Гігієнічна оцінка якості та безпечності доочищеної питної води, що споживається населенням м. Дніпропетровськ

ДЕРЖАВНИЙ ЗАКЛАД «ДНІПРОПЕТРОВСЬКА МЕДИЧНА АКАДЕМІЯ МІНІСТЕРСТВА ОХОРОНИ ЗДОРОВ’Я УКРАЇНИ»

На правах рукопису

Кулагін Олександр Олександрович

Учбово-кваліфікаційна робота                                                                              на здобуття вченого ступеня магістра медицини

ГІГІЄНІЧНА ОЦІНКА ЯКОСТІ ТА БЕЗПЕЧНОСТІ ДООЧИЩЕНОЇ ПИТНОЇ ВОДИ, ЩО СПОЖИВАЄТЬСЯ НАСЕЛЕННЯМ                               М. ДНІПРОПЕТРОВСЬК

14.02.01 Загальна гігієна

Науковий керівник:                                                                                                 д.м.н., професор, кафедри                                                                                          гігієни та екології ДЗ «ДМА» 

Н.І. Рублевська

Дніпропетровськ 2013

ЗМІСТ

ВСТУП 3

РОЗДІЛ 1. СТАН ПИТНОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ В УКРАЇНІ (огляд літератури) 6

РОЗДІЛ 2. МЕТОДИ ТА ОБСЯГ ДОСЛІДЖЕННЯ 20

РОЗДІЛ 3. ГІГІЄНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЯКОСТІ ВОДОПРОВІДНОЇ ПИТНОЇ ВОДИ

3.1. Основні джерела забруднення  в р. Дніпро 23

3.2 Гігієнічна оцінка якості водопровідної питної води в м. Дніпропетровськ за фізико-хімічними та санітарно-токсикологічними показниками. 24

РОЗДІЛ 4. ГІГІЄНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЯКОСТІ ТА БЕЗПЕЧНОСТІ ДООЧИЩЕНОЇ ВОДОПРОВІДНОЇ ПИТНОЇ ВОДИ

1. Гігієнічна оцінка якості та безпечності доочищеної питної води 34
2. Ефективність доочищення водопровідної води 38

РОЗДІЛ 5. САНІТАРНО-ГІГІЄНІЧНІ ЗАХОДИ ЩОДО ЗАБЕСПЕЧЕННЯ ПРОМИСЛОВОГО МСТА ПИТНОЮ ВОДОЮ ЯКА ВІДПОВІДАЄ ГІГІЄНІЧНИМ  ВИМОГАМ 41

АНАЛІЗ І ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ  ДОСЛІДЖЕННЯ 45

ВИСНОВКИ  49

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 50

ВСТУП

Актуальність  теми: Одним з напрямків збереження здоров’я населення в сучасних екологічних умовах є реалізація державної політики щодо забезпечення населення України якісною питною водою (Закон України «Про питну воду та питне водопостачання»). Дослідження, проведені в нашій країні, свідчать, що 11-13% проб водопровідної питної води не відповідає вимогам за санітарно-хімічними показниками і 4-5% за мікробіологічними (Прокопов В.О., 2008, 2009). За таких обставин нагальною потребою є доочищення питної води, перш за все централізованих систем міського водопостачання (Стрикаленко Т.В., 2009; Кліментьєв І.М., 2010). Гігієнічній оцінці новітніх вітчизняних систем доочищення питної води, мікробіологічного складу фасованої питної води присвячений ряд робіт (Горваль А.К., 2005, Прокопов В.О., Шушковська С.В., 2011). Однак, на сьогодні не здійснено всебічної гігієнічної оцінки доочищеної фасованої питної води та її впливу на здоров’я споживачів, не встановлено як впливає строк та умови зберігання фасованої питної води на показники її безпечності, зокрема, санітарно-токсикологічні, що визначає актуальність обраного нами напрямку досліджень, обумовило його мету і завдання.

Результатом виконаного дослідження буде гігієнічна оцінка якості та безпечності доочищеної  питної води, порівняльна гігієнічна оцінка якості питної води системи централізованого водопостачання та води доочищеної, яка отримується внаслідок її доочищення.      

