Введение

Создание систем централизованного водоснабжения населённых мест определило необходимость научного обоснования стандартов качества воды, используемой для хозяйственно-питьевых целей. Впервые такие государственные стандарты были созданы в 1933 г. в США. В 1937 г. были установлены гигиенические нормативы для питьевой воды в СССР, изначально по пяти показателям – одному бактериологическому и четырём органолептическим (запах, привкус, цветность, мутность) [1]. Нормирование качества питьевой воды получило быстрое развитие во многих странах. Увеличивалось число контролируемых показателей качества воды, и в международном плане нормирование качества питьевой воды вышло на уровень Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) сначала в виде международных стандартов (1958 г.) [2], а затем, с учётом разницы в научно-технологическом развитии государств и региональных особенностей водоисточников, – международных рекомендаций (с 1972 г. по настоящее время) [3–5].

Основными критериями оценки качества питьевой воды в настоящее время признаны четыре: благоприятные эстетические (органолептические) свойства, химическая безвредность, радиационная и эпидемическая безопасность¹. По трём последним критериям научные исследования ориентированы прежде всего на определение и нормирование интегральных (комплексных) показателей, а затем, при необходимости, – конкретных химических или биологических загрязнений [6]. Так, по критерию радиационной безопасности в числе первостепенных были обозначены объёмная α- и объёмная β-радиоактивность, а затем уже конкретный радиоизотопный состав. По критерию эпидемической безопасности это прежде всего санитарно-показательные бактерии группы кишечной палочки, затем возбудители отдельных инфекций (дизентерии, брюшного тифа, холеры, сальмонеллёза и др.). По критерию химической безвредности основными стали общее солесодержание (минерализация), активная реакция (рН), содержание кислорода, биохимическое (БПК) и химическое потребление кислорода (ХПК), содержание общего органического углерода, соотношение азотсодержащих радикалов (NH4, NO2 и NO3), суммарное содержание нефтепродуктов и поверхностно-активных веществ (ПАВ), затем – солевые компоненты (Ca, Mg, Na, K, хлориды, сульфаты, карбонаты, бикарбонаты, фосфаты и др.) и сотни конкретных химических веществ (далее – ХВ), для научного обоснования допустимого содержания которых в питьевой воде с участием А.Н. Сысина и С.Н. Черкинского были разработаны в нашей стране схема и алгоритм гигиенического нормирования², получившие дальнейшее развитие³. При этом для определения пороговых величин возможного неблагоприятного воздействия ХВ на здоровье населения необходимы специальные токсикологические исследования с использованием не менее двух видов экспериментальных животных в условиях острого (однократное поступление), подострого (ежедневное поступление в течение 30–45 дней) и хронического (повторное поступление в течение трёх – шести месяцев) санитарно-токсикологического исследования с целью установления количественной зависимости «доза – время – эффект» для каждого ХВ и определения его максимальной недействующей концентрации при воздействии на организм теплокровных животных.

Вместе с тем в последние 50–60 лет стала необходима значительная интенсификация исследований в области гигиенического нормирования ХВ в питьевой воде. Основными причинами стали следующие:

В результате этих исследований система санитарно-эпидемиологического надзора за безопасными условиями водопользования населения страны в настоящее время получила научно обоснованные предельно допустимые концентрации (ПДК) в воде для 1369 ХВ и ориентировочные допустимые уровни (ОДУ) в воде для 446 ХВ, а также нормативы содержания в воде трёх компонентов ракетного топлива, восьми взрывчатых, семи отравляющих веществ и одного фосфорсодержащего органического соединения (ФОС)⁶,⁷. Таким образом, в санитарно-эпидемиологическое законодательство Российской Федерации включены гигиенические нормативы для 1834 ХВ в различных видах вод.

Материалы и методы

Объектами исследования являлись показатели качества воды и методы оценки её безвредности, безопасности и благоприятных свойств при хозяйственно-питьевом и хозяйственно-бытовом водопользовании. Материалами исследования служили публикации и результаты собственных исследований в области гигиенического нормирования химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования, гигиенических аспектов опреснения морской воды и приготовления воды питьевого качества, а также нормативно-методические документы в сфере гигиены водопользования. Методы исследования: сбор и анализ информации, экспертная оценка материалов.

