Напрямки досліджень та найбільш вагомі наукові досягнення водної лабораторії за часи незалежної України

ДУ «Інститут громадського здоров'я ім. О.М. Марзєєва НАМИ України», м. Київ

В НДР, що виконувалися до 2000 р. вирішувались питання, пов'язані з гігієнічною оцінкою сучасних технологічних рішень очистки різних категорій стічних вод, їх впливу на підземні та поверхневі води, а також використання окремих стічних вод (тваринницьких комплексів) в землеробстві тощо.

Висновки. У водній лабораторії Інституту виконуються актуальні прикладні наукові роботи теоретичної та експериментальної спрямованості, що вирішують важливі для нашої країни наукові задачі, головною метою яких є попередження можливого несприятливого впливу водного фактору на здоров'я населення. На теперішній час в країні схвалено Концепцію нової Загальнодержавної цільової соціальної програми «Питна вода України» на 2022-2026 роки (№388-р від 28.04.2021 р.), а Міністерству розвитку громад та територій разом із зацікавленими центральними органами виконавчої влади доручено розробити і подати Кабінету Міністрів України проект Закону України щодо зазначеної Програми. В Концепції визначено проблеми, на розв 'язання яких спрямована Програма. За прогнозними розрахунками реалізація Програми до 2026 року забезпечить якісною питною водою 7 414 тис. осіб. Тому подальші наші дослідження будуть спрямовані на досягнення цієї мети шляхом наукового обґрунтування безпечного для здоров'я людини використання в питному водопостачанні нових технологій очищення та знезараження води, ефективних реагентів, фільтруючих матеріалів, сорбентів тощо. питна вода водопостачання

Ключові слова. Питна вода, водопостачання, напрями досліджень, тематика НДР, наукові результати, нормативи, профілактичні заходи.

DIRECTIONS OF RESEARCH AND THE MOST IMPORTANT SCIENTIFIC ACHIEVEMENTS OF THE WATER LABORATORY IN THE TIMES OF INDEPENDENT UKRAINE

VO. Prokopov, O.B. Lypovetska, T. V.Kulish, V.A. Sobol SI «O.M. Marzieiev Institute for Public Health of the NAIMS of Ukraine», Kyiv, Ukraine

Objective. Generalization of the results of the research for the SRW, which were carried out in the main scientific areas of the water laboratory of the Institute in the period from 2005 to 2024.

Materials and methods. The material for review and evaluation was the scientific reports and publications of the authors, which contained the results of research completed in the last 20 years of scientific research works (SRW), which were carried out according to current scientific directions in the field of drinking water and drinking water supply in accordance with the tasks of the scientific part of the National Program «Drinking water of Ukraine» for 2006-2020. System- analytical and mathematical-statistical methods were used in the work.

Results. In 1989, a single water laboratory was created at the Institute as a result of the merger of two independent water laboratories. Now it is called the «Laboratory of Natural, Drinking Water Hygiene», which has been headed by Doctor of Medicine, Professor V.O. Prokopov for more than 30 years. In the period from 2000 to the present, more than 10 SRWs were carried out in the most relevant areas, which made it possible to obtain a number of new scientific data on the quality of drinking water from various water sources, the formation of dangerous by-products of chlorine and chlorine dioxide in it, the influence of chlorine-containing substances (trihalogenmethanes, haloacetic acids), as well as substandard mineral composition of drinking water on the body. The possibility of obtaining drinking water from highly mineralized mine waters is substantiated, and the latest water treatment technology is proposed for this purpose. A hygienic assessment is given and the use of various household filters and collective water purification systems from simple to more complex modular constructions for the purification of drinking water is substantiated.

In the SRWs, which was carried out until 2000, issues related to the hygienic assessment of modern technological solutions for the treatment of various categories of wastewater, their impact on underground and surface water, as well as the use of individual wastewater (livestock complexes) in agriculture, etc. were resolved.