Мета роботи: надати гігієнічну оцінку якості та безпечності доочищеної питної води, що споживається населенням м. Дніпроперовська.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконувалась в рамках науково-дослідних робіт Дніпропетровської державної медичної академії МОЗ України: «Наукове обґрунтування еколого-гігієнічних заходів щодо попередження негативного впливу техногенних факторів на довкілля та стан здоров’я населення», № держреєстрації 0108U011276, 2009-2014 рр.

          Для реалізації даної мети  передбачено вирішення наступних задач дослідження:           

1.Оцінити якість та  безпечність вихідної водопровідної  воді, яка підлягає доочищенню  на підприємствах з виробництва  доочищеної питної води.

2.Надати гігієнічну оцінку  доочищеної питної води за  показниками якості та безпечності.         3.Провести порівняльну гігієнічну оцінку якості питної води системи централізованого водопостачання та води доочищеної, яка отримується внаслідок її доочищення.          4.Обгрунтувати санітарно-гігієнічні заходи щодо забезпечення якості та безпечності для здоров’я споживачів питної води.

Об’єкт дослідження: Вода водопровідна та вода доочищена.

Предмет дослідження: Оцінка якості та безпечності води водопровідної та води доочищеної, визначення ефективності доочищення води.

   Методи дослідження: фізико-хімічні - загальна жорсткість, сухий залишок, хлориди,  сульфати, залізо загальне, мідь, цинк, марганець, феноли, pH; санітарно-токсикологічні - нікель, миш’як, свинець, фтор, алюміній, селен, ртуть, азот нітритів, азот нітратів, окиснюваність; статистичні; визначення органолептичних показників – запах, кольоровість, мутність; гігієнічні.

Апробація результатів  магістерської роботи. Основні положення магістерської роботи доповідалися та обговорювалися на міжнародному, державному та регіональному рівнях на науково-практичних конференціях, з’їздах, зокрема: IХ Міжнародній науково-практичній конференції «Strategiczne pytania swiatowej nauki – 20013» (Przemysl, 2013); Програма та тези доповідей конференції студентського наукового товариства II медичного факультету «Учитель та учень – 2013» (Дніпропетровськ 2013); IX Міжнародній науково-практичній конференції «БЪДЕЩИТЕ ИЗСЛЕДВАНИЯ - 2013» (София 2013)

Публікації. Результати магістерської роботи відображені у 6 – друкованих працях, в тому числі: 1 стаття у науковому фаховому виданні, 5 – у матеріалах і тезах наукових та науково-практичних конференцій.

Структура та обсяг роботи. Магістерська робота складається із вступу, огляду літератури, розділу “Методи та обсяг досліджень”, 3 розділів власних досліджень, аналізу і обговорення результатів досліджень, висновків, списку літератури.

Магістерська  викладена на 58 сторінок друкованого тексту, ілюстрована 8 таблицями та 9 рисунками.

Бібліографічний покажчик містить 89 вітчизняних та зарубіжних авторів.

РОЗДІЛ 1

СТАН ПИТНОГО ВОДОПОСТАЧАННЯ В УКРАЇНІ

(аналітичний огляд)

Вода як і повітря відноситься  до важливішого фактору зовнішнього  середовища. Вона забезпечує існування  усього живого на землі, функціонування всіх процесів життєдіяльності організмів. Вважається, що питна вода є основним джерелом надходження в організм мінеральних речовин. Однак, в залежності від якості вода, як складова біогеохімічного  ланцюга, може впливати на захворюваність людей [1].

Загострення проблем водопостачання, яке полягає у поглибленні кількісного та якісного дефіциту питної води, є актуальним для всіх країн світу, в тому числі й для України. Всесвітня організація охорони здоров'я (ВООЗ) та Організація об'єднаних націй, що започаткували вже друге Міжнародне десятиліття дій «Вода для життя» (2005-2015 р.р). приділяють велику увагу інтенсивним пошукам шляхів їх вирішення. Забезпечення населення якісною питною водою є одним з важливих завдань системи національної безпеки держави [2].

