Эколого-гигиенические основы безопасности воды, обеззараженной диоксидом хлора

Короткий зміст

У вступі обґрунтовано актуальність теми, визначено мету, завдання, об’єкт та предмет дисертаційного дослідження, розкрито наукову новизну і практичне значення отриманих результатів, приведено дані щодо їх впровадження, апробації та опублікування.

У розділі 1 (огляд літератури) представлено узагальнення даних літератури стосовно проблем захворюваності водно-обумовленими інфекціями; вірусної  контамінації води як значущого фактору інфекційної захворюваності населення; контамінації води збудниками НІ; аналіз порівняльної токсичності ДОХ та його похідних (хлоритів та хлоратів); екологічної безпечності ДОХ при знезаражуванні стічних вод. Обгрунтовано напрямки досліджень.

У розділі 2 надано загальну методику та основні методи досліджень: аналітичні, гігієнічні, епідеміологічні, вірусологічні,  мікробіологічні, токсикологічні, екологічні, хімічні та статистичні. Дослідження виконували за стандартними або загально прийнятними методиками відповідно до вимог чинних нормативних документів.

Аналіз  щорічних моніторингових досліджень якості води на етапах очищення мм. Одеса, Іллічівськ, Бєлгород-Дністровський, Болград, Ізмаїл за період 1994-2004 рр. проведено згідно даних Одеської філії «Інфоксводоканал» і Одеської обласної СЕС за показниками, які нормуються чинними документами (ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая. Гигиенические требования и контроль за качеством»; ДСанПіН № 383-96 «Вода питна. Гігієнічні вимоги до якості води централізованого господарсько-питного водопостачання»;  ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора»; ДСТУ 4808-2007  «Джерела централізованого питного водопостачання. Гігієнічні та екологічні вимоги щодо якості води і правила вибирання»; «Предельно допустимые концентрации (ПДК) и ориентировочно безопасные уровни воздействия (ОБУВ) вредных веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования», № 2932-83).

Аналіз результатів моніторингу вірусного забруднення водних об'єктів Одеської області за 1994 – 2008 рр. виконувався за даними Центральної  імуно-вірусологічної лабораторії Одеської обласної СЕС. Об'єктами моніторингу служили стічні води, вода відкритих водоймищ (річкова + озерна, морська + лиманна), питна. Вивчення бар'єрної ролі ВОС «Дністер» (річкова, водовід, питна) проводили за даними моніторингу за 2000-2003 рр. Досліджували рівні контамінації даних водних об'єктів ротавірусами (РВ), ентеровірусами (ЕВ), вірусом гепатиту А (ВГА), аденовірусами (АдВ), реовірусами (РеВ), астровірусами (Аств), норовірусами (НВ). Для оцінки зв’язку використовували показник χ² Пірсона.

Епідеміологічні дослідження проводили на популяціях населення м. Одеси, населених пунктів Одеської області (мм. Ізмаїл, Болград, Бєлгород - Дністровський ) і Одеської області у цілому, яке споживало хлоровану питну воду  і ту ж воду після знезаражування ДОХ (м. Іллічівськ) з метою порівняльної оцінки інфекційної та неінфекційної захворюваності цих груп населення за 1994-2004 рр.

Часовий діапазон становив 11 років (1994-2004 рр.) для вищеназваних населених пунктів; 16 років (1990-2005 рр.) для Одеської області і України (ентероколіти гострі /ЕКГ/ і гострі кишкові інфекції /ГКІ/), 12 років (1994-2005 рр.) для Одеської обл. (ВГА). Джерелом інформації служили щорічні звіти щодо захворюваності населення Одеського обласного управління медичної статистики і дані Одеської обласної СЕС.

Стан здоров'я населення оцінювали за 28 показниками, які були згруповані у такий спосіб:

·       1 група - інфекційні і паразитарні хвороби, новоутворення, хвороби крові і кровотворних органів, уроджені аномалії, дизентерія, інші сальмонельозні інфекції, сума ГКЗ, черевний тиф, вірусний гепатит  А (на 100 тис. населення);

·       2 група - дизентерія, інші сальмонельозні інфекції, ентерити встановленої етіології, сума ГКЗ, ГКІ не встановленої етіології, вірусний гепатит А (діти у віці 0-14 років на 100 тис. дитячого населення);

·       3 група - інфекційні і паразитарні хвороби, новоутворення, хвороби крові та кровотворних органів, уроджені аномалії (на 10 тис. підліткового населення);

·       4 група - інфекційні та паразитарні хвороби, новоутворення, хвороби ендокринної системи, хвороби крові і кровотворних органів, анемії, уроджені аномалії (діти у віці 0-14 років на 1000 дитячого населення);

·       5 група - інфекційні і паразитарні хвороби, у тому числі  кишкові інфекції, уроджені аномалії (діти до 1-го року на 1000 дітей).

