medlitГигиена и санитарияHygiene and Sanitation0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman10.47470/0016-9900-2022-101-5-493-502medlit-2267Research ArticleГИГИЕНА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫENVIRONMENTAL HYGIENEИнтегральная оценка питьевых вод из подземных источников бассейна реки СалгирIntegral assessment of drinking water from underground sources of the Salgir river basinhttps://orcid.org/0000-0001-8009-3857ИванютинНиколай МихайловичIvanyutinNikolay M.

Мл. науч. сотр. отд. цифрового мониторинга и моделирования агроэкосистем ФГБУН «НИИСХ Крыма», Симферополь, 295043.

e-mail: redkolya@mail.ru

Research Institute of Agriculture of Crimea, Simferopol, 295043, Russian Federation.

e-mail: redkolya@mail.ru

redkolya@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2823-797XПодоваловаС. В.PodovalovaSvetlana V.noemail@neicon.ruhttps://orcid.org/0000-0002-2671-7021ДжапароваА. М.DzhaparovaAyshe M.noemail@neicon.ruФГБУН «Научно-исследовательский институт сельского хозяйства Крыма»РоссияResearch Institute of Agriculture of CrimeaRussian Federation2022070620221015493502Copyright © Иванютин Н.М., Подовалова С.В., Джапарова А.М., 20222022Иванютин Н.М., Подовалова С.В., Джапарова А.М.Ivanyutin N.M., Podovalova S.V., Dzhaparova A.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.rjhas.ru/jour/article/view/2267Введение

Введение. Большая часть степной зоны Крыма испытывает дефицит поверхностных водных ресурсов, поэтому для хозяйственно-питьевого водоснабжения используются подземные воды. В последние несколько десятилетий рост антропогенной деятельности привёл к их загрязнению. Ежедневное употребление воды, не соответствующей нормативным показателям, может оказать негативное воздействие на здоровье людей. Проблема удовлетворения потребности населения в воде соответствующего качества обусловливает необходимость проведения её регулярных исследований, оценки и определения риска для здоровья с целью разработки мер по доведению качественного состава подаваемой на водообеспечение воды до нормативного.

Цель исследования — оценка риска для здоровья населения от поллютантов, содержащихся в питьевой воде подземных источников водоснабжения, расположенных в бассейне реки Салгир.

Материалы и методы

Материалы и методы. В данной работе приведены результаты исследования качества подземных вод, извлекаемых в бассейне реки Салгир, на основе принципов расчётов риска для здоровья, изложенных в Р 2.1.10.1920-04 «Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду» и МР 2.1.4.0032-11 «Интегральная оценка питьевой воды централизованных систем водоснабжения по показателям химической безвредности». Исходными данными служили результаты химического анализа подземных вод за 2018–2019 гг.

Результаты

Результаты. В результате расчёта ольфакторно-рефлекторного и неканцерогенного рисков, а также интегрального показателя, характеризующих опасность воды для здоровья, по 178 источникам питьевого водоснабжения выявлено, что наиболее значимую роль в формировании органолептических эффектов оказывают жёсткость и запах воды, а неканцерогенных — нитраты и, в одном случае, бор.

Ограничения исследования

Ограничения исследования. Во-первых, не проведена оценка канцерогенного риска, что связано с отсутствием данных о токсических компонентах (мышьяк, кадмий, свинец и др.) в воде. Во-вторых, не все населённые пункты, расположенные в бассейне р. Салгир, включены в исследование, что связано с отсутствием данных о качественном составе подземных вод по этим сёлам.

Заключение

Заключение. Полученные расчётным путём величины интегральных показателей рисков дали возможность оценить качество воды каждого водозабора и установить наиболее существенные вредные эффекты поражения органов и систем человеческого организма. Используемый метод оценки безопасности питьевой воды даёт возможность разработать мероприятия по повышению эффективности её доочистки перед подачей потребителю.

Участие авторов

Участие авторов: Иванютин Н.М. — концепция и дизайн исследования, статистическая обработка, сбор данных литературы, написание текста, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи; Подовалова С.В. — сбор материала и обработка данных, статистическая обработка, написание текста, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи; Джапарова А.М. — сбор материала и обработка данных.

Конфликт интересов

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов в связи с публикацией данной статьи.

