | 29,56 | 29,82 | 29,75 | 30,35 | 23,92 |
Фториды | 16,85 | 13,71 | 10,11 | 9,2 | 11,16 | 20 | 21,9 | 23,87 |
Бор | 8,69 | 7,12 | 7,91 | 10,22 | 10,25 | 15,68 | 14,64 | 11,22 |
Кадмий | 0 | 0 | 1,92 | 0,08 | 3,29 | 2,77 | 1,33 | 0 |
Свинец | 0 | 0 | 6,91 | 3,54 | 1,75 | 0,19 | 0 | 0 |
Анализ возможного негативного воздействия загрязняющих веществ на органы и системы человека, и структуры заболеваемости населения основными классами болезней позволил предположить наличие линейной связи между долей неудовлетворительных проб питьевой воды и количеством зафиксированных случаев болезней. В качестве индикатора загрязнения питьевой воды рассматривалась доля неудовлетворительных проб по каждому из веществ.
В результате расчетов были установлены значения коэффициентов линейной корреляции и теснота связи между каждым классом болезней и каждым загрязняющим веществом. Для качественной оценки тесноты связи использовалась шкала Чеддока. Была установлена высокая зависимость между превышением содержания железа в воде и болезнями органов пищеварения (коэффициент корреляции r = 0,74), болезнями системы кровообращения (r = 0,71). Весьма высокая теснота связи была выявлена между содержанием в воде свинца и болезнями крови, кроветворных органов (r = 0,99), болезнями нервной системы (r = 0,96) и болезнями органов пищеварения (r = 0,99). Выявлено высокое влияние бора на болезни органов пищеварения (r = 0,79) и болезни крови (r = 0,77), высокое влияние кадмия на заболевания желудочно-кишечного тракта (r = 0,7) и болезни системы кровообращения (r = 0,7), заметное влияние кадмия на болезни мочеполовой системы (r = 0,6). Установлена высокая теснота связи между повышенным содержанием фторидов и болезнями костно-мышечной системы (r = 0,73).
4. Заключение
Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод о наличии высокой тесноты связи между качеством питьевой воды централизованных систем хозяйственно-питьевого водоснабжения и здоровьем населения Рязанской области. В соответствии с данными корреляционного анализа, наибольшему влиянию вредных веществ подвержены органы пищеварения, система кровообращения, нервная и мочеполовая система.
The additional file for this article can be found as follows:
Further description of analytic pipeline and patient demographic information. DOI:
None
None