Тенденцію зміни захворюваності розраховували за методикою з використанням відповідної програми.

Коефіцієнт кореляції розраховували з використанням комп'ютерної програми TableCurve.

У всіх експериментах  2% - ний водний розчин ДОХ одержували у лабораторних умовах із хлориту натрію і соляної кислоти. Залишкові концентрації ДОХ і хлоритів визначали згідно Методичних рекомендацій МР 2.2.4. - 147- 2007 «Санітарно-епідеміологічний нагляд за знезаражуванням води в системах централізованого господарсько-питного водопостачання діоксидом хлору».

При проведенні досліджень віруліцидної дії ДОХ стосовно поліовірусу (ПВ), аденовірусу (АдВ), ентеровірусів Коксакі (ВК) і ЕСНО (ВЕ), а також  вірусу пташиного грипу (ПГ) вивчали дози ДОХ, які широко застосовують у практиці водопідготовки для знезаражування води природних вододжерел, питної і стічних вод: 0,3 - 0,5 - 1,0 - 1,5 - 2,0 мг/дм³.

Оцінку віруліцидної активності ДОХ проводили відповідно до  п. 10. «Знезаражування води» Тимчасових методичних рекомендацій МР 9.9.4.5. -126-2006 „Визначення віруліцидної активності дезінфекційних препаратів”. 

Вірогідність розходження віруліцидної дії ДОХ залежно від його дози та строків обліку ЦПД (у порівнянні з контролем) проводили за показником χ² Пірсона.

При дослідженні віруліцидної дії ДОХ стосовно вірусу ПГ в якості тканевих культур використовували фрагменти хоріон - алантоїсної оболонки  14 - добових курячих ембріонів.

При виконанні досліджень використовували Тимчасові методичні рекомендації МР 9.9.4.5. – 126 - 2006 „Визначення віруліцидної активності дезінфекційних препаратів” та методичні рекомендації «Доклинические исследования лекарственных средств».

Розрахунок титру вірусу, що інфікує (TІД₅₀), проводили за методом Кербера у модифікації Ашмаріна. Статистичну значимість віруліцидної дії ДОХ визначали за непараметричним критерієм знаків для зв'язаних вибірок (Р за критерієм знаків).

Дослідження біоцидної дії ДОХ  у дозах 0,3; 0,5; 0,75; 1,00; 1,50 мг/дм³ проводили стосовно збудників НІ  (по 4 мультирезистентні штами грамнегативних P. aeruginosa, грампозитивних S.aureus і грибів роду Candida), що виділені із клінічного матеріалу, як можливих контамінантів води систем шпитального водопостачання.

Вивчення резистентності до антимікробних препаратів (АП) еталонних і мультирезистентних штамів P.  aeruginosa, S.  аureus і  грибів роду Candida проводили на середовищі АГВ за допомогою стандартних паперових дисків диско - діфузіонним методом відповідно до  вимог (Наказ МОЗ України № 167 від 05.04.07 «Про затвердження методичних вказівок "Визначення чутливості мікроорганізмів до антибактеріальних препаратів»).

Дослідження біоцидної дії ДОХ  проводили відповідно до вимог відповідних методичних документів («Инструкция по определению бактерицидных свойств новых дезинфицирующих средств», № 739-68; «Методы испытаний дезинфекционных средств для оценки их безопасности и эффективности» / 2.2. Методы определения эффективности дезинфицирующих средств, предназначенных для обеззараживания воды, 1998).

Вірогідність розходження бактерицидної і мікоцидної дії ДОХ залежно від його дози, рівнів зараження  та експозиції (у порівнянні з контролем) проводили за показником χ² Пірсона.

Токсикологічні дослідження впливу ДОХ і його похідних (хлоритів і хлоратів) у еквімолярних (0,02 мМ/дм³) концентраціях 1,35; 1,35; 1,67 мг/дм³ відповідно проводили на лабораторних тваринах (білі щури лінії Вістар) (по 65 у кожній групі). Контрольна група (65 тварин), включала щурів, які впродовж експерименту споживали фасовану негазовану питну воду «Старий Миргород», яка знезаражувалась УФ - опроміненням.

З метою оцінки можливого впливу  ДОХ, хлоритів і хлоратів  на нащадків до окремих кліток поміщали самців і самок (по 5), які були ранжовані на ті ж групи.

Виведення тварин з експерименту проводили згідно вимог міжнародної конвенції з біоетики.