Результаты

На основании экспериментальных исследований показаны значительные различия в токсических проявлениях воздействия ряда ХВ на видовую чувствительность подопытных животных, что послужило основанием для разработки методологии научного обоснования коэффициентов экстраполяции и учёта их при переносе экспериментальных данных на организм человека и отражено в соответствующей монографии [6]. Например, по токсическому воздействию α- и β-нафтолов на крыс, морских свинок, кроликов и кошек различия достигали 18 раз [7].

По результатам экспериментальных исследований на животных были разработаны, апробированы и рекомендованы различные гистоморфологические, биохимические, генетические методы исследований, в том числе с применением разных функциональных нагрузок (с искусственным радиоактивным изотопом йода, галактозой, фенолротом и др.), для выявления предпатологических состояний и оценки функциональных резервов организма теплокровных животных [8–13].

С учётом полученных данных о роли питьевых вод с повышенным солесодержанием в развитии гипертонической болезни, а с повышенным содержанием солей жёсткости (Ca, Mg) – мочекаменной болезни были рекомендованы для водоподготовки опреснительные установки, как правило, ионообменного и электродиализного типов. Вместе с тем развитие мощной опреснительной индустрии обусловило необходимость изучения биологического воздействия на организм дистиллированной или близкой к ней маломинерализованной воды. В результате была установлена непригодность воды с высокой степенью деминерализации для постоянного питьевого потребления [14–16], что оказалось чрезвычайно важным и для регенерации воды из влагосодержащих материалов в условиях космических кораблей и других специализированных объектов, и впервые в мировой практике были обоснованы два новых критерия оценки качества питьевой воды [17] – стабильность качества и физиологическая полноценность. Эти критерии нашли отражение в документе ВОЗ [18] и получили дальнейшее развитие при широком внедрении в практику водообеспечения упакованных питьевых вод, для которых были установлены сроки реализации от момента розлива в тару (от 3 до 12 мес), а для стратегических запасов – до 5 лет, в отличие от водопроводной воды со сроками реализации от 2–3 ч до 2–3 сут, что подчеркнуло значение стабильности качества воды.

С другой стороны, исследования, проведённые с использованием критерия физиологической полноценности, относящегося к нормированию содержания в питьевой воде эссенциальных (жизненно необходимых) солевых макро- и микроэлементов (в первую очередь – общее солесодержание, Ca, Mg, K, Na, F, I), позволили научно обосновать не только их максимальные и минимально необходимые уровни (рис. 1), но и оптимальные параметры содержания в питьевой воде постоянного использования [19]. Это же было показано и в отношении бикарбонатного иона (HCO−3), активно участвующего в поддержании нормального кислотно-щелочного равновесия в организме и формировании костно-суставной массы [20].

Указанные исследования позволили охарактеризовать физиологически полноценные питьевые воды как сохраняющие (на уровнях, не превышающих ПДК солевых компонентов), так и укрепляющие здоровье (приносящие дополнительные питательные компоненты). Категории качества питьевой воды, основанные не только на ПДК ХВ (безопасности), но и на оптимальном уровне содержания в ней жизненно необходимых солевых компонентов (полезности, физиологической полноценности), стали получать признание и в зарубежных странах. Например, в Бельгии нормируются оптимальные уровни жёсткости и содержания Ca, Mg, F, минимальное содержание бикарбонатов, в Швейцарии – оптимальные уровни общего солесодержания и жёсткости, содержания Ca и Mg [19].

Накопленные научные данные об упакованной питьевой воде были расширены при обосновании гигиенических требований к локальным системам водоочистки (индивидуальным, бытовым, групповым устройствам кондиционирования питьевой воды в местах непосредственного её потребления, в том числе в терминалах централизованных систем водоснабжения населённых мест), а также к получающим всё более широкое распространение водным киоскам (акваматам) розлива питьевой воды в тару потребителя⁸ [21]. Перечисленные направления особенно актуальны для населённых мест с региональными особенностями качества питьевой воды, ограниченными водными ресурсами или разрушенными в результате чрезвычайных антропогенных ситуаций и природных катастроф системами водоснабжения [22].

В связи с резким увеличением количества ХВ, используемых в хозяйственной деятельности и способных оказывать негативное воздействие на здоровье населения, а также существенным отставанием научных исследований по их гигиенической оценке и регламентированию содержания в воде водоисточников, необходимы разработка и внедрение интегральных показателей для гигиенического мониторинга содержания ХВ в воде (органолептические, обобщённые, токсикологические, радиационные и мутагенные комплексные показатели) (рис. 2).

