Обоснование временных отступлений качества питьевой воды с учетом новых научных данных для оценки риска здоровью населения

Введение. Обеспечение населения качественной питьевой водой, а также снижение рисков для здоровья при ее употреблении являются основным направлением деятельности Роспотребнадзора на 2024 год, а также приоритетной задачей в обеспечении санитарно-эпидемиологического благополучия.

Для принятия обоснованных управленческих решений или выполнения мероприятий по снижению рисков необходимо достоверно оценивать факторы среды обитания, основываясь на действующих нормативно-методических документах, результатах современных исследований, международных базах данных [1–3]. Методология оценки риска для здоровья продолжает динамично развиваться и встраиваться в деятельность Роспотребнадзора [4–6]. До 2024 года действовало Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду¹, от 2004 г., с выпуска которого прошло практически 20 лет, в связи с чем в последнее время назревала необходимость в актуализации документа [7–10]. С 1 января 2024 года действует новое руководство по оценке риска², в котором обновлены и актуализированы разделы, референтные значения, факторы канцерогенного потенциала, факторы экспозиции. Это открывает новые возможности для анализа вредного воздействия факторов среды обитания на здоровье человека. Наиболее актуальными являются процедуры оценки риска для здоровья от воздействия атмосферного воздуха и питьевой воды. Кроме того, оценка риска применяется в рамках научных исследований, экспертных оценок, а также для установления временных отступлений от гигиенических нормативов качества питьевой воды [11][12]. В связи с появлением и закреплением в новом руководстве уточненных данных о негативных эффектах ряда химических веществ на здоровье человека актуален вопрос выполнения оценки риска с учетом наиболее современных и адекватных данных. В настоящей работе проведена оценка риска здоровью населения при употреблении питьевой воды из подземного источника водоснабжения в точке перед поступлением в распределительную сеть для обоснования временных отступлений по методике отмененного и нового Руководств, выполнено сравнение полученных результатов.

Цель исследования: обоснование временных отступлений качества питьевой воды с учетом новых научных данных с применением методологии оценки риска для здоровья населения.

Материалы и методы. Для исследования выбраны результаты 214 исследований качества питьевой воды из подземного источника в точке перед поступлением в распределительную сеть городского поселения, проведенных в рамках производственного контроля за период 2019–2022 гг., в аккредитованной лаборатории. В программу производственного контроля вошли 50 показателей, из которых в дальнейший анализ были включены 33. Новое руководство сохраняет преемственность основных расчетных формул, оно, как и ранее действовавшее, не позволяет провести оценку риска обобщенных и органолептических показателей. Вследствие этого обобщенные и органолептические показатели, а также вещества, для которых отсутствует референтная доза, из анализа исключались. Статистическая обработка выполнялась в Microsoft Excel, использовались методы описательной статистики с дальнейшим анализом медианных значений, так как распределение отличалось от нормального. Временные отступления обосновывались для показателей, медианные значения которых превышали гигиенические нормативы, в соответствии с федеральным законом о водоснабжении и водоотведении³. Оценка риска выполнена по старому¹ и новому руководствам². Для расчета поступления химических веществ использовались следующие факторы экспозиции: величина потребления воды – 2 л/сут., частота воздействия – 350 дней в году, продолжительность воздействия – 30 лет, период осреднения – 30 лет (для канцерогенов – 70 лет), масса тела – 70 кг. В анализ вошли все вещества, для которых установлена референтная доза (RfD) и фактор канцерогенного потенциала для перорального поступления (Sfo). Выполнялся расчет суточных доз, коэффициентов и индексов опасности неканцерогенного (HQ и HI соответственно) и канцерогенного риска (CR). Расчет неканцерогенного риска выполнялся в 3 вариантах: вариант № 1 – с включением всех веществ; вариант № 2 – с исключением показателей, для которых отсутствуют дозы в новом руководстве; вариант № 3 – с исключением веществ, для которых отсутствуют дозы в новом руководстве и возможно исключение в соответствии с п. 3.2.15 нового руководства.

