Hygiene and SanitationHygiene and SanitationГигиена и санитария0016-99002412-0650Federal Scientific Center of Hygiene named after F.F. Erisman64020310.47470/0016-9900-2019-98-1-94-101HEALTH RISK ASSESSMENTОЦЕНКА РИСКОВ ДЛЯ ЗДОРОВЬЯHygienic evaluation of the quality of drinking water and risks for the health of the population of the Primorye territoryГигиеническая оценка качества питьевой воды и риски для здоровья населения Приморского краяhttps://orcid.org/0000-0003-3536-8617KikuPavel F.КикуПавел Фёдорович
Russian Federation

MD, Ph.D., DSci., Professor, head of the Department of public health and preventive medicine, Far Eastern Federal University, School of biomedicine, Vladivostok, 690950, Russian Federation.

e-mail: lme@list.ru

Доктор мед. наук, канд. тех. наук, проф., зав. каф. общественного здоровья и профилактической медицины Школа биомедицины, Дальневосточный федеральный университет.

e-mail: lme@list.ru

lme@list.ruKislitsynaL. V.КислицынаЛ. В.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0002-5580-5442BogdanovaV. D.БогдановаВ. Д.
Russian Federation
https://orcid.org/0000-0003-4217-4829SabirovaK. M.СабироваК. М.
Russian Federation
Far Eastern Federal UniversityФГАОУ ВПО Дальневосточный федеральный университетCenter of hygiene and epidemiology in Primorsky regionФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Приморском крае»140120199819410129102024Copyright ©; 2024, Kiku P.F., Kislitsyna L.V., Bogdanova V.D., Sabirova K.M.Copyright ©; 2024, Кику П.Ф., Кислицына Л.В., Богданова В.Д., Сабирова К.М.2024Kiku P.F., Kislitsyna L.V., Bogdanova V.D., Sabirova K.M.Кику П.Ф., Кислицына Л.В., Богданова В.Д., Сабирова К.М.https://journals.eco-vector.com/0016-9900/article/view/640203

Introduction. The assessment of water quality and safety of centralized water supply systems in the Primorsky Krai was carried out in order to assess hygiene levels of public health risks associated with drinking water from the distribution network. 

Material and methods. The data of laboratory studies on sanitary and chemical parameters in drinking water of the distribution network of the Primorsky region were used. Hygienic assessment of drinking water was carried out according to regulatory requirements, the effect of summation of biological effect was calculated. The work used methodological recommendations for calculating the index of chemical water pollution and the utility coefficient, as well as a guide for assessing the health risks of the population when exposed to chemicals of a non-carcinogenic and carcinogenic nature. Non-carcinogenic and carcinogenic risks were calculated for all potable water of centralized water supply based on the average daily intake dose and the reference dose of chemicals supplied with drinking water. The risk profile for carcinogenic and non-carcinogenic effects was achieved by comparing exposure levels with reference concentrations (safe) for human health. The risk profile for the combined effects of chemical compounds is based on the calculation of the hazard index (HI). A study on carcinogenic risk was carried out for substances that are identified as carcinogens according to the classification of an international agency for the study of cancer. For the analysis and statistical processing of information, the program "MS Excel" was used. 

Results. An assessment of the sanitary and epidemiological safety of centralized systems of domestic and drinking water supply in the region showed that the highest contribution to poor health is made by the content of arsenic, nitrates, iron, silicon, and petroleum products in drinking water. According to the values of hazard indices, the skin and mucous membranes, the central nervous system, the immune system, the endocrine system, the circulatory and digestive organs are exposed to adverse effects from chemicals in drinking water. The individual carcinogenic risk ranges from negligibly small to the upper limit of acceptable carcinogenic risk. Assessment of the potable water value indicator revealed a deficit situation in calcium, sodium, fluorine and general mineralization of water. The risk assessment for arsenic, tetrachlorethylene, and chloroform, which have carcinogenic properties and are the most important pollutants of drinking water, has shown that the individual risk levels for these substances are within the first and second ranges, which corresponds to the allowable and maximum allowable risk. 

