vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2024-4-93-107vguit-3555Research ArticleПищевая биотехнологияFood biotechnologyИнтегральная оценка безопасности питьевой воды биотестированиемIntegrated assessment of drinking water safety by biotestinghttps://orcid.org/0009-0003-5926-4350КалачевС. Л.KalachevS. L.

к.т.н., доцент, кафедра товарной экспертизы и таможенного дела, Стремянный пер, 36, г. Москва, 115054, Россия

Cand. Sci. (Tech.), associate professor, department of Commodity expertise and customs, Stremyanny lane 36 Moscow, 115054, Russia

kalatchev.sl@rea.ruhttps://orcid.org/0000-0002-9653-0956ЛеоноваИ. Б.LeonovaI. B.

к.т.н., доцент, кафедра товарной экспертизы и таможенного дела, Стремянный пер, 36, г. Москва, 115054, Россия

Cand. Sci. (Tech.), associate professor, department of Commodity expertise and customs, Stremyanny lane 36 Moscow, 115054, Russia

leonova.ib@rea.ruhttps://orcid.org/0000-0001-6349-3365ИбрагимоваН. А.IbragimovaN. A.

к.т.н., доцент, кафедра товарной экспертизы и таможенного дела, Стремянный пер, 36, г. Москва, 115054, Россия

Cand. Sci. (Tech.), associate professor, department of Commodity expertise and customs, Stremyanny lane 36 Moscow, 115054, Russia

ibragimova.na@rea.ruhttps://orcid.org/0009-0004-7701-4723ФукинаО. В.FukinaO. V.

д.т.н, профессор, кафедра товарной экспертизы и таможенного дела, Стремянный пер, 36, г. Москва, 115054, Россия

Doctor. Sci. (Tech.), professor, department of Commodity expertise and customs, Stremyanny lane 36 Moscow, 115054, Russia

fukina.ov@rea.ruРоссийский экономический университет имени Г.В.ПлехановаРоссияPlekhanov Russian University of EconomicsRussian Federation20242312202486493107Copyright © Калачев С.Л., Леонова И.Б., Ибрагимова Н.А., Фукина О.В., 20252025Калачев С.Л., Леонова И.Б., Ибрагимова Н.А., Фукина О.В.Kalachev S.L., Leonova I.B., Ibragimova N.A., Fukina O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/3555

Безопасная питьевая вода является одним из ключевых факторов обеспечения высокого уровня качества жизни человека. Современные климатические и экологические проблемы усиливают сложность адекватного решения задачи – обеспечения населения качественной питьевой водой. Самым распространенным способом удовлетворения потребности населения в питьевой воде является центральное водоснабжение. Но даже в странах с высоким уровнем экономического развития потребители зачастую не удовлетворены качеством водопроводной воды, что приводит к росту спроса на бутилированную воду и водоочистные устройства, применяемые в домашних условиях. По данным Роспотребнадзора, в России в 2023 г. около 15% источников воды централизованного водоснабжения не соответствовали санитарно-эпидемиологическим показателям. Процент проб воды из водопроводов (вода перед поступлением в распределительную сеть), не соответствующих санитарно-химическим требованиям, составлял 17,15 %. Увеличение списка контаминантов питьевой воды заставляет исследователей расширять перечень методов для исследования безопасности воды. В статье рассматривается вопрос отличия качества воды бутилированной и воды, доочищенной бытовыми водоочистными устройствами, от аналогичной водопроводной воды без доочистки. В статье приводятся результаты исследования образцов воды с применением метода биотестирования с использованием тест-объектов дафний (Daphnia magna Straus). Анализируется комплексный показатель токсичности проб воды, полученных ее доочисткой семью видами картриджей (фильтров) на разных этапах выработки ресурса картриджей. Результаты показали, что токсичность воды зависит от используемого картриджа и стадии выработки его ресурса. Практическая значимость работы заключается в демонстрации влияния БВУ на безопасность воды и разработке рекомендаций по их использованию для обеспечения высокого качества питьевой воды. Результаты могут быть использованы для оптимизации методов оценки воды и разработки новых стандартов для бытовых фильтров.