Результаты. Перечень показателей, вошедших в оценку риска с референтными дозами и факторами канцерогенного потенциала для перорального поступления по отмененному и новому руководству, представлен в табл. 1.

Согласно табл. 1 выявлены превышения гигиенических нормативов медианными значениями следующих показателей: бор – 0,59 мг/дм³ (норматив – 0,5 мг/дм³), магний – 52,79 мг/дм³ (норматив – 50 мг/дм³).

Для следующих веществ референтная доза в новом руководстве изменилась в сторону уменьшения (7): гексахлорциклогексан (ГХЦГ), йод, кобальт, марганец, мышьяк, ртуть и ее неорганические соединения, цианиды, а в сторону увеличения – для веществ (3): барий, железо общее, медь.

Отметим, что в новом руководстве отсутствуют референтные дозы для следующих показателей (8): аммиак и ионы аммония, бром, водород сульфид, кальций, магний, натрий, нефтепродукты, свинец.

Кроме того, в таблице указаны показатели, которые могут быть исключены в соответствии с п. 3.2.15 нового руководства, гласящим: «Концентрация в исследуемой точке может быть условно принята нулевой, если вещество обнаруживается в менее чем 5 % отобранных проб и нет убедительных доказательств того, что это химическое соединение является специфическим и характерным компонентом загрязнения среды обитания на исследуемой территории». Следовательно, представляется возможным исключить из анализа 20 показателей: 2,4-Д, алюминий, барий, бериллий, водород сульфид, ГХЦГ, ДДТ, железо общее, йод, кадмий, медь, мышьяк, молибден, никель, ртуть и ее неорганические соединения, свинец, селен, хром общий, цианиды, цинк.

Таким образом, согласно проведенному анализу, новое руководство позволяет исключить из оценки риска 26 показателей: для 6 показателей отсутствует референтная доза, для 20 концентрация принята за ноль, для 2 отсутствует референтная доза и концентрация принята за ноль. В оценку вошли 7 показателей: бор, кобальт, марганец, нитраты, нитриты, стронций, фенол.

Факторы канцерогенного потенциала остались без изменения, за исключением значения для свинца (увеличился с 0,047 до 0,085).

В табл. 2 приведены расчеты канцерогенного риска, расчеты представлены по варианту № 1, так как по варианту № 3 представляется возможным исключить все вещества, формирующие итоговое значение риска.

Результаты расчетов канцерогенного риска по отмененному и новому руководствам без исключения соединений, для которых концентрация была принята условно нулевой, значимо не отличаются. В табл. 3 указаны результаты расчетов неканцерогенного риска по вариантам № 1 и 3, так как не включенные в варианте № 2 показатели не достигали 0,1 HQ, за исключением магния (HQ = 0,1315), и не оказали значительного влияния на полученный результат. Описание вариантов расчетов неканцерогенного риска представлено в разделе «Материалы и методы».

По результатам расчета неканцерогенного риска в варианте расчета № 1 на первом ранговом месте (старое/новое руководство) – мышьяк, на втором – нитраты/кобальт, на третьем – хром общий/цианиды. В варианте расчета № 3 на первом ранговом месте – нитраты/кобальт, на втором – стронций/нитраты, на третьем – бор/стронций. Исключение показателей в третьем варианте значимо повлияло на результат, особенно по новому руководству, где значение неканцерогенного риска для мышьяка определялось на уровне HQ = 39,14, однако было исключено.

Далее проводился расчет индексов опасности для критических органов и систем по вариантам № 1 и 3, результаты которого представлены в табл. 4.

По варианту № 1, согласно старому руководству, наиболее уязвимые органы и системы – сердечно-сосудистая система, желудочно-кишечный тракт, гормональная система; согласно новому – развитие, кожа, сердечно-сосудистая система. По варианту № 3, согласно отмененному руководству, – кровь, сердечно-сосудистая система, костная система; согласно новому – эндокринная система, кровь. Недопустимые значения определялись только по первому варианту, в соответствии с новым руководством (HI = 39,237), преимущественно в связи с воздействием мышьяка.

