sredobЗдоровье населения и среда обитания – ЗНиСОPublic Health and Life Environment – PH&LE2219-52382619-0788ФБУЗ ФЦГиЭ Роспотребнадзора10.35627/2219-5238/2022-30-9-84-90sredob-1161Research ArticleКОММУНАЛЬНАЯ ГИГИЕНАCOMMUNAL HYGIENEОпределение индикативных показателей для организации мониторинга источников питьевого водоснабжения при изменении климатических условийDetermination of Key Quality Indicators for Organization of Potable Water Source Monitoring under Changing Climatic Conditionshttps://orcid.org/0000-0002-4632-6060ХлыстовИ. А.KhlystovI. A.

Хлыстов Иван Андреевич – к.б.н., научный сотрудник, исполняющий обязанности заведующего лабораторией гигиены окружающей среды и экологии человека отдела комплексных проблем гигиены и профилактики заболеваний населения

ул. Попова, д. 30, г. Екатеринбург, 620014

Ivan A. Khlystov, Cand. Sci. (Biol.), Researcher, Acting Head of the Laboratory of Environmental Health and Human Ecology, Department of Complex Problems of Hygiene and Disease Prevention

30 Popov Street, Yekaterinburg, 620014

hlistovia@ymrc.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7927-0246ХарьковаП. К.KharkovaP. K.

Харькова Полина Константиновна – младший научный сотрудник лаборатории гигиены окружающей среды и экологии человека отдела комплексных проблем гигиены и профилактики заболеваний населения

ул. Попова, д. 30, г. Екатеринбург, 620014

Polina K. Kharkova, Junior Researcher, Laboratory of Environmental Health and Human Ecology, Department of Complex Problems of Hygiene and Disease Prevention

30 Popov Street, Yekaterinburg, 620014

harkovapk@ymrc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6562-2842БугаеваА. В.BugaevaA. V.

Бугаева Александра Владиславовна – младший научный сотрудник лаборатории гигиены окружающей среды и экологии человека отдела комплексных проблем гигиены и профилактики заболеваний населения

ул. Попова, д. 30, г. Екатеринбург, 620014

Alexandra V. Bugaeva, Junior Researcher, Laboratory of Environmental Health and Human Ecology, Department of Complex Problems of Hygiene and Disease Prevention

30 Popov Street, Yekaterinburg, 620014

bugaeva@ymrc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4378-5456ЗамолоцкихТ. В.ZamolotskikhT. V.

Замолоцких Татьяна Викторовна – научный сотрудник лаборатории гигиены окружающей среды и экологии человека отдела комплексных проблем гигиены и профилактики заболеваний населения

ул. Попова, д. 30, г. Екатеринбург, 620014

Tatyana V. Zamolotskikh, Researcher, Laboratory of Environmental Health and Human Ecology, Department of Complex Problems of Hygiene and Disease Prevention

30 Popov Street, Yekaterinburg, 620014

zamolotskihtv@ymrc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8846-8016ШтинТ. Н.ShtinT. N.

Штин Татьяна Николаевна – заведующий отделом физико-химических методов исследования

ул. Попова, д. 30, г. Екатеринбург, 620014

Tatyana N. Shtin, Head of the Department of Physicochemical Methods of Research

30 Popov Street, Yekaterinburg, 620014

shtintn@ymrc.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6475-7753ГурвичВ. Б.GurvichV. B.

Гурвич Владимир Борисович – д.м.н., научный руководитель

ул. Попова, д. 30, г. Екатеринбург, 620014

Vladimir B. Gurvich, Dr. Sci. (Med.), Scientific Director

30 Popov Street, Yekaterinburg, 620014

gurvich@ymrc.ruФБУН «Екатеринбургский медицинский-научный центр профилактики и охраны здоровья рабочих промпредприятий» РоспотребнадзораРоссияYekaterinburg Medical Research Center for Prophylaxis and Health Protection in Industrial WorkersRussian Federation202204102022098490Copyright © Хлыстов И.А., Харькова П.К., Бугаева А.В., Замолоцких Т.В., Штин Т.Н., Гурвич В.Б., 20222022Хлыстов И.А., Харькова П.К., Бугаева А.В., Замолоцких Т.В., Штин Т.Н., Гурвич В.Б.Khlystov I.A., Kharkova P.K., Bugaeva A.V., Zamolotskikh T.V., Shtin T.N., Gurvich V.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zniso.fcgie.ru/jour/article/view/1161