Discussion. Arsenic concentration in adults  was found to be not detected with risks greater than one, while for children, the non-carcinogenic risk from arsenic exceeded the level of safe exposure (HQ>1), because children are more susceptible to toxic substances due to their relatively large volume of respiration and the rate of gastrointestinal absorption (due to greater permeability of the intestinal epithelium), and also due to the immature system of detoxification enzymes and a relatively lower rate of excretion of toxic chemicals. According to the level of non-carcinogenic risk for children, nitrates follow arsenic. Nitrates have a hypoxic effect, increasing the concentration of the irreversible form of hemoglobin — methemoglobin. The toxicity of nitrates is related to their transformation into the human body into nitrosamines. As a result, the child's organism responds more sharply than in adults to the presence of chemicals in the water. The general mineralization of drinking water is one of the integral index of the quality of drinking water. Calcium and magnesium deficiency can be an independent risk factor for the development of various diseases and manifest pathologies of the cardiovascular system: coronary heart disease, hypertensive disease, myocardial infarction, etc. The tap water  is known to be is not overloaded with carbonates, since they can lead to spoilage of water pipes. Therefore, to enrich the water with calcium and magnesium, the technology of creating bottled water uses mineral additives, which means that such water can become an additional source of minerals. 

Conclusion. Sanitary and hygienic assessment of centralized systems of domestic and drinking water supply in the Primorsky Territory has shown that the quality of drinking water depends on the concentration of arsenic, nitrates, iron, silicon and petroleum products. It should be noted that with the daily use of water from the distribution network throughout life, the likelihood of developing harmful effects on the health of adults and children is insignificant.

Введение. Проведена оценка качества и безопасности воды централизованных систем водоснабжения Приморского края с целью гигиенической оценки уровней риска здоровью населения, связанных с употреблением питьевой воды из распределительной сети. 

Материал и методы. Гигиеническая оценка питьевой воды проводилась согласно нормативным требованиям, был рассчитан эффект суммации биологического действия. В работе применялись методические рекомендации для расчёта показателя химического загрязнения воды и коэффициента полезности, а также руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ неканцерогенного и канцерогенного характера. Неканцерогенные и канцерогенные риски рассчитывались по всей питьевой воде централизованного водоснабжения исходя из среднесуточной поступающей дозы и референтной дозы химических веществ, поступающих с питьевой водой. Характеристика риска по канцерогенным и неканцерогенным эффектам осуществлялась путём сопоставления уровней экспозиции с референтными (безопасными) для здоровья человека концентрациями. Характеристика риска при комбинированном воздействии химических соединений проведена на основе расчёта индекса опасности (HI). Исследование по канцерогенному риску проводилось по веществам, которые идентифицированы как канцерогены в соответствии с классификацией международного агентства по изучению рака. 

Результаты. Показано, что наиболее высокий вклад в неблагополучие вносит содержание в питьевой воде мышьяка, нитратов, железа, кремния и нефтепродуктов. По значениям индексов опасности неблагоприятному действию от химических веществ в питьевой воде подвергаются кожа и слизистые оболочки, центральная нервная система, иммунная система, эндокринная система, органы кровообращения и пищеварения. Индивидуальный канцерогенный риск колеблется в пределах от пренебрежительно малого до верхней границы приемлемого канцерогенного риска. Оценка показателя полноценности питьевой воды выявила дефицитную ситуацию по кальцию, натрию, фтору и общей минерализации воды. Оценка риска по мышьяку, тетрахлорэтилену и хлороформу, обладающих канцерогенными свойствами и являющихся наиболее приоритетными загрязнителями питьевой воды, показала, что индивидуальные уровни рисков по этим веществам относятся к первому и второму диапазонам, что соответствует допустимому и предельно-допустимому риску. 