Conclusions. In the water laboratory of the Institute, topical applied scientific works of theoretical and experimental orientation are carried out, solving scientific problems important for our country, the main goal of which is to prevent the possible adverse impact of the water factor on the health of the population. Currently, the country has approved the Concept of the new national target social program «Drinking water of Ukraine» for 2022-2026 (No. 388 dated 04/28/2021), and The Ministry for Communities, Territories and Infrastructure Development of Ukraine together with the interested central bodies of the executive power is instructed to develop and submit to the Cabinet of Ministers of Ukraine a draft of the Law of Ukraine regarding the specified Program. The Concept defines the problems to be solved by the Program. According to forecast calculations, the implementation of the Program by 2026 will provide 7,414,000 people with quality drinking water. Therefore, our further research will be aimed at achieving this goal through scientific substantiation of the safe for human health use of new water purification and disinfection technologies, effective reagents, filter materials, sorbents, etc. in drinking water supply.

Keywords. Drinking water, water supply, directions of research, subjects of the SRW, scientific results, standards, preventive measures.

В ДУ «Інститут громадського здоров'я» НАМИ України існує добра практика представляти результати наукової діяльності кожної лабораторії за певний відрізок часу на Вченій раді установи. Такий захід виконує важливу науково-просвітну задачу, оскільки дозволяє продемонструвати наукові досягнення лабораторії і їх внесок у виконання наукових проблем, що вирішуються в Інституті.

Стаття, що наводиться нижче, торкається висвітлення основних наукових проблем, що вирішуються у водній лабораторії, та найбільш важливих результатів, отриманих в останні роки її науковцями.

Мета роботи

Узагальнення результатів дослідження за НДР, що виконувалися за основними науковими напрямами водної лабораторії Інституту в період з 2005 по 2024 рр.

Об'єкт та методи дослідження

Матеріалом розгляду та оцінці слугували наукові звіти та публікації авторів, що вміщували результати досліджень завершених в останні 20 років науково-дослідних робіт (НДР), які виконувались за актуальними науковими напрямами в сфері питної води та питного водопостачання відповідно до завдань наукової частини Загальнодержавної програми «Питна вода України» на 2006-2020 роки. В роботі використано системно-ададітитаий та математично-статистичний методи.

Результати дослідження та їх обговорення

Лабораторія створена понад 30 років тому, у 1989 році, шляхом об'єднання двох самостійних лабораторій: питної води та санітарної охорони водойм, якими керували відомі вчені гігієністи доктор мед. наук, професор В.В. Цапко та доктор мед. наук, професор Я.І. Костовецький (фото 1). З 1989 р. та по теперішній час водну лабораторію, яка тепер має назву «Лабораторія гігієни природних, питних вод» очолює Заслужений діяч науки і техніки України, доктор мед. наук, професор Прокопов В.О.

Фото 1. Доктор мед. наук, професор В.В. Цапко та доктор мед. наук, професор Я.І. Костовецький.

Професори Цапко B.B. та Костовецький Я.І. були відомими в колишньому СРСР вченими-гігієністами, наукові роботи яких торкались різних аспектів водних проблем. Ними вирішувались актуальні питання охорони поверхневих та підземних вод від антропотехногенного забруднення, обґрунтування їх використання для централізованого та децентралізованого питного водопостачання, нормування у воді хімічних забруднювачів, впливу джерел водопостачання та якості питної води на умови водокористування та здоров'я населення тощо.

В теперішній час у водній лабораторії Інституту в рамках виконуваних бюджетних науково-дослідних робіт (НДР) збереглись основні напрями наукових досліджень, притаманні колишнім двом окремим водним лабораторіям, але з часом до них додалися і нові напрямки досліджень. Основними (укрупненими) напрямками наукових досліджень, за якими тепер виконуються НДР і які з часом не втрачають актуальність, є такими:

? вивчення сучасного санітарного стану поверхневих та підземних вод як джерел питного водопостачання: удосконалення критеріїв та методів контролю якості води, методів моніторингу та прогнозування якості води водойм, обґрунтування профілактичних водоохоронних заходів;

? обґрунтування використання нових технологій та методів підготовки питних вод та очистки стічних вод на об'єктах житлово-комунального господарства;

? розробка гігієнічних принципів та підходів комплексного вирішення проблеми доочищення питної води в місцях безпосереднього її споживання;

? гігієнічна оцінка особливостей утворення та небезпеки побічних продуктів знезараження води (леткі та нелеткі хлорорганічні сполуки (ХОС), хлорити та хлорати, бромати тощо).

