U okviru programa permanentnog obrazovanja u oblasti hemijske i procesne industrije u celini, Savez hemičara i tehnologa Jugoslavije organizuje Seminar posvećen hemijsko-tehnološkim, radiološkim i zdravstvenim aspektima kvaliteta vode za piće. Cilj je dopuna i unapređenje znanja u ovoj oblasti u skladu sa najnovijim preporukama Svetske zdravstvene organizacije (SZO) i Evropske Unije (EU), polazeći od činjenica po kojima:

• Očuvanje i unapređenje zdravlja celokupne populacije u velikoj meri zavisi od higijenski ispravne vode za piće;
• Voda za piće, već danas i sve više u budućnosti, prestaje da bude dobro dostupno svakome i postaje u pravom smislu reči-proizvod;

Proizvodnja, kvalitet i snabdevanje vodom u bliskoj budućnosti, prema stručnim procenama, treba po svom značaju i aktuelnosti da dostigne oblasti energetike i hrane. Time će proizvodnja, način korišćenja i kvalitet vode postati tehno-ekonomska kategorija.

Iz ovih razloga Svetska zdravstvena organizacija i Komisija Evropske Unije usmerili su svoje aktivnosti i permanentan rad na usavršavanju metoda, poboljšanju i usklađivanju standarda kvaliteta vode za piće i kontinuiranu evaluaciju sa aspekta uticaja na zdravlje Ijudi.

Rezultate svog rada SZO i EU publikuju u obliku Smernica, koje nemaju obavezujući, već savetodavni karakter.

U toku nekoliko prethodnih godina, ranije preporučene granične vrednosti fizičkih, hemijskih, mikrobioloških i radioaktivnih materija su razmatrane, analizirane i inovirane na osnovu aktuelnih naučnih saznanja i najnovijih informacija.

Krajem 1993. godine, Svetska zdravstvena organizacija je publikovala drugo izdanje Smernica za kvalitet vode za piće, a u 1994. godini Evropska Unija je donela Direktive za kvalitet vode za piće u čijim je pripremama učestvovao veliki broj eksperata i naučnih institucija iz Sveta.

Osnovni i zajednički ciij ovih Smernica je da preporučene granične vrednosti sadržaja hemijskih, mikrobiloških i radioloških materija u vodi za piće posluže kao osnova za donošenje nacionalnih standarda i propisa u zavisnosti od okruženja, socijalnih, ekonomskih i kulturnih uslova.

U navedenom su, zapravo, i sadržani ciljevi ovog Seminara, koji obuhvataju upoznavanje sa hemijsko-tehnološkim, radiološkim i zdravstvenim karakteristikama kao i tolerantnim nivoima kancerogenih supstanci u vodi za piće, prema novim preporukama Svetske zdravstvene organizacije i predlogu direktive Saveta Evropske Unije.

Dipl. inž. Stjepan Levata (urednik)

Sadržaj

Uvodne napomene

Dr M. Mitrović
Nove metode u proizvodnji vode za piće

Dr B. Dalmacija
Hemijsko-tehnološki aspekti kvaliteta vode za piće

Dr T. Knežević
Zdravstveni aspekti kvaliteta vode za piće

Mr R. Pavlović, Mr S. Pavlović
Jonizujuće zračenje-radionuklidi-voda za piće

Dr sci. med. V. Radmilović
Tolerantni nivoi kancerogenih supstanci u vodi za piće prema novim preporukama Svetske zdravstvene organizacije i predlogu direktive Saveta Evropske Unije

Dr Tanja Knežević

Savezni zavod za zaštitu i unapređenje zdravlja, Beograd

Hemijske kontaminirajuće materije u vodi za piće i procena uticaja na zdravlje ljudi

Zdravlje pojedinca i populacije uopšte u velikoj meri zavisi od uslova koji vladaju u životnoj sredini. Mnogobrojnost i složenost fizičkih, hemijskih i bioloških procesa pojedinačno ili sumarno, posredno ili neposredno utiču na stanje zdravlja u populaciji a posebno na njene biološki i socijalno najosetljivije kategorije. Procena uticaja faktora iz životne sredine na zdravlje zasniva se na širokoj skali informacija i procedura iz najrazličitijih disciplina.

Utvrđivanje procene rizika od opasnih i štetnih materija iz životne sredine na zdravIje Ijudi sastoji se iz tri faze:

• faze identifikacije
• faze opisa
• faze evaluacije.