Финансирование

Финансирование. Исследование выполнено в рамках государственной тематики Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, рег. номер: FNZW-2022-0002.

Поступила

Поступила: 21.12.2021 / Принята к печати: 12.04.2022 / Опубликована: 31.05.2022

Introduction

Introduction. Most of the steppe zone of Crimea has a shortage of surface water resources. Therefore, groundwater is used for drinking water supply. Over the past few decades, the growth of anthropogenic activities has led to its widespread pollution. The daily use of water that doesn’t meet the standards can have a negative impact on the health of local residents. The problem of satisfying the population with water that is harmless in its chemical composition makes it necessary to conduct studies to assess its quality and determine the risk to public health according to the regulatory documents in force to develop measures to bring their quality composition to the normative level.

The purpose of the study is to assess the risk to the health of the population from pollutants of underground water sources contained in drinking water located in the Salgir river basin.

Materials and methods

Materials and methods. This work presents the results of the study of the groundwater quality. The samples were extracted in the Salgir river basin. The study was based on the testing of health risk calculations set forth in P 2.1.10.1920-04 and MR 2.1.4.0032-11. The initial data were information on the results of chemical analyses of groundwater for 2018 and 2019.

Results

Results. As a result of the calculation of olfactory-reflex and non-carcinogenic risks of one hundred seventy eight drinking water sources, as well as calculation of an integral indicator characterizing the dangerous impact of water on health, the most significant role in the formation of organoleptic effects was revealed to be provided by the smell of water and its stiffness, and non-carcinogenic — by nitrates and in one case by boron.

Limitations

Limitations. Firstly, a carcinogenic risk assessment was not carried out due to the lack of data on toxic components (arsenic, cadmium, lead and others) in water. Secondly, not all settlements located in the Salgir river basin are included in the study, because of the lack of data on the quality of groundwater for these villages.

Conclusion

Conclusion. The calculated values of integral indicators, combining these risks, made it possible to assess the quality of water in each water intake and the most significant harmful effects of damage to the organs and systems of the human body. The method used to assess the safety of drinking water makes it possible to develop measures to increase the efficiency of its post-treatment before supplying it to the consumer.

Contribution

Contribution: Ivanyutin N.M. — the concept and design of the study; writing a text, collection of literature data, collection and processing of material, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article.Podovalova S.V. — collection and processing of material, writing a text, approval of the final version of the article, responsibility for the integrity of all parts of the article.Dzhaparova A.M. — collection and processing of material.

Conflict of interest

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

Acknowledgement

Acknowledgement. The study was carried out within the framework of the state theme of the Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation, reg. number: FNZW-2022-0002.The study had no sponsorship.

