Оценка эффективности реализации системного подхода к обеспечению гигиенической безопасности питьевого и рекреационного водопользования населения на примере Воронежской области

Введение. Интенсификация водопользования в конце прошлого и начале настоящего столетий привела к тому, что на планете обостряется проблема, связанная с доступностью к пресноводным ресурсам в достаточном объеме для обеспечения жизнедеятельности человека, технологического прогресса и экономического роста. Пресноводные ресурсы сегодня рассматриваются как стратегически важные для конкретного государства и населения планеты в целом. Несмотря на то что, по данным ЮНЕСКО, европейская и азиатская части России, наряду со странами Западной Европы, относятся к территориям с «незначительной нехваткой пресной воды», по прогнозным оценкам, представленным в Организацию Объединенных Наций в форме доклада «Управление водными ресурсами в условиях неопределенности и риска», к 2070 году дефицит водных ресурсов в Центральной и Южной Европе ощутят на себе более 44 млн человек [1]. Реализация мероприятий федерального проекта «Чистая вода», выполняемого в рамках национального проекта «Жилье и городская среда» в соответствии с Указом Президента Российской Федерации от 07.05.2018 № 204¹, позволила решить часть проблем в области обеспечения гигиенической безопасности хозяйственно-питьевого и рекреационного водопользования населения. Необходимо отметить, что при формировании данного проекта и его региональных компонент использованы результаты многих гигиенических исследований, проведенных в рамках функционирования межведомственной системы социально-гигиенического мониторинга и внедрения в практику риск-ориентированного санитарноэпидемиологического надзора, в том числе и в сфере обеспечения гигиенической безопасности питьевого и рекреационного водопользования, что повысило аргументированность управленческих решений, направленных на снижение риска и профилактику заболеваемости населения, обусловленной водным фактором.

В гигиенических исследованиях, проведенных ранее в регионе, выполнена гигиеническая, экологическая и эпидемиологическая оценка роли природных и техногенных факторов, формирующих качество водных ресурсов на территории аграрно развитой Воронежской области [2–6]; усовершенствована система мониторинга для получения объективной информации об уровне негативного влияния техногенных факторов на качество воды подземных водоносных горизонтов, используемых в системах централизованного питьевого водоснабжения населения [7]. Осуществлялась оценка качества воды в местах рекреационного водопользования населения [8–13].

Неоднократно в различные временные периоды проводилась количественная оценка риска для здоровья населения, связанного с воздействием природных и техногенных факторов, определяющих качество воды и санитарно гигиенические условия водопользования, позволившая отнести к числу приоритетных региональных показателей качества питьевой воды нитраты, железо, фтор, бор, повышенную жесткость [14–18].

В ряде случаев, учитывая в целом удовлетворительную ситуацию на территории Воронежской области, акцентировалось внимание на существующих очагах микробиологического загрязнения питьевой воды централизованных систем водоснабжения [19]. Изучалось мнение населения региона о качестве водоснабжения [20].

Ряд исследований направлен на определение приоритетных звеньев в формировании санитарно-эпидемиологического неблагополучия централизованных систем хозяйственно-питьевого водоснабжения населения [21–23], выполнение сопряженного анализа уровня неинфекционной и инфекционной заболеваемости населения, ассоциированной с водным фактором, оценку вероятных связей заболеваемости населения с региональными показателями качества питьевой воды и воды водных объектов в местах рекреационного водопользования [24][25].

Агрегирование результатов данных исследований позволяет обосновать реализацию системного подхода обеспечения гигиенической безопасности питьевого и рекреационного водопользования населения Воронежской области и оценить эффективность реализованных решений.

Цель исследования: оценка эффективности реализации системного подхода к обеспечению гигиенической безопасности питьевого и рекреационного водопользования населения на примере Воронежской области.