Введение. В условиях ухудшения экологической обстановки водоемов необходимо создание системы мониторинга за изменяющимися показателями, которые могут повлиять на качество природной и подаваемой населению питьевой воды. Органический углерод выступает одним из индикативных показателей, отражающих скорость продукции и деструкции, климатические и техногенные воздействия, безопасность и эффективность очистки питьевой воды.Цель исследования: изучение индикативных показателей при организации мониторинга источников питьевого водоснабжения.Материалы и методы. В 2020–2021 гг. проводился ежемесячный отбор воды в источнике хозяйственно-питьевого водоснабжения крупного промышленного города Свердловской области и после водоочистки. Выполнялись измерения температуры воды, лабораторные исследования показателей: растворенный углерод (Cобщ, Cорг, Cнеорг), pH, перманганатная окисляемость (ПО), жесткость, сухой остаток. Проведен корреляционный анализ между показателями, оценена эффективность водоочистки.Результаты. Максимальные концентрации Cобщ (54,3 мг/дм3) и Cорг (36,0 мг/дм3) в воде из водохранилища обнаружены в январе 2021 г. Преобладание концентраций Cнеорг по сравнению с Cорг установлено преимущественно в теплые месяцы. Водоподготовка обеспечивала снижение содержания Cобщ в питьевой воде на 12–32 %, Cорг – на 12–47 %, Cнеорг – на 6–32 %, ПО – на 28–68 % за исключением нескольких месяцев. В весенне-летний период 2021 г. обнаружено снижение ПО в водохранилище; повышение pH воды по сравнению с другими сезонами выявлено в летний период. Выявлена отрицательная корреляция между концентрациями Сорг и температурой воды.Выводы. Организованы мониторинговые исследования поверхностного источника питьевого водоснабжения. Установлены сезонные закономерности изменения углерода и показателей минерального состава воды, показана эффективность водоподготовки.

Background: In the context of deteriorating surface water quality, it is important to create a monitoring system to control constantly changing indicators that can affect the quality of both natural and potable water supplied to the population. Organic carbon is one of the key indicators reflecting the rate of production and destruction, climate change and anthropogenic impacts, safety and efficiency of potable water treatment.Objective: To study key indicators in the organization of potable water source quality monitoring.Materials and methods: In 2020–2021, monthly water sampling was carried out in a reservoir serving as the source of household and potable water supply of a large industrial city of the Sverdlovsk Region, and after water treatment. Water temperature, dissolved total, organic, and inorganic carbon, pH, the permanganate index (PI), hardness, and dry residue were measured. We then analyzed correlations between the indicators and assessed the efficiency of water treatment.Results: Maximum concentrations of Ctotal (54.3 mg/dm3) and Corg (36.0 mg/dm3) in the source water were found in January 2021. The predominance of Cinorg concentrations compared to Corg was mainly observed in warm months of the year. Water treatment generally decreased the content of Ctotal in potable water by 12–32 %, Corg by 12–47 %, Cinorg by 6–32 %, and PI by 28–68 %, except for a few months. In spring and summer 2021, we noted a decrease in PI in the reservoir; compared to other seasons, an increase in water pH was revealed in summer. We established a negative correlation between concentrations of organic carbon and water temperature.Conclusions: Monitoring studies of the surface potable water source have been organized. We revealed seasonal patterns of carbon changes and indicators of the mineral composition of water, and demonstrated the efficiency of water treatment.

