Comparative analysis of the concentrations of ingredients in drinking water in certain areas of the city of Saransk and connection with the development of possible diseases in the city population

Full Text

Актуальность работы.

На здоровье человека оказывает прямое влияние комплекс различных факторов, формирующих его состояние в целом. Важнейшим фактором является питьевая вода, так как она составляет основу существования любого живого организма в природе. Неблагоприятное влияние воды может быть прямым при наличии патогенных микроорганизмов, инвазий или химических веществ и проявляется в виде инфекционных и неинфекционных заболеваний [1].

Цель работы: провести анализ концентраций отдельных химических элементов водопроводной воды в четырех районах г. Саранск и выявить закономерную связь с развитием возможных заболеваний.

В работе мы основываемся на данных Государственных докладов о состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения республики Мордовия за 2016, 2017 и 2018 гг. Оценке подлежали данные мониторинга, проводимого ведомственными органами качества воды в г. Саранске.

Для питьевого, хозяйственно и производственного водоснабжения Мордовии используются подземные воды верхне- и среднекаменноугольного возраста карбонатных отложений Саранского артезианского бассейна. Водоносные комплексы указанных отложений находятся в зоне активного водообмена и представляют собой типичные трещинно-пластовые и трещинно-карстовые воды [1].

Подземные воды имеют сульфатно-гидрокарбонатный кальциево-магниево-натриевый состав. Некоторые эксплуатационные скважины поднимают подземные воды, не соответствующие санитарным нормам и требованиям. С водой человек получает 10-25% суточной потребности химических веществ. Для организма человека в отношении каждого макро- и микроэлемента существуют пределы концентраций, понижение или повышение которых в питьевой воде вызывает определенные физиологические сдвиги или патологические состояния [1].

Анализ химического состава питьевой воды проводится ежеквартально во всех районах города. Установлено, что он отличается высокой степенью постоянства, однако за исследуемый период (2016, 2017, 2018 гг.) удалось проследить колебания концентрации некоторых природных минеральных веществ.

Мы провели ретроспективный анализ отдельных показателей состава питьевой воды в четырех районах города Юго-Западном, Северо-Восточном, Северо-Западном, Центральном за 2016, 2017, 2018 гг. Для сравнения были представлены пять из основных наиболее подвижных компонентов химического состава воды сухой остаток, общая жесткость, железо, фториды, бор (см. табл. 1) [2–4]. Как следует из приведенных данных, сухой остаток водопроводной воды в пределах нормы во всех представленных районах. В Юго-Западном районе показатель сухого остатка в 1,6-2 раза выше, чем в других, но остается в норме (см. рис.1).

Рис. 1. Сухой остаток водопроводной воды в различных районах г. Саранска, мг экв/л.

При употреблении высокоминерализованной воды велика вероятность нарушения гидрофильности тканей организма, задержки в организме воды, значительного сокращения мочеиспускания. В результате этих процессов повышается нагрузка на сердце и сосуды, обостряются хронические заболевания, такие как ишемическая болезнь, миокардиодистрофия, стенокардия, гипертоническая болезнь, что увеличивает риск развития

инфаркта и прочих неблагоприятных последствий.

Таблица 1

Химический состав водопроводной воды по районам г. Саранска за 2016, 2017, 2018 гг.

При норме 7 мг экв/л, показатель общей жесткости превышает норму в Юго-Западном и Северо-Западном районах г. Саранска. В 2016 г. ее уровень составил 10 мг экв/л, в 2017 г. 9,5 мг экв/л, в 2018 г. 8,5 мг экв/л в Юго-Западном районе города, что выше нормы на 21-42%; в Северо-Западном районе на 10-21% выше нормы (см. рис.2).

Рис. 2. Жесткость общая воды по районам г. Саранска.

Показатель железа в питьевой воде так же превышает норму в зависимости от года исследования качества воды. В Северо-Восточном районе самый высокий показатель он составил 23-93%; в 2016 г. уровень железа составил 0,58 мг экв/л (93%), в 2017г. 0,37 мг экв/л, это 23%; а также в Северо-Западном районе за исследуемый период показатель находится между верхней границей нормы и превышает на 30%. Наблюдая скачок показателей железа в Центральном районе за 2017 г., он составил 0,4 мг экв/л (см. рис. 3).

Рис. 3. Показатель железа воды по районам г. Саранска.

Уровень содержания фторидов во всех районах города равен верхней границе нормы за исключением Юго-Западного района, где он превышает норму на 7-40%. Здесь за 2016-2018 гг. регистрируется наиболее высокое содержания фторидов, достигающее 40%. (см. рис.4) [2–4].

Рис. 4. Показатель содержания фторидов в воде в районах г. Саранска.

При анализе содержания бора в воде мы наблюдаем, что во всех районах города он равен верхней границе нормы, за исключением Юго-Западного района, где превышение нормы на 40-60%, практически в 2 раза по сравнению с другими районами за исследуемый период 2016-2018 гг. (см. рис.5).

Рис. 5. Показатель содержания бора в воде в районах г. Саранска.