В наш час проблема якості питної води в Україні також продовжує  залишатися актуальною і в край гострою, тому одним з пріоритетних напрямків  екологічної політики України є  забезпечення населення якісною  питною водою [3]. На вирішення цього питання спрямована загальнодержавна програма “Питна вода України” на 2006-2020 роки, яка ставить за мету покращення забезпечення населення України питною водою нормативної якості в межах науково обґрунтованих нормативів (норм) питного водопостачання, поліпшення на цій основі стану здоров’я населення та оздоровлення соціально-екологічної ситуації в Україні [1].

Якість питної води нормується згідно ДCанПіН 2.2.4-171-10 і повинна відповідати таким гігієнічним вимогам: бути безпечною в епідемічному та радіаційному відношенні, мати сприятливі органолептичні властивості, нешкідливою за хімічним складом та фізіологічно повноцінною. Гігієнічну оцінку якості та безпечності води проводять за показниками епідемічної безпеки (мікробіологічні, паразитологічні), санітарно-хімічними (органолептичні, фізико-хімічні, санітарно-токсикологічні) та радіаційними показниками [4].

Згідно  останніх даних, питна вода централізованого водопостачання в Україні періодично чи постійно не відповідає нормам. Це пов’язано  з недостатньою очисткою та знезараженням  води, погіршенням якості води в  джерелах водопостачання, неспроможністю водоочисних споруд створювати належну  якість води, незадовільний стан розподільної мережі та інші причини  [5]. Як свідчать дані моніторингу, якість поверхневих  вод постійно погіршується внаслідок  безпосереднього скидання у водойми  господарсько-побутових або промислових  стічних вод, близько 40 % яких не очищується або не відповідає санітарним вимогам. Натомість протягом останніх десяти років простежується тенденція  до зниження обсягів скидання у водойми  забруднених господарсько-побутових  стічних вод із 39 до 34 %, а промислових - із 42 до 39 %. Надходячи у водойми, недостатньо очищені або неочищені  стічні води забруднюють їх завислими  частками, органічними речовинами, патогенними й умовно патогенними  бактеріями, вірусами, цистами найпростіших, яйцями гельмінтів. З промисловими стічними водами у водойми потрапляє  значна кількість токсичних і  канцерогенних хімічних речовин [6].

У кожному регіоні України є свої проблеми з якістю питної води, так наприклад, різний ступінь забруднення ТГМ, найвищі рівні забруднення фіксують у Херсонській, Дніпропетровській, Харківській областях і сягають 100-200 мкг/л, що у 1,5-3,5 раза перевищує ГДК і несе потенційну загрозу для здоров’я населення [10-11]. У ряді регіонів вода з підземних водо-джерел не відповідає стандарту на питну воду,  некондиційну підземну воду зафіксовано в АРК, Дніпропетровській, Луганській, Миколаївській, Одеській областях, лише поодинокі водопроводи мають споруди по кондиціюванню води, ця вода як правило не відповідає за такими показниками: загальною жорсткістю, солевмістом, сполуками азоту, заліза, марганцю, вміст яких у 2-10 разів перевищує ГДК [7].

Найбільша кількість проб питної води з мереж України відхиляється від нормативів чинного стандарту  за органолептичними показниками (63-72 %). Проби питної води з наднормативною загальною мінералізацією становлять 23-28 %, із перевищенням ГДК хімічних речовин - 10-16 %, а з надлишковим  вмістом нітратів - 4-7 %. Протягом останніх десяти років також спостерігається  зниження частки проб питної води з  перевищенням мікробіологічних показників (в основному колі-індексом) [2].

Найгірша якість питної води у системах централізованого водопостачання з відхиленням від державних  санітарних норм і правил за санітарно-хімічними  показниками реєструється у Луганській (35,1 %), Запорізькій (20,0 %), Дніпропетровській (19,6 %), Миколаївській (17,5 %), Херсонській (16,1 %) та Київській (15,7 %) областях. Бактеріологічне  забруднення, яке перевищує нормативи, частіше фіксується у Тернопільській (7,4 %), Закарпатській (7,3 %), Харківській (7,2 %), Вінницькій (7,0 %), Миколаївській (6,9 %) та Кіровоградській (5,6 %) областях [1].