В останні роки набули розвитку напрямки досліджень, що торкаються проблеми «Вода та здоров'я», основними з яких є наступні:

? впровадження методології вивчення та оцінки канцерогенного та неканцерогенного ризиків здоров'ю від дії хлорорганічних сполук (леткі тригалогенметани (ТГМ) та нелеткі галогеноцтові кислоти (ГОК)) питної води при трьох шляхах їх надходження до організму;

? вивчення в токсикологічному експерименті ізольованої та комбінованої дії хлорорганічних та інших токсикантів питної води на теплокровний організм;

? вивчення в епідеміологічних дослідженнях впливу некондиційної за мінеральним складом питної води та хлорованої питної води з надлишком ХОС на неінфекційну захворюваність населення.

За пріоритетними напрямками досліджень в останні 20 років нами було виконано 10 НДР (табл. 1). Переважна їх більшість була спрямована на виконання завдань наукової частини Загальнодержавної програми «Питна вода України» на 2006-2020 рр.

Таблиця 1. Науково-дослідні роботи, виконані за пріоритетними напрямами досліджень у 2005-2024 рр.

Примітка. * - відмічено НДР, що відзначені Дипломами Президії НАМИ України як кращі, виконані у зазначені роки.

Аналіз матеріалів дослідження, отриманих при виконані наведених в таблиці 1 НДР, дозволяє визначити найбільш вагомі результати, що несуть наукову новизну і можуть бути використані при розробці та обґрунтуванні профілактичних заходів по попередженню або зменшенню впливу на організм людини несприятливих факторів довкілля, в тому числі води джерел водопостачання та питної води. Нижче наведені узагальнені результати досліджень, які є такими:

¦¦¦ обґрунтовано наукові основи використання шахтних вод в питному водопостачанні, що реалізовано в розробці новітньої технології отримання з цих вод питної води, яка впроваджена на Алчевському водоочисному заводі;

? розроблено гігієнічні принципи та критерії щодо вибору та використання побутових фільтрів та локальних систем доочищення питної води безпосередньо в місцях її споживання, що враховують особливості якості питної води в різних регіонах України;

¦¦¦ впроваджено вперше в країні моніторинг хлорованої питної води на вміст летких (тригалогенметанів), а останнім часом й нелетких (галогеноцтових кислот) канцерогенних хлорорганічних сполук, що стало поштовхом для широкого вивчення в Україні небезпеки цих сполук для здоров'я населення;

¦¦¦ визначено канцерогенний та неканцерогенний ризики для здоров'я населення від споживання хлорованої питної води з понаднормативним вмістом хлорорганічних сполук (леткі на нелеткі ХОС) за різних шляхів (перорально, інгаляційно, перкутанно) їх комплексного надходження до організму;

? отримано перші в країні результати на популяційному рівні про вплив хлорованої питної води, забрудненої хлорорганічними речовинами (хлороформ), на формування онкопатології населення (рак сечового міхура та ободової кишки);

¦¦¦ виконано широкомасштабні дослідження, які до цього часу в країні практично не проводились, з вивчення впливу довготривалого споживання некондиційної за мінеральним складом питної води на формування неінфекційної захворюваності дорослого населення: встановлено позитивний прямий кореляційний зв'язок між надлишком у воді солей загальної жорсткості, сухого залишку, сульфатів, хлоридів та серцево-судинними захворюваннями (ішемічна хвороба серця, гіпертонічна хвороба), хворобами органів травлення (виразкова хвороба шлунку та гастрит) та сечостатевої системи (сечокам'яна хвороба, пієлонефрит);

¦¦¦ обґрунтовано використання низки нових хімічних реагентів та методів знезаражування в технології підготовки питної води та очистки стічних вод.

Результати досліджень, що витікають з виконаних НДР, щорічно висвітлюються в наукових публікаціях у вигляді статей або тез науково-практичних конференцій тощо.

На рисунку 1 проілюстровано кількісну характеристику наукової продукції лабораторії за останні роки (з 2010 по 2022 рр.). За цей час нами було опубліковано біля 170 робіт, в тому числі 83 статі та 85 тез наукових доповідей. Максимальна кількість наукових робіт опублікована у 2012 та 2018 роках відповідно 20 та 22 роботи, в інші роки їх кількість була приблизно однакова - до 15 робіт.

