Вклад факторов неопределённости в оценку риска негативного воздействия водного химического загрязнения

Введение. Оценка риска, связанного с воздействием химических веществ, для здоровья человека – важнейшая составляющая современной профилактической медицины и экологической политики. Однако любая модель оценки риска опирается на ряд допущений, упрощений и ограниченные данные. Именно поэтому возникает проблема факторов неопределённости, многие из которых часто остаются за пределами стандартных расчётов. Их неучитываемый вклад может привести к существенному занижению, реже – к завышению реального риска, что ставит под угрозу эффективность управленческих решений по защите здоровья населения.

Материалы и методы. Выполнены химико-аналитические исследования для идентификации веществ, загрязняющих воды различных типов. Составление рядов сравнения химических веществ и анализ полученных результатов проводили по методике Крамера, в том числе с помощью метода порога токсикологической опасности (ПТО) [англ. Threshold of Toxicological Concern (ТТС)].

Результаты. Подтверждена основная проблема систем централизованного водоснабжения региона – обеспечение соответствующего нормативам качества питьевой воды при очистке маломинерализованных вод с высоким содержанием природных органических соединений. Показано, что питьевая вода в распределительной сети города Н Мурманской области не отвечает требованиям безопасности по содержанию хлороформа (превышение ПДК в 1,5 раза) и 3-хлорбутанола-2 (превышение ПТО в 3,5 раза).

Ограничения исследования. Применение метода ПТО возможно только в научных целях.

Заключение. Принцип ПТО предлагает рациональный подход к управлению рисками химических веществ, в отношении которых отсутствует полная токсикологическая информация. Он устанавливает безопасный для человека уровень экспозиции, ниже которого риск негативных эффектов считается пренебрежимо малым даже при отсутствии полных данных о конкретном соединении. Таким образом, принцип ПТО даёт инструмент для сравнительной оценки разных источников воды или технологий очистки по интегральному показателю химической безопасности, снижая токсикологическую неопределённость и предоставляя конкретные количественные ориентиры для дальнейшего регулирования.

Соблюдение этических стандартов. Исследование не требует заключения комитета по биомедицинской этике.

Участие авторов:
Алексеева А.В. – концепция и дизайн исследования, написание текста, сбор материала и обработка данных, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи, ответственность за целостность всех частей статьи;
Рахманин Ю.А. – концепция и дизайн исследования, редактирование, утверждение окончательного варианта статьи;
Малышева А.Г. – написание текста, сбор материала и обработка данных, ответственность за целостность всех частей статьи.

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

Финансирование. Исследования проведены в рамках государственного задания ФГБУ «ЦСП» ФМБА России.

Поступила: 14.10.2025 / Принята к печати: 03.11.2025 / Опубликована: 19.12.2025

1. Рахманин Ю.А. Загрязнение водных экосистем и проблемы качества питьевой воды. Вестник РАЕН. 2022; 22(4): 38–44. https://doi.org/10.52531/1682-1696-2022-22-4-38-44 https://elibrary.ru/qpxexp

2. Кузьмин С.В., Додина Н.С., Шашина Т.А., Кислицин В.А., Пинигин М.А., Бударина О.В. Воздействие атмосферных загрязнений на здоровье населения: диагностика, оценка и профилактика. Гигиена и санитария. 2022; 101(10): 1145–50. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-10-1145-1150 https://elibrary.ru/eplgkr

3. Рахманин Ю.А. Актуализация проблем экологии человека и гигиены окружающей среды и пути их решения. Гигиена и санитария. 2012; 91(5): 4–8. https://elibrary.ru/puhipj

4. Рахманин Ю.А., Михайлова Р.И., Алексеева А.В. Бутилированные питьевые воды как фактор повышения качества жизни. Контроль качества продукции. 2015; (9): 14–9. https://elibrary.ru/ugdbsl

5. Рахманин Ю.А., Леванчук А.В., Копытенкова О.И., Фролова Н.М., Сазонова А.М. Определение дополнительного риска здоровью населения за счёт загрязняющих веществ, поступающих в атмосферный воздух при эксплуатации дорожно-автомобильного комплекса. Гигиена и санитария. 2018; 97(12): 1171–8. https://elibrary.ru/ysjkbn

6. Рахманин Ю.А., Новиков С.М., Авалиани С.Л., Синицына О.О., Шашина Т.А. Современные проблемы оценки риска воздействия факторов окружающей среды на здоровье населения и пути ее совершенствования. Анализ риска здоровью. 2015; (2): 4–11. https://elibrary.ru/rzdodk