углеродклиматзагрязненияводоподготовкамониторингcarbonclimatepollutionwater treatmentmonitoringReferencesKonapala G, Mishra AK, Wada Y, Mann ME. Climate change will affect global water availability through compounding changes in seasonal precipitation and evaporation. Nat Commun. 2020;11(1):3044. doi: 10.1038/s41467-020-16757-wKonapala G, Mishra AK, Wada Y, Mann ME. Climate change will affect global water availability through compounding changes in seasonal precipitation and evaporation. Nat Commun. 2020;11(1):3044. doi: 10.1038/s41467-020-16757-wMujere N, Moyce W. Climate change impacts on surface water quality. Ganpat W, Isaac WA, eds. Environmental Sustainability and Climate Change Adaptation Strategies. Hershey, PA: IGI Global; 2017:322-340. doi: 10.4018/978-1-5225-1607-1.ch012Mujere N, Moyce W. Climate change impacts on surface water quality. Ganpat W, Isaac WA, eds. Environmental Sustainability and Climate Change Adaptation Strategies. Hershey, PA: IGI Global; 2017:322-340. doi: 10.4018/978-1-5225-1607-1.ch012Cavicchioli R, Ripple WJ, Timmis KN, et al. Scientists’ warning to humanity: microorganisms and climate change. Nat Rev Microbiol. 2019;17(9):569–586. doi: 10.1038/s41579-019-0222-5Cavicchioli R, Ripple WJ, Timmis KN, et al. Scientists’ warning to humanity: microorganisms and climate change. Nat Rev Microbiol. 2019;17(9):569–586. doi: 10.1038/s41579-019-0222-5Banwart SA, Black H, Cai Z, et al. The global challenge for soil carbon. Banwart SA, Noellemeyer E, Milne E, eds. Soil Carbon: Science, Management and Policy for Multiple Benefits. CAB International; 2015:1-9.Banwart SA, Black H, Cai Z, et al. The global challenge for soil carbon. Banwart SA, Noellemeyer E, Milne E, eds. Soil Carbon: Science, Management and Policy for Multiple Benefits. CAB International; 2015:1-9.Шепоренко Г.А. О тенденции изменения климата Урала. Доступно по: http://svgimet.ru/?page_id=4068 Ссылка активна на 25.08.2022.Sheporenko GA. [About the trend of climate change in the Urals.] 2012. Accessed on August 25, 2022. http:// svgimet.ru/?page_id = 4068El-Naggar NA, Moawad MN, Ahmed EF. Toxic phenolic compounds in the Egyptian coastal waters of Alexandria: spatial distribution, source identification, and ecological risk assessment. Water Science. 2022;36(1):32-40. doi: 10.1080/23570008.2022.2031724El-Naggar NA, Moawad MN, Ahmed EF. Toxic phenolic compounds in the Egyptian coastal waters of Alexandria: spatial distribution, source identification, and ecological risk assessment. Water Science. 2022;36(1):32-40. doi: 10.1080/23570008.2022.2031724Adeniji AO, Okoh OO, Okoh AI. Levels of polycyclic aromatic hydrocarbons in the water and sediment of Buffalo River Estuary, South Africa and their health risk assessment. Arch Environ Contam Toxicol. 2019;76(4):657–669. doi: 10.1007/s00244-019-00617-wAdeniji AO, Okoh OO, Okoh AI. Levels of polycyclic aromatic hydrocarbons in the water and sediment of Buffalo River Estuary, South Africa and their health risk assessment. Arch Environ Contam Toxicol. 2019;76(4):657–669. doi: 10.1007/s00244-019-00617-wСаяпин В.В., Сойер В.Г., Милутка М.С., Клещенков А.В. Продукционно-деструкционные процессы и трансформация органического вещества в планктонном сообществе оз. Маныч-Гудило // Труды Южного научного центра Российской академии наук. 2018. T. 7. C. 57–68. doi: 10.23885/1993-6621-2018-7-57-68Sayapin VV, Soier VG, Milutka MS, Kleshchenkov AV. Production-destruction processes and the transformation of organic matter in the plankton community of the Manych-Gudilo Lake. Trudy Yuzhnogo Nauchnogo Tsentra Rossiyskoy Akademii Nauk. 2018;7:57–68. (In Russ.) doi: 10.23885/1993-6621-2018-7-57-68Хлыстов И.