Рисунок 1. Кількість наукових публікацій лабораторії за 2010-2022 роки.

У 2016 р. вийшла у світ монографія за авторством Прокопова В.О. «Питна вода України: медико-екологітаі та санітарно-гігієнічні аспекти» (К., Медицина, 400 с.), а через п'ять років, у 2021 р., монографія Лотоцької О.В. та Прокопова В.О. «Гігієнічні проблеми питного водопостачання в Західному регіоні України» (Тернопіль, Укрмедкнига, 200 с.).

В 2020 р. за роботу «Розроблення і впровадження інноваційних технологій в питному водопостачанні України» Прокопову В.О. у співавторстві присуджено премію Кабінету Міністрів України (розпорядження Кабінету Міністрів України від 2 грудня 2020 р. №1523

В лабораторії Інституту багато уваги приділяється підготовці її науковцями дисертаційних робіт, в ній також отримують консультативну допомогу вчені з інших наукових установ, що займаються науковими дослідженнями в сфері гігієни водних проблем та підготовкою дисертаційних робіт.

З часу утворення в 1989 р. в Інституті об'єднаної водної лабораторії за керівництва та консультації доктора мед. наук, професора Прокопова В.О. було виконано та захищено 16 дисертаційних робіт (таблиця 2).

Таблиця 2. Розподіл дисертаційних робіт за їх рівнем та установами підготовки.

Захищені дисертаційні роботи охоплюють різні медико-біологічні аспекти проблеми питної води, водопостачання та водовідведення. їх авторами були науковці з установ з різних регіонів України - Києва, Ужгорода, Тернополя, Дніпра, Одеси, Харкова.

Окрім наукових досліджень, що виконуються в рамках НДР, значна увага приділяється науково-практичній, експертній та консультативній роботі. Найбільш вагомі результати за цим напрямком є такі:

¦¦¦ участь у розробці завдань (подання конкретних пропозицій) наукової частини Загальнодержавної програми «Питна вода України» на 2006-2020 роки;

? розробка пропозицій до законодавчих документів, зокрема, до першого (2002 р.) та другого (2018 р.) Законів України «Про питну воду, питне водопостачання та водовідведення»;

? співавторство у розробці державних нормативних документів: ДСТУ 4808:2007 на джерела водопостачання, ДСанПіН 2.2.4-171-10 на питну воду та змін до нього, ДБН В.2.25-74:2013 на мережі та споруди водопостачання, ДБН В.2.5-64:2012 на внутрішній водопровід та каналізацію;

? наукова експертиза матеріалів об'єктів водопостачання та водовідведення за господарчими договорами (щорічно виконується 120-150 короткострокових експертних робіт на суму понад 1 млн грн);

¦¦¦ науково-консультативна робота (лабораторія є визнаним в країні консультативним центром з еколого-гігієнічнга та медико-біологічних питань водопостачання та водовідведення, який щорічно виконує великий обсяг робіт за цим напрямком).

Висновки

Отже, підсумовуючи, слід наголосити, що у водній лабораторії Інституту виконуються актуальні прикладні наукові роботи теоретичної та експериментальної спрямованості, що вирішують важливі для нашої країни наукові задачі, головною метою яких є попередження можливого несприятливого впливу водного фактору на здоров'я населення. На теперішній час в країні схвалено Концепцію нової Загальнодержавної цільової соціальної програми «Питна вода України» на 2022-2026 роки (№388-р від 28.04.2021 р.), а Міністерству розвитку громад та територій разом із зацікавленими центральними органами виконавчої влади доручено розробити і подати Кабінету Міністрів України проект Закону України щодо зазначеної Програми. В Концепції визначено проблеми, на розв'язання яких спрямована Програма. За прогнозними розрахунками реалізація Програми до 2026 року забезпечить якісною питною водою 7 414 тис. осіб. Тому подальші наші дослідження будуть спрямовані на досягнення цієї мети шляхом наукового обґрунтування безпечного для здоров'я людини використання в питному водопостачанні нових технологій очищення та знезараження води, ефективних реагентів, фільтруючих матеріалів, сорбентів тощо.

