Питьевая вода является одним из ключевых факторов среды обитания человека. Дефицит питьевой воды и ее низкое качество является национальной проблемой во многих странах третьего мира с аридным и муссонным климатом. В условиях возрастания антропогенной нагрузки на источники водоснабжения, степень ее неблагоприятного воздействия на здоровье населения увеличивается, особенно на урбанизированных территориях.

В последние годы на Дальнем Востоке России темпы экономического освоения региона существенно опережают темпы модернизации систем питьевого водоснабжения. Значимость этого процесса велика, так как около 80% населения Дальнего Востока пользуется питьевой водой из систем централизованного водоснабжения. Для очистки воды источников на водопроводных станциях этого региона, как правило, применяются двух- и одноступенчатые схемы обработки. Двухступенчатые схемы до сих пор используют технологию водоподготовки, разработанную в 50–60 годах прошлого века, и включают: реагентную обработку, осаждение (или осветление воды), фильтрование и обеззараживание (хлорирование или облучение ультрафиолетовыми лучами). Многолетними наблюдениями установлено, что в связи с усилением антропогенного загрязнения источников и систематическим дефицитом реагентов данная технология не обеспечивает удаление из воды растворенных органических загрязнений природного и антропогенного происхождения [1]. Эти загрязнители способны образовывать с ионами хлора так называемые хлорированные углеводороды [2]. Большую проблему в качестве питьевой воды также создает высокая степень износа водоразводящих сетей, выполненных главным образом из металлических труб без к акого-либо антикоррозионного покрытия, что является вторичным источником загрязнения воды окислами металлов, особенно железа [3].

Согласно научным публикациям, наличие  какого-либо загрязнителя в питьевой воде не обязательно приводит к негативному воздействию на здоровье человека: уровни могут быть минимальными, экспозиция кратковременной, а токсичность часто зависит от индивидуальной восприимчивости [4,5,6,7,8]. Оценка воздействия любого химического вещества на здоровье населения требует тщательного многолетнего гигиенического исследования, особенно на популяционном уровне.

С начала XX века хлорирование является основным эффективным способом обеззараживания питьевой воды. При хлорировании на водопроводных станциях недостаточно осветленной и обесцвеченной воды, образуются хлорированные углеводороды — большей частью канцерогенные вещества, такие как тригалометаны (ТГМ): хлороформ, дихлорбромметан, дибромхлорметан и бромоформ. Образование тригалометанов обусловлено взаимодействием соединений активного хлора с органическими веществами и ионами брома, присутствующих в воде. Первые побочные продукты взаимодействия хлора и органических соеднений были выявленны в 1974 году с открытием тригалометанов. В настоящее время выявлено более 600 различных видов побочных продуктов обеззараживания питьевой воды, большинство из них еще не регламентированы. Тригалометаны — наиболее распространенный класс. Процесс образования тригалометанов растянут во времени до нескольких десятков часов [9]. Повышенное и высокое содержание в питьевой воде хлорорганических соединений является фактором риска для здоровья населения, способствующим росту общей и детской заболеваемости, развитию патологии регуляторных систем [9,10,11,12,13,14]. Экспериментальные токсикологические исследования последних лет показали, что воздействие наиболее распространенных групп побочных продуктов хлорирования воды: тригалометанов (ТГМ) влияет на сперматогенез, подвижность и морфологию сперматозоидов, тем самым снижая репродуктивную функцию у самцов крыс и кроликов. Результаты токсикологических исследований в Китае свидетельствуют, что воздействие побочных продуктов хлорирования питьевой воды может представлять угрозу для мужского репродуктивного здоровья [15], обладают мутагенными, цитотоксическими и генотоксическими свой ствами [12,16]. Доказано, что воздействие ТГМ во время беременности достоверно связано с низкой длинной и массой тела плода [13]. Вместе с тем, выявлена взаимосвязь формирования нарушений жирового и углеводного обмена с повышенным содержанием тригалометанов в водопроводной воде у детей, проживающих на территории Пермского края [10]. Токсикологические и эпидемиологические исследования последних лет свидетельствуют о повышенном риске возникновения рака, в том числе рака мочевого пузыря, у лиц длительно потребляющих питьевую воду с содержанием ТГМ, в несколько раз превышающих ПДК [9,11,12,17,18].

По классификации МАИР (Международное агентство по изучению рака) трихлорэтилен относится к группе 2А (вероятный канцероген для человека), хлороформ — к группе 2Б (возможный канцероген для человека). На примере сельской местности Приморского края (территория Уссурийской низменности) установлено, что индивидуальный канцерогенный риск воздействия трихлорэтилена при потреблении воды из колодцев способен достигать значения 1,54^.10^–6, что соответствует 1,54 дополнительным случаям рака на миллион экспонируемых лиц [17]. В хронических экспериментальных исследованиях показано, что хлороформ, поступающий перорально, индуцирует злокачественные гепатомы, почечные аденомы и аденокарциномы у мышей и крыс [15]. По значениям индекса опасности неблагоприятному воздействию загрязняющих химических веществ питьевой воды подвергаются: ЦНС, почки, печень, кожа и слизистые оболочки, кровеносная, костная и иммунная системы, гормональный обмен, органы пищеварения и кровообращения [4,6,7,9,17].

