Перспективы использования вендинговых автоматов для улучшения качества питьевой воды

Введение

Основной целью государственной политики Российской Федерации в области питьевого и хозяйственно-бытового водоснабжения является бесперебойное обеспечение населения качественной питьевой водой, полностью отвечающей санитарно-эпидемиологическим требованиям¹. В соответствии с Указом² Президента Российской Федерации от 7 мая 2018 г. № 204 обеспечение населения качественной питьевой водой признано стратегической задачей. В рамках реализации федерального проекта «Чистая вода», координируемого Минстроем России совместно с Фондом содействия реформированию ЖКХ и Российской ассоциацией водоснабжения и водоотведения, поставлена цель достичь показателя 91%-й обеспеченности населения централизованным водоснабжением надлежащего качества. В городах целевой показатель должен составить 99% [1]. Мониторинг 2023 г. показал, что фактический уровень обеспеченности населения России качественной питьевой водой централизованных источников составил 88,59%, что превысило плановый показатель Проекта (88,1%). Однако удельный вес населения, использующего для хозяйственно-бытовых нужд воду ненадлежащего качества, по-прежнему высок, что создаёт существенный риск для здоровья и требует дополнительных мер по модернизации систем водоснабжения [2, 3].

В 2023 г. пробы воды из источников централизованного питьевого водоснабжения, не соответствующие гигиеническим нормативам по санитарно-химическим показателям, были выявлены в 37 субъектах Российской Федерации [1]. Во многом это связано с плохим состоянием источников централизованного водоснабжения, отсутствием установленных зон санитарной охраны водных объектов, низким качеством воды поверхностных водоисточников, несовершенством технологий очистки и водоподготовки, систем обеззараживания воды, неудовлетворительным состоянием водопроводных и распределительных сетей и другими причинами [4, 5]. Необходимо также отметить, что на некоторых территориях имеются гидрогеохимические аномалии, обусловливающие избыточное содержание отдельных химических элементов в подземных водах, которые являются основным источником централизованного водоснабжения в большинстве регионов. Так, пробы воды из централизованных систем питьевого водоснабжения, не соответствующие гигиеническим нормативам по приоритетным санитарно-химическим показателям, выявлены в Калужской области и Республике Мордовия (фтор, 87,59 и 54,91% проб соответственно), Ростовской области (общая жёсткость, 100%), Тверской области (железо, 58,32%), Алтайском крае (марганец, 28,52%) [1]. Избыток или недостаток отдельных химических элементов в питьевой воде может привести к возникновению множества патологий у людей, постоянно использующих такую воду [6–10].

Информация о неудовлетворительном качестве воды централизованных источников водоснабжения, обусловленном изношенностью инженерных сетей водораспределительной системы и другими причинами, побуждает граждан пользоваться либо дополнительными системами водоподготовки и водоочистки, либо альтернативными источниками питьевой воды. Так, по данным 2023 г., питьевую воду из нецентрализованных источников водоснабжения использовали 6,577 млн жителей Российской Федерации [1]. Особую популярность у горожан в последнее время приобрели вендинговые автоматы по продаже питьевой воды (водоматы, акваматы). Этому способствует их шаговая доступность в жилых районах городов, низкая цена воды по сравнению с бутилированной, а также возможность использования для покупки питьевой воды оборотной тары [11, 12]. В то же время водоматы не являются частью централизованной системы водоснабжения, поэтому вопросы безопасности и качества продаваемой питьевой воды остаются открытыми. В связи с массовым использованием питьевой воды в розлив во всём мире увеличивается количество исследований её качества и безопасности для здоровья населения [13–21], в том числе в Российской Федерации [22, 23]. Во многих работах показано несоответствие её качества отдельным нормативным показателям [14–21], в первую очередь микробиологическим. Исследования химического состава воды, реализуемой через вендинговые автоматы, широко не проводятся. Вероятно, это обусловлено отсутствием нормативно-правовой базы, регулирующей качество вендинговой питьевой воды.

Таким образом, исследование качества воды вендинговых автоматов как одного из альтернативных источников питьевой воды централизованного снабжения является актуальным.

Цель работы – сравнительный анализ безопасности воды вендинговых автоматов и питьевой воды хозяйственно-питьевого водоснабжения во Владимирской области.