Заключение. Санитарно-гигиеническая оценка централизованных систем хозяйственно-питьевого водоснабжения на территории Приморского края показала, что качество питьевой воды зависит от концентрации мышьяка, нитратов, железа, кремния и нефтепродуктов.

centralized water supplydrinking waterrisk to public healthцентрализованное водоснабжениепитьевая водариск здоровью населенияAbramkin A.V., Rakhmanov R.S. To the question about the quality of drinking water system of centralized drinking water supply of Republic of Mordovia [K voprosu o kachestve pit’evoy vody sistem tsentralizovannogo khozyaystvenno-pit’evogo vodosnabzheniya respubliki Mordoviya]. Zdorov’e naseleniya i sreda obitaniya. 2017; 2(287): 41-43. (in Russian)Абрамкин А.В., Рахманов Р.С. К вопросу о качестве питьевой воды систем централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения республики Мордовия. Здоровье населения и среда обитания. 2017; 2(287):41-43.Alferov I.N., Yakovenko N.V. Drinking water supply to the population of the water scarce region the Orenburg region [Problema obespecheniya kachestvennoy pit’evoy vodoy naseleniya vododefitsitnogo regiona Orenburgskoy oblasti]. Ekologiya cheloveka. 2016; (4): 3-8. (in Russian)Алферов И.Н., Яковенко Н.В. Проблема обеспечения качественной питьевой водой населения вододефицитного региона Оренбургской области. Экология человека. 2016; (4): 3-8.Burlibaev M. Zh., Neronova T. I., Saidov I. I., Mirkhashimov I.Kh., Kaydarova R.K., et al. Prospects of harmonizing standards and quality of water in Central Asia and the Water Framework Directive of the European Union [Perspektivy garmonizatsii standartov i norm kachestva vod v stranakh Tsentral’noi Azii i Vodnoi ramochnoi direktivy Evropeiskogo soyuza]. Almaty, 2010, 240 p. (in Russian)Бурлибаев М.Ж., Неронова Т.И., Саидов И.И., Мирхашимов И.Х., Кайдарова Р.К. и др. Перспективы гармонизации стандартов и норм качества вод в странах Центральной Азии и Водной рамочной директивы Европейского союза. Алматы: ОО «OST-XXI век», 2010. 240 с.Zavodova E.I., Leonova А.А., Os’kina О.F. Characteristics of public health risk for the citizens of Saransk (republic of Mordovia) associated with the quality of drinking water from the central water supply. [Harakteristika riska dlja zdorov’ja naselenija goroda Saranska Respubliki Mordovija, svjazannogo s kachestvom pit’evoj vody centralizovannogo vodosnabzhenija]. Analiz riska zdorov’ju. 2014; (4): 47-51. (in Russian)Заводова Е.И., Леонова А.А., Оськина О.Ф. Характеристика риска для здоровья населения города Саранска Республики Мордовия, связанного с качеством питьевой воды централизованного водоснабжения. Анализ риска здоровью. 2014; (4): 47-51.Zagaynova A.V., Rakhmanin Yu.A., Talaeva Yu.G., Ivanov S.I., Artemova T.Z., Nedachin A.E. et al. Microbiological risk assessment for establishment of dependence between water quality and intestinal infections incidence among population [Ocenka individual’nogo riska metabolicheskih narushenij u detej pri jekspozicii hloroformom s pit’evoj vodoj]. Gigiena i sanitariya. 2010; (3): 28-31. (in Russian)Загайнова А.В., Рахманин Ю.А., Талаева Ю.Г., Иванов С.И., Артемова Т.З., Недачин А.Е. и др. Оценка микробного риска для установления зависимости между качеством воды и заболеваемостью населения кишечными инфекциями. Гигиена и санитария. 