Токсиколого-гигиеническая характеристика мышьяка в питьевой воде (нарративный обзор литературы)

В работе обобщены результаты российских и зарубежных исследований, посвящённых содержанию мышьяка в воде, его токсикологическому профилю, а также представлены сведения об оценке экспозиции и рисках для здоровья населения, ассоциированных с поступлением мышьяка в организм из питьевой воды. Проведён анализ оригинальных исследований, в которых изучены концентрации мышьяка в почве, водных объектах и клинические проявления интоксикации мышьяком. По результатам целевого поиска в библиографических и реферативных базах данных [(PubMed, Scopus, Web of Science, НЭБ (eLIBRARY.RU)] было отобрано 60 полнотекстовых публикаций, из которых 36 полностью соответствуют указанным критериям включения.

Мышьяк (As) – металлоид, сочетающий в себе свойства металла и неметалла, однако в большинстве случаев его классифицируют как металл [1‒3]. Он широко распространён в земной коре, кларк составляет ≈ 3,4 мг/кг. Более 200 природных минералов имеют в составе мышьяк, но лишь в небольшой степени ‒ в элементарной форме [2]. Неорганический As в природных условиях встречается в почве и во многих видах горных пород, особенно в минералах и рудах, содержащих медь или свинец [1]. Мышьяк относится к спутникам золота, поэтому на территориях золоторудных месторождений его концентрация очень высока [3]. As обладает значительной реакционной способностью и часто встречается в сочетании с другими элементами в четырёх степенях окисления: –3; 0; +3 или +5 [2‒5]. Многие соединения мышьяка водорастворимы, что обусловливает его способность мигрировать в водные объекты [1].

В природных условиях мышьяк может попадать в поверхностные и подземные водные объекты посредством вымывания на земную поверхность дождевой водой из приземной атмосферы (куда он попадает в результате испарения с поверхности почв), процессов суффозии (ветровой и дождевой эрозии мышьяковистых горных пород, выщелачивания из почвы и минералов в грунтовые воды) [1, 6], в составе продуктов извержений вулканов, а также морских аэрозолей [6‒8].

Основная форма содержания мышьяка в водных системах – неорганическая, где он встречается в основном в формах As (V) и As (III). При нормальных условиях мышьяк в воде присутствует в виде растворимого неорганического As (V), поскольку он термодинамически более стабилен в воде, чем As (III) [2]. В подземных водах преобладающей формой содержания мышьяка являются соединения As (III), более токсичные, чем соединения As (V) [4‒6, 9]. В большинстве случаев высокое содержание мышьяка – следствие природных процессов, протекающих в слабо промываемых молодых осадочных породах с замедленным потоком подземных вод, повышенным значением рН, низкими концентрациями растворённого кислорода и высокими концентрациями растворённых железа и марганца [4, 7].

Подземные воды с высоким содержанием мышьяка чаще формируются в водоносных горизонтах, образованных песчано-глинистыми или песчано-сланцевыми породами [7, 10, 11]. Кроме того, при интенсивной эксплуатации артезианских скважин и активизации движения подземных вод усиливается тепло- и массообмен между водой и горными породами, что способствует переходу мышьяка в подземные воды [10]. Так, в Бангладеш интенсивный отбор подземных вод на протяжении более 50 лет привёл к существенному понижению их уровня. В результате мышьяксодержащие горные породы вступили в прямой контакт с кислородом атмосферного воздуха, что вызвало цепь химических реакций, в результате которых мышьяк в воде перешёл в легкорастворимую бесцветную и опасную для здоровья людей форму H₃AsO₄ [6].

Как показывают результаты многочисленных исследований, с повышенными концентрациями неорганического мышьяка в поверхностных и подземных водных объектах, в том числе в источниках питьевого водоснабжения, сталкиваются многие страны [1, 2, 4, 6, 7, 12‒16].