Временные отступления обосновывались для бора и магния. Бор не вносил значимый вклад в значения риска, а для магния отсутствует референтная доза. С учетом результатов расчета по 3-му варианту риск здоровью являлся допустимым, возможно установление временных отступлений для бора и магния.

Обсуждение. Обсуждению подлежит в первую очередь отсутствие референтных доз для следующих показателей: аммиак и ионы аммония (4-й класс опасности), бром (2-й класс опасности), водорода сульфид (4-й класс опасности), кальций, магний (3-й класс опасности), натрий (2-й класс опасности), нефтепродукты, свинец (2-й класс опасности). В соответствии с US EPA⁴ эффекты на здоровье могут быть вызваны даже незначительными концентрациями свинца неорганического в крови, следовательно, некорректно устанавливать какие-либо референтные дозы. Вместе с тем имеется убедительная доказательная база существования негативного воздействия свинца в питьевой воде, прежде всего в отношении ряда энзимов крови и поведенческих реакций детей [13–15], которая заставляет настороженно относиться к исключению свинца из оценки неканцерогенного риска. Аммиак и ионы аммония образуются в организме человека (большая часть в ЖКТ при переваривании белка) в гораздо большем количестве (более 4 г в сутки), чем может поступить с питьевой водой, трансформируются в мочевину и затем элиминируются из организма⁵. Кроме того, аммиак и ионы аммония нормируются по органолептическому критерию. Следовательно, отсутствие референтной дозы не приведет к занижению риска для здоровья. Что касается брома, кальция, натрия и магния в открытых международных базах данных какие-либо оценки токсических свойств при их пероральном поступлении обнаружены не были. Вопрос отсутствия в новом руководстве референтной дозы для кальция и магния особенно актуален в связи с тем, что одной из причин несоответствия качества питьевой воды из подземных источников является превышение гигиенических нормативов по общей жесткости [16][17]. Общая жесткость отображает содержание в питьевой воде ионов кальция, магния и в меньшей степени стронция и бария, при наличии этих показателей в программе производственного контроля представляется возможным достоверно сделать вывод об отсутствии или наличии угрозы здоровью при превышении общей жесткости [11]. Этот вопрос можно рассмотреть и с другой стороны: кальций и магний являются эссенциальными элементами, и результаты эпидемиологических исследований указывают на возможную взаимосвязь концентраций этих элементов с увеличением смертности от заболеваний сердечно-сосудистой системы, особенно в группах со сниженным потреблением кальция и магния с пищей или женщин в постменопаузе [18–21]. В случае отсутствия пороговой модели для повышенного содержания эссенциальных элементов [22] актуальна была бы разработка модели для минимально необходимого ежедневного поступления. Для водорода сульфида установлено, что референтная доза в 0,003 мг/кг/день была определена по исследованию, результаты которого воспроизвести не удалось, поэтому на настоящий момент референтная доза для показателя отсутствует⁶. Содержание нефтепродуктов относится к обобщенным показателям, оценка которого достаточно неопределенна. В целом исключение этих веществ не оказало значимого влияния на итоговое значение риска здоровью населения, а динамичный пересмотр значений референтных доз соответствует международной практике [14][23–27].