Сьогодні  найтривожнішою новиною є те, що за останні десятиліття значно погіршилась якість води р. Дніпро [8]. Збільшення об’ємів скидань  промислових та господарчо-побутових стічних вод до водних об’єктів спричинює еколого-токсикологічну небезпеку для навколишнього природного середовища та населення України. Моніторинг якості поверхневих вод свідчить, що по деяких інгредієнтах (азоту амонійному, фосфатах та завислих речовинах) погіршено їх стан, зумовлений  скиданням зворотних вод, склад яких не відповідає встановленим нормативам.  Зростаючим процесом сучасного лімногенезу є інтенсивна евтрофікація поверхневих вод внаслідок  біогенного навантаження, яка призводить до погіршення процесів самоочищення вод та   мору риби через низьку якість очистки стічної води. Особливу занепокоєність викликає стан р. Дніпро, яка забезпечує питною водою    75 % населення України.  Якість питної води залежить від стану поверхневих водойм  – основних джерел централізованого водопостачання. За даними   Всесвітньої організації охорони здоров’я,  25 % населення земної кулі ризикує захворіти хворобами, пов’язаними зі споживанням недоброякісної питної води [9].

Як ми бачимо з вище сказаного, на теперішній час проблема якості питної води в нашій країні стоїть дуже гостро. Тому люди намагаються  власноруч покращити якість питної води за допомогою кип’ятіння, відстоювання, очищувачів індивідуального або  колективного призначення [10-12]. Щодо очищувачів, то вони з’явилися у кінці XX ст. Це були прості картриджні фільтри,  переважно проточні, які встановлювались на кухонний водопровідний кран і періодично з включенням води виконували очищувальну функцію [13-14]. Картриджі були завантажені сорбційними матеріалами (активоване вугілля, керамзит, шунгіт тощо), вони могли поліпшувати якість води лише за незначною кількістю показників (запах,  каламутність, забарвленість, перманганатна окиснюваність) [15-16].

Звісно, ця ситуація не могла  не зацікавити вітчизняних науковців, проводилися різноманітні наукові  дослідження з метою гігієнічної  оцінки таких фільтрів та розробки на цій основі санітарних норм та правил. Одним з перших за цим напрямом дослідження були розпочаті у  ДУ «ІГМЕ АМНУ». В результаті отриманих  даних, були підготовлені та затверджені  МОЗ України – ДСанПіН 2.2.4-005-98. «Гігієнічна оцінка водоочисних  пристроїв, призначених для застосування у практиці питного водопостачання»  [17-18].                

Cпоживання доочищеної води зростає на 10 % в усьому світі, для деяких людей вода в пляшка стала незамінною, вона сприймається як чистіша, безпечніша та надійніша, зручніша у використанні та смакує краще, ніж водопровідна [19-21].

              Існує достатньо велика кількість видів питної води; її класифікацію наведено в (табл. 1.1).

Таблиця 1.1. Види бутильованої води

Згідно цієї класифікації нас більше цікавить «Очищена вода». Більшість виробників доочищеної питної води у м. Дніпропетровськ, такі як «Джерела міста», «Бородинська», «Кадацька», «Джерела здоров’я», «Аква-тала» і загалом  виробники доочищеної питної води в  Україні використовують метод зворотного осмосу [22]. Проявляючи високу економічність і ефективність, цей метод забезпечує не тільки знесолення мінералізованих вод, але й їх очищення від більшості видів забруднень, у тому числі і радіоактивних [23].

Основний принцип  дії зворотного осмосу: Зворотньоосмотичний процес в системах фільтрування води заснований на проходженні молекул води через напівпроникну мембрану. Для «протиснення» молекул води через мембрану потрібно створити певний тиск і подавати воду на мембрану під кутом тангенціально. В результаті цього процесу утворюється концентрований розчин солей (в т. ч. забрудників) на виході з мембрани, який скидається в каналізацію. Забрудники, що знаходяться в концентрованому розчині солей (концентраті), скидаються в дренаж. Очищена вода потрапляє до споживача [24].

 Але не зважаючи на всі переваги доочистки води, не завжди вода в пляшках безпечніша ніж вода з-під крану, і не відомо, яку екологічну проблему може нести її виробництво, а зокрема тара, в яку її розливають [25-27].