Объекты исследования: реки и водные объекты бассейна Верхнего Дона, подземные источники хозяйственно-питьевого водоснабжения Воронежской области, процессы водоподготовки, распределительная водопроводная сеть, бутилированная питьевая вода, полимерная тара (ПЭТ-бутылки емкостью 1,5 л) для ее хранения.

Предмет исследования: качество воды в поверхностных водных объектах, водоисточниках и централизованной водопроводной сети; заболеваемость населения, связанная с водным фактором. Материалы и методы. Основной объем исследований выполнен на территории индустриально-аграрной Воронежской области с населением 2,324 млн человек (2020 г.). Доля городского населения – 68 %, сельского – 32 %. В состав региона входят городской округ города Воронеж, Борисоглебский городской округ и 31 муниципальный район (всего 33 административные территории).

Воронежская область, площадь которой составляет 52,2 тыс. км2, полностью относится к бассейну реки Дон. В системе хозяйственно-питьевого водоснабжения используются только подземные воды.

Качество воды в местах рекреационного водопользования населения оценивалось на 26 водных объектах в 73 контрольных точках по данным за 2015–2019 гг. Отбор проб воды осуществлялся в купальный сезон (июнь–август) по санитарно-химическим и микробиологическим показателям. Степень эпидемиологической опасности определена согласно МР 2.1.10.0031–11².

Оценка риска для здоровья населения осуществлялась по результатам лабораторных испытаний питьевой воды в 553 рецепторных точках на 33 административных территориях региона за 2010–2019 гг. в соответствии с P 2.1.10.1920–04³.

Санитарно-эпидемиологическая надежность систем централизованного водоснабжения установлена по результатам контрольно-надзорных мероприятий и с использованием показателей региональной системы социально-гигиенического мониторинга (2019 г.) на двух проблемных административных территориях (Рамонский и Эртильский муниципальные районы) согласно МР 2.1.4.2370–08⁴.

В целях оценки качества рекреационного водопользования и питьевой воды в период с 02.12.2019 по 29.02.2020 проведен интернет-опрос 1158 жителей Воронежской области при общей численности населения на 01.01.2020 – 2 324 205 человек, что обеспечило репрезентативность полученных результатов.

Для определения роли водного фактора в формировании неинфекционной (мочекаменная болезнь, болезни кожи и подкожной клетчатки, метгемоглобинемия) и инфекционной (дизентерия Флекснера, острые кишечные инфекции (ОКИ) установленной этиологии, ОКИ неустановленной этиологии, сумма ОКИ, вирусные гепатиты А и Е) заболеваемости применены статистические методы: оценка достоверности различий средних величин (по t-критерию Стьюдента); корреляционный анализ уровней заболеваемости в разрезе 33 административных территорий с показателями качества воды (коэффициент парной корреляции и оценка его статистической значимости при вероятности статистической ошибки вывода о взаимосвязи менее 5 %). Использованы данные о заболеваемости регионального информационного фонда социально-гигиенического мониторинга (2015–2019 гг.).

Проведены экспериментальные исследования по оценке миграции органических соединений из полимерной тары (ПЭТ-бутылок) при моделируемых температурных условиях, характеризующих наихудшие условия хранения бутилированной питьевой воды трех наиболее популярных, по данным анкетного опроса, торговых марок (в ответе представлялась возможность выбирать несколько торговых марок (из 15) и указывать дополнительные), которыми являлись «Святой источник» – выбран в 61,8 % ответов, «Липецкая» – в 57,3 %, «BonAqua» – в 25,4 %⁵.

Результаты исследования. Сущность системного подхода в обеспечении гигиенической безопасности водопользования населения заключается в отражении взаимосвязи и взаимообусловленности всех звеньев и процессов, связанных с потреблением и качеством пресноводных ресурсов.