Материалы и методы

В основу настоящей работы положены данные собственных исследований по оценке качества воды хозяйственно-бытовых источников водоснабжения, проведённых на кафедре биологии и экологии Владимирского государственного университета в 2018–2025 гг. [24–27].

Дополнительно в 2024 г. была исследована вода вендинговых автоматов в областном центре – г. Владимире. Вендинговые аппараты по продаже чистой питьевой воды г. Владимира представлены шестью торговыми марками, поставляющими воду природную питьевую негазированную, воду минеральную природную питьевую столовую гидрокарбонатную магниево-кальциевую и доочищенную воду централизованного источника водоснабжения. Было исследовано 25 проб – по 10% проб воды каждой торговой марки из разных районов города. Отбор осуществляли в соответствии с ГОСТ Р 59024–2020 «Вода. Общие требования к отбору проб».

Значения pH и удельной электропроводности образцов воды измеряли на pH-метре Mettler Toledo Seven Compact S220 и кондуктометре Mettler Toledo Seven Compact S230 соответственно. Общую жёсткость определяли комплексонометрическим методом в соответствии с ГОСТ 31954–2012 «Вода питьевая. Методы определения жёсткости». Количественное содержание тяжёлых металлов в воде измеряли рентгенофлуоресцентным методом на спектрометре «Спектроскан МАКС-G» в соответствии с М-049-ВП/09 «Методика выполнения измерений массовой концентрации свинца, цинка, меди, никеля, кобальта, железа, хрома, ванадия, висмута, кадмия, селена, мышьяка в природных, питьевых и сточных водах рентгенофлуоресцентным методом после концентрирования их пирролидиндитиокарбаминатных комплексов на фильтрах» (ПНД Ф 14.1:2:4.208–04).

Концентрации ионов в воде анализировали с помощью системы капиллярного электрофореза «Капель-205» в соответствии с методиками М 01–31–2011 «Определение неорганических катионов в воде» (ПНД Ф 14.1:2:4.167–2000, изд. 2011 г.) и М 01–58–2018 «Определение неорганических анионов в воде» (ПНД Ф 14.1:2:3:4.282–18).

Качество воды оценивали методом сопоставления измеренных концентраций с предельно допустимыми значениями, установленными СанПиН 1.2.3685–21³ (табл. 1).

Расчёты неканцерогенного риска для здоровья людей двух возрастных групп (взрослые и дети) проводили на основе установленных максимальных концентраций ионов в воде централизованного снабжения Владимирской области и водоматов областного центра. При расчётах средних суточных доз при пероральном поступлении воды использовали стандартные факторы экспозиции, представленные в Руководстве по оценке риска для здоровья при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду⁴. Для расчётов риска были использованы стандартные значения факторов экспозиции: величина водопотребления (2 л/день для взрослых, 1 л/день для детей), продолжительность воздействия (30 лет для взрослых, 6 лет для детей), частота воздействия (350 дней для взрослых и детей), средняя масса тела (70 кг для взрослых и 15 кг для детей), период осреднения экспозиции (365 × продолжительность воздействия).

Неканцерогенный риск определяли путём расчёта коэффициентов опасности (HQ) и индексов опасности (HI) для веществ, обладающих однонаправленным действием на критические органы и системы. Применяемые референтные дозы значения (RfD) представлены в табл. 1.

Классификация риска развития неканцерогенных эффектов осуществлялась в соответствии с Руководством⁴.

Результаты

Содержание ионов и общая жёсткость питьевой воды централизованного водоснабжения Владимирской области варьируют в широких пределах (табл. 2).

Расчёт коэффициентов опасности выполняли для максимальных воздействующих концентраций нитратов, фторидов, марганца и общего железа (табл. 3).

Питьевая вода централизованного водоснабжения ряда административных районов Владимирской области характеризуется превышением ПДК по содержанию некоторых элементов (фтор, фосфаты, нитраты, магний, железо). Кроме того, установлено превышение приемлемого уровня неканцерогенного риска для здоровья населения, особенно детского. Так, питьевая вода в 11 административных центрах из-за высокого содержания фторид-ионов и в четырёх административных центрах из-за высокого содержания нитрат-ионов характеризуется настораживающим уровнем риска (HQ 1,1–3). Потребление такой воды может способствовать развитию болезней костной ткани и зубов, болезней крови и сердечно-сосудистой системы (табл. 4).