  Насамперед, більшість  доочищеної води не відповідає  нормам за мікробіологічними  показниками, однією з причин такої ситуації є здатність мікроорганізмів розмножуватися при мінімальних кількостях поживного субстрату при відсутності консервантів [28-29]. Крім того, у процесі приготування води не виключене вторинне забруднення мікроорганізмами. При проведенні досліджень з якості фасованої питної води, в значному відсотку проб було виявлено наявність активних мікробіологічних процесів, кількість мікроорганізмів в см³ води досягала десятків і сотень тисяч [30-32].

Ще однією з проблем  є тара в яку розливають доочищену  воду, велика конкуренція між виробниками  вимушує їх купувати дешевий пластик  для виготовлення тари, завідомо  не харчовий, який насичує нашу воду стиролом, сурьмою, естрогеном та іншими речовинами, і навіть якісний пластик  нас не врятує [33].

Споживач навіть не здогадується, який мутагенний і канцерогенний  ефекти здатні викликати сполуки, що утворюються в процесі водопідготовки і очищення вже хлорованої води з  метою її знезараження (фільтрування, ультрафіолетове опромінення) при  бутилюванні [34]. Замість даних про показники якості, загальної мінералізації, жорсткості, іонного складу, для води питної, розфасованої в ємності, у великій кількості випадків виноситься інформація "екологічно чиста вода" з посиланням на різні екологічні організації [35].

10 млн. населення України  п`є воду, яка не відповідає  сьогоденним стандартам [2]. Велика  частина бутильованої води, яка  реалізується в Україні, не придатна для вживання [36]. Близько 10% питної води бактеріально забруднена і до 40% хімічно забруднена. За даними ВООЗ, питна вода є причиною 13% усіх смертей і 80% усіх хвороб [37].

        Гігієнічній  оцінці новітніх вітчизняних  систем доочищення питної води, мікробіологічного складу фасованої  питної води присвячений ряд  робіт (Горваль А.К., 2005, Прокопов  В.О., Шушковська С.В., 2011). Однак, на  сьогодні не здійснено всебічної  гігієнічної оцінки доочищеної питної води;  не проведено порівняльної оцінки якості та безпечності води вихідної водопровідної та води, яка утримується внаслідок її доочищення, що визначило актуальність обраного нами напрямку досліджень[38].

РОЗДІЛ 2 
ОБ’ЄКТИ, МЕТОДИ ТА ОБСЯГ ДОСЛІДЖЕНЬ

У відповідності з метою  та завданнями досліджень був обґрунтований  вибір об’єктів спостереження. В основу вибору було покладено повноту досліджень води водопровідної та доочищеної по показникам якості та безпечності.

В якості контролю ми обрали воду водопровідну, яка надходить  до розподільчої мережі м. Дніпропетровськ  з Кайдацької насосно-фільтрувальної станції (КНФС). В якості «основних» або експериментальних об’єктів ми обрали воду доочищену, що виготовляється різними виробниками (підприємства по доочищенню питної води), з води, яка надходить до водорозподільної мережі з КНФС.

Для вирішення поставлених  завдань нами була розроблена програма досліджень, якою передбачалось провести узагальнення та аналіз даних лабораторних досліджень води за матеріалами Дніпропетровської  обласної СЕС, міських СЕС та лабораторій  по спостереженню за станом води за період 2008-2012 рр.

         Використовувались методи досліджень: органолептичні - запах, кольоровість, мутність; фізико-хімічні - загальна  жорсткість, сухий залишок, хлориди,  сульфати, залізо загальне, мідь, цинк, марганець, феноли, pH; санітарно-токсикологічні - нікель, миш’як, свинець, фтор, алюміній, селен, ртуть, азот нітритів, азот нітратів, окиснюваність згідно з відповідними нормативними документами. Так, при визначенні органолептичних показників користувалися: ГОСТ 3351-74. Вода питьевая. Методы определения вкуса, запаха, цветности и мутности [39]. Фізико-хімічних показників: ГОСТ 4151-72. “Вода питьевая. Метод определения общей жесткости”, ГОСТ 18164-72. “Вода питьевая. Метод определения содержания сухого остатка», ГОСТ 4245-72. Вода питьевая. Методы определения содержания хлоридов., ГОСТ 4389-72. Вода питьевая. Методы определения содержания сульфатов., ГОСТ 4011-72. Вода питьевая. Методы измерения массовой концентрации общего железа., ГОСТ 4388-72. Вода питьевая. Методы определения массовой концентрации меди., ГОСТ 18293-72. Вода питьевая. Методы определения содержания свинца, цинка, серебра., ГОСТ 4974-72. Вода питьевая. Методы определения содержания марганца., ДСТУ 4077-2001. Якість води. Визначення pH (ISO 10523:1994, MOD) [40-49].