Показники, що досліджувались: гемоглобін, кольоровий показник, числа еритроцитів, лімфоцитів, лейкоцитарна формула,  дієнові кон’югати і малоновий діальдегід плазми крові, каталаза і супероксиддисмутаза еритроцитів,  перекисний гемоліз еритроцитів; загальна морфологія селезінки, печінки, кишківника, яєчок, щитовидної залози, гістохімія NO - синтази, цитохімія катехоламінів в еритроцитах.

Отриманий матеріал обробляли за стандартними або загально прийнятними  методиками.

Статистичну обробку результатів досліджень виконували на комп'ютерній програмі  Statisticа (6,0 Statsoft).

Еколого-гігієнічні дослідження включали: аналіз даних моніторингу неочищених  і вторинно-очищених стічних вод станції біологічного очищення «Південна» м. Одеси, а також води Чорного моря у місці випуску очищених стічних вод, проведеного виробничою лабораторією Одеської філії ТОВ «Інфоксводоканал» у 1999-2008 рр. Санітарно-хімічні показники якості вторинно-очищених стічних вод, знезаражених діоксидом хлору, визначали за стандартними методиками, санітарно-мікробіологічні (індекси ЛКП та ентерококів) визначали відповідно до вимог «Методических указаний по санитарно-микробиологическому анализу воды поверхностных водоемов», № 2285-81.

В якості тест – об’єкта для експериментів з оцінки впливу хлоритів (0,2; 0,5; 1,0; 2,0 мг/дм³) на довго-циклічні гідробіонти були використані таломи водорості Ulva rigida. Результати експериментів обробляли методом статистичного аналізу випадкових вибірок біологічних даних.

У якості коротко-циклічних гідробіонтів використовували наупліуси Artemia salina L. і  Daphnia magna Straus відповідно до нормативних документів: ДСТУ 4168-2003. Якість води. Визначення гострої летальної токсичності на морських ракоподібних (Crustacea) (ISO 14669:1999, MOD);  Визначення гострої летальної токсичності на Daphnia magna Straus та Ceriodaphnia affinis Lilljeborg (Cladocera, Crustacea) (ISO 6341:1996, MOD).

Результати експериментів виражені у вигляді залежності пробітів, що відповідає відсотку смертності від логарифма медіанної летальної концентрації ( для A. salina і  для D. magna).

У розділі 3  приведено аналіз  щорічних моніторингових досліджень якості питної води на етапах очищення мм. Одеса, Іллічівськ, Бєлгород-Дністровський, Болград, Ізмаїл за період 1994 - 2004 рр.

Популяції населення, що досліджувались, використовують для водопостачання різні джерела. Поверхневі джерела представлені річковим водозабором (р. Дністер - мм. Одеса, Іллічівськ) і поверхневим водоймищем (оз. Ялпуг - м. Болград). Особливістю даних водойм є їх транскордонність, що обумовлює додаткові ризики забруднення, у тому числі біологічного. З підземних джерел забезпечуються питною водою  мм. Ізмаїл і Бєлгород -Дністровський.

Моніторинг якості води даних джерел свідчить про значну варіабельність їхнього складу, що дозволяє віднести їх до різних класів: р. Дністер, підземні джерела м. Ізмаїл - 1-2 класу; оз. Ялпуг - м. Болград;  підземні джерела м. Бєлгород - Дністровський - 2-3-4 класу.

          Аналіз даних моніторингу якості води як на етапах очищення, так і питної, яка вживається даними популяціями населення, свідчить про взаємозв'язок якості питної води  і води джерел, що визначає відповідність якості питної води нормативним вимогам у мм. Одеса, Іллічівськ, Ізмаїл та невідповідність за низкою показників у мм.  Болград і  Бєлгород - Дністровський.

Результати санітарно-мікробіологічного моніторингу якості питної води цих населених пунктів показують ідентичну тенденцію погіршення якості за індексом БГКП у мм. Болград і  Бєлгород - Дністровський. З огляду на дані літератури щодо відносності взаємозв'язку індикаторних показників якості хлорованої питної води з водно-обумовленою захворюваністю, постала необхідність досліджень вірусного забруднення водних об'єктів Одеської області, а також бар'єрної ролі технології водоочищення на ВОС «Дністер» з метою визначення значимості вірусів як етіологічних факторів кишкових інфекцій. 

У розділі 4 надано аналіз результатів моніторингу вірусного забруднення водних об'єктів Одеської області за 1994 – 2008 рр. та бар'єрної ролі ВОС «Дністер» (річкова, водовід, питна) за 2000 – 2003 рр.