А., Щукина Д.А., Кузьмина Е.А., Плотко Э.Г., Брусницына Л.А. Подходы к нормированию органического углерода и необходимость его обязательного контроля в питьевой воде // Здоровье населения и среда обитания. 2020. T. 9 № 330. C. 61–66. doi: 10.35627/2219-5238/2020-330-9-61-66Khlystov IA, Shchukina DA, Kuzmina EA, Plotko EG, Brusnicyna LA. Approaches to regulating organic carbon and the necessity of its obligatory monitoring in drinking water. Zdorov’e Naseleniya i Sreda Obitaniya. 2020;(9(330):61-66. (In Russ.) doi: 10.35627/2219-5238/2020-330-9-61-66Gilca AF, Teodosiu C, Fiore S, Musteret CP. Emerging disinfection byproducts: A review on their occurrence and control in drinking water treatment processes. Chemosphere. 2020;259:127476. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127476Gilca AF, Teodosiu C, Fiore S, Musteret CP. Emerging disinfection byproducts: A review on their occurrence and control in drinking water treatment processes. Chemosphere. 2020;259:127476. doi: 10.1016/j.chemosphere.2020.127476Kļaviņš M, Kokorīte I, Rodinovs V. Dissolved organic matter concentration changes in river waters of Latvia. Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B. Natural, Exact, and Applied Sciences. 2011;65(1-2):40-47. doi: 10.2478/v10046-011-0017-1Kļaviņš M, Kokorīte I, Rodinovs V. Dissolved organic matter concentration changes in river waters of Latvia. Proceedings of the Latvian Academy of Sciences. Section B. Natural, Exact, and Applied Sciences. 2011;65(1-2):40-47. doi: 10.2478/v10046-011-0017-1Meyer-Jacob C, Michelutti N, Paterson AM, Cumming BF, Keller WB, Smol JP. The browning and re-browning of lakes: Divergent lake-water organic carbon trends linked to acid deposition and climate change. Sci Rep. 2019;9(1):16676. doi: 10.1038/s41598-019-52912-0Meyer-Jacob C, Michelutti N, Paterson AM, Cumming BF, Keller WB, Smol JP. The browning and re-browning of lakes: Divergent lake-water organic carbon trends linked to acid deposition and climate change. Sci Rep. 2019;9(1):16676. doi: 10.1038/s41598-019-52912-0Хлыстов И.А., Штин Т.Н., Харькова П.К., Замолоцких Т.В., Бугаева А.В., Щукина Д.А. Органическое вещество в поверхностных источниках питьевого водоснабжения г. Екатеринбурга: содержание, идентификация, опасности // Чистая вода России – 2021. Сборник материалов XVI Международного научно-практического симпозиума и выставки. Екатеринбург: ООО «ДжиЛайм», 2021. C. 241–247.Khlystov IA, Shtin TN, Kharkova PK, Zamolotskikh TV, Bugaeva AV, Shchukina DA. [Organic matter in surface sources of drinking water supply in Yekaterinburg: Content, hazard identification.] In: Clean Water of Russia – 2021: Proceedings of the 16th International Scientific and Practical Symposium and Exhibition, Yekaterinburg, May 17–20, 2021. Yekaterinburg: GLime Publ.; 2021:241-247. (In Russ.)Shang P, Lu YH, Du YX, Jaffé R, Findlay RH, Wynn A. Climatic and watershed controls of dissolved organic matter variation in streams across a gradient of agricultural land use. Sci Total Environ. 2018;612:1442-1453. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.08.322Shang P, Lu YH, Du YX, Jaffé R, Findlay RH, Wynn A. Climatic and watershed controls of dissolved organic matter variation in streams across a gradient of agricultural land use. Sci Total Environ. 2018;612:1442-1453. doi: 10.1016/j.scitotenv.2017.08.322Song K, Wen Z, Jacinthe PA, Zhao Y, Du J. Dissolved carbon and CDOM in lake ice and underlying waters along a salinity gradient in shallow lakes of Northeast China. J Hydrol. 