За каждым из этих показателей, особенно если они выходят за пределы нормы, стоят десятки различных ХВ с их ПДК или ОДУ, определяемыми по одному из лимитирующих показателей вредности: органолептическому (эстетическому) или санитарно-токсикологическому (в том числе радиационному). Следует с сожалением отметить отсутствие в разделе III СанПиН 1.2.3685–21⁶ «Нормативы качества и безопасности воды» формулы суммации для веществ 1-го и 2-го классов опасности, нормированных по санитарно-токсикологическому лимитирующему показателю вредности.

Внедрение в санитарную практику современных методов аналитического контроля позволяет выявлять наличие в воде сотен и даже тысяч различных ХВ, которые не получили всесторонней гигиенической оценки и регламентации. По данным исследований водоподготовки в Ижевске, проведённых в НИИ ЭЧ и ГОС им. А.Н. Сысина, число таких нерегламентированных ХВ составляет свыше 200 в воде источника и, что особенно значимо, более 100 – в уже очищенной питьевой воде (см. таблицу).

Как инструмент оценки риска неизученных соединений всё шире применяется методология QSAR (Quantitative Structure-Activity Relationship). Этот вычислительный подход (in silico) основан на построении математических моделей, предсказывающих биологическую активность и токсичность вещества по его химической структуре, что позволяет обойтись без трудоёмких натурных исследований. Для подобных расчётов существует открытое программное обеспечение, такое как QSAR Toolbox (версия 4.8), агрегирующее данные о свойствах примерно 142,5 тыс. химических соединений из 63 баз данных, в том числе сведения о 76 674 веществах, потенциально опасных для здоровья человека⁹.

Ещё одним перспективным направлением оценки совокупного риска от множества ненормированных веществ может стать применение методологии древа Крамера и её модификаций [23–27]. Данный подход позволяет группировать химические вещества по структурным классам (например, углеводороды, гетероциклические и элементоорганические соединения, вещества, содержащие галогены, кислород, азот, серу, фосфор) и оценивать их суммарный (долевой) вклад в потенциальную токсичность на основе сравнительного анализа. В дальнейшем это может послужить основой для разработки групповых гигиенических нормативов и стандартизированных схем аналитического контроля для классов соединений.

Логическое развитие рассмотренных вычислительных подходов – переход к разработке групповых показателей, учитывающих не структуру, а механизм токсического действия. Это означает оценку долевого вклада загрязняющих веществ по характеру их основного биологического воздействия: гепато-, нейро-, иммуно-, эмбрио-, гонадо-, онко-, тератогенной или эндокринной токсичности. Такой подход, соответствующий современным мировым трендам, позволит управлять рисками на основе их качественной характеристики. Уже проделана значительная работа в этом направлении, например, классифицированы несколько сотен химических веществ – эндокринных разрушителей¹⁰. Разработка и внедрение подобных групповых показателей по механизму токсического действия – перспективный раздел отечественной гигиены, который может стать основой для нового поколения нормативных документов, ориентированных на предотвращение специфических патологий.

Однако реализация любых, даже самых современных нормативов упирается в существующие технологические и инфраструктурные ограничения систем водоснабжения. Так, по итогам реализации федерального проекта «Чистая вода»¹¹ к сроку его выполнения (2024 г.) 100%-й обеспеченности населения качественной питьевой водой, отвечающей требованиям СанПиН 1.2.3685–21⁶, добились только семь субъектов Российской Федерации, в 11 субъектах обеспечение находилось в пределах 60–80%, в остальных – на уровне более 95%. Трудность достижения гарантированного качества воды централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения населённых мест даже по числу показателей, обязательных для мониторинга качества, ставит вопрос о том, можно ли в полной мере считать её питьевой и выводить контроль её качества на уровень требований СанПиН 1.2.3685–21⁶, а если нет, то как называть эту воду. Возникает проблема адекватной квалификации такой воды и поиска путей минимизации рисков для здоровья населения.

В этом контексте перспективным научно-практическим направлением представляется разработка дифференцированных нормативов для воды хозяйственно-бытового назначения, особенно для регионов с дефицитом водных ресурсов (семиаридные территории). Обоснованием для такого подхода служат данные о принципиально ином – кожно-резорбтивном – пути поступления химических веществ при контакте с водой, не предназначенной для питья (мытьё, стирка, купание). Проведённый предварительный анализ показал, что при учёте дермального пути воздействия [28] в качестве лимитирующего нормативные уровни для большинства химических показателей (за исключением микробиологических) могут быть пересмотрены, что открывает возможности для корректировки требований к качеству воды, используемой для бытовых нужд.