Результаты многолетних исследований, выполненные при реализации предлагаемого системного подхода на примере Воронежской области, позволили повысить эффективность использования риск-ориентированного подхода в проведении регионального мониторинга качества воды и планировании контрольно-надзорных мероприятий по обеспечению санитарно-эпидемиологической безопасности населения, проживающего на территории Воронежской области. Полученная эффективность реализованного системного подхода предполагает его дальнейшее внедрение в практическую деятельность на территории субъектов Российской Федерации.

Установлено, что региональные проблемы рекреационного водопользования населения связаны с неудовлетворительным качеством воды водных объектов по санитарно-химическим и микробиологическим показателям. К числу приоритетных показателей для бассейна Верхнего Дона отнесены: содержание в воде водных объектов аммоний-иона, нитратов, фосфатов (от 1,1 до 2,5 ПДК), ХПК (до 2,3 раза), БПК (до 1,5 раза). В 28,8 % рекреационных мест имело место несоответствие результатов анализов качества воды водных объектов действующим нормативам по микробиологическим показателям — от 1,5 до 75,0 % проб (по показателям термотолерантных и общих колиформных бактерий). По результатам интегральной оценки высокой степенью эпидемиологической опасности характеризовались 4,1 % мест рекреационного водопользования населения (22 балла), средней степенью — 24,7 % (11–20 баллов) [13].

Приоритетными показателями качества питьевой воды систем централизованного водоснабжения определены: содержание нитратов, фтора, бора, железа, которое неприемлемо по величинам неканцерогенного риска (HQ > 1), при ориентировочной численности населения, потребляющего воду неудовлетворительного качества, обусловленного присутствием нитратов, — 353 тыс. человек (риск для детей шести лет HQ = 3,12 ÷ 9,51, для взрослых HQ = 1,34 ÷ 4,08); фтора — 67,8 тыс. человек (риск для детей шести лет HQ = 1,03 ÷ 2,26, для взрослых HQ = 1,10 ÷ 1,7); бора — 4,3 тыс. человек (риск для детей шести лет HQ = 1,02 ÷ 1,17); железа — 2,1 тыс. человек (риск для детей шести лет HQ = 1,02 ÷ 1,09). На 16 из 33 территорий (48,5 %) среднее значение показателя общей жесткости превышает норматив в 1,01–1,64 раза. Снижение неопределенностей, имеющих место при оценке риска, достигнуто детальным анализом информации по каждой мониторинговой точке, использованием кроме средней концентрации показателя верхней 95%-й доверительной границы среднемноголетних концентраций химических веществ в питьевой воде при расчете доз для различных возрастных групп населения (дети, взрослые) [15].

Комплексная оценка степени санитарноэпидемиологического неблагополучия централизованных систем хозяйственно-питьевого водоснабжения административных образований региона позволяет утверждать о различиях территориальных проблем. Так, на примере 2 проблемных территорий отмечено, что в Рамонском муниципальном районе (W_обощ. = 1,10) «высокая» степень санитарно-эпидемиологического неблагополучия выявлена по оценочному блоку «Транспортирование» (W₆ = 0,2), а «крайне высокая» — по блокам «Качество воды водоисточника» (W₃ = 0,3) и «Питьевая вода» (W₈ = 0,6). В Эртильском муниципальном районе (W_обощ. = 1,5) «высокая» степень санитарно-эпидемиологического неблагополучия выявлена по оценочным блокам «Водообеспечение» (W₁ = 0,05), «Качество воды источников» (W₃ = 0,2), «Транспортирование» (W₆ = 0,6), «Питьевая вода» (W₈ = 0,4) и «крайне высокая» – по блоку «Лабораторный контроль» (W₇ = 0,6). С учетом отсутствия в населенных пунктах сельского типа водоподготовки степень неблагополучия характеризуется как «крайне высокая» [23].