2019;571:545-558. doi: 10.1016/j.jhydrol.2019.02.012Song K, Wen Z, Jacinthe PA, Zhao Y, Du J. Dissolved carbon and CDOM in lake ice and underlying waters along a salinity gradient in shallow lakes of Northeast China. J Hydrol. 2019;571:545-558. doi: 10.1016/j.jhydrol.2019.02.012Laszakovits JR, Kerr A, MacKay AA. Permanganate oxidation of organic contaminants and model compounds. Environ Sci Technol. 2022;56(8):4728-4748. doi: 10.1021/acs.est.1c03621Laszakovits JR, Kerr A, MacKay AA. Permanganate oxidation of organic contaminants and model compounds. Environ Sci Technol. 2022;56(8):4728-4748. doi: 10.1021/acs.est.1c03621Elsheikh M, Guirguis H, Fathy A. Removal of iron and manganese from groundwater: a study of using potassium permanganate and sedimentation. MATEC Web of Conferences. 2018;162:05018. doi: 10.1051/matecconf/201816205018Elsheikh M, Guirguis H, Fathy A. Removal of iron and manganese from groundwater: a study of using potassium permanganate and sedimentation. MATEC Web of Conferences. 2018;162:05018. doi: 10.1051/matecconf/201816205018Chen SS, Kimirei IA, Yu C, Shen Q, Gao Q. Assessment of urban river water pollution with urbanization in East Africa. Environ Sci Pollut Res Int. 2022;29(27):40812–40825. doi: 10.1007/s11356-021-18082-1Chen SS, Kimirei IA, Yu C, Shen Q, Gao Q. Assessment of urban river water pollution with urbanization in East Africa. Environ Sci Pollut Res Int. 2022;29(27):40812–40825. doi: 10.1007/s11356-021-18082-1Шляпников Д.С., Демчук И.Г., Окунев П.В. Минеральные компоненты донных отложений озер Урала. Свердловск: Изд-во Урал. ун-та, 1990. 101 с.Shlyapnikov DS, Demchuk IG, Okunev PV. [Mineral Components of Bottom Sediments of Ural Lakes.] Sverdlovsk: Ural University Publ.; 1990. (In Russ.)Khan H, Laas A, Marcé R, Obrador B. Major effects of alkalinity on the relationship between metabolism and dissolved inorganic carbon dynamics in lakes. Ecosystems. 2020;23:1566–1580. doi: 10.1007/s10021-020-00488-6Khan H, Laas A, Marcé R, Obrador B. Major effects of alkalinity on the relationship between metabolism and dissolved inorganic carbon dynamics in lakes. Ecosystems. 2020;23:1566–1580. doi: 10.1007/s10021-020-00488-6Prokushkin AS, Korets MA, Panov AV, et al. Carbon and nutrients in the Yenisei River tributaries draining the Western Siberia Peatlands. IOP Conf Ser: Earth Environ Sci. 2019;232:012010. doi: 10.1088/1755-1315/232/1/012010Prokushkin AS, Korets MA, Panov AV, et al. Carbon and nutrients in the Yenisei River tributaries draining the Western Siberia Peatlands. IOP Conf Ser: Earth Environ Sci. 2019;232:012010. doi: 10.1088/1755-1315/232/1/012010Mostofa KMG, Liu CQ, Mottaleb MA, et al. Dissolved organic matter in natural waters. Mostofa KMG, Yoshioka T, Mottaleb A, Vione D, eds. Photobiogeochemistry of Organic Matter. Principles and Practices in Water Environments. Springer, Berlin, Heidelberg; 2013. doi: 10.1007/978-3-642-32223-5_1Mostofa KMG, Liu CQ, Mottaleb MA, et al. Dissolved organic matter in natural waters. Mostofa KMG, Yoshioka T, Mottaleb A, Vione D, eds. Photobiogeochemistry of Organic Matter. Principles and Practices in Water Environments. Springer, Berlin, Heidelberg; 2013. doi: 10.1007/978-3-642-32223-5_1Luo M, Huang JF, Zhu WF, Tong C. Impacts of increasing salinity and inundation on rates and pathways of organic carbon mineralization in tidal wetlands: a review. Hydrobiologia. 2019;827:31–49. doi: 10.1007/s10750-017-3416-8Luo M, Huang JF, Zhu WF, Tong C. Impacts of increasing salinity and inundation on rates and pathways of organic carbon mineralization in tidal wetlands: a review. Hydrobiologia. 2019;827:31–49. doi: 10.1007/s10750-017-3416-8

The authors declare that there are no conflicts of interest present.