2010; (3): 28-31.Zaytseva N.V., May I.V., Shur P.Z. Analysis of health risk to population at the present stage [Analiz riska zdorov’yu naseleniya na sovremennom etape]. Zdravookhraneniye Rossiyskoy Federatsii. 2013; (2): 20–24. (in Russian)Зайцева Н.В., Май И.В., Шур П.З. Анализ риска здоровью населения на современном этапе. Здравоохранение Российской Федерации. 2013; (2): 20-24.Zemlyanova M.A., Mazunina D.L., Rudakova L.V. Assessment of the chemical contamination of drinking water from centralized water sources with toxic metals (on the example of Perm Krai) [Otsenka khimicheskogo zagryazneniya pit’evoy vody tsentralizovannykh istochnikov vodosnabzheniya toksichnymi metallami (na primere Permskogo kraya)]. Voda: khimiya i ekologiya. 2014; (10): 113-118. (in Russian)Землянова М.А., Мазунина Д.Л., Рудакова Л.В. Оценка химического загрязнения питьевой воды централизованных источников водоснабжения токсичными металлами (на примере Пермского края). Вода: химия и экология. 2014; (10): 113-118.Kenessaryiev U.I., Dosmukhametov А.T., Amrin М.K., Yerzhanova А.E., Baimukhamedov А.A. Assessment of integrated health risk while using drinking water produced by desalination plant «Caspian» [Integral’naja ocenka riska zdorov’ju pri ispol’zovanii pit’evoj vody, proizvodimoj opresnitel’nym zavodom «Kaspij.]. Analiz riska zdorov’ju. 2013; (1): 58-64. (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.Konshina L.G., Lezhnin V.L. Assessment of the quality of drinking water in the industrial city and risk for public health [Ocenka kachestva pit’evoj vody i riska dlja zdorov’ja naselenija.]. Gigiena i Sanitariya. 2014; 93(3): 5-10. (in Russian)Коньшина Л.Г., Лежнин В.Л. Оценка качества питьевой воды и риска для здоровья населения. Гигиена и санитария. 2014; 93(3):5-10.Mazaev VT., Il’nitskiy A.P., Shlepina T.G. Guidelines for Drinking Water Hygiene and Drinking Water Supply [Rukovodstvo po gigiene pit’evoy vody i pit’evogo vodosnabzheniya]. Moscow: Meditsinskoe informatsionnoe agentstvo; 2008. (in Russian)Мазаев В.Т., Ильницкий А.П., Шлепина Т.Г. Руководство по гигиене питьевой воды и питьевого водоснабжения. М.: Медицинское информационное агентство; 2008.Onischenko G. G. Health risk assessment and management as an effective tool to solve issues to ensure the health and epidemiological well-being of the Russian Federation population. [Ocenka i upravlenie riskami dlja zdorov’ja kak jeffektivnyj instrument reshenija zadach obespechenija sanitarno-jepidemiologicheskogo blagopoluchija naselenija Rossijskoj federacii]. Analiz riska zdorov’ju. 2013; (1): 4-14. (in Russian)Онищенко Г.Г. Актуальные задачи гигиенической науки и практики в сохранении здоровья населения. Гигиена и санитария. 2015; 94(3): 5-9.Onishchenko G.G. Actual problems of hygiene science and practice in the preservation of public health [Aktual’nye zadachi gigienicheskoy nauki i praktiki v sokhranenii zdorov’ya naseleniya]. Gigiena i sanitariya. 2015; 94 (3): 5-9. (in Russian)Онищенко Г.Г. Оценка и управление рисками для здоровья как эффективный инструмент решения задач обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения Российской федерации. Анализ риска здоровью. 2013; (1): 4-14.Lugovaja E.A., Stepanova E.M. Features of the content of drinking water in the city of Magadan and population health [Osobennosti pit’evoj vody Magadana i zdorov’e naselenija]. Gigiena i sanitarija. 