Faza identifikacije podrazumeva utvrđivanje izvora opasnih i štetnih materija u spoljnoj sredini.

Faza opisa se sastoji od određivanja kvantitativnih i kvalitativnih karakteristika opasnih i štetnih materija prisutnih u životnoj sredini, utvrđivanja nivoa zagađujućih materija u životnoj sredini kao i utvrđivanja dužine izloženosti pojedinca i celokupne populacije uticaju štetnih faktora iz životne sredine.

Faza evaluacije podrazumeva utvrđivanje procene izloženosti na osnovu podataka dobijenih u prethodnim fazama, i utvrđivanje zdravstvenih efekata.

U tabeli 1 shematski je prikazana procena uticaja stanja životne sredine na zdravlje.

Girohlt, Eric; The health Componenet of EIA, 1984.

Do izloženosti čovekovog organizma štetnim faktorima iz životne sredine dolazi pri unošenju tih materija putem inhalacije, ingestije ili preko kože.

Stepen izloženosti organizma određuju:

• količina agensa
• karakteristike agensa
• put unošenja
• dužina izloženosti
• zdravstveno stanje.

Izloženost organizma se najčešće definiše kao spoljna i unutrašnja izloženost i može se proceniti merenjem koncentracija štetnih materija u vodi, vazduhu, hrani, zemljištu.

Spoljna izloženost predstavlja koncentraciju materija prisutnih u vodi za piće, vazduhu i hrani, odnosno unošenje agensa u poznatim koncentracijama kao i učestalost i dužinu izloženosti.

Unutrašnja izloženost predstavlja odnos između unošenja i apsorpcije agensa iz vode, vazduha, hrane.

S obzirom da životna sredina predstavlja multidimenzionalan pojam koji karakteriše specifična struktura i promenljivost ekosistema i stalna produkcija i kruženje organskih i neorganskih materija što podrazumeva prisustvo mnogobrojnih štetnih agenasa, teško je utvrditi sumarnu procenu rizika na zdravlje od svih prisutnih faktora. Zato je neophodno i mnogo preciznije proceniti rizik po zdravlje za svaki štetni agens pojedinačno.

Procena rizika na zdravlje od štetnih i opasnih materija prisutnih u vodi za piće može se definisati kao stepen verovatnoće da će se pojaviti negativni efekti na zdravIje nakon izloženosti tim materijama.

Procena rizika na zdravlje podrazumeva i izračunavanje graničnih vrednosti za hemijske kontaminirajuće materije u vođi za piće, koje su zdravstveno osnovane, odnosno čije se izračunate vrednosti neće ispoljiti negativno na Ijudsko zdravlje.

Izračunavanje graničnih vrednosti za hemijske materije u vodi za piće

Za adekvatnu procenu rizika za zdravlje od hemijskih kontaminirajućih materija koje se nalaze, ili se mogu naći u vodi za piće neophodno je izračunati njihove preporučene granične vrednosti. Nije moguće, a nije ni nužno da se za sve hemijske materije u vodi za piće izračunaju preporučene granične vrednosti, pa se stoga pri određivanju hemijskih materija i izračunavanju njihovih graničnih vrednosti polazi od dva osnovna kriterijuma:

• relativno česta pojava u vodi za piće u značajnim koncentracijama
• prisustvo hemijskih materija koje su potencijalno opasne za ljudsko zdravlje.

Postoje dva osnovna izvora informacija o efektima na zdravlje izazvanih dejstvom hemijskih materija prisutnih u vodi za piće koji se mogu koristiti pri izračunavanju graničnih vrednosti. Prvi izvor su studije koje proučavaju humanu populaciju. Međutim, vrednost takvih istraživanja je načešće ograničena zbog nedostatka kvantitativnih informacija o koncentracijama kojima su ljudi bili izloženi tokom istraživanja ili o istovremenoj izloženosti delovanju drugih agenasa. Drugi, mnogo češće korišćen izvor, su toksikološke studije na eksperimentalnim životinjama. Međutim, u eksperimentima na životinjama obično se koriste visoke doze toksičnih materija pa je neophodno izvršiti ekstrapolaciju dobijenih rezultata do niskih doza kojima je Ijudska populacija najčešće izložena.