Концентрация мышьяка в природных поверхностных и подземных водах, как правило, составляет 0,0005‒0,001 мг/л, но может превышать 1 и даже 5 мг/л в геохимических провинциях [1, 3, 7]. Люди, потребляющие воду из глубоких скважин, подвергаются большей экспозиции мышьяком по сравнению с теми, кто использует воду из неглубоких колодцев или поверхностные воды. Это может быть связано с залежами мышьяковой руды на большой глубине [12]. Термальные и подземные воды большинства стран, в том числе и России, могут содержать мышьяк со средним диапазоном концентраций 1‒280 мг/л. Пресноводные бассейны отличаются большим разбросом концентраций мышьяка – от 0,0006 до 0,025 мг/л [13].

Предельно допустимая концентрация мышьяка в воде в соответствии с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения и Агентства по охране окружающей среды США составляет 0,01 мг/л [12]. В Российской Федерации, Японии [17] и Китае [18] принят аналогичный гигиенический норматив. В Канаде допустимая концентрация составляет 0,025 мг/л [12]. В Индии установлен гигиенический норматив 0,01 мг/л, однако допускается повышение до 0,05 мг/л в случае невозможности использования другого источника водоснабжения [19]. В Бангладеш гигиенический норматив содержания мышьяка в воде ‒ 0,05 мг/л [20].

В геохимических провинциях основной путь поступления мышьяка в организм человека ‒ питьевая вода, а загрязнение источников питьевого водоснабжения As стало ведущей гигиенической проблемой [12, 15]. Геохимические провинции мышьяка обнаружены в Англии, Боливии, Грузии, Италии, Казахстане, Канаде, Норвегии, США, Франции, Чили, Швеции, Японии [11], Бангладеш, Индии [1, 6, 12, 15].

В России подобные геохимические провинции имеются в Забайкальском, Красноярском, Алтайском, Пермском, Приморском, Ставропольском, Хабаровском краях, Оренбургской, Саратовской, Архангельской, Вологодской, Омской, Свердловской, Челябинской, Магаданской, Пензенской и Иркутской областях, в республиках Тыва, Саха и Дагестан, а также в Чукотском автономном округе [6, 12, 15].

В рамках исследований за период 2018‒2019 гг. установлено, что концентрации мышьяка в питьевой воде преимущественно поверхностных источников девяти районов Самары и Самарской области находились в пределах от 0,002 мг/л (Кировский район) до 0,026 мг/л (Красноглинский район) [14]. В 24 подземных водоисточниках семи районов Саратовской области за период 2018‒2021 гг. были определены повышенные концентрации мышьяка в пределах 1‒6 ПДК. Максимальная концентрация мышьяка обнаружена в роднике Фёдоровского района – 0,069 мг/л. Исследователи связывали это с гидрогеохимической аномалией на территории области [15]. Северные районы Дагестана снабжаются водой в основном за счёт подземных вод Северо-Дагестанского артезианского бассейна [10–12], содержащих мышьяк в концентрациях 0,01–0,5 мг/л [12, 21]. Чаще всего подземные воды содержат повышенные концентрации мышьяка в Бабаюртовском, Хасавюртовском, Кизлярском, Тарумовском и Ногайском районах Республики Дагестан [11].

В Забайкальском крае имеются многочисленные месторождения и рудопроявления мышьяка, золота и сурьмы, в которых создаются благоприятные условия для миграции и накопления мышьяка в подземных водах. Например, в г. Балей водоснабжение осуществляется из подземных источников посредством скважин глубиной 120‒150 м, эксплуатирующих водоносный комплекс нижнемеловых осадочных отложений, в пробах воды которого отмечены повышенные концентрации мышьяка (от 0,02 до 0,11 мг/л) [3]. В Нерчинском районе в скважинах глубиной 100–120 м концентрации мышьяка в пробах воды регистрировались на уровне от 0,02 до 4,3 мг/л (до 86 ПДК). В воде системы централизованного водоснабжения мышьяк обнаружен на уровне 2,5 мг/л (50 ПДК) [12]. В 2021‒2022 гг. содержание мышьяка как в районе водозабора, так и в воде распределительных сетей Казани (источник водоснабжения – Куйбышевское водохранилище) составляло 0,211‒0,296 мг/л, а в конечной точке потребления ‒ 0,18 мг/л [22]. В подземных водах северных районов Обь-Зайсанской складчатой области отмечено повышенное содержание мышьяка: в Советском районе Новосибирска – от 0,013‒0,085 [23] до 0,27 мг/л [24], в Новосибирском и Тогучинском районах – 0,036 мг/л [23].