Received

Received: December 21, 2021 / Accepted: April 12, 2022 / Published: May 31, 2022

оценка рискапитьевое водоснабжениекачество водыбезопасность питьевой водырека Салгирподземные водыздоровье населенияжёсткостьrisk assessmentdrinking water supplywater qualitysafe drinking waterSalgir rivergroundwaterpublic healthrigidityReferencesИванютин Н.М. Влияние антропогенной деятельности на подземные воды Крыма. Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2016; (3): 25-31Ivanyutin N.M. Impact of anthropogenic activity on the groundwater of Crimea. Puti povysheniya effektivnosti oroshaemogo zemledeliya. 2016; (3): 25–31. (in Russian)Adeyeye O.A., Xiao C., Zhang Z., Yawe A.S., Liang X. Groundwater fluoride chemistry and health risk assessment of multi-aquifers in Jilin Qianan, Northeastern China. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2021; 211: 111926. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.111926Adeyeye O.A., Xiao C., Zhang Z., Yawe A.S., Liang X. Groundwater fluoride chemistry and health risk assessment of multi-aquifers in Jilin Qianan, Northeastern China. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2021; 211: 111926. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2021.111926Adimalla N., Qian H., Nandan M.J. Groundwater chemistry integrating the pollution index of groundwater and evaluation of potential human health risk: A case study from hard rock terrain of south India. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2020; 206: 111217. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.111217Adimalla N., Qian H., Nandan M.J. Groundwater chemistry integrating the pollution index of groundwater and evaluation of potential human health risk: A case study from hard rock terrain of south India. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2020; 206: 111217. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.111217Wegahita N.K., Ma L., Liu J., Huang T., Luo Q., Qian J. Spatial assessment of groundwater quality and health risk of nitrogen pollution for shallow groundwater aquifer around Fuyang city, China. Water (Switzerland). 2020; 12(12): 3341. https://doi.org/10.3390/w12123341Wegahita N.K., Ma L., Liu J., Huang T., Luo Q., Qian J. Spatial assessment of groundwater quality and health risk of nitrogen pollution for shallow groundwater aquifer around Fuyang city, China. Water (Switzerland). 2020; 12(12): 3341. https://doi.org/10.3390/w12123341Rashid A., Ayub M., Javed A., Khan S., Gao X., Li C., et al. Potentially harmful metals, and health risk evaluation in groundwater of Mardan, Pakistan: Application of geostatistical approach and geographic information system. Geosci. Front. 2021; 12(3): 101128. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2020.12.009Rashid A., Ayub M., Javed A., Khan S., Gao X., Li C., et al. Potentially harmful metals, and health risk evaluation in groundwater of Mardan, Pakistan: Application of geostatistical approach and geographic information system. Geosci. Front. 2021; 12(3): 101128. https://doi.org/10.1016/j.gsf.2020.12.009Adeyemi A.A., Ojekunle Z.O. Concentrations and health risk assessment of industrial heavy metals pollution in groundwater in Ogun state, Nigeria. Sci. African. 2021; 11: e00666.Adeyemi A.A., Ojekunle Z.O. Concentrations and health risk assessment of industrial heavy metals pollution in groundwater in Ogun state, Nigeria. Sci. African. 2021; 11: e00666.Saha N., Rahman M.S. Groundwater hydrogeochemistry and probabilistic health risk assessment through exposure to arsenic-contaminated groundwater of Meghna floodplain, central-east Bangladesh. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2020; 206: 111349. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.111349Saha N., Rahman M.S. Groundwater hydrogeochemistry and probabilistic health risk assessment through exposure to arsenic-contaminated groundwater of Meghna floodplain, central-east Bangladesh. Ecotoxicol. Environ. Saf. 2020; 206: 111349. https://doi.org/10.1016/j.ecoenv.2020.111349Shamsudduha M., Joseph G., Haque S.S., Khan M.R., Zahid A., Ahmed K.M.U. Multi-hazard Groundwater Risks to Water Supply from Shallow Depths: Challenges to Achieving the Sustainable Development Goals in Bangladesh. Expos. Health. 2020; 12(4): 657-70.Shamsudduha M., Joseph G., Haque S.S., Khan M.R., Zahid A., Ahmed K.M.U. Multi-hazard Groundwater Risks to Water Supply from Shallow Depths: Challenges to Achieving the Sustainable Development Goals in Bangladesh. Expos. Health. 