Prema preporukama SZO (4) granične vrednosti za hemijske materije u vodi za piće se mogu izračunati na osnovu tolerišujućeg dnevnog unosa (TDI) i na osnovu relativne kancerogenosti za potencijalno kancerogene materije. Ovo izračunavanje graničnih vrednosti za hemijske materije u vodi za piće, na osnovu tolerišućeg (podnošljivog) dnevnog unosa, vrši se po formuli:

Izostavljeno iz prikaza

gde je:

GV (quideline value) preporučena granična vrednost izražena u mg ili /μg na litar vode za piće
TDI (tolerable daily intake) tolerišući (podnošljiv) dnevni unos koji predstavlja količinu supstance u hrani ili vodi za piće izraženu na jedinicu telesne mase (mg/kg ili μg/kg) koja se svakodnevno konzumira tokom trajanja života bez rizika za zdravlje
bw (body weight) telesna tezina izrazena u kg
P deo tolerišućeg dnevnog unosa koji pripada vodi za piće. Upotrebljavaju se vrednosti u opsegu 1-100% u zavisnosti od stepena izloženosti preko hrane i vazduha.
C (consumption) dnevni unos vode za piće, koji po preporukama SZO iznosi 2 I za odrasle, 1 I za dete do 10 kg telesne težine i 0,75 I za dete sa 5 kg telesne težine.

Tolerišući dnevni unos se izračunava po formuli:

TDI = NOAEL ili LOAEL / UF

gde je:

NOAEL (no observed adverse effect level) nivo bez opaženih neželjenih efekata definisan kao najveća doza ili koncentracija hemijske materije pri kojoj tokom opservacija i eksperimenata nisu opaženi neželjeni efekti na zdravlje.

LOAEL (lowest observed adverse effect level) najniži opaženi nivo neželjenih efekata definisan kao najniža doza ili koncentracija hemijske materije pri kojoj su tokom eksperimenata i opservacija opaženi neželjeni efekti na zdravlje.

UF (uncertainty factor) faktor nesigurnosti čija vrednost zavisi od prirode toksičnog efekta, obima i vrste populacije koju treba zaštititi, kvaliteta informacije o toksičnosti hemijske materije i uvek se određuje od slučaja do slučaja.

Pri određivanju faktora nesigurnosti neophodno je utvrditi:

Određivanje faktora nesigurnosti zahteva brižljivu analizu raspoložive naučne evidencije, kao i mišljenje i ocenu eksperata. Ukupni faktor nesigurnosti ne sme da prekorači 10.000 jer u protivnom dobijene vrednosti za TDI postaju u velikoj meri nepouzdane i netačne tako da gube svaku verodostojnost. Iz tih razloga za hemijske materije u vodi za piće za koje vrednost faktora nesigurnosti prelazi 1000 preporučene granične vrednosti se prezentuju kao privremene vrednosti.

Sledeći primeri prikazuju način izračunavanja graničnih vrednosti za hemijske materije:

Primer I

Za hemijsku supstancu X je utvrđeno da u organizam dospeva inhalacijom i ingestijom, odnosno preko vazduha, vode i hrane

Putevi unošenja

– vazduh = 20%
– voda za piće = 30%
– hrana = 50%

TDI = 30 mg/kg x 5 / 100 x 7 = 0,21 mg/kg (210 μg/kg)

gde je:

30 mg/kg telesne težine najveća koncentracija supstance X pri kojoj tokom eksperimenata i opservacija nisu opaženi neželjeni efekti na zdravlje (NOAEL)
5/7 odnos prosečnih 5 dana izloženosti od ukupno 7 dana u nedelji
100 ukupan faktor nesigurnosti

Izračunavanje granične vrednosti u vazduhu

20% od TDI (210/rg/kg) = 42/<g/kg

Dnevna zapremina udahnutog vazduha za odrasle = 22 m 3**

Telesna težina za odrasle = 64 kg

GV = 42ug/kg x 64 / 1500ml = 122ug/m3

u vodi 30% TDI (210/rg/kg) = 63/rg/kg

Dnevno konzumiranje vode za odrasle = 1,51

GV = 63ug/kg x 64 / 1500ml = 2688ug/m3

u hrani

50% TDI (210 / μg /kg) = 105 / μg /kg (granična vrednost za hemijsku supstancu X koja je izračunata na osnovu ukupnog dnevnog konzumiranja namirnica, dok se za svaku namirnicu posebno izračunava na osnovu pojedinačno unete količine u organizam).