При исследовании качества поверхностных вод верховья реки Черек Безенгийский (Кабардино-Балкарская Республика) установлены концентрации мышьяка в пределах 0,00146‒0,00277 мг/л, а в водах речных притоков – 0,00076‒0,02 мг/л [25]. На территории республик Башкортостан и Северная Осетия ‒ Алания, а также в Тульской области обнаружены концентрации мышьяка в среднем 0,00021 и 0,0009 мг/л соответственно [26‒29].

Таким образом, природно обусловленное высокое содержание мышьяка в подземных водах наблюдается во многих регионах, в то время как антропогенное, как правило, имеет локальный характер [7]. Основной причиной являются депрессионные воронки, формирующиеся вследствие длительной эксплуатации водоносного горизонта, усиливающие процессы подтягивания и накопления мышьяка в подземных водах на территории геохимических провинций [10]. Также влияют добыча полезных ископаемых, цветных металлов, сброс сточных вод и их осадков, выбросы угольных электростанций, стоки птицефабрик. На горнодобывающих и угольных электростанциях значительную роль играет выщелачивание мышьяка из хвостохранилищ заброшенных шахт и отвалов. Значительное количество As попадает в сточные воды при добыче золота с использованием цианида [1, 5‒7].

Большинство случаев интоксикаций людей As связано с воздействием неорганического мышьяка, который в виде арсенатов и арсенитов хорошо всасывается в желудочно-кишечном тракте, легко проникает через плаценту [1]. При употреблении питьевой воды примерно 95% мышьяка абсорбируется в кишечнике, а выделяется преимущественно с мочой [1]. Согласно физиологически обоснованной фармакокинетической модели Эль-Масри ‒ Кеньона, соотношение суточных доз поступления неорганического мышьяка и его выделения с мочой составляет ≈ 9 : 10 [2].

Поступая в организм, As дестабилизирует более 200 ферментов, участвующих в биохимических реакциях клетки и синтезе ДНК, активирует процессы пероксидации, связывает тиольные (сульфгидрильные) группы в тканевых белках [11]. Механизмы действия арсенатов и арсенитов несколько отличаются. Механизм действия арсената основан на замене фосфатной группы в ферментах. Например, он заменяет фосфат в глюкозо-6-фосфате и 6-фосфоглюконате in vitro, фосфат ‒ в натриевом насосе и анионообменной транспортной системе эритроцитов человека. Также он уменьшает образование аденозинтрифосфата (АТФ) in vitro и заменяет фосфат в ферментативных реакциях. Результатом этого становится истощение АТФ в клеточных системах [1]. Однако многочисленные исследования показывают, что основа токсичности мышьяка – его превращение в арсенит. Механизм действия арсенита основан на реакциях с тиолсодержащими молекулами – глутатионом и цистеином. Метилированный трёхвалентный мышьяк в составе монометиларсоновой кислоты (III) является мощным ингибитором глутатионредуктазы и тиоредоксинредуктазы. Арсенит ингибирует пируватдегидрогеназу, нарушая работу системы переноса электронов для производства АТФ [1].

Результаты исследований как in vitro, так и in vivo на людях и животных свидетельствуют о возможном усилении мышьяком перекисного окисления липидов, продукции супероксидов, образовании гидроксильных радикалов, повреждающих ДНК [1]. Хроническое поступление в организм мышьяка даже в малых дозах изменяет гены и белки, которые связаны с окислительным стрессом и воспалением, что может приводить к поражению практически всех органов и систем [1, 5, 12].