Обсуждение

Таким образом, анализ современных вызовов – прогрессирующего загрязнения водоисточников и ужесточения гигиенических требований – указывает на необходимость поиска новых организационно-технологических моделей водообеспечения. Одной из таких дискуссионных концепций, активно обсуждаемой в профессиональном сообществе, является дифференцированный подход к нормированию и использованию воды, основанный на цели её применения.

Постоянно растущее загрязнение водоисточников, особенно поверхностных, и расширение гигиенических требований к качеству питьевой воды, определяющие во многих населённых местах невозможность гарантированного централизованного водообеспечения безопасной и тем более физиологически полноценной питьевой водой, сформировало, по существу, новую систему организованного водоснабжения населения. Эта система основана на водообеспечении более качественной упакованной или разливной (через водные автоматы) водой¹² для питьевых и пищевых целей и водопроводной водой, подаваемой в квартиры для хозяйственно-бытовых целей. Для первой категории научно обоснованы дополнительные критерии и нормативы качества, для второй же лимитирующий санитарно-токсикологический показатель вредности должен быть определён не по пероральному, а по кожно-резорбтивному действию химических веществ на организм. Это позволит установить адекватные и реалистичные нормативы, соответствующие фактическому характеру воздействия такой воды на здоровье человека.

Многолетний анализ качества воды в централизованных системах водоснабжении свидетельствует о значительном постоянном или временном несоответствии её установленным гигиеническим требованиям, что ставит под сомнение её квалификацию в качестве питьевой, однако водохозяйственные организации постоянно ставят вопрос о повышении тарифов на воду. Предлагаемая разработка стандартов качества хозяйственно-бытовых вод позволит в значительной мере подойти к решению и этой задачи, так как о повышении тарифов придётся говорить только в случае гарантированного соответствия качества воды централизованной системы водоснабжения всем требованиям СанПиН 1.2.3685–21. В остальных случаях вода будет, как ожидается, соответствовать критериям безопасности, основанным на кожно-резорбтивном воздействии на организм человека, что не будет соотноситься с необходимостью усложнения технологии водоподготовки и, следовательно, с изменением стоимости воды.

В методическом плане при научном обосновании подпороговых величин по кожно-резорбтивному действию ХВ наряду с общепринятыми методами исследования на коже [28] и слизистых оболочках животных может использоваться in vitro тест НЕТ-САМ (на хореоаллантоисной мембране оплодотворённых куриных яиц), успешно применяемый для оценки медицинских изделий и косметической продукции [29].

Параллельно с решением текущих задач формируется новое фундаментальное научное направление в гигиене – биофизика воды. Оно изучает тонкие характеристики воды, такие как изотопный состав и молекулярно-кластерная структура, которые могут изменяться под действием физических факторов (температуры, кавитации, магнитного поля, электромагнитного или плазменного воздействия и др.) [30]. В исследованиях [31, 32] показана возможность активировать биологические свойства воды посредством указанных факторов, в том числе её способность улучшать репродуктивную функцию и значительно продлевать жизнь не только гидробионтов, но и экспериментальных теплокровных животных. В качестве потенциальных объектов для гигиенического регламентирования предложены пять новых биофизических показателей, отражающих окислительно-восстановительный потенциал (Eh) воды, её биокаталитическую активность (концентрация HO₂–), динамическую вязкость (µ), степень структурированности (q) и энергетические параметры структурированной фазы. Определение допустимых и оптимальных величин этих показателей может стать следующим шагом в эволюции стандартов качества питьевой воды.

В обобщённом виде основные отечественные инновационные достижения в области гигиенического нормирования, оценки и контроля качества питьевой воды, подаваемой в централизованные системы хозяйственно-питьевого водоснабжения или упакованной в тару, представлены по следующим направлениям.

1. Совершенствование методологии токсикологических исследований и нормирования:

2. Развитие системы критериев и показателей качества питьевой воды:

3. Создание нормативной базы для новых форм водоснабжения и технологий:

4. Концептуальное развитие системы нормирования:

Заключение

Подверженность водоисточников (особенно поверхностных) загрязнению и одновременное расширение научных знаний и аналитических возможностей определили интенсивное развитие исследований в области нормирования качества воды в соответствии с её целевым назначением при безусловном обеспечении безопасности для здоровья человека. Многие предложения российских учёных по гигиеническому нормированию, оценке и контролю качества питьевой воды в целях сохранения здоровья человека являются пионерскими в международном сообществе, что выводит нашу страну на передовые позиции. В то же время по отдельным направлениям, таким как разработка интегральных показателей для оценки химической безопасности многочисленных выявляемых, но не нормируемых ХВ, целесообразно адаптировать передовой зарубежный опыт, в том числе усовершенствованные методологии in silico и схемы типа древа Крамера.