Primer II

Utvrđeno je da je dnevno unošenje hemijske supstance Y kod odraslih sledeće:

vazduh <0.03
voda za piće 0.00007—<0.0004
hrana 0.004
zemljište nema podataka
ukupno 0.03

**Vrednosti se odnose na standardnog muškarca po kriterijumima ICRP

Metodologija praćenja mikrobiološke ispravnosti vode za piće podrazumeva:

spoljni/unutrašnji vazduh = <0.03/0.03 = 859 (86%) (0.03 se oduzme od ukupnog unošenja preko drugih sredina)

voda za piće = 0.000245/0.03 = 0.82% (0.8%) hrana = 0.004/0.03 = 13.3% (13%) zemljište = nema podataka

Izostavljeno iz prikaza

gde je:

60 mg/kg telesne težine dnevno predstavlja NOAEL

5/7 odnos prosečnih pet dana izloženosti od ukupno 7 dana u nedelji

100 faktor nesigurnosti.

Izračunavanje granične vrednosti u vazduhu (spoljna sredina/unutrašnja sredina)

86% od TDI (430 /<g/kg) = 370/<g/kg

Dnevna zapremina udahnutog vazduha za odrasle = 22 m3

Telesna težina za odrasle = 64 kg

Izostavljeno iz prikaza

u vodi za piće

0.8% od TDI je isuviše mala vrednost tako da bi izračunavanje granične vrednosti dalo zanemarljiv doprinos ukupnom unosu ove hemijske supstance.

u hrani

13 % x TDI (430 /<g/kg) = 56 /<g/kg

Izračunavanje graničnih vrednosti za različite namirnice se vrši na osnovu njihove pojedinačne konzumirane količine.

Mikrobiološki aspekti kvaliteta vode za piće preporuke SZO i EU

U novim preporukama SZO (1993.) u poglavlju Mikrobiološki aspekti kvaliteta vode za piće daje se opis mikrobioloških agenasa (bakterioloških, virusoloških i parazita), opis mikrobioloških agenasa uzročnika hidričnih infekcija, preporučene metode za njihovo uklanjanje iz vode za piće ili svođenje na zanemarljiv nivo i prikaz procene rizika za zdravlje.

Pojedinačna izloženost izražena u % preko različitih puteva unošenja je sledeća:

• stalnu kontrolu vode za piće po utvrđenim kriterijumima i u skladu sa važećim propisima;
• periodični mikrobiološki i zdravstveni nadzor za ceo sistem vodosnabdevanja od izvora do potrošača.

Mikrobiološki agensi imaju nekoliko svojstava po kojima se razlikuju od hemijskih kontaminirajućih agenasa:

• u vodi se ne nalaze rastvoreni, već su izdvojeni;
• u vodi se često nalaze u vidu suspendovanih čestica, tako da se infektivna doza ne može odrediti iz njihove prosečne koncentracije;
• verovatnoća za nastanak infekcije zavisi od invazivnosti i virulencije patogenog agensa kao i od imuniteta pojedinca;
• ako je infekcija nastala, prisutni patogeni agens se dalje razmnožava u domaćinu; međutim, patogeni agensi su sposobni da se razmnožavaju i u hrani i u napitcima, čime se povećava mogućnost nastanka i daljeg održavanja infekcije;
• za razliku od hemijskih agenasa, patogeni mikrobiološki agensi nemaju kumulativan efekat.

Zbog navedenih svojstava ne postoji najniži tolerišući limit za patogene agense, pa je za dobijanje vode za piće bez njihovog prisustva potrebno obezbediti kvalitetne resurse vode, kao i efikasno prečišćavanje i dezinfekciju.

Proces obezbeđivanja mikrobiološki ispravne vode za piće zasniva se na realizaciji koncepta višestruke barijere kod prenošenja infekcije. Sistem za prečišćavanje vode za piće treba da predstavlja višestruku barijeru prenošenju infekcije, tako da osnovni procesi koji prethode završnoj dezinfekciji treba da obezbede proizvodnju vode visokog mikrobiološkog kvaliteta, a dezinfekcija vode treba da ima samo funkciju završne zaštite, odnosno zaštite od sekundarne kontaminacije.

U tabeli 2 su prikazani tipični učinci procesa prečišćavanja vode za piće koji se najčešće koristi u praksi kod uklanjanja mutnoće i termostabilnih koliformnih bakterija i njihova prosečna i maksimalna opterećenja.