2016; 95 (3): 241–6. (in Russian)Луговая Е.А., Степанова Е.М. Особенности питьевой воды Магадана и здоровье населения. Гигиена и санитария. 2016; 95 (3): 241-6.Luzhetskiy K.P., Shur P.Z., Ustinova O.Yu., Dolgikh O.V., Kir’yanov D.A., Chigvintsev V.M. Individual risk assessment of metabolic disorders in children at exposure to chloroform in drinking water [Otsenka individual’nogo riska metabolicheskikh narusheniy u detey pri ekspozitsii khloroformom s pit’evoy vodoy]. Analiz riska zdorov’yu. 2015; (4): 28-35. (in Russian)Лужецкий К.П., Шур П.З., Устинова О.Ю., Долгих О.В., Кирьянов Д.А., Чигвинцев В.М. Оценка индивидуального риска метаболических нарушений у детей при экспозиции хлороформом с питьевой водой. Анализ риска здоровью. 2015; (4): 28-35.Savel’ev S.I., Trukhina G.M., Bondarev V.A., Nakhichevanskaya N.V. Development of social and hygienic monitoring at the regional level [Razvitie sotsial’no-gigienicheskogo monitoringa na regional’nom urovne]. Gigiena i sanitariya. 2016; 95 (11):1033-6. (in Russian)Савельев С.И., Трухина Г.М., Бондарев В.А., Нахичеванская Н.В. Развитие социально-гигиенического мониторинга на региональном уровне. Гигиена и санитария. 2016; 95(11):1033-6.Stepanova N.V., Valeeva E.R., Fomina S.F., Ziyatdinova A.I. Assessment of non-carcinogenic risk for the health of the child population under the consumption of drinking water [Ocenka nekancerogennogo riska dlja zdorov’ja detskogo naselenija pri potreblenii pit’evoj vody.]. Gigiena i Sanitaria. 2016; 95 (11): 1079-83. (in Russian)Степанова Н.В., Валеева Э.Р., Фомина С.Ф., Зиятдинова А.И. Оценка неканцерогенного риска для здоровья детского населения при потреблении питьевой воды. Гигиена и санитария. 2016; 95(11): 1079-83.Stepkin Yu.I., Mamchik N.P., Platunin A.V., Kolnet I.V., Rusin V.I. Assessment of health risks of the population of the Voronezh region associated with the contamination of drinking water by chemicals [Ocenka riska zdorov’ju naselenija Voronezhskoj oblasti, svjazannaja s zagrjazneniem pit’evoj vody himicheskimi veshhestvami.]. Gigiena i sanitariya. 2012 (5): 105-6. (in Russian)Стёпкин Ю. И., Мамчик Н. П., Платунин А. В., Колнет И. В., Русин В. И. Оценка риска здоровью населения Воронежской области, связанная с загрязнением питьевой воды химическими веществами. Гигиена и санитария. 2012; (5):105-6.Rakhmanin Yu.A., Krasovskiy G.N., Egorova N.A. 100 years of drinking water regulation. retrospective review, current situation and prospects [100 let zakonodatel’nogo regulirovaniya kachestva pit’evoy vody. Retrospektiva, sovremennoe sostoyanie i perspektivy]. Gigiena i sanitariya. 2014; 93 (2):5-18. (in Russian)Рахманин Ю.А., Красовский Г.Н., Егорова Н.А. 100 лет законодательного регулирования качества питьевой воды. Ретроспектива, современное состояние и перспективы. Гигиена и санитария. 2014; 93(2):5-18.Rakhmanin Yu.A., Mikhaylova R.I., Alekseeva A.V. Bottled drinking water as a factor in improving the quality of life [Butilirovannye pit’evye vody kak faktor povysheniya kachestva zhizni]. Kontrol’ kachestva produktsii. 