Одновременно установлено, что большинство жителей региона (ежесуточный объем употребления воды для питьевых целей у респондентов составлял от 1,2 до 2,5 л) предпочитают пользоваться водой из системы централизованного водоснабжения, очищая ее в кувшинах-фильтрах (30,7 %). Бутилированную (расфасованную) питьевую воду употребляли 17,1 % анкетируемых. При этом население старшей возрастной группы использует ее крайне редко (5,9 % от количества респондентов в данной возрастной группе), отдавая предпочтение употреблению воды из систем централизованного питьевого водоснабжения без очистки с кипячением (40,9 %). Удельный вес молодого населения (возрастные группы «до 18 лет» и «18–20 лет»), употребляющего бутилированную питьевую воду, составляет 71,4 и 26,5 % соответственно. Качеством употребляемой питьевой воды «удовлетворены в полной мере» 33,7 % опрошенных, «в целом удовлетворены» – 0,3 %, «частично удовлетворены» – 49,2 %, «не удовлетворены» – 16,8 %. Респондентами наиболее часто указывалось на наличие накипи, изменение цвета, что в целом согласуется с данными объективного лабораторного контроля (повышенная общая жесткость, высокая концентрация железа). Большинство анкетируемых (74,3 %) не отметили влияния на здоровье употребляемой питьевой воды. Вместе с тем 25,4 % опрошенных указали на «сухость и шелушение кожных покровов» при приеме водных процедур (после душа или ванны). Сочетание негативных эффектов «сухость и шелушение кожных покровов» + «жесткость волос после мытья» имело место в ответах 17,8 % респондентов.

По результатам корреляционного анализа выявлены статистически значимые связи среднего многолетнего уровня (СМУ) заболеваемости взрослого населения мочекаменной болезнью и общей жесткостью питьевой воды (коэффициент парной корреляции r = 0,42, связь средней силы, статистически значимая, Т_расч. = 2,60 > Т_крит. = 2,04 при p < 0,05); СМУ заболеваемости взрослого населения болезнями кожи и подкожной клетчатки и концентрацией железа в питьевой воде (коэффициент корреляции r = 0,35, Т_расч. = 2,08 > Т_крит. = 2,04 при p < 0,05). На территории сельских поселений имеет место проблема нитратного загрязнения водоисточников (как централизованных, так и децентрализованных), что подтверждено регистрацией 9 случаев заболеваний метгемоглобинемией детей в возрасте до 1 года, находящихся на искусственном вскармливании (2015–2018 гг.). Все случаи были связаны с использованием питьевой воды из децентрализованных источников (колодцев, индивидуальных скважин) с высоким содержанием нитратов (от 1,7 до 6,7 ПДК) для приготовления молочных смесей, что не исключало данную причину и для систем централизованного водоснабжения отдельных поселений в связи с соизмеримыми концентрациями нитратов в общем водоносном горизонте.

Экспериментальными исследованиями по оценке миграции органических соединений из полимерной тары (ПЭТ-бутылок емкостью 1,5 литра) в расфасованную питьевую воду при моделируемых нарушениях условий хранения (температуре +37 °С и продолжительности времени ее воздействия три месяца) установлено отсутствие миграции ацетальдегида, фенола, метиленхлорида, хлорбензола, бисфенола А, этиленгликоля, диметилтерефталата, формальдегида, ацетона, метилового, бутилового, изобутилового спирта, что позволяет сделать вывод о безопасности материалов, используемых производителями для расфасовки питьевой воды, в том числе при нарушении температурного режима условий хранения.

Предложенный и апробированный на примере Воронежской области базовый алгоритм реализации системного подхода к обеспечению гигиенической безопасности рекреационного и питьевого водопользования населения включает синхронное решение аналитических задач по обоснованию приоритетных региональных показателей качества воды, определение территорий «риска» и звеньев, детерминирующих ненадлежащее качество питьевой воды, уточнение популяционных рисков за счет определения доли населения, употребляющего расфасованную питьевую воду; управление региональной ситуацией с целью обеспечения гигиенической безопасности в сфере питьевого и рекреационного водопользования населения через совершенствование нормативно-правовой базы, реализацию целевых программ и информирование населения.