* Potrebni učinak
** NTU nefelometrijske jedinice mutnoće
*** BE Bez efekta. Proces nije namenjen uklanjanju mutnoće i/ili bakterija. Mikrosito uklanja alge i zooplanktone.
**** Prethodnom obradom, smeštanjem vode u rezervoare u toku 3-4 sedmice ili njenom prethodnom dezinfekcijom, može se značajno smanjiti sadržaj termostabilnih koliformnih bakterija u njoj.
***** Može se očekivati da zajednički učinak koagulacije, taloženja i brze filtracije u pogledu uklanjanja termostabilnih koliformnih bakterija bude 99,9%

Voda za piće i potrebe u domaćinstvu ne sme da sadrži patogene agense, indikatore fekalnog zagađenja, niti enteroviruse kako bi se obezbedio minimum rizika za prenošenje virusnih infekcija.

Preporučene metode prečišćavanja vode za piće iz različitih resursa da bi se dobila voda sa beznačajnim rizikom od virusa prikazane su u tabeli 3.

Tabela 3. Preporučeni tretmani za različita izvorišta da bi se dobila voda sa beznačajnim rizikom od virusa

a) Srednja vrednost za mutnoću pre završne dezinfekcije ne sme biti veća od 1 NTU, a za pojedinačne uzorke ne sme biti veća od 5 NTU.

Rezidualni hlor nakon završne dezinfekcije ne sme biti veći od 5 mg/l posle vremena kontakta od 30 minuta pri Ph < 8.0.

Dodatni tretmani treba da sadrže filtraciju pomoću sporih peščanih filtera, ozoniranje i druge procese kojima se postiže redukcija enterovirusa više od 99%.

b) Dezinfekcija će se izvršiti ako se otkrije prisustvo E. coli. i drugih termostabilnih koliformnih bakterija.

Prisutnost ovih agenasa u vodovodima, značaj za sistem vodosnabdevanja kao i zdravstveni značaj prikazani su u tabeli 4, a preporuke za bakteriološki kvalitet u tabeli 5.

? nepoznato ili nesigurno

1. period otkrivanja infektivnog stadijuma u vodi na 20° kratak do 1 nedelje, srednji od 1 nedelje do mesec dana, dug preko jednog meseca;
2. kada je zaraznost privremeno otklonjena u vodi tretirano je uobičajenim dozama i kontakt vremenom. Rezistencija umerena agens ne mora biti potpuno uništen; rezistencija niska agens treba potpuno uništiti;
3. doza potrebna da zarazi 50% zdrave odrasle populacije volontera, za neke viruse je mala kao jedna infektivna jedinica;
4. iz eksperimenta ljudi volontera;
5. glavni put prenošenja zaraze je kontakt kožom, ali prenošenje zaraze može biti oralno za osobe sa imunodeficijencijom i pacijente obolele od malignih bolesti.

U tabeli 6 su prikazani mikrobiološki parametri koje Evropska unija predlaže kod analize mikrobiološke ispravnosti vode za piće. Fekalne koliformne bakterije su zamenjene sa Escherihia coli, a radi obezbeđenja besprekorne ispravnosti vode za piće koja je flaširana, pridodata je Pseudomonas aeruginosa kao mikrobiološki parametar. Zapremina uzorka za mikrobiološke analize flaširane vode iznosi 250 ml, a ne 100 ml kako je u prethodnim preporukama bilo predviđeno.

Literatura

1. Environmental Health Risk Management in The European Region Who, Regional office for Europe ICP/PCS 019 Unedited draff, feb. 1991.
2. The Risk Assesment Guidelines of 1986. EPA (600) 8-87/045,1987.
3. World Health Organization; Guidelines for drinking-water quality, 1st ed., 1984.
4. World Health Organization; Guidelines for drinking-water quality, Second ed., vol. 1, Recommendations, 1993.
5. Commission of the European Communities: Proposal for a COUNCIL DIRECTIVE concerning the guality of water intended for human consumption, Brussels, 1994.
6. WHO (1994) IPCS Environmental Health Criteria 170; Assessing human health risk of chemicals: Derivation of guidance values for health-based exposure iimrts, Geneva.
7. T. Knežević, Lj. Pavlović, Lj. Pjerotić: Derivation of guidance value for human exposure limits to chemical substances, Proceedings 2, I Regional Symposium: Chemictry and the Environment, Vrnjačka Banja, 1995 (611-614)
8. T. Knežević, Lj. Pavlović Trajković, D. Aleksić: Životna sredina i njen uticaj na zdravlje, Zbornik saopštenja, Naša ekološka istina, Borsko jezero 1994. (192-193).