Во многих исследованиях сообщалось о сердечно-сосудистых эффектах при пероральной экспозиции неорганическими соединениями мышьяка. Воздействие неорганического мышьяка на сердце имеет множество последствий, в числе которых изменение деполяризации миокарда, нарушения сердечного ритма и развитие ишемической болезни сердца [1, 12]. Эти эффекты наблюдались как после острого, так и хронического воздействия неорганического мышьяка [1]. В Техасе исследователи В. Гонг и Дж. О’Брайан выявили, что ишемическая болезнь сердца была связана с воздействиями мышьяка в малых концентрациях (0,0022–0,0153 мг/л) [2]. Исследователи из Внутренней Монголии (Китай) установили прямую связь между концентрацией мышьяка в питьевой воде (0,00016–0,2 мг/л), содержанием его в ногтях на ногах и повышением заболеваемости болезнями системы кровообращения. В том же регионе выявлено увеличение частоты случаев удлинения интервала QТ в зависимости от концентрации мышьяка в питьевой воде: увеличение на 3,9% при концентрации 0,02 мг/л; на 11% при концентрациях 0,11–0,3 мг/л; на 20,6% при концентрациях 0,43–0,69 мг/л [2]. Воздействие мышьяка также выражается в индуцировании развития артериальной гипертензии и атеросклероза. В Тайване повышенная частота артериальной гипертензии была связана с потреблением воды из скважин с концентрациями мышьяка в диапазоне 0,25–0,7 мг/л, а заболеваемости болезнями системы кровообращения – при концентрациях более 0,35 мг/л [1]. Среди жителей юго-запада Тайваня, подвергавшихся воздействию мышьяка в воде в концентрациях 0,7–0,93 мг/л, был распространён атеросклероз сонных артерий, на который указывал индекс CIMT (Carotid Intima-Media Thickness – толщина интима-медиа сонной артерии) [2]. В сельской местности Техаса (США) концентрация мышьяка в питьевой воде (0,0022–0,0153 мг/л) коррелировала с повышенной частотой возникновения гипертонии [2]. В штате Юта (США) выявлена связь между концентрациями мышьяка в питьевой воде (0,014–0,166 мг/л) и повышенной смертностью от гипертонической болезни [2]. Установлено значительное увеличение смертности от атеросклероза, аневризмы аорты и иных сосудистых патологий среди жителей США, употреблявших питьевую воду с содержанием мышьяка более 0,02 мг/л [1]. В экспериментальных исследованиях [2] выявлено, что атеросклероз был связан с концентрацией мышьяка в воде в диапазоне 0,05–0,0999 мг/л по сравнению с контрольной группой (< 0,05 мг/л). Исследователи из Чили выявили, что поступление в организм мышьяка с питьевой водой в концентрациях 0,6–0,8 мг/л увеличивает частоту акроцианоза и возникновения болезни Рейно. В расследовании хронического отравления детей в Чили выявлено утолщение артерий по всему организму, в том числе в поджелудочной железе. В одном из зарубежных исследований сообщалось о появлении периорбитального отёка у людей, которые пили колодезную воду, содержащую мышьяк в концентрациях более 7 мг/л в течение одной недели. В Японии при отравлении 220 людей мышьяком, содержавшимся в соевом соусе, характерным был отёк лица, обычно затрагивающий веки. Расчётная доза в этом случае равнялась около 0,05 мг/кг/сут с экспозицией до двух-трёх недель. Отёк появился после первоначального воздействия и самопроизвольно разрешился. Этот эффект лёг в основу установления предельной допустимой острой пероральной дозы неорганического мышьяка с десятикратным коэффициентом запаса – 0,005 мг/кг/сут [1].

Наиболее серьёзным последствием воздействия мышьяка на сердечно-сосудистую систему является «болезнь чёрной стопы», характеризующаяся прогрессирующим нарушением кровообращения в руках и ногах, приводящим к некрозу и гангрене [1, 12]. Болезнь является эндемичной на о. Тайвань, где среднее содержание мышьяка в питьевой воде колеблется от 0,17 до 0,8 мг/л [1]. Чинг-Донг Ценг с соавт. (1968/1977) стратифицировали население, подвергшееся воздействию, на группы с низким (< 0,3 мг/л), средним (0,3–0,6 мг/л) или высоким (> 0,6 мг/л) уровнями воздействия. Дозы воздействия были разделены на контрольную, низкую, среднюю и высокую: 0,0008/0,014/0,038/0,065 мг/кг/сут соответственно. В результате исследования была обоснована безопасная доза мышьяка – 0,0008 мг/кг/сут [1].