Следует отметить, что канцерогенные свой ства большинства побочных продуктов хлорирования воды реализуются при хроническом воздействии на организм повышенных и высоких доз канцерогенов, что чаще всего наблюдается при нарушении технологического процесса водообработки, либо при экстремальном воздействии на водный режим источника водоснабжения (наводнение, аварийный сброс сточных вод). В этих условиях причинно-с ледственная связь между загрязнением воды хлорированными углеводородами и случаями возникновения рака среди населения проявляется за более короткий период времени. При невысоком содержании хлорорганических соединений в питьевой воде доказать ведущую роль этих веществ в развитии рака у населения значительно сложнее. Кроме того, в воде могут находиться соединения иной природы, также обладающие канцерогенной активностью [4,9], что, в свою очередь, также затрудняет процедуру оценки потенциального риска для здоровья населения при воздействии канцерогена водного происхождения.

На большей части Дальневосточного региона вода в источниках по медицинской классификации является мягкой, маломинерализованной, а по технической классификации — ультрапресной, что определяет ее крайне высокую коррозионную активность в отношении водовмещающей арматуры [3]. Из литературы известно, что многолетнее использование питьевой воды с повышенными концентрациями железа до 5 мг/л., может вызывать сухость и зуд кожных покровов, патологические изменения слизистых оболочек, крови и иммунной системы, сидероз — более 37,8 мг/л [3,19,20]. Считается, что очень высокий уровень железа в питьевой воде является причиной аккумуляции железа в организме и развития экологозависимых патологий [21]. Сидерозы, развивающиеся в результате аккумуляции железа, зачастую трансформируются в рак печени и поджелудочной железы. Повышенный уровень железа усиливает пролиферацию опухолевых клеток. При этом инициировать мутагенез способны именно ионы железа, в отличие от железа, поступающего в связанном состоянии в виде хелатов [19,21]. Данные различных источников указывают на причинно- следственную связь между поступлением в организм повышенного уровня железа и заболеваемостью колоректальным раком или возникновением предраковых полипов (аденом), но в настоящее время механизмы этого процесса недостаточно изучены [22,23]. Тем не менее, повышенное насыщение организма железом способствует снижению сопротивляемости организма и может повлечь за собой повышение общей заболеваемости, неоплазий, кардиомиопатий, артропии, а так же увеличению эндокринных и нейродегенеративных расстройств [21]. Избыточное накопление железа может привести к усилению окислительного стресса, что в настоящее время рассматривается в качестве одного из звеньев таких патологических процессов, как болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона [21,24]. В целом дисбаланс железа в организме способствует избыточному накоплению токсичных металлов в центральной нервной системе (марганца, меди, кобальта, кадмия, алюминия и др) [25].

Марганец также является приоритетным загрязнителем питьевой воды в рудоносных районах Дальнего Востока, как правило на водопроводах с подземными источниками. Его происхождение большей частью природное, хотя он также образуется в водопроводных трубах в результате жизнедеятельности водной микрофлоры. А также в результате промышленного загрязнения почвы, например, в результате неправильного удаления сухозаряженных батарей или других токсичных отходов [26]. Присутствие повышенных концентраций марганца в питьевой воде, как и в случае с железом, может приводить к изменениям в состоянии здоровья как взрослого, так и детского населения. Марганец — минеральный элемент, который одновременно является эссенциальным и потенциально токсичным, все зависит от величины дозы его поступления в организм. Он играет важную роль в ряде физиологических процессов, но в избытке может быть мощным нейротоксикантом [25,27,28,29].

Хотя конкретные механизмы поглощения и транспорта марганца до конца еще не изучены, некоторые публикации свидетельствуют о том, что железо и марганец могут иметь общие абсорбционные и транспортные пути. С конкуренцией марганца с железом за системы транспорта связывают развитие железодефицитной анемии при нормальном поступлении железа [30,31]. И наоборот, поглощение марганца из еды уменьшается с увеличением содержания железа в пище. Кроме того, уровень железа в организме человека может влиять на биологическую доступность марганца. Кишечная абсорбция марганца увеличивается при недостатке железа, и увеличение запасов железа (уровни ферритина) связаны со снижением поглощения марганца. Мужчины обычно поглощают меньше марганца, чем женщины, это может быть связано с тем, что мужчины, как правило, имеют более высокие запасы железа. Кроме того, дефицит железа увеличивает риск накопления марганца в головном мозге [25,30].

