Железомарганцевая геохимическая аномалия в питьевых водах: оценка рисков для здоровья населения

Abstract

Цель: оценка неканцерогенного риска для здоровья населения, связанного с повышенными концентрациями Fe и Mn. Для этого проводилось изучение химического состава питьевой воды из нецентрализованных источников водоснабжения (колодцы, скважины) на западе Тюменской области в районе города Тюмени, где зафиксировано нахождение железомарганцевой биогеохимической аномалии. Методы: методы количественного анализа проб воды. Моделирование проводилось с использованием метода изучения случайных процессов - метод Монте-Карло. Это позволило учесть влияние природных факторов на растворимость металлов. Параметры модели включали концентрации Fe и Mn, а также биодоступность металлов в воде. Результаты исследования показали многократное превышение предельно допустимых концентраций для Fe (~10) и Mn (~2), однако уровень неканцерогенного риска для здоровья населения в большинстве случаев остался низким. В 5 % случаев индекс опасности приближается к пороговому значению, требуя повышенного внимания. Наиболее значимыми факторами оказались природные параметры, такие как pH воды и содержание органических веществ, влияющие на растворимость металлов (Fe, Mn). Выводы. Несмотря на низкий уровень неканцерогенного риска для здоровья населения, регулярный мониторинг и дополнительные меры по улучшению качества воды из нецентрализованных источников водоснабжения необходимы. Геохимические условия (pH, Eh) и сезонные изменения играют ключевую роль в рисках для здоровья, связанных с употреблением воды из источников данного типа

Aim. To assess the non-carcinogenic health risks associated with elevated concentrations of Fe and Mn in drinking water. Water samples were collected from decentralized sources (wells, boreholes) in the western Tyumen region, where an iron-manganese biogeochemical anomaly has been identified. Methods. Quantitative analysis and Monte Carlo simulations were applied to account for natural factors influencing metal solubility. The model parameters included Fe, Mn concentrations, and metal bioavailability in water. Results. Fe exceeded permissible limits by ~10 times and Mn by ~2 times. Despite these high concentrations, non-carcinogenic health risks remained low in most cases. However, in 5% of cases, the hazard quotient approached critical values, requiring increased attention. Significant factors influencing metal solubility were water pH and organic matter content. Conclusions. Although the overall risk is low, regular monitoring and additional water quality improvements are necessary. Geochemical conditions (pH, Eh) and seasonal variations are critical factors affecting health risks associated with consuming water from these sources