Значительно повлияло на результаты оценки риска исключение показателей, концентрация которых была условно принята нулевой в соответствии с п. 3.2.15: «Концентрация в исследуемой точке может быть условно принята нулевой, если вещество обнаруживается в менее чем 5 % отобранных проб и нет убедительных доказательств того, что это химическое соединение является специфическим и характерным компонентом загрязнения среды обитания на исследуемой территории». Для питьевой воды из подземного источника перед подачей в распределительную сеть в соответствии с санитарными требованиями⁷ необходим отбор проб не менее 4 раз в год – на каждый сезон (весенний, летний, осенний, зимний); кроме того, для неорганических и органических соединений кратность должна быть не менее 1 пробы в год. Для воды перед подачей в распределительную сеть из поверхностного водоисточника для населенного пункта с численностью населения менее 100 тыс. человек количество исследований должно составить не менее 4 в год, более 100 тысяч – 12 в год. Пункт 5.5.2.6 гласит: «Преимущество следует отдавать результатам государственного и производственного контроля (за период не менее одного года, желательно за 3 года наблюдения), особенно по расширенным исследованиям», итого получаем 1–3 пробы для воды из подземных источников водоснабжения, 4–12 проб для воды из поверхностных водоисточников (максимум 36 исследований показателей), которые формируют итоговое значение риска здоровью. Является ли убедительным доказательством отсутствие вещества в трех пробах – вопрос дискуссионный. В случае с подземными водами, по нашему мнению, для доказательства того, что химическое соединение не является специфическим и характерным компонентом загрязнения конкретной территории, необходимо использовать материалы, характеризующие геологическое строение водовмещающих пород и гидрогеологические условия формирования качества подземных вод, в том числе паспорта скважин, государственные геологические карты, а также отчеты о результатах поисков и оценки запасов подземных вод [28]. Подобное обоснование представляется необходимым, потому что, как мы видим, при исключении из расчета веществ, для которых концентрация принята условно нулевой (вариант 3), отсутствуют вещества, обладающие канцерогенным риском, и отмечается существенно более низкий уровень неканцерогенного риска.

Стоит отметить, что результаты оценки риска по новому руководству акцентируются на веществах 1-го и 2-го классов опасности, однако это приводит к ситуации, когда только появление вещества в воде, в концентрациях, превышающих уровень определения и не превышающих гигиенических нормативов, будет обуславливать значимый, а как мы видим на примере мышьяка, определяющий вклад в итоговое значение риска.

В соответствии с пунктом 5.5.2.2, гласящим: «Для использования результатов натурных исследований по оценке риска здоровью населения чувствительность метода измерения должна обеспечивать измерение химической примеси на уровне не менее 0,5 референтного уровня», для мышьяка такая чувствительность должна находиться на уровне 1,75E-06 мг/дм³. На сайте Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений найдена методика⁸, позволяющая определить мышьяк в питьевой воде до 0,0004 мг/дм³, тем не менее отличающаяся на 2 порядка от 0,5 референтного уровня, что, однако, формально не может быть причиной исключения мышьяка. Исходя из вышеизложенного, включение любых результатов исследования мышьяка в питьевой воде приведет к завышению уровня итогового риска и с высокой вероятностью недопустимому уровню риска. При этом следует отметить, что использование средних арифметических значений показателей, как того требует руководство, идет вразрез с правилами статистической обработки данных, так как в случае распределения данных, отличающегося от нормального, необходимо использовать в качестве меры центральной тенденции медиану, а не среднее арифметическое.

Заключение. В настоящей работе отмечено, что в новом руководстве отсутствуют референтные дозы некоторых веществ, которые были в отмененном. Результаты расчетов показали, что исключение этих веществ не оказало значимого влияния на итоговое значение риска здоровью населения. Существенное влияние на значения канцерогенного и неканцерогенного риска оказало исключение веществ, для которых принята условно нулевая концентрация, в связи с определением этих соединений менее чем в 5 % проб.

Поднят дискуссионный вопрос об учете результатов исследований, в которых недостаточна чувствительность метода анализа для определения концентраций веществ на уровне ниже референтных значений. Подчеркивается необходимость привлечения дополнительных информационных ресурсов, подтверждающих, что данное вещество не является специфичным и характерным для данной территории.

По данным расчета в соответствии с действующим документом угроза здоровью отсутствует, возможно установление временных отступлений для бора и магния. В целом актуализация руководства была востребована, и разработчикам удалось привести документ в согласие с современными представлениями об угрозе здоровью при действии химического фактора на организм человека.