Safe drinking water is one of the determining factors of human life quality. Modern climate and environmental problems increase the complexity of adequately solving the problem of providing the population with high-quality drinking water. The most common way to meet the need for safe water is central water supply. But even in countries with a high level of economic development, consumers are often dissatisfied with the quality of tap water, which leads to an increase in demand for bottled water and water purification devices used at home. According to Rospotrebnadzor, in Russia in 2023, about 15% of centralized water sources did not meet sanitary and epidemiological indicators. The percentage of water samples from water supply systems (water before entering the distribution network) that did not meet sanitary and chemical requirements was 17.15%. The expanding list of drinking water contaminants is forcing researchers to expand the range of methods for studying water safety. The article examines the question – is there really difference between the quality of bottled water, water purified by household water devices and tap water. The application of the biotesting method using Daphnia as test objects is considered as an assessment method. The complex toxicity index of water samples obtained by its additional purification with seven types of cartridges (filters) at different stages of cartridge resource is analyzed. The results showed that the toxicity of water depends on the cartridge used and the stage of its resource development. The practical significance of the work lies in demonstrating the impact of STBs on water safety and developing recommendations on their use to ensure high-quality drinking water. The results can be used to optimize water assessment methods and develop new standards for household filters.

питьевая водабиотестированиебытовые водоочистные устройствадафнии (Daphnia magna Straus)картриджи (фильтры)комплексный (интегральный) показатель токсичностиdrinking waterbiotestinghousehold water purification devicesDaphnia magna Strauscartridges (filters)complex (integral) toxicity indexReferencesTickner D., Opperman J., Abell R., Acreman M. et al. Bending the curve of global freshwater biodiversity loss: an emergency recovery plan // Bioscience. 2020. V. 70. № 4. P. 330–342.1 Tickner D., Opperman J., Abell R., Acreman M. et al. Bending the curve of global freshwater biodiversity loss: an emergency recovery plan // Bioscience. 2020.Vol. 70. no. 4. pp. 330–342.Grizzetti B., Lanzanova D., Liquete C., Reynaud A. et al. Assessing water ecosystem services for water resource management // Environmental Science & Policy. 2016. V.61. P.194–203.2 Grizzetti B., Lanzanova D., Liquete C., Reynaud A. et al. Assessing water ecosystem services for water resource management // Environmental Science & Policy. 2016. Vol. 61. pp. 194–203.Рахманин Ю.А., Михайлова Р.И. Анализ пищевых рисков и безопасность водного фактора // Анализ риска здоровью. 2018. № 4. С. 31–42.3 Rakhmanin Yu.A., Mikhailova R.I. Analysis of food risks and water factor safety // Risk Analysis to Health. 2018. no. 4. pp. 31–42. (in Russian).Zaitseva N., Kleyn S., Vekovshinina S.A., Glukhikh M. The quality of drinking water of centralized water supply systems and its impact on public health // The International Conference «Health and wellbeing in modern society». Advances in Health Sciences Research. 2020. V. 28. P.369–374.4 Zaitseva N., Kleyn S., Vekovshinina S.A., Glukhikh M. The quality of drinking water of centralized water supply systems and its impact on public health // The International Conference «Health and wellbeing in modern society». Advances in Health Sciences Research. 2020. Vol. 28. pp. 369–374.Клейн С.В., Вековшинина С.