2020; 12(4): 657–70.Yin S., Xiao Y., Han P., Men B., Huang L. Investigation of groundwater contamination and health implications in a typical semiarid basin of North China. Water (Switzerland). 2020; 12(4): 1137.Yin S., Xiao Y., Han P., Men B., Huang L. Investigation of groundwater contamination and health implications in a typical semiarid basin of North China. Water (Switzerland). 2020; 12(4): 1137.Rapant S., Cvečková V., Fajčíková K., Hajdúk I., Hiller E., Stehlíková B. Hard water, more elastic arteries: a case study from Krupina District, Slovakia.Int. J. Environ. Res. Public Health. 2019; 16(9): 1521. https://doi.org/10.3390/ijerph16091521Rapant S., Cvečková V., Fajčíková K., Hajdúk I., Hiller E., Stehlíková B. Hard water, more elastic arteries: a case study from Krupina District, Slovakia. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2019; 16(9): 1521. https://doi.org/10.3390/ijerph16091521Stayner L.T., Schullehner J., Semark B.D., Jensen A.S., Trabjerg B.B., Pedersen M., et al. Exposure to nitrate from drinking water and the risk of childhood cancer in Denmark. Environ.Int. 2021; 155: 106613. https://doi.org/10.1016/j.envint.2021.106613Stayner L.T., Schullehner J., Semark B.D., Jensen A.S., Trabjerg B.B., Pedersen M., et al. Exposure to nitrate from drinking water and the risk of childhood cancer in Denmark. Environ. Int. 2021; 155: 106613. https://doi.org/10.1016/j.envint.2021.106613Tariqi A.Q., Naughton C.C. Water, health, and environmental justice in California: geospatial analysis of nitrate contamination and thyroid cancer. Environ. Eng. Sci. 2021; 38(5): 377-88. https://doi.org/10.1089/ees.2020.0315Tariqi A.Q., Naughton C.C. Water, health, and environmental justice in California: geospatial analysis of nitrate contamination and thyroid cancer. Environ. Eng. Sci. 2021; 38(5): 377–88. https://doi.org/10.1089/ees.2020.0315Валеев Т.К., Сулейманов Р.А., Бакиров А.Б., Гимранова Г.Г., Даукаева Р.А., Аллаярова Г.Р. и др. Эколого-гигиеническая оценка риска здоровью населения нефтеперерабатывающих территорий, связанного с употреблением питьевых вод. Медицина труда и экология человека. 2016; (2): 25-32.Valeev T.K., Suleymanov R.A., Bakirov A.B., Gimranova G.G., Daukaeva R.A., Allayarova G.R., et al. Ecological-hygienic assessment of human carcinogenic health risk of technogenic territories in the Republic of Bashkortostan. Meditsina truda i ekologiya cheloveka. 2016; (2): 25–32. (in Russian)Артемьева А.А. Социально-экономические исследования. Оценка риска развития неканцерогенных эффектов для здоровья населения, связанного с загрязнением подземных вод в районах нефтедобычи. Вестник Удмуртского университета. Серия Биология. Науки о Земле. 2015; 25(1): 122-33.Artemeva A.A. Socio-economic research. Assessment of the risk of non-carcinogenic effects on public health associated with groundwater pollution in oil production areas. Vestnik Udmurtskogo universiteta. Seriya Biologiya. Nauki o Zemle. 2015; 25(1): 122–33. (in Russian)Кенесариев У.И., Досмухаметов А.Т., Амрин М.К., Ержанова А.Е., Баймухамедов А.А. Интегральная оценка риска здоровью при использовании питьевой воды, производимой опреснительным заводом «Каспий». Анализ риска здоровью. 2013; (1): 58-64.Kenesariev U.I., Dosmukhametov A.T., Amrin M.K., Erzhanova A.E., Baymukhamedov A.A. Assessment of integrated health risk while using drinking water produced by desalination plant “Caspian”. Analiz riska zdorov’yu. 2013; (1): 58–64. (in Russian)Трифонова Т.А., Ширкин Л.А. Оценка и сравнительный анализ рисков для здоровья населения (на примере г. Владимир). Владимир: Рост; 2010.Trifonova T.A., Shirkin L.A. Assessment and Comparative Analysis of Public Health Risks (Using the Example of Vladimir) [Otsenka i sravnitel’nyy analiz riskov dlya zdorov’ya naseleniya (na primere g. Vladimir)]. Vladimir: Rost; 2010. (in Russian)Богданова В.Д., Кику П.Ф., Кислицына Л.В. Гигиеническая оценка питьевой воды из подземных источников централизованных систем водоснабжения острова Русский. Анализ риска здоровью. 2020; (2): 28-37. https://doi.org/10.21668/health.risk/2020.2.03Bogdanova V.D., Kiku P.F., Kislitsyna L.V. Hygienic assessment of drinking water from underground water sources taken from centralized water supply systems on island Russkiy. Analiz riska zdorov’yu. 2020; (2): 28–37. https://doi.org/10.21668/health.risk/2020.2.03 (in Russian)Кику П.Ф., Кислицына Л.В., Богданова В.Д., Сабирова К.