Заключительным этапом настоящей работы стало исследование физико-химических показателей воды вендинговых автоматов, расположенных во Владимире. Полученные результаты демонстрируют отсутствие превышения ПДК и допустимый уровень риска для здоровья (табл. 5).

Обсуждение

В системе централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения Владимирской области преобладают подземные источники (80%). Ограниченное использование поверхностных водных ресурсов обусловлено их значительным антропогенным загрязнением, проявляющимся в отклонениях микробиологических и химических показателей качества воды. Так, реки Нерль и Клязьма, являющиеся основными поверхностными источниками водозабора региона, по показателям качества воды относятся ко второму классу. Согласно данным экологического мониторинга [28], в 2021 г. в водоёмы области было сброшено 87,88 млн м³ недостаточно очищенных и 6,36 млн м³ неочищенных сточных вод.

Антропогенная нагрузка на водные экосистемы региона приводит к накоплению биогенных элементов, органических веществ, нитратного и аммонийного азота, тяжёлых металлов (железа, меди, марганца). Таким образом, водные объекты, используемые в хозяйственно-питьевых целях, испытывают сильную техногенную нагрузку, принимая на себя плохо очищенные промышленные и коммунально-бытовые стоки от расположенных на водосборной территории предприятий и населённых пунктов. При этом из 194 очистных сооружений биологической и механической очистки 60% требуют капитального ремонта, 30% нуждаются в реконструкции [28].

Природные особенности водовмещающих пород и гидродинамического режима подземных источников определяют формирование специфического химического состава водоносных горизонтов региона: повышенных показателей жёсткости подземных вод и содержания в них ионов фтора, марганца, общего железа.

Согласно данным геохимического картирования [29], Владимирская область территориально входит в зону фтороносных провинций. Проведённые ранее исследования [24] выявили превышение предельно допустимых концентраций фтора в питьевой воде централизованного водоснабжения восьми административных центров региона. Повышенное содержание фтора в этих районах является результатом природной геохимической аномалии, характерной для данной географической зоны.

Территория области частично охватывает область гидрогеохимических аномалий, связанных с избыточным содержанием марганца в подземных водах. Такая аномалия затрагивает семь административных районов, расположенных в северо-западной и северо-восточной частях региона. Результаты предыдущего исследования [25] показали концентрации ионов марганца выше ПДК в воде децентрализованных источников Владимирской области, однако питьевая вода централизованного водоснабжения региона по содержанию марганца соответствует нормативным требованиям.

Результаты гидрогеохимического мониторинга подземных источников водоснабжения Владимирской области, как правило, демонстрируют соответствие содержания железа в питьевой воде централизованных источников нормативным показателям [26]. Концентрации данного элемента в пробах воды централизованного водоснабжения (за исключением Камешковского и Муромского районов) варьируются в диапазоне 0,011–0,27 мг/дм³ и не превышают ПДК.

Результаты гидрохимического мониторинга питьевой воды централизованных источников водоснабжения Владимирской области показывают превышение предельно допустимого показателя общей жёсткости [27]. Данная аномалия обусловлена преимущественно использованием подземных водоисточников (80% общего объёма водоснабжения), характеризующихся повышенным содержанием солей кальция и магния. Установлено, что повышенная жёсткость питьевой воды создаёт дополнительные риски развития различных патологических состояний у населения, что требует внедрения специальных мер водоподготовки и деминерализации водных ресурсов [30, 31].

В Российской Федерации термин «питьевая вода в розлив в тару потребителя» закреплён в ГОСТ Р 58645–2019 «Национальный стандарт Российской Федерации. Услуги торговли. Реализация питьевой воды в розлив. Общие требования». Вода в розлив должна соответствовать требованиям безопасности технических регламентов и законодательству в области санитарно-эпидемиологического благополучия населения при её изготовлении, транспортировании, хранении, розливе и в течение всего срока реализации. Питьевая вода, реализуемая в розлив в тару потребителя, классифицируется по источнику водозабора, способам водоподготовки и транспортирования. В процессе производства питьевой воды для розлива используются следующие категории исходной воды: обработанная питьевая вода, полученная на специализированных предприятиях по розливу бутилированной продукции; природная вода, добываемая непосредственно из источников питьевого водоснабжения без дополнительной обработки; питьевая вода централизованных источников, поступающая из разводящей сети хозяйственно-питьевого водоснабжения с последующей дополнительной очисткой. Для доочистки и обеззараживания воды применяют различные технологические методы обработки. Качество конечного продукта напрямую зависит от исходного источника воды, конструктивных особенностей вендинговых автоматов и регулярности их технического обслуживания. Существующая неоднородность исходной воды, реализуемой через системы розлива, указывает на отсутствие эффективной нормативно-правовой базы, необходимой для контроля безопасности и обеспечения качества этой продукции [32].