Нервная система также подвергается негативному воздействию мышьяка при пероральном поступлении. Длительная экспозиция в дозе 0,03–0,1 мг/кг/сут приводит к развитию периферической нейропатии, которая характеризуется онемением кистей и стоп и ощущением покалывания с прогрессированием в мышечную слабость, опущением запястий и (или) лодыжек и снижением чувствительности (искажением) рефлексов [1, 12]. Гистологические признаки нейропатии включают угасающую аксонопатию и демиелинизацию. После прекращения воздействия нейропатия становится обратимой лишь частично, а восстановление, как правило, происходит медленно [1]. При этом есть основания полагать, что периферическая нейропатия может быть следствием поражения сосудов. Кроме того, некоторые исследователи отмечали связь между потреблением воды с повышенными концентрациями мышьяка и снижением IQ, а также нарушениями нейрокогнитивного развития у потреблявших её детей [1, 2]. Так, в США обследовали две группы детей, потреблявших воду с разными концентрациями мышьяка – менее 0,005 и 0,005–0,01 мг/л. Показатели IQ, восприятия, рабочей памяти и понимания речи были статистически более низкими во второй группе [2]. В Китае обследовали три группы детей, потреблявших воду с разными концентрациями мышьяка, для определения влияния на уровень IQ: 87 детей – 0,19 мг/л, 253 ребёнка – 0,142 мг/л, 196 детей – 0,002 мг/л. Результаты тестов составили 95; 101 и 105 баллов соответственно [1]. В исследовании Ф. Парвеза и соавт. в 2011 г. изучена связь между концентрациями мышьяка в питьевой воде Бангладеш и координацией движений у детей в возрасте 8–11 лет с помощью тестов на равновесие, координацию движений рук, тонкое ручное управление, а также силу и ловкость. Авторы наблюдали обратную связь между показателями общей двигательной активности и координации тела и содержанием мышьяка в питьевой воде (средняя концентрация – 0,0433 мг/л) [2].

Наиболее характерное последствие длительного перорального воздействия неорганических соединений мышьяка даже в незначительных дозах (0,002–0,02 мг/кг/сут) – развитие поражений кожи [1]. Эти поражения часто используются в качестве диагностических критериев арсеникоза, для которого характерны гиперпигментация и гиперкератинизация кожи (особенно на ладонях и подошвах), образование множественных мозолей или бородавок [1, 12]. При длительных исследованиях перорального поступления As в более низких концентрациях (от 0,0004 до 0,01 мг/кг/сут), как правило, не наблюдали поражений кожи [1]. Однако в другом крупном исследовании выявлено повышение частоты кожных поражений, связанных с поступлением мышьяка с питьевой водой в концентрации 0,023 мг/л (доза 0,0012 мг/кг/сут). Механизм возникновения кожных эффектов до конца не изучен: симптомы, характерные для человека, не были обнаружены в экспериментах на животных. На основе эпидемиологических исследований определяли дозы неорганического мышьяка, оказывающие воздействие на кожу человека. Можно выделить следующие: Haque с соавт. (2003) – 0,002 мг/кг/сут; Guha Mazumder с соавт. (1988) – 0,006 мг/кг/сут; Borgoño с соавт. (1980) – 0,01 мг/кг/сут; Borgoño and Greiber (1972), Zaldívar (1974), Valentine с соавт. (1985) – 0,02 мг/кг/сут; Cebrián et al. (1983) – 0,022 мг/кг/сут [1]. В совокупности эти исследования показывают, что пороговая доза неорганического мышьяка для возникновения гиперпигментации и гиперкератоза составляет приблизительно 0,002 мг/кг/сут [1].