Проанализировав данные по отдельным ингредиентам состава воды за 2016-2018 гг. в исследуемых районах г. Саранск, прослеживается зависимая связь с развитием заболеваемости населения, проживающих в этих районах (см. табл.2).

Таблица 2

Заболеваемость населения Юго-Западного района отдельными заболеваниями на 1000 чел. за 2016-2018 гг.

Примечание: БОП – болезни органов пищеварения, БКо – болезни кожи и подкожной клетчатки, БКМС – болезни костно-мышечной системы, БМПС – болезни мочеполовой системы, МКБ – мочекаменная болезнь.

Из данных таблицы 2 видно, что лидирующее место в Юго-Западном районе занимают болезни мочеполовой системы, что связано с превышением нормы Бора в 2 раза за весь период мониторинга. Источником бора в подземных водах служат бороносные осадочные породы. При поступлении боратов или борной кислоты в организм с водой бор быстро и полностью поглощается из желудочно-кишечного тракта. Выведение бора происходит через почки, что обуславливает высокую заболеваемость болезнями мочеполовой системы. На втором месте болезни костно-мышечной системы, что связано с превышением уровня фторидов над нормой. В костях фтор накапливается из-за схожести с кальцинированными тканями. Фторид-ионы занимают место гидроксильных ионов в костях благодаря ионному обмену и рекристаллизации. Фториды вызывают флюороз. Особенно страдают дети в период активного роста: зубы деформируются и меняют цвет. Болезни органов пищеварения занимают третье место. Это объясняется повышенным уровнем бора и общей жесткости воды, т.к. нарушаются процессы пищеварения и это приобретает хронический характер развивается борный энтерит, борная интоксикация, которая поражает печень, почки, ЦНС [3].

Таблица 3

Заболеваемость населения Северо-Восточного района отдельными заболеваниями на 1000 чел. за 2016-2018 гг.

Примечание: БОП болезни органов пищеварения, БКо болезни кожи и подкожной клетчатки, БКМС болезни костно-мышечной системы, БМПС болезни мочеполовой системы, МКБ мочекаменная болезнь.

Данные таблицы 3 указывают на то, что лидирующее место в Северо-Восточном районе занимают болезни кожи и подкожной клетчатки, аллергические реакции, что связано с превышением железа на 30-90% за весь период мониторинга. Вероятнее всего, увеличение концентрации железа вызвано устаревшей и изношенной разводящей водопроводной сетью. На втором месте болезни кожно-мышечной системы, что связано с превышением уровня фторидов. Болезни органов пищеварения занимают третье место. Это объясняется также повышенным уровнем общей жесткости воды [3].

Таблица 4

Заболеваемость населения Северо-Западного района отдельными заболеваниями на 1000 чел. за 2016-2018 гг.

Примечание: БОП болезни органов пищеварения, БКо болезни кожи и подкожной клетчатки, БКМС болезни костно-мышечной системы, БМПС болезни мочеполовой системы, МКБ мочекаменная болезнь.

В Северо-Западном районе явно лидирующих заболеваний нет. Это может объясняться воздействием других факторов на здоровье населения. Заболеваемость, зависит от содержания ингредиентов воды в данном районе железа, общей жесткости и фторидов [3].

Таблица 5

Заболеваемость населения Центрального района отдельными заболеваниями на 1000 чел. за 2016-2018 гг.

Примечание: БОП болезни органов пищеварения, БКо болезни кожи и подкожной клетчатки, БКМС болезни костно-мышечной системы, БМПС болезни мочеполовой системы, МКБ мочекаменная болезнь.

Из представленных данных таблицы 5 по Центральному району видно, что лидирующее место занимают болезни мочеполовой системы, что связано с превышением общей жесткости, а также содержанием бора в верхних границах нормы за весь период мониторинга. На втором месте болезни кожи и подкожной клетчатки, что связано с превышением уровня железа, общей жесткости. Болезни кожно-мышечной системы занимают третье место. Это объясняется повышенным уровнем фторидов [3].

Таким образом, по исследуемым ингредиентам в питьевой воде наиболее уязвимым районом города можно считать Юго-Западный, в котором за исследуемый период выявлены нарушения по трем показателям общей жесткости, уровню фторидов, содержанию бора. Самым благоприятным районом по качеству питьевой воды можно считать Северо-Восточный.

About the authors

Yu. S. Petunenkova

Author for correspondence.
Email: ogarevonline@yandex.ru
Russian Federation

S. A. Lyapina

Email: ogarevonline@yandex.ru
Russian Federation

O. A. Smirnova

Email: ogarevonline@yandex.ru
Russian Federation

References

Supplementary files

Supplementary Files

Action

1. JATS XML

Download

2. Fig. 1. Dry residue of tap water in different areas of Saransk, mg eq/l.

Download (25KB)

Indexing metadata

3. Fig. 2. Total water hardness by districts of Saransk.

Download (22KB)

Indexing metadata

4. Fig. 3. Iron content of water by districts of Saransk.

Download (20KB)

Indexing metadata

5. Fig. 4. Fluoride content in water in the districts of Saransk.

Download (25KB)

Indexing metadata

6. Fig. 5. Boron content in water in the districts of Saransk.

Download (21KB)

Indexing metadata