Так, при визначенні санітарно-токсикологічних показників: ГОСТ 4152-89. Вода питьевая. Метод определения массовой концентрации мышьяка., ГОСТ 18293-72. Вода питьевая. Методы определения содержания свинца, цинка, серебра., ГОСТ 4386-89. Вода питьевая. Методы определения массовой концентрации фторидов., ГОСТ 18165-89. Вода питьевая. Метод определения массовой концентрации алюминия., ГОСТ 19413-89. Вода питьевая. Методы определения массовой концентрации селена., ГОСТ 26927-86. Сырье и продукты пищевые. Методы определения ртути., ГОСТ 4192-82. Вода питьевая. Методы определения минеральных азотсодержащих веществ., ДСТУ ISO 6777-2003. Якість води. Визначання нітритів. Спектрометричний метод молекулярної абсорбції (ISO 6777:1984, IDT)., ГОСТ 23268.12-91. Воды минеральные питьевые лечебные, лечебно-столовые и природные столовые. Метод определения перманганатной окисляемости [50-57].

          Дані про зміст, об’єкти та обсяг основних досліджень наведені в                  табл. 2.1.

Основні статистичні характеристики при проведенні статистичної обробки отриманих результатів дослідження включали: кількість спостережень (n), середню арифметичну (M), похибку середньої величини (m), стандартне відхилення (σ), коефіцієнт варіації (С), відносні показники,   критерій Стьюдента (t).

         Гігієнічна  оцінка якості та  безпечності води питної водопровідної  та води доочищеної проведена  згідно з ДСанПіН 2.24-171-10. «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною»  [4].

Таблиця 2.1. Зміст, об’єкти та обсяг основних досліджень

РОЗДІЛ 3

ГІГІЄНІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА ЯКОСТІ ВОДОПРОВІДНОЇ ПИТНОЇ ВОДИ

3.1. Основні джерела забруднення  води р. Дніпро

       Несприятливий гігієнічний стан питної води у м. Дніпропетровськ за санітарно-токсикологічними показниками пов’язаний з незадовільною екологічною ситуацією, яка склалась на території м. Дніпропетровськ та області. Зокрема, в поверхні водойми області щорічно надходить              майже 2 млрд. м³ господарчо-побутових та промислових стічних вод, що становить 25% від загальної кількості стічних вод в Україні. Найвагомішими забруднювачами водних об’єктів області є промисловість (гірничовидобувна, металургійна, хімічна тощо), комунальне господарство, та сільськогосподарське виробництво. Значно впливають на якість води забруднені донні відкладення, які за певних умов можуть стати джерелом вторинного забруднення водних об'єктів важкими металами, органічними сполуками, нафтопродуктами та іншими речовинами [6,22].

3.2. Гігієнічна оцінка  якості водопровідної питної  води в м. Дніпропетровськ за  фізико-хімічними та санітарно-токсикологічними  показниками.

Аналіз отриманих результатів  свідчить за наявність у питній воді, яка постачається населенню м. Дніпропетровськ, хлоридів, сульфатів, загального заліза, міді, цинку, марганцю (табл. 3.1). В середньому за період спостереження  вміст вищеназваних речовин коливався від 0,01 до 0,30 гігієнічного нормативу. Показники фізіологічної  повноцінності мінерального складу (сухий залишок та загальна жорсткість) питної води  м. Дніпропетровськ  на протязі всього періоду спостереження  знаходились у межах нормативних  значень (див. табл. 3.1).

        Однак,  слід відмітити, що за санітарно-токсикологічними  показниками вода не відповідає  вимогам до питної водопровідної  води (табл. 3.2).

Таблиця 3.1. Якість та безпечність питної води м. Дніпропетровськ за фізико-хімічними показниками за 2008-2012 рр., М±m