Пероральное воздействие низких доз мышьяка, как правило, не вызывает поражения органов дыхания. Однако в некоторых исследованиях сообщалось о незначительных респираторных симптомах, таких как кашель, выделение мокроты, ринорея и боль в горле у людей, получавших неорганический мышьяк перорально в дозах 0,03–0,05 мг/кг/сут [1]. Симптомы значительного поражения органов дыхания, в том числе отёк лёгких при пероральном поступлении мышьяка в дозах 8 мг/кг/сут, были вторичны и возникали как следствие поражения сердечно-сосудистой системы [1].

Неорганические соединения мышьяка оказывают раздражающее действие на ткани желудочно-кишечного тракта. Например, хроническое пероральное поступление As в дозах 0,005–0,01 мг/кг/сут приводит к развитию тошноты, рвоты, диареи и боли в животе [1, 12]. Были также отмечены увеличение и болезненность печени, а в крови иногда обнаруживали повышенный уровень печёночных ферментов [1, 12]. Эти эффекты чаще всего наблюдались после многократного воздействия мышьяка в дозах 0,01–0,1 мг/кг/сут, хотя сообщалось, что при хроническом воздействии мышьяк оказывает похожий эффект в дозе 0,006 мг/кг/сут [1].

В исследовании Хуанга (2014) было установлено, что употребление питьевой воды с содержанием мышьяка в концентрациях 0,9 мг/л было связано со статистически значимым повышением заболеваемости диабетом у взрослых в Камбодже [2]. Таким образом, можно предполагать, что поджелудочная железа имеет повышенную чувствительность к токсическому воздействию неорганических соединений мышьяка.

В большинстве клинических исследований острой и хронической интоксикации неорганическим мышьяком не сообщалось о клинически подтверждённом значительном повреждении почек даже при серьёзных нарушениях в других системах. В некоторых случаях отмечались повышенные уровни креатинина в сыворотке крови, а также наблюдалась лёгкая протеинурия, которая могла быть следствием поражения иных органов и систем [1].

Анемия и лейкопения являются частыми последствиями как острого, так и хронического воздействия на людей As в дозах 0,002 мг/кг/сут или более. Эти эффекты могут быть обусловлены как прямым цитотоксическим или гемолитическим воздействием на клетки крови, так и подавлением эритропоэза, поскольку мышьяк влияет на группу ферментов, ответственных за синтез и деградацию гема, в том числе за ингибирование копропорфириногеноксидазы и гем-синтетазы, а также активацию гем-оксигеназы [1].

В некоторых исследованиях указывалось, что воздействие мышьяка, содержащегося в питьевой воде, приводит к неблагоприятным репродуктивным последствиям, которые выражались в увеличении частоты репродуктивных потерь, что объясняется проникновением мышьяка через плаценту. Обследование 96 женщин в Бангладеш и 533 женщин из Западной Бенгалии (Индия), которые в течение 5–10 лет употребляли воду, содержащую мышьяк в концентрациях 0,05–0,1 мг/л (дозы 0,006–0,008 мг/кг/сут), показало значительное увеличение числа самопроизвольных абортов (р = 0,008), мертворождений (р = 0,046) и преждевременных родов (р = 0,018) по сравнению с группой, не подвергавшейся воздействию [1, 2]. Что касается последствий для здоровья плода и новорождённых (низкая масса тела при рождении) и развития нейрокогнитивных эффектов, предполагаемая доза оценивается в 0,000079 мг/кг/сут (концентрация в воде 0,0029 мг/л) и 0,000105 мг/кг/сут (концентрация в воде 0,004 мг/л) [2].

Отдельно стоит рассматривать канцерогенный эффект воздействия мышьяка, выражающийся, по данным эпидемиологических исследований, в развитии злокачественных новообразований кожи, мочевого пузыря, почек, печени, лёгких и предстательной железы. Парадоксально, но воздействие неорганических форм мышьяка не приводило к статистически значимому росту частоты злокачественных новообразований в экспериментах на животных. В настоящее время, согласно US EPA, для As комбинированный фактор канцерогенного потенциала составляет 32 мг/кг/сут по действию на лёгкие и мочевой пузырь. В Р 2.1.10.3968–23 «Руководство по оценке риска здоровью населения при воздействии химических веществ, загрязняющих среду обитания» (далее – Руководство) фактор канцерогенного потенциала равен 1,5 мг/кг/сут.

