Заведующий лабораторией методов газовой хроматографии, доктор биологических наук

1. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ КОМПЛЕКСА ХИМИКО-АНАЛИТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ С ЭЛЕМЕНТАМИ БИОМОНИТОРИНГА ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ НА ПРИМЕРЕ ПЕРМСКОГО КРАЯ Заведующий лабораторией методовгазовой хроматографии, доктор биологических наук Нурисламова Татьяна Валентиновна ФЕДЕРАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ «ФЕДЕРАЛЬНЫЙ НАУЧНЫЙ ЦЕНТР МЕДИКО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ ТЕХНОЛОГИЙ УПРАВЛЕНИЯ РИСКОВ ЗДОРОВЬЯ НАСЕЛЕНИЯ»

2. АКТУАЛЬНОСТЬ исследований • Проблема качества питьевой воды в Российской Федерации усугубляется тем, что одним из существенных источников питьевой воды продолжают оставаться поверхностные водоемы. Вместе с тем, возрастающие масштабы техногенного воздействия на окружающую среду не исключают возможности загрязнения поверхностных водоемов токсичными соединениями.

3. Актуальность исследований • Наибольшую значимость в Пермском крае имеют источники централизованного водоснабжения из поверхностных водоемов, для которых наиболее распространёнными загрязняющими веществами являются нефтепродукты,фенолы, соединения марганца, меди, железа, аммонийный азот, трудноокисляемые органические вещества (по ХПК). • Концентрации соединений и элементов в поверхностных водах стабильно превышают предельно допустимые концентрации для водоемов рыбохозяйственного пользования, чаще всего в пределах от 1 до 5 ПДКр/х. • Концентрация марганца в воде для водоемов рыбохозяйственного пользования • составляет ≥ 30ПДК (уровень высокого загрязнения водного объекта рыбохозяйственного значения) • На этих источниках организовано около 37 водозаборных сооружения, обеспечивающих водой для питьевых целей более 40% населения Пермского края (1 млн. 612,9 тыс. чел). Ежегодно в эти источники сбрасывается около 2,5 млрд. м3 сточных вод, в т.ч. загрязненных около 301,9 млн.м3. • Высокая опасность бактериального загрязнения обуславливает необходимость интенсивного хлорирования воды на станции водоподготовки. На стадии обеззараживания образуются опасные летучие хлорорганические соединения, в том числе хлороформ, тетрахлорметан, 1,2-дихлорэтан, дихлорбромметан, дибромхлорметан и др.

4. Одним из способов доказательства негативного воздействия токсичных соединений определяемых в питьевой воде является определение этих же соединений в биологических средах населения, потребляющего воду для питьевых целей. • Именно прямые методов определения токсичных соединений в биосредах человека являются неоспоримым доказательством неблагоприятного техногенного воздействия на здоровье. • Проведение биомониторинговых исследований рекомендовано экспертами Всемирной Организации Здравоохранения по критериям качества окружающей среды в связи с воздействием на организм человека токсичных соединений, для выявления риска для здоровья при малых уровнях воздействия контаминантов.

5. Цель исследований • Установление негативного воздействия факторов загрязнения питьевой воды на здоровье детского населения (группа наблюдения), потребляющего воду с повышенным содержанием марганца на фоне других веществ (железо, кадмий, мышьяк, свинец, никель, хром, фториды, хлороформ, дихлорметан, тетрахлорметан, дихлорбромметан, дибромхлорметан, присутствующих в питьевой воде

6. Решаемые задачи • Для установления неблагоприятного воздействия питьевой воды, несоответствующей гигиеническим нормативам, выполнены комплексные исследования по оценке качества воды используемой для питьевых целей и определением контаминантов в биологических средах детского населения. • Исследования выполнены на 2-х территориях Пермского края: территория наблюдения, на которой использовалась вода не соответствующая гигиеническим нормативам по ряду показателей и территория сравнения с качеством воды соответствующая нормативам. • Выполнены исследования биологических сред детей, проживающих на территориях наблюдения и сравнения, на аналогичные показатели

7. Результаты исследования качества питьевой воды территории наблюдения 2013 года, доли ПДК

8. Сравнительная оценка качества питьевой воды территории наблюдения и сравнения • Содержание марганца в питьевой воде территории наблюдения значительно выше (≈ 15 раз), чем в воде территории сравнения. • Концентрация хлороформа в питьевой воде МДОУ территории наблюдения установлена в 70 раз и дихлорбромметана в 19 раз выше, чем в питьевой воде территории сравнения. • По содержанию других химических примесей в питьевой воде территории наблюдения и сравнения достоверных различий не установлено.

9. Результаты исследования качества питьевой воды территории наблюдения • Превышение гигиенических нормативов по содержанию хлороформа составило от 2,24 до 2,56 ПДК • марганца в среднем от 1,72 до 2,01 ПДК, • свинца – до 2 ПДК. • Концентрация дихлорбромметана регистрировалась на уровне • 1,25 ПДК. • Доля нестандартных проб по содержанию марганца составила 60% и хлороформа 30% от общего количества исследованных проб. Хроматограмма пробы воды территории наблюдения : Схлороформа = 0,001мг/дм3 ; Сдихлорбромметана = 0,001мг/дм3; Сдихлорбромметана = 0,002 мг/дм3.