2015; (9):14-9. (in Russian)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.Rakhmanin Yu.A., Novikov S.M., Avaliani S.L., Sinitsyna O.O., Shashina T.A. Actual problems of Environmental factors risk assessment on human and ways to improve it [Sovremennye problemy ocenki riska vozdejstvija faktorov okruzhajushhej sredy na zdorov’e naselenija i puti ee sovershenstvovanija]. Analiz riska zdorov’ju. 2015; 2: 4-11. (in Russian)Рахманин Ю.А., Михайлова Р.И., Алексеева А.В. Бутилированные питьевые воды как фактор повышения качества жизни. Контроль качества продукции. 2015; (9):14-9.Tulakin A.V., Tsyplakova G.V., Ampleeva G.P. Regional problems of the provision of hygienic reliability of drinking water consumption [Regional’nye problemy obespecheniya gigienicheskoy nadezhnosti pit’evogo vodopol’zovaniya]. Gigiena i sanitariya. 2016; 95(11):1025-8. (in Russian)Тулакин А.В., Цыплакова Г.В., Амплеева Г.П. Региональные проблемы обеспечения гигиенической надежности питьевого водопользования. Гигиена и санитария. 2016; 95(11):1025-8.Fedorovich N.N., Fedorovich A.N., Nagernyak M.G., et al. Drinking water quality monitoring [Monitoring kachestva pit’evoy vody]. Fundamental’nye issledovaniya. 2013; (10-15): 3423-7.Федорович Н.Н., Федорович А.Н., Нагерняк М.Г. и др. Мониторинг качества питьевой воды. Фундаментальные исследования. 2013; (10-15): 3423-7.Fridman K.B., Novikova Yuliia A., Belkin A.S. On the issue of the use of health risk assessment techniques for hygienic characteristics of water supply systems [Ocenka riska dlja zdorov’ja v celjah gigienicheskoj harakteristiki sistem vodosnabzhenija]. Gigiena i sanitariya. 2017; 96(7): 686-9. (in Russian)Фридман К.Б., Новикова Ю.А., Белкин А.С. Оценка риска для здоровья в целях гигиенической характеристики систем водоснабжения. Гигиена и санитария. 2017; 96(7): 686-9.Jel’piner L.I. Medical and environmental aspects of the drinking water supply crisis [Mediko-jekologicheskie aspekty krizisa pit’evogo vodosnabzhenija]. Gigiena i sanitarija. 2013; (6): 38-44. (in Russian)Эльпинер Л.И. Медико-экологические аспекты кризиса питьевого водоснабжения. Гигиена и санитария. 2013; (6): 38-44.Ab Razak N.H., Praveena S.M., Aris A.Z., Hashim Z. Drinking water studies: A review on heavy metal, application of biomarker and health risk assessment (a special focus in Malaysia). Journal of Epidemiology and Global Health. 2015; 5: 115-8.Ander EL, Watts MJ, Smedley PL, et al. Variability in the chemistry of private drinking water supplies and the impact of domestic treatment systems on water quality. Environmental Geochemistry and Health. 2016;38 (6):1313-32.Bain RE, Gundry SW, Wright JA, Yang H, Pedley S, Bartram JK. Accounting for water quality in monitoring access to safe drinking-water as part of the Millennium Development Goals: lessons from five countries. Bulletin of the World Health Organization. 2012; 90(3): 228-235A.De Roos AJ, Gurian PL, Robinson LF, Rai A, Zakeri I, Kondo MC. Review of Epidemiological Studies of Drinking-Water Turbidity in Relation to Acute Gastrointestinal Illness. Environmental Health Perspectives. 2017; 125 (8): 086003.Guidelines for drinking-water quality: fourth edition incorporating the first addendum. Geneva: World Health Organization; 2017.Kanadhia KC, Ramavataram DV, Nilakhe SP. A study of water hardness and the prevalence of hypomagnesaemia and hypocalcaemia in healthy subjects of Surat district (Gujarat). Magnes Res. 2014; 27(4): 165-174.