Согласно Руководству, референтная доза мышьяка в питьевой воде составляет 0,0000035 мг/кг/сут. В соответствии с представленными в Руководстве формулами для получения такой дозы концентрация мышьяка в воде должна составлять 0,00013 мг/л (0,013 ПДК). Однако в 2025 г. на сайте US EPA был размещён обновлённый токсикологический обзор, в котором была пересмотрена референтная доза (RfD) мышьяка [30]. Так, новая RfD мышьяка в питьевой воде, основанная на увеличении заболеваемости людей диабетом и ишемической болезнью сердца, составляет 6 ∙ 10^–⁵ мг/кг/сут (0,00006 мг/кг/сут) [2], что в 17 раз больше RfD, зафиксированной в Руководстве. Для получения такой дозы концентрация мышьяка в воде должна составлять 0,0022 мг/л. Это соответствует 0,22 ПДК при стандартных параметрах экспозиции (2 л воды в сутки, масса тела человека 70 кг, воздействие в течение 350 дней в году и 30 лет для неканцерогенных эффектов).

В мировой практике при использовании современных методов лабораторного контроля нижний предел количественного определения мышьяка в воде – концентрация 0,0001 мг/л. Наиболее популярным методом является атомно-абсорбционная спектрометрия [31]. Что касается России, то на сайте Федерального информационного фонда по обеспечению единства измерений (https://fgis.gost.ru) размещено множество аттестованных методик исследования мышьяка в питьевой воде, среди которых одна из наиболее чувствительных – ФР.1.31.2015.19729 «Вода питьевая, природная (поверхностная, подземная), очищенная сточная, атмосферные осадки и снежный покров. Методика измерений массовой концентрации мышьяка и селена методом атомно-эмиссионной спектрометрии». Диапазон измерений массовой концентрации мышьяка данной методики составил от 0,0004 до 1 мг/дм³.

В то же время для измерения концентрации неорганического мышьяка в воде в рамках производственного лабораторного контроля и социально-гигиенического мониторинга используют семь основных методик (с диапазонами определения мышьяка в воде) [12, 30, 32–36]:

• ПНД Ф 14.1:2:4.135–98 «Методика выполнения измерений массовой концентрации элементов в пробах питьевой, природных, сточных вод и атмосферных осадков методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой» (0,005–50 мг/л);
• ГОСТ Р 57162–2016 «Вода. Определение содержания элементов методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией» (0,005–5 мг/л);
• ГОСТ Р 51309–99 «Вода питьевая. Определение содержания элементов методами атомной спектрометрии» (0,005–0,3 мг/л);
• ГОСТ 31870–2012 «Вода питьевая. Определение содержания элементов методами атомной спектрометрии» (0,005–0,3 мг/л);
• МУ 31–09/04 «Количественный химический анализ проб питьевых, природных и сточных вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации мышьяка методом инверсионной вольтамперометрии на анализаторах типа ТА» (0,002–0,2 мг/л);
• ГОСТ 31866–2012 «Вода питьевая. Определение содержания элементов методом инверсионной вольтамперометрии» (0,001–0,2 мг/л);
• ПНД Ф 14.1:2:4.140–98 «Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовых концентраций бериллия, ванадия, висмута, кадмия, кобальта, меди, молибдена, мышьяка, никеля, олова, свинца, селена, серебра, сурьмы, хрома в питьевых, природных и сточных водах методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией» (0,0005–0,3 мг/л).