10. Результаты анализа химических соединений в биосредах (кровь) детского населения (группы наблюдения и сравнения)

11. Результаты химико-аналитических исследований биосред детей, проживающих на территориях наблюдения и сравнения • Частота регистрации проб крови с повышенным содержанием марганца относительно референтного уровня и контроля (от 2 до 4,4 раза) составила 54% от общего числа исследованных проб. • Сравнительная оценка среднего содержания марганца, никеля, свинца, хрома, хлорорганических соединений, полученных при исследовании крови детей, проживающих на территории наблюдения, с содержанием этих ингредиентов в биосредах детей, проживающих на территории сравнения и с фоновыми региональными уровнями установлено, что среднее содержание марганца в 1,3 раза (54% проб), никеля в 1,4(64% проб), хрома в 1,2 (42% проб) раза в крови детей территории наблюдения выше, чем в крови детей территории сравнения. • Превышение фонового уровня выявлено при определении хлороформа и дихлорбромметана в пробах крови группы наблюдения ниже контроля.

12. Результаты химико-аналитических исследований биосред детей групп наблюдения и сравнения Хроматограмма пробы крови детей группы наблюдения Схлороформа = 0,12 мкг/мл Стетрахлорметана = 0,017 мкг/мл С1,2-дихлорэтана = 0,028 мкг/мл Сдихлорбромметана = 0,0004 мкг/мл Сдибромхлорметана = 0,0001 мкг/мл Частота регистрации проб крови детей группы наблюдения с повышенным содержанием хлороформа относительно фона и контроля (группа сравнения) составила 87,6% от общего числа исследованных проб Хроматограмма пробы крови детей группы сравнения Схлороформа = 0,0002 мкг/мл Стетрахлорметана не обнаружено С1,2-дихлорэтана не обнаружено Сдихлорбромметана не обнаружено Диапазон измеряемых концентраций хлорорганических соединений в крови на уровне 0,0002 - 0,05 мкг/см3 при погрешности определения20,69%

13. Химико-аналитические исследования биосред детей территорий наблюдения и сравнения • Для идентификации и обнаружения хлорорганических соединений (хлороформ, тетрахлорметан, дибромхлорметан, дихлорбромметан, 1,2-дихлорэтан) в биологических средах использовали современный метод капиллярной газовой хроматографии в сочетании со специфическим детектирующим устройством для увеличения селективности и чувствительности определения. • Исследования проб биологических сред по содержанию хлорорганических соединений выполняли на газовом хроматографе «Кристалл-5000» с капиллярной колонкойOptima-5 (25м*0,32мм*0,5мкл) и селективным детектором электронного захвата (ДЭЗ). • Диапазон измеряемых концентраций хлорорганических соединений в крови на уровне 0,0006 - 0,05 мкг/см3 при погрешности определения не более 20,69%.

14. Химико-аналитические исследования биосред детейтерриторий наблюдения и сравнения • Определение неорганических химических элементов (Cr, Mn, Ni, Sr, Pb, Cd, As) в биологических средах выполнено методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ISP-MS), позволяющий значительно снизить нижний предел определения исследуемых элементов. • Использован прибор: масс-спектрометр Agilent 7500сх («Agilent Technologies Inc.», США). • Диапазон измеряемых концентраций марганца в крови на уровне 0,005 – 0,10 мкг/мл при погрешности определения: • для концентрации от 0,005 -0,025 мкг/мл 30,0% • для концентрации 0,025-0,10 мкг/мл 12,0%.

15. Математическое моделирование • В процессе исследований было выполнено математическое моделирование, отражающее зависимость увеличения концентрации марганца и хлороформав крови от увеличения дозы при экспозиции из питьевой воды. • В ходе исследований разработаны и экспертно оценены модели, описывающие достоверную зависимость «доза вещества, поступающего из питьевой воды – концентрация вещества в крови» для марганца и хлороформа.

16. Установление причинно-следственных связей в системе «доза марганца при поступлении с питьевой водой – концентрация марганца в крови» Параметры модели зависимости «концентрация марганца из питьевой воды–концентрация марганца в крови» Модель линейной зависимости «концентрация марганца, поступающего из питьевой воды – концентрация марганца в крови», описываемой уравнением: y=0,008+7,54x

17. Установление причинно-следственных связей в системе «доза хлороформа при поступлении с питьевой водой – концентрация хлороформа в крови» Параметры модели зависимости «концентрация хлороформа из питьевой воды–концентрация хлороформа в крови» Линейная зависимость «концентрация хлороформа в воде»-«концентрация хлороформа в крови», описываемой уравнением: Y=0,00188+0,01782x

18. Сравнительная оценка уровня заболеваемости детского населения групп наблюдения и сравнения • По 8 из 18 классов болезней уровень общей заболеваемости детского населения на территории наблюдения превышает аналогичный показатель на территории сравнения в 1,1 – 4,94 раза. • Распространенность болезней крови, кроветворных органов и отдельных нарушений, вовлекающих иммунный механизм, на территории наблюдения в 2,4 – 4,9 раза выше, чем на контрольной территории. • Болезни нервной системы у детей территории наблюдения встречаются в 2,06 – 4,02 раза чаще, чем на контрольной территории. • Инфекции мочевыводящих путей без установленной локализации чаще встречаются у детей группы наблюдения, чем у детей группы сравнения. • Уровень распространенности болезней желудка и двенадцатиперстной кишкивыше детей группы наблюдения, чем на контрольной территории

19. На основании выполненных комплексных химико-аналитических исследований основанных на стандартных методахконтроля содержания химических соединений в питьевой воде и новых диагностических исследованиях по определению химических соединений и элементов в биологических средах детского населения постоянно потребляющего соответствующую нормативным требованиям (территория сравнения) и некачественную питьевую воду (территория наблюдения) показано, что употребление некачественной питьевой воды приводит к формированию риска здоровью населения.

20. БЛАГОДАРЮ ЗА ВНИМАНИЕ!