Широкое внедрение в практику водоснабжения упакованной и разливной питьевой воды, соответствующей критериям безопасности и физиологической полноценности, при одновременной неспособности многих систем централизованного водоснабжения гарантировать подачу воды, полностью отвечающей гигиеническим нормативам (в том числе из-за присутствия ненормированных ХВ), определяет целесообразность перехода к двухуровневой системе водоснабжения. Данная модель предполагает разделение потоков: для хозяйственно-питьевых целей – за счёт высококачественной упакованной и разливной воды; для хозяйственно-бытовых нужд – за счёт воды централизованного водоснабжения.

В результате население получит не только безопасную, но и физиологически полноценную, в том числе функционально ориентированную воду для питья, выбираемую индивидуально, а для бытовых целей – воду, безопасную по иным критериям.

Прогнозируется, что запрос на подобное разделение будет возрастать по мере старения водопроводной инфраструктуры, особенно в крупных городских агломерациях. В связи с этим необходимы совершенствование нормативной базы, в том числе научное обоснование подпороговых уровней содержания ХВ не только при пероральном поступлении, но и при кожно-резорбтивном воздействии. Предварительные оценки указывают, что такой пересмотр может затронуть более 50% показателей, входящих в систему санитарно-гигиенического мониторинга. Кроме того, дифференцированный подход к нормированию и оценке качества создаст объективные основания для решения вопроса о тарифах на воду, поставляемую централизованными системами, поскольку позволит учитывать различия в её фактическом качестве и целевом использовании.

¹ Статья 19 Федерального закона от 30.03.1999 г. № 52-ФЗ (ред. от 26.12.2024 г.) «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.09.2025 г.).

² Методические указания по разработке и научному обоснованию предельно допустимых концентраций вредных веществ в воде водоёмов (утв. Министерством здравоохранения СССР 15 апреля 1975 г. № 1296-75).

³ Методические указания. МУ 2.1.5.720–98. Обоснование гигиенических нормативов химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования» (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 15 октября 1998 г.).

⁴ CAS REGISTRY. https://www.cas.org/cas-data/cas-registry (дата обращения: 26.11.2025 г.).

⁵ Минприроды назвало самые загрязняемые реки России; https://ria.ru/20210910/reki-1749474987.html (дата обращения: 23.11.2025 г.).

⁶ СанПиН 1.2.3685–21 «Гигиенические нормативы и требования к обеспечению безопасности и (или) безвредности для человека факторов среды обитания», утверждённые постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 28.01.2021 г. № 2 (зарегистрировано Минюстом России 29.01.2021 г., регистрационный № 62296), с изменениями, внесёнными постановлениями Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 30.12.2022 г. № 24 (зарегистрировано Минюстом России 09.03.2023 г., регистрационный № 72558), от 16.12.2024 г. № 12 (зарегистрировано Минюстом России 08.04.2025 г., регистрационный № 81783) – далее СанПиН 1.2.3685–21.

⁷ Пункт 10 Приложения к постановлению Главного государственного санитарного врача Российской Федерации от 17.03.2025 г. № 2. Зарегистрировано в Минюсте России 19 мая 2025 г. Регистрационный № 82236. Изменения, вносимые в СанПиН 1.2.3685–21.

⁸ Рекомендации по обеспечению безопасности питьевой воды в розлив. Приложение к письму Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека от 27 октября 2022 г. № 02/21285-2022-32.

⁹ Базы данных. QSAR TOOLBOX; https://qsartoolbox.org/resources/databases/ (дата доступа: 23.11.2025 г.).

¹⁰ Методические рекомендации МР 1.2.0313–22 «Оценка и классификация опасности эндокринных разрушителей».

¹¹ Федеральный проект «Чистая вода»; https://raww.ru/deyatelnost/realizacziya-otraslevyix-gosprogramm/federalnyij-proekt-«chistaya-voda.html (дата обращения: 24.11.2025 г.).

¹² Ассоциация производителей питьевой воды в розлив. https://aqua-vend.ru/ (дата обращения: 24.11.2025 г.).