Таким образом, нижний предел количественного определения мышьяка вышеперечисленных методик в Российской Федерации варьирует в пределах от 0,0004 до 0,005 мг/л. Однако в большинстве исследований применяется ГОСТ Р 57162–2016, для которого нижним пределом обнаружения мышьяка является концентрация в 0,005 мг/л [12, 30, 32–36]. Использование таких методик приводит к значительным неопределённостям при оценке риска для здоровья населения и может стать одним из доводов против ужесточения действующей ПДК мышьяка в питьевой воде до 0,002 мг/л, соответствующей референтной дозе, принятой US EPA в 2025 г. Поэтому необходимо экономико-гигиеническое обоснование использования более чувствительных методик (с нижним пределом количественного определения не выше 0,001 мг/л). Кроме того, обсуждение пересмотра ПДК потребует анализа технической достижимости данного норматива, поскольку не исключено, что в силу особенностей ряда геохимических провинций питьевая вода в отдельных случаях даже с учётом применения наилучших доступных технологий очистки объективно не сможет соответствовать предлагаемому нормативу содержания мышьяка. Следовательно, соотношения «риск – возможности контроля» и «риск – техническая достижимость» требуют дальнейшего изучения.

Ограничения исследования. Не во всех изученных научных работах учтены социально-экономические и поведенческие факторы риска (курение и др.), а также совместная экспозиция с другими токсичными веществами (свинец, кадмий, марганец), которые могут усиливать эффекты воздействия мышьяка. Также оценка экспозиции в большинстве эпидемиологических исследований основывалась на единичных или редких замерах концентрации мышьяка в воде из централизованных источников, тогда как индивидуальная экспозиция могла значительно варьировать в зависимости от потребления воды из разных источников, фактического объёма выпиваемой воды, продолжительности проживания на данной территории и способов водоподготовки. Указанные ограничения могут приводить как к недооценке, так и к переоценке связей между низкими концентрациями мышьяка и выявленными эффектами, что необходимо учитывать при пересмотре гигиенических нормативов.

Заключение

Обзор показал, что негативные эффекты возникали при длительном употреблении людьми воды с концентрациями неорганического мышьяка, не превышавшими отечественных ПДК: 0,0062 мг/л (0,62 ПДК) – ИБС и артериальная гипертензия; 0,0099 мг/л (0,99 ПДК) – снижение когнитивных функций у детей; 0,01 мг/л (1 ПДК) – нарушения проводимости сердца.

В 2025 г. US EPA была установлена новая референтная доза мышьяка в питьевой воде 6 ∙ 10^–⁵ мг/кг/сут, что в 17 раз выше, чем в действующем Руководстве Р 2.1.10.3968–23. Доза 6 ∙ 10^–⁵ мг/кг/сут соответствует концентрации мышьяка в воде 0,0022 мг/л, это составляет 0,22 действующей в России ПДК. Новая RfD выше, но её пересмотр не отменяет того, что реальные эффекты у людей могут наблюдаться при концентрациях ниже 0,01 мг/л. По результатам анализа установлено, что отдельные клинические эффекты возникают при различных концентрациях и дозах мышьяка, в связи с чем рекомендуется установить разные референтные дозы мышьяка для отдельных критических органов и систем.

Используемые методики не всегда позволяют определить мышьяк в концентрациях ниже 0,005 мг/л, при этом не исключено, что в отдельных случаях даже применение наилучших доступных технологий не позволит снизить концентрацию мышьяка в питьевой воде до уровня менее 0,01 мг/л.

Снижение действующей ПДК мышьяка в питьевой воде до уровня, соответствующего референтной дозе в 6 ∙ 10^–⁵ мг/кг/сут, установленной US EPA в 2025 г., требует решения двух самостоятельных задач. Во-первых, необходимо наличие аттестованной методики количественного определения мышьяка с нижним пределом не более 0,5 предлагаемого норматива, тогда как распространённые в России методики преимущественно указывают предел 0,005 мг/л. Во-вторых, требуется оценка технической достижимости такого норматива в геохимических провинциях, где даже применение наилучших доступных технологий очистки воды может не обеспечивать уменьшение концентрации мышьяка до уровня ниже действующей ПДК (0,01 мг/л). Без решения указанных задач введение более жёсткого норматива невозможно независимо от его гигиенической обоснованности.