7. Савостикова О.Н., Мамонов Р.А., Тюрина И.А., Алексеева А.В., Николаева Н.И. Ксенобиотики и продукты их трансформации в сточных водах (обзор литературы). Гигиена и санитария. 2021; 100(11): 1218–23. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2021-100-11-1218-1223 https://elibrary.ru/fivvue

8. Рахманин Ю.А., Онищенко Г.Г. Гигиеническая оценка питьевого водообеспечения населения Российской Федерации: проблемы и пути рационального их решения. Гигиена и санитария. 2022; 101(10): 1158–66. https://doi.org/10.47470/0016-9900-2022-101-10-1158-1166 https://elibrary.ru/hkiarc

9. Kurwadkar S., Dane J., Kanel S.R., Nadagouda M.N., Cawdrey R.W., Ambade B., et al. Per- and polyfluoroalkyl substances in water and wastewater: A critical review of their global occurrence and distribution. Sci. Total. Environ. 2022; 809: 151003. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.151003

10. Xue J., Samaei S.H., Chen J., Doucet A., Ng K.T.W. What have we known so far about microplastics in drinking water treatment? A timely review. Front. Environ. Sci. Eng. 2022; 16(5): 58. https://doi.org/10.1007/s11783-021-1492-5

11. Acarer S. Abundance and characteristics of microplastics in drinking water treatment plants, distribution systems, water from refill kiosks, tap waters and bottled waters. Sci. Total. Environ. 2023; 884: 163866. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.163866

12. Lazofsky A., Buckley B. Recent trends in multiclass analysis of emerging Endocrine Disrupting Contaminants (EDCs) in drinking water. Molecules. 2022; 27(24): 8835. https://doi.org/10.3390/molecules27248835

13. de Aquino S.F., Brandt E.M.F., Bottrel S.E.C., Gomes F.B.R., Silva S.Q. Occurrence of pharmaceuticals and endocrine disrupting compounds in Brazilian water and the risks they may represent to human health. Int. J. Environ. Res. Public Health. 2021; 18(22): 11765. https://doi.org/10.3390/ijerph182211765

14. Constantino S.M., Weber E.U. Decision-making under the deep uncertainty of climate change: The psychological and political agency of narratives. Curr. Opin. Psychol. 2021; 42: 151–9. https://doi.org/10.1016/j.copsyc.2021.11.001

15. Spiegelman D. Approaches to uncertainty in exposure assessment in environmental epidemiology. Annu. Rev. Public Health. 2010; 31: 149–63. https://doi.org/10.1146/annurev.publhealth.012809.103720

16. US EPA. Risk Characterization Handbook. Available at: https://epa.gov/risk/risk-characterization-handbook

17. WHO. Uncertainty and data quality in exposure assessment. Available at: https://who.int/publications/i/item/9789241563765

18. Egodawatta P., Haddad K., Rahman A., Goonetilleke A. A Bayesian regression approach to assess uncertainty in pollutant wash-off modelling. Sci. Total. Environ. 2014; 479-480: 233–40. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.02.012

19. Pons V., Strømberg M., Blecken G.T., Tscheikner-Gratl F., Viklander M., Muthanna T.M. Embracing epistemic uncertainty: a risk evaluation method for pollutants in stormwater. Water Sci. Technol. 2024; 90(1): 398–412. https://doi.org/10.2166/wst.2024.194

20. Chepelev N., Long A.S., Beal M., Barton-Maclaren T., Johnson G., Dearfield K.L., et al. Establishing a quantitative framework for regulatory interpretation of genetic toxicity dose-response data: Margin of exposure case study of 48 compounds with both in vivo mutagenicity and carcinogenicity dose-response data. Environ. Mol. Mutagen. 2023; 64(1): 4–15. https://doi.org/10.1002/em.22517

21. Antonangeli L.M., Kenzhebekova S., Colosio C. Neurobehavioral effects of low-dose chronic exposure to insecticides: a review. Toxics. 2023; 11(2): 192. https://doi.org/10.3390/toxics11020192

22. Dyer A., De Butte M. Neurobehavioral effects of chronic low-dose vanadium administration in young male rats. Behav. Brain Res. 2022; 419: 113701. https://doi.org/10.1016/j.bbr.2021.113701