Марганец обычно присутствует в подземных водах в результате выветривания и выщелачивания марганцевых минералов из горных пород в водоносные горизонты, его концентрации могут в воде могут варьировать в широких пределах. Однако работ, посвященных воздействию марганца водного происхождения на здоровье населения крайне мало. В научных исследованиях взрослого и детского населения выявлено, что высокие уровни марганца в воде могут оказывать нейротоксическое действие [32,33]. Так в Бангладеш установлено, что повышенная концентрация марганца в воде (средняя концентрация-800 мкг/л) имеет связь со снижением коэффициента интеллекта (IQ) у 142 детей не старше 10 лет [34]. В Канаде, медицинское обследование 362 детей 6–13 лет показало, что дети, подвергающиеся высоким концентрациям марганца, обладали более гиперактивным и оппозиционным поведением [35]. Эти данные дополняет исследование, выполненное в Канаде, в котором была выявлена взаимосвязь между снижением памяти, моторными функциями и длительным потреблением марганца с водой на уровне более 100 и 180 мкг/л, соответственно [36]. Иными словами, центральная нервная система является органом- мишенью для избыточного поступления марганца в ионной форме в организм [32,29].

Доказано, что помимо негативного воздействия на центральную нервную систему, хроническое потребление питьевой воды с повышенным содержанием марганца может быть триггерным фактором для развития болезней мочеполовой системы, кожи и подкожно-ж ировой клетчатки, напряжения тиреоидной сферы, осложнений беременности и родов, аллергических реакций, нарушений клеточного иммунитета и неспецифической резистентности организма, а также обладает мутагенной активностью [27,30,31,37]. В настоящее время референтная доза марганца для поступления с питьевой водой, используемая в методологии оценки риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, принята на уровне 0,14 мг/кг.

Известно, что территория Дальнего Востока России является частью обширной биогеохимической провинции с выраженным дефицитом некоторых биогенных элементов в объектах окружающей среды. В частности, в воде систем питьевого водоснабжения, по материалам лабораторных исследований в Республике Саха, Еврейской автономной области, Магаданской области и Приморском крае, содержится очень мало кальция, магния, фтора и других микронутриентов [38,39,40,41,42]. Такие воды принято классифицировать по общей минерализации как ультрапресные (0,5 г/л), по жесткости — очень мягкие (до 1,5 мг-экв/л) или мягкие (1,5–3 мг-экв/л.). Очень низкая минерализация питьевой воды является небезразличной для состояния здоровья населения.

В последнее десятилетие возросло число научных публикаций, результаты которых свидетельствуют о связи ряда патологических состояний с длительным потреблением слишком мягких питьевых вод, содержащих мало карбонатов и гидрокарбонатов кальция и магния, необходимых для нормальной жизнедеятельности человека [40,43,44,45]. К тому же длительное проживание на территориях с выраженным дисбалансом кальция и магния в питьевой воде является одним из патогенетических факторов риска камнеобразования в органах мочевыделения [42,46]. Ранее была доказана причинно- следственная связь высокой частоты сердечно- сосудистой патологии, в том числе и гипертонической болезни и ишемической болезни сердца, с хроническим потреблением маломинерализованных питьевых вод [44,47]. На Дальнем Востоке России к территориям высокого риска развития сердечно- сосудистой патологии, прежде всего, следует отнести прибрежную полосу северо-з ападного сектора Тихого Океана, особенно ее южную часть, восточнее горной системы Сихотэ-А линь в Приморском крае. Вода в системах водоснабжения населения на континентальном побережье региона имеет наиболее низкую минерализацию и максимально выраженный дефицит магния и кальция [1,40,46]. Ценность биогенных элементов водного происхождения для организма человека объясняется их практически стопроцентной биодоступностью, тогда как этот показатель в продуктах питания достигает только 25–40%, и то, главным образом, в молоке и молочных продуктах.

Завершая обзор научных публикаций, следует указать на сообщения об усилении токсичности для организма свинца, мышьяка, потребляемых с очень мягкой маломинерализованной питьевой водопроводной водой [44,45,48]. Это явление может быть свой ственно и для органических продуктов хлорирования питьевой воды, однако публикации по этому вопросу в доступной литературе отсутствуют. Вероятность изменения токсичности техногенных загрязнителей питьевой воды в зависимости от степени ее минерализации, требует перехода от традиционных подходов, ограничивающих лишь верхние, предельно допустимые концентрации тех или иных веществ в питьевой воде по органолептическим и токсикологическим признакам вредности, к оптимизационному подходу, регламентирующему минимальные уровни содержания биогенных элементов, формирующих общую жесткость воды. Такой подход, уже реализованный в гигиеническом нормировании качества расфасованной в емкости питьевой воды, несомненно отражает наиболее прогрессивные тенденции развития учения о питьевых водах и является актуальным для дальневосточного региона.

Представленный анализ научной литературы позволяет сформировать программу исследований с целью научного обоснования комплекса профилактических мероприятий, направленных на ослабление неблагоприятного влияния качества питьевой воды в системах водоснабжения на здоровье населения Дальнего Востока, что имеет особое значение в связи с ожидаемой интенсификацией экономического развития этого региона страны.