Из представленных во Владимире торговых марок питьевой воды, реализуемой через вендинговые аппараты, примерно 50% поставляют доочищенную воду централизованного источника водоснабжения, остальные – природную питьевую воду. Полученные результаты демонстрируют, что все изученные пробы воды не имеют превышений ПДК и являются безопасными для населения с точки зрения гигиенических нормативов. Однако вода, полученная с применением систем доочистки, характеризуется крайне низкими показателями минерализации, жёсткости, минимальными концентрациями макро- и микроэлементов. Длительное использование такой питьевой воды может привести к негативным последствиям для здоровья населения [33]. Таким образом, реализуемая из вендинговых автоматов вода является безопасной, но требует улучшения качества для достижения оптимальных показателей, соответствующих биологическим потребностям организма человека.

Согласно ГОСТ Р 58645–2019 «Национальный стандарт Российской Федерации. Услуги торговли. Реализация питьевой воды в розлив. Общие требования», продавец питьевой воды в розлив должен довести до покупателей следующую информацию с учётом специфики реализации: наименование питьевой воды, сведения об источнике водоснабжения, составе воды, способах обработки и методах обеззараживания исходной питьевой воды; наименование и местонахождение изготовителя и продавца; товарный знак изготовителя (продавца) при его наличии; номер стандарта организации или технических условий, которым соответствует питьевая вода; дату розлива; объём накопительной ёмкости; сроки годности питьевой воды, реализуемой в розлив, и условия её хранения; порядок действий покупателя для получения товара. Среди представленных во Владимире торговых марок только одна размещает всю необходимую информацию, в том числе протоколы исследований состава реализуемой воды. Важно также отметить, что фильтры, установленные для доочистки воды централизованного источника водоснабжения, имеют ограниченный срок использования. Только одна торговая марка указывает актуальную информацию о сроках замены фильтра. Тем не менее, несмотря на ограничения в предоставляемой покупателю информации, вода остальных торговых марок также соответствует гигиеническим нормативам.

Заключение

Проведённое исследование показало, что проблема обеспечения населения качественной питьевой водой остаётся весьма актуальной, поскольку существующая система централизованного водоснабжения не всегда обеспечивает население водой, соответствующей санитарно-гигиеническим требованиям. Полученные результаты показали превышение ПДК по ряду показателей в питьевой воде централизованного водоснабжения, а также превышение приемлемого уровня неканцерогенного риска для здоровья населения, особенно детского. Решением данной задачи становится употребление городским населением воды вендинговых автоматов. За счёт шаговой доступности и более низкой стоимости по сравнению с бутилированной вода водоматов приобретает всё большую популярность. Значительным плюсом данной системы водопотребления является экологическая выгода, которая приобретается за счёт использования многоразовой тары.

Анализ качества воды из вендинговых автоматов показал соответствие гигиеническим нормативам (отсутствие превышений ПДК). Однако выявлена недостаточная минерализация воды, прошедшей систему доочистки, что свидетельствует о необходимости улучшения качества воды путём применения дополнительных методов минерализации для достижения оптимальных показателей, соответствующих биологическим потребностям организма человека.

Потребление населением питьевой воды вендинговых автоматов должно сопровождаться повышением информационной открытости операторов водоматов и совершенствованием нормативно-правовой базы регулирования качества воды в розлив.

Таким образом, настоящее исследование подтверждает необходимость комплексного подхода к решению задачи обеспечения населения качественной питьевой водой, в том числе путём развития альтернативных источников водоснабжения при строгом контроле их качества и безопасности.

¹ Федеральный закон «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» от 30.03.1999 г. № 52-ФЗ (ред. от 26.12.2024 г.).

² Указ Президента РФ от 7 мая 2018 г. № 204 «О национальных целях и стратегических задачах развития Российской Федерации на период до 2024 года».

³ СанПиН 1.2.3685–21. Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания. Утв. постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 28.01.2021 г. № 2.

⁴ Р 2.1.10.3968–23 «Руководство по оценке риска здоровью населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающую среду».