М. Оценка риска санитарно-химических показателей воды для населения Хасанского района Приморского края. Экология человека. 2018; (6): 12-7. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2018-6-12-17Kiku P.F., Kislitsyna L.V., Bogdanova V.D., Sabirova K.M. Risk assessment sanitary-chemical indicators of water for the population of the Khasan District in Primorsky krai. Ekologiya cheloveka. 2018; (6): 12–7. https://doi.org/10.33396/1728-0869-2018-6-12-17 (in Russian)Тунакова Ю.А., Файзуллин Р.И., Валиев В.С., Галимова А.Р. Оценка риска здоровью детского населения при потреблении водопроводной воды с учетом ее вторичного загрязнения. Гигиена и санитария. 2015; 94(8): 72-6.Tunakova Yu.A., Fayzullin R.I., Valiev V.S., Galimova A.R. Health risk assessment of the child population in the consumption of tap water its secondary pollution. Gigiena i Sanitaria (Hygiene and Sanitation, Russian journal). 2015; 94(8): 72–6. (in Russian)Кузьмина Е.А., Кузнецов Е.О., Кузнецов В.Н., Брусницина Л.А. Оценка канцерогенного риска здоровью, связанного с качеством питьевой воды, на примере крупного промышленного центра. Вестник Уральской медицинской академической науки. 2015; (2): 62-4.Kuzmina E.A., Kuznetsov E.O., Kuznetsov V.N., Brusnitsina L.A. Assessment of the carcinogenic risk to health associated with the drinking water quality in the context of large industrial center. Vestnik Ural’skoy meditsinskoy akademicheskoy nauki. 2015; (2): 62–4. (in Russian)Иванов С.В., Федорова Э.Л., Темиров Э.Э. Влияние качества воды на здоровье населения. Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2017; (3-2): 186-9.Ivanov S.V., Fedorova E.L., Temirov E.E. Influence of water quality on population health. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy. 2017; (3–2): 186–9. (in Russian)Михайлова Т.В., Михайлов В.В. Анализ влияния физико-химических свойств питьевой воды разных районов Крыма на заболеваемость кариесом зубов у детей. Приоритетные научные направления: от теории к практике. 2015; (18): 27-32.Mikhaylova T.V., Mikhaylov V.V. Analysis of the effect of physical and chemical properties of drinking water in different regions of Crimea on the incidence of dental caries in children. Prioritetnye nauchnye napravleniya: ot teorii k praktike. 2015; (18): 27–32. (in Russian)Хмара А.Я., Хлебников А.Н., Иванова В.Д. Минеральные ресурсы Крыма и прилегающей акватории Черного и Азовского морей. Атлас. Симферополь: Таврия-Плюс; 2011.Khmara A.Ya., Khlebnikov A.N., Ivanova V.D. Mineral Resources of Crimea and the Adjacent Waters of the Black and Azov Seas. Atlas [Mineral’nye resursy Kryma i prilegayushchey akvatorii Chernogo i Azovskogo morey. Atlas]. Simferopol’: Tavriya-Plyus; 2011. (in Russian)Иванютин Н.М. Возможность использования слабоминерализованных поверхностных и подземных вод для целей хозяйственно-питьевого водоснабжения и орошения в Крыму. Пути повышения эффективности орошаемого земледелия. 2017; (2): 106-11.Ivanyutin N.M. Possibility of using weakly mineralized surface and groundwater for the purposes of drinking water supply and irrigation in Crimea. Puti povysheniya effektivnosti oroshaemogo zemledeliya. 2017; (2): 106–11. (in Russian)Иванютин Н.М., Подовалова С.В., Волкова Н.Е. Изучение пространственно-временной трансформации качественного состава вод реки Салгир. Экология и промышленность России. 2020; 24(3): 65-71. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2020-3-65-71Ivanyutin N.M., Podovalova S.V., Volkova N.E. Research of spatial-temporal transformation of the qualitative composition of the river Salgir waters. Ekologiya i promyshlennost’ Rossii. 2020; 24(3): 65–71. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2020-3-65-71 (in Russian)Волкова Н.Е., Захаров Р.Ю. Управление водохозяйственной деятельностью на малых водоаккумулирующих сооружениях в Республике Крым. Вода и экология: Проблемы и решения. 2019; (2): 68-81. https://doi.org/10.23968/2305-3488.2019.24.2.68-81Volkova N.E., Zakharov R.Yu. Water management in small water-accumulating facilities in the Republic of Crimea. Voda i ekologiya: Problemy i resheniya. 2019; (2): 68–81. https://doi.org/10.23968/2305-3488.2019.24.2.68-81 (in Russian)Крайнов С.П., Закутин В.П. Загрязнение подземных вод в сельскохозяйственных регионах. М.: Геоинформмарк; 1993.Kraynov S.P., Zakutin V.P. Groundwater Pollution in Agricultural Regions [Zagryaznenie podzemnykh vod v sel’skokhozyaystvennykh regionakh]. Moscow: Geoinformmark; 1993. (in Russian)

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