REFERENCES

1. Prokopov VO, Hulenko SV. [Hygienic assessment of carcinogenic health risk due to consumption of chlorinated drinking water]. Environment and Health. 2013;2(65):50-4. Ukrainian.

2. Prokopov VA, Shushkovskaya SV. [Effect of chlorinated drinking water on the incidence of colon cancer in the population (epidemiological study)]. Environment and Health. 2012;3(62):46-51. Russian.

3. Prokopov VA, Gulenko SV. [The role of chlorinated drinking water in the development of oncological pathology]. In [Health and the environment: collection of scientific papers]. Minsk; 2013;22:85-9. Russian.

4. Prokopov VO, Lypovetska OB. [Hygienic assessment of additional purification of tap drinking water at collective water treatment plants]. Hygiene of Populated Places. 2014;63:49-61. Ukrainian.

5. Prokopov VO. [Condition and drinking water quality in centralized water supply systems of Ukraine for today (view on the problem with hygiene positions)]. Hygiene of Populated Places. 2014;64:56-67. Ukrainian.

6. Tomashevska LA, Prokopov VO, Lypovetska OB, Kravchun TYe, Didyk NV. [Experimental study of combined effect of drinking water minerals on animals]. Hygiene of Populated Places. 2015;66:76-85. Ukrainian.

7. Prokopov VO, Trush YeA, Kulish TV, Sobol VA. [Comparative hygienic content assessment of toxic volatile and nonvolative organochlorine compounds in the tap drinking water of Ukraine]. Hygiene of Populated Places. 2015;65:44-50. Russian.

8. Prokopov VO. [Drinking water of Ukraine: medical-ecological and sanitary-hygienic aspects]. Monograph edited by Serdiuk AM. Kyiv: Medytsyna; 2016. 400 p. Ukrainian.

9. Prokopov VO. Lypovetska OB, Antomonov MYu. [The influence of the mineral composition of drinking water on diseases of the circulatory system]. Environment and Health. 2016;1(77):54- 8. Ukrainian.

doi: https://doi.org/10.32402/dovkil2016.01.054

10. Prokopov VO, Lypovetska OB, Kulish TV, Sobol VA, Kostiuk VA, Bondarchuk AYu. [The use of chlorine dioxide in the drinking water preparation technology at the Dnipro water supply in Kyiv]. Environment and Health. 2018;4(89):15-9. Ukrainian.

doi: https:// doi .org/10.32402/dovkil2018.04.015

11. Prokopov VO, Lypovetska OB. [The influence of chloroform in drinking water on the incidence of cancer in the population of Kirovohrad region]. Environment and Health. 2019;3(92):42-6. Ukrainian.

doi: https:// doi .org/10.32402/dovkil2019.03.042

12. Lypovetska OB, Prokopov VO, Antomonov MYu. [Determination of the carcinogenic risk to health from the effect of chloroform in drinking water upon inhalation and dermal exposure to the body using simplified calculation formulas]. Environment and Health. 2021;1(98):14-9. Ukrainian.

doi: https:// doi .org/10.32402/dovkil2021.01.014

13. Tomashevska LA, Prokopov VO, Kravchun TYe, Lypovetska OB, Didyk NV. [Investigation of isolated and combined action of chloroform and aluminum sulfate with drinking water on the erythrocyte system of animal blood]. Hygiene of Populated Places. 2021;71:111-7. Ukrainian. doi: https://doi.org/10.32402/hygi ene2021.71.111

14. Tomashevska LA, Prokopov VO, Kravchun TYe, Lypovetska OB. [Study of isolated and combined effects of chloroform and aluminum sulfate with drinking water on hematological indicators of animals]. Environment and Health. 2022;4(105):44-51. Ukrainian.

doi: https:// doi .org/10.32402/dovkil2022.04.044

15. Prokopov VO, Lypovetska OB, Kulish TV, Kostiuk VA, Avramenko LP. [Hazardous chlorites in drinking water: formation and removal when using chlorine dioxide in water preparation technology]. Environment and Health. 2023;1(106):43-50. Ukrainian.

doi: https:// doi .org/10.32402/dovkil2023.01.043

Размещено на Allbest.ru