Эффективность практической реализации системного подхода с учетом результатов исследования предусматривала оптимизацию в организации мониторинга и контрольно-надзорных мероприятий; снижение техногенной нагрузки на водоемы и водоисточники, обеспечение их санитарной охраны; выбор альтернативных источников; совершенствование систем водоподготовки и транспортировки.

Оптимизация организации мониторинга и контрольно-надзорных мероприятий. С учетом результатов исследования перераспределены контрольные точки отбора проб питьевой воды: исключены пункты с количеством населения менее 5000 человек, в которых отсутствует риск для здоровья населения; добавлены контрольные точки в 48 сельских поселениях, проблемных по качеству воды. Количество мониторинговых точек в конкретном населенном пункте рассчитано с учетом численности водоснабжаемого населения: в сельских поселениях 1 точка – до 5000 жителей, 2–3 точки – свыше 5000 жителей. В 2021 году расширена программа мониторинга в 3 населенных пунктах, где имеется водоподготовка, с контролем показателей, характеризующих технологию водоподготовки (хлороформ, бромдихлорметан, дибромхлорметан, бромоформ).

Усовершенствована система мониторинга качества воды в местах рекреационного водопользования населения: 73 места рекреации, в том числе 55 – не имеющих официального статуса, но пользующихся популярностью у населения для купания в летний сезон.

Снижение техногенной нагрузки на водоемы и обеспечение гигиенической безопасности рекреационного водопользования. В 2015 году внедрены очистные сооружения в с. Новая Усмань (5 тыс. м3 в сутки), что снизило техногенную нагрузку на реку Усмань.

Значимость мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности рекреационного водопользования населения, реализованных по результатам исследования, заключается в практически полной инвентаризации и санитарно-гигиенической оценке мест отдыха у воды, включая традиционно используемые населением, но не вошедшие в утвержденный перечень. По результатам анализа данных действующей системы мониторинга качества воды в местах рекреации на территории Воронежской области, включающей 73 контрольные точки, определены зоны рекреации (пляжи), наиболее соответствующие нормативным требованиям качества воды. Перед правительством Воронежской области поставлены вопросы и организована работа по приданию официального статуса и закреплению мест массового отдыха населения у воды за соответствующими муниципальными структурами либо иными хозяйствующими субъектами с целью приведения зон отдыха в надлежащее санитарное состояние, отвечающее современным требованиям.

Положительными примерами организации зон рекреационного водопользования в регионе, соответствующих современным санитарно-гигиеническим требованиям, могут быть пляжи санатория им. М. Горького на Воронежском водохранилище и клуба активного отдыха (турбазы) «Сосновый бор» на реке Усмань, получившие положительные санитарно-эпидемиологические заключения и высокие рейтинговые оценки – 4,7–4,8 балла из 5 возможных по совокупности 6 санитарно-гигиенически значимых критериев (оборудование санузлами и душевыми, наличие пляжного оборудования, наличие контроля и информации о качестве воды, организация медпомощи и общественного питания).

Обеспечение охраны водоисточников. Обеспечена охрана водоисточников: снижен удельный вес источников централизованного водоснабжения, не отвечающих санитарно-эпидемиологическим требования, с 10,6 % (2010 г.) до 0 % (2017–2020 гг.). В настоящее время 100 % подземных водоисточников имеют зону санитарной охраны, режим которой соблюдается.

Выбор альтернативных источников. За период проведения исследования с 2010 по 2019 годы принимались и реализовывались адресные решения по закрытию проблемных скважин (водоисточников) и увеличению альтернативных, т. е. бурению новых скважин и водозаборов. За указанный период исключены из системы 57 проблемных скважин в 25 населенных пунктах, число эксплуатируемых скважин возросло с 1716 до 2097 (на 110 783 человека снижена численность населения, получающего питьевую воду неудовлетворительного качества). Проведена работа по информированию населения о качестве питьевой воды, правилах использования индивидуальных фильтров для водоподготовки, а также качеству воды в зонах рекреации: представлено 57 информаций на сайте Управления Роспотребнадзора по Воронежской области, опубликовано 48 информаций в региональных периодических изданиях, проведено 112 выступлений на телевидении и радио.