23. Tang C., Zhang J., Liu P., Zhou Y., Hu Q., Zhong Y., et al. Chronic exposure to low dose of bisphenol A causes follicular atresia by inhibiting kisspeptin neurons in anteroventral periventricular nucleus in female mice. Neurotoxicology. 2020; 79: 164–76. https://doi.org/10.1016/j.neuro.2020.04.011

24. Felter S.P., Bhat V.S., Botham P.A., Bussard D.A., Casey W., Hayes A.W., et al. Assessing chemical carcinogenicity: hazard identification, classification, and risk assessment. Insight from a Toxicology Forum state-of-the-science workshop. Crit. Rev. Toxicol. 2021; 51(8): 653–94. https://doi.org/10.1080/10408444.2021.2003295

25. Felter S.P., Boobis A.R., Botham P.A., Brousse A., Greim H., Hollnagel H.M., et al. Hazard identification, classification, and risk assessment of carcinogens: too much or too little? Report of an ECETOC workshop. Crit. Rev. Toxicol. 2020; 50(1): 72–95. https://doi.org/10.1080/10408444.2020.1727843

26. Menz J., Götz M.E., Gündel U., Gürtler R., Herrmann K., Hessel-Pras S., et al. Genotoxicity assessment: opportunities, challenges and perspectives for quantitative evaluations of dose-response data. Arch. Toxicol. 2023; 97(9): 2303–28. https://doi.org/10.1007/s00204-023-03553-w

27. Heys K.A., Shore R.F., Pereira M.G., Jones K.C., Martin F.L. Risk assessment of environmental mixture effects. RSC Adv. 2016; (6): 47844–57. https://doi.org/10.1039/C6RA05406D

28. Vinggaard A.M., Bonefeld-Jørgensen E.C., Jensen T.K., Fernandez M.F., Rosenmai A.K., Taxvig C., et al. Receptor-based in vitro activities to assess human exposure to chemical mixtures and related health impacts. Environ. Int. 2021; 146: 106191. https://doi.org/10.1016/j.envint.2020.106191

29. Курляндский Б.А. Комбинированное действие химических веществ. В кн.: Курляндский Б.А., Филов В.А., ред. Общая токсикология. М.; 2002: 497–520.

30. Wu Y., Hoffman F.O., Apostoaei A.I., Kwon D., Thomas B.A., Glass R., et al. Methods to account for uncertainties in exposure assessment in studies of environmental exposures. Environ. Health. 2019; 18(1): 31. https://doi.org/10.1186/s12940-019-0468-4

31. Kwon D., Hoffman F.O., Moroz B.E., Simon S.L. Bayesian dose-response analysis for epidemiological studies with complex uncertainty in dose estimation. Stat. Med. 2016; 35(3): 399–423. https://doi.org/10.1002/sim.6635

32. Simon S.L., Hoffman F.O., Hofer E. The two-dimensional Monte Carlo: a new methodologic paradigm for dose reconstruction for epidemiological studies. Radiat. Res. 2015; 183(1): 27–41. https://doi.org/10.1667/RR13729.1

33. Rechnitzer T. Unifying ‘the’ precautionary principle? Justification and reflective equilibrium. Philosophia (Ramat. Gan). 2022; 50(5): 2645–61. https://doi.org/10.1007/s11406-022-00582-0

34. Callréus T. The precautionary principle and pharmaceutical risk management. Drug Saf. 2005; 28(6): 465–71. https://doi.org/10.2165/00002018-200528060-00001

35. More S.J., Bampidis V., Benford D., Bragard C., Halldorsson T.I., Hernández-Jerez A.F., et al. Guidance on the use of the Threshold of Toxicological Concern approach in food safety assessment. EFSA J. 2019; 17(6): e05708. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2019.5708

36. Threshold of Regulation for Substances Used in Food-Contact Articles U.S. FDA Code of Federal Regulations, Title 21, Part 170.39.