Совершенствование систем водоподготовки и транспортировки. В 3 проблемных по качеству воды населенных пунктах с общим населением 28 364 человека в 2015–2020 гг. внедрены современные системы водоподготовки в системах централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, что позволило обеспечить население питьевой водой, качество которой соответствует нормативам. Проведена замена водопроводных сетей в 29 населенных пунктах 9 муниципальных районов.

Удельный вес проб воды из источников централизованного водоснабжения, не соответствующих нормативным требованиям по санитарно-химическим показателям, имеет тенденцию к снижению: в 2010–2012 гг. показатель составлял 43,2–44,4 %, в 2017–2019 гг. – 32,5–37,1 %, что подтверждает эффективность поэтапно проводимых мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности питьевого водопользования населения.

Обсуждение результатов. Наши исследования и работы других отечественных авторов показывают, что в настоящее время Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека уделяется значительное внимание развитию методической поддержки риск-ориентированной модели контрольно-надзорной деятельности, в том числе практическому применению подходов количественной оценки вероятного риска здоровью населения, обусловленного водным фактором, в целях обеспечения соблюдения санитарно-гигиенических требований к питьевому водоснабжению и рекреационному водопользованию [26][27].

Высокая техногенная нагрузка на водную среду отмечается в работах зарубежных авторов. При этом приоритет отводится проблеме дефицита пресноводных ресурсов в ряде стран и микробиологическим рискам для здоровья населения. В частности, недостаток питьевой воды, неудовлетворительное качество воды в реках Европы и Южной Азии, проблема распространения заболеваемости острыми кишечными инфекциями, связанной с водным фактором в том числе среди населения мегаполисов, отмечается в работе [28]. Исследованиями, проведенными в Германии на месте слияния рек Рур и Рейн, показано, что причиной ограничения на отдых населения у воды является ее неудовлетворительное качество по микробиологическим показателям [29]. При этом большое внимание для снижения техногенной нагрузки на водные объекты уделяется технологиям очистки и повторного использования промышленных и бытовых сточных вод [30].

Заключение. По итогам исследования предложен алгоритм реализации системного подхода к обеспечению гигиенической безопасности рекреационного и питьевого водопользования населения, который предусматривает оценку отдельных и комплексных показателей по блокам «Рекреационное водопользование», «Хозяйственнопитьевое водопользование», «Расфасованная питьевая вода», «Здоровье населения»; синхронное решение аналитических задач по обоснованию приоритетных региональных показателей качества воды, определение территорий «риска» и звеньев, детерминирующих ненадлежащее качество питьевой воды; уточнение популяционных рисков за счет возрастания доли употребления расфасованной питьевой воды; управление региональной ситуацией с целью обеспечения гигиенической безопасности в сфере питьевого и рекреационного водопользования населения через совершенствование законодательной и нормативной базы, реализацию целевых программ и информирование населения.

Эффективность реализованного комплекса профилактических мероприятий по обеспечению гигиенической безопасности водопользования населения подтверждается положительной динамикой целевых показателей за десятилетний период: снижением удельного веса источников централизованного водоснабжения, не отвечающих санитарно-эпидемиологическим требованиям, с 10,6 до 0 %; увеличением доли населения, обеспеченного питьевой водой, отвечающей гигиеническим нормативам, с 88,0 до 92,8 %; снижением популяционного риска, связанного с повышенной концентрацией нитратов в питьевой воде, на 6,7 тыс. человек за счет санитарно-технических мероприятий; отсутствием новых случаев метгемоглобинемии (2019–2020 гг.) за счет адресного информирования населения и органов местного самоуправления проблемных сельских поселений.