37. Kroes R., Renwick A.G., Cheeseman M., Kleiner J., Mangelsdorf I., Piersma A., et al. Structure-based thresholds of toxicological concern (ПТО): guidance for application to substances present at low levels in the diet. Food Chem. Toxicol. 2004; 42(1): 65–83. https://doi.org/10.1016/j.fct.2003.08.006

38. Cramer G.M., Ford R.A., Hall R.L. Estimation of toxic hazard – a decision tree approach. Food Cosmet. Toxicol. 1978; 16(3): 255–76. https://doi.org/10.1016/s0015-6264(76)80522-6

39. Nelms M.D., Patlewicz G. Derivation of new threshold of toxicological concern values for exposure via inhalation for environmentally-relevant chemicals. Front. Toxicol. 2020; 2: 580347. https://doi.org/10.3389/ftox.2020.580347

40. Munro I.C., Renwick A.G., Danielewska-Nikiel B. The Threshold of Toxicological Concern (TTC) in risk assessment. Toxicol. Lett. 2008; 180(2): 151–6. https://doi.org/10.1016/j.toxlet.2008.05.006

41. More S.J., Bampidis V., Benford D., Bragard C., Halldorsson T.I., Hernández-Jerez A.F., et al. Guidance on the use of the Threshold of Toxicological Concern approach in food safety assessment. EFSA J. 2019; 17(6): e05708. https://doi.org/10.2903/j.efsa.2019.5708

42. Wu S., Blackburn K., Amburgey J., Jaworska J., Federle T. A framework for using structural, reactivity, metabolic and physicochemical similarity to evaluate the suitability of analogs for SAR-based toxicological assessments. Regul Toxicol Pharmacol. 2010; 56(1): 67–81. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2009.09.006

43. Patel A., Joshi K., Rose J., Laufersweiler M., Felter S.P., Api A.M. Bolstering the existing database supporting the non-cancer Threshold of Toxicological Concern values with toxicity data on fragrance-related materials. Regul. Toxicol. Pharmacol. 2020; 116: 104718. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2020.104718

44. European Food Safety Authority and World Health Organization. Review of the Threshold of Toxicological Concern [ПТО] approach and development of new ПТО decision tree. EFSA Supp. Publ. 2016; 13(3): 1006E.

45. Patlewicz G., Jeliazkova N., Safford R.J., Worth A.P., Aleksiev B. An evaluation of the implementation of the Cramer classification scheme in the Toxtree software. SAR QSAR Environ. Res. 2008; 19(5–6): 495–524. https://doi.org/10.1080/10629360802083871

46. OECD QSAR Toolbox. Available at: https://oecd.org/en/data/tools/oecd-qsar-toolbox.html

47. Bhatia S., Schultz T., Roberts D., Shen J., Kromidas L., Marie Api A. Comparison of Cramer classification between Toxtree, the OECD QSAR Toolbox and expert judgment. Regul. Toxicol. Pharmacol. 2015; 71(1): 52–62. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2014.11.005

48. Nelms M.D., Pradeep P., Patlewicz G. Evaluating potential refinements to existing Threshold of Toxicological Concern (TTC) values for environmentally-relevant compounds. Regul. Toxicol. Pharmacol. 2019; 109: 104505. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2019.104505

49. OECD (2024). User’s Guide for the QSAR Toolbox, Chapter 6: Cramer Classification Scheme https://www.oecd.org/chemicalsafety/risk-assessment/qsar-toolbox-user-guide.htm

50. Mons M.N., Heringa M.B., van Genderen J., Puijker L.M., Brand W., van Leeuwen C.J., et al. Use of the Threshold of Toxicological Concern (TTC) approach for deriving target values for drinking water contaminants. Water Res. 2013; 47(4): 1666–78. https://doi.org/10.1016/j.watres.2012.12.025

51. Melching-Kollmuss S., Dekant W., Kalberlah F. Application of the “threshold of toxicological concern” to derive tolerable concentrations of “non-relevant metabolites” formed from plant protection products in ground and drinking water. Regul. Toxicol. Pharmacol. 2010; 56(2): 126–34. https://doi.org/10.1016/j.yrtph.2009.09.011

52. Baken K.A., Sjerps R.M.A., Schriks M., van Wezel A.P. Toxicological risk assessment and prioritization of drinking water relevant contaminants of emerging concern. Environ. Int. 2018; 118: 293–303. https://doi.org/10.1016/j.envint.2018.05.006

53. Рахманин Ю.А., Додина Н.С., Алексеева А.В. Современные методические подходы к оценке риска здоровью населения от воздействия химических веществ. Анализ риска здоровью. 2023; (4): 33–41. https://doi.org/10.21668/health.risk/2023.4.03 https://elibrary.ru/pxekfb

54. Алексеева А.В., Савостикова О.Н. Методические подходы к повышению надежности оценки факторов риска здоровью при использовании полимерных материалов в системе питьевого водоснабжения. Анализ риска здоровью. 2022; (2): 38–47. https://doi.org/10.21668/health.risk/2022.2.04 https://elibrary.ru/hsunmg