А. Приоритетные факторы риска питьевой воды систем централизованного питьевого водоснабжения, формирующие негативные тенденции в состоянии здоровья населения // Анализ риска здоровью. 2020. № 3. С. 49–60.5 Klein S.V., Vekovshinina S.A. Priority risk factors of drinking water in centralized water supply systems forming negative trends in public health // Risk Analysis to Health. 2020. no. 3. pp. 49–60. (in Russian).Ferreira M.M., Fiore F., Saron A., Da Silva G. Systematic review of the last 20 years of research on decentralized domestic wastewater treatment in Brazil: state of the art and potentials // Water Science and Technology. 2021. V. 84. № 12. P. 3469–3488.6 Ferreira M.M., Fiore F., Saron A., Da Silva G. Systematic review of the last 20 years of research on decentralized domestic wastewater treatment in Brazil: state of the art and potentials // Water Science and Technology. 2021. Vol. 84. no. 12. pp. 3469–3488.Hafeez A., Shamair Z., Shezad N., Javed F. et al. Solar powered decentralized water systems: a cleaner solution of the industrial wastewater treatment and clean drinking water supply challenges // Journal of Cleaner Production. 2020. V. 289. P.125717.7 Hafeez A., Shamair Z., Shezad N., Javed F. et al. Solar powered decentralized water systems: a cleaner solution of the industrial wastewater treatment and clean drinking water supply challenges // Journal of Cleaner Production. 2020. Vol. 289. pp. 125717.Bi B., Liu X., Gu X., Lu S. Occurrence and risk assessment of heavy metals in water, sediment, and fish from Dongting Lake, China // Environmental Science and Pollution. 2018. V. 25. № 34. P. 34076–34090.8 Bi B., Liu X., Gu X., Lu S. Occurrence and risk assessment of heavy metals in water, sediment, and fish from Dongting Lake, China // Environmental Science and Pollution. 2018. Vol. 25. no. 34. pp. 34076–34090.Danilo MV B., Oluwadara A., Anderson S.S. Microbial diversity and ecology of bottled water // Current opinion in food science. 2024. V. 60. P. 101218.9 Danilo M.V.B., Oluwadara A., Anderson S.S. Microbial diversity and ecology of bottled water // Current Opinion in Food Science. 2024. Vol. 60. pp. 101218.Лавров К.Л. О потреблении, качестве и безопасности воды питьевой бутилированной // Конкурентоспособность территорий: XIX Всероссийский эконом. форум молодых ученых и студентов: в 8 ч., Екатеринбург, 27–28 апреля 2016 года. Часть 7. 2016. С. 205–208.10 Lavrov K.L. Consumption, quality, and safety of bottled drinking water // Competitiveness of Territories: Materials of the XIX All-Russian Economic Forum of Young Scientists and Students: in 8 parts, Yekaterinburg, April 27–28, 2016. Part 7. 2016. pp. 205–208. (in Russian).Амбарцумян Л.И., Губа Е.Н., Гусева М.В., Диянова С.Н. и др. Проблемы качества и безопасности бутилированной питьевой воды // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 2018. Т. 364, № 4. С. 96–99.11 Ambartsumyan L.I., Guba E.N., Guseva M.V., Dianova S.N. et al. Problems of quality and safety of bottled drinking water // Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Food Technology. 2018. Vol. 364. no. 4. pp. 96–99. (in Russian).Curutiu C., Iordache F., Gurban P., Lazar V. et al. Main microbiological pollutants of bottled waters and beverages // Bottled and Packaged Water. The science of beverages. Woodhead Publishing. 2019.V. 4. P. 403–422.12 Curutiu C., Iordache F., Gurban P., Lazar V. et al. Main microbiological pollutants of bottled waters and beverages // Bottled and Packaged Water. The Science of Beverages. Woodhead Publishing. 2019. Vol. 4. pp. 403–422.Kunz J.M., Lawinger H., Miko S. et al. Surveillance of waterborne disease outbreaks associated with drinking water – United States, 2015–2020 // MMWR Surveillance Summaries. 2024. V.73. № 1. P.1–23.13 Kunz J.M., Lawinger H., Miko S. et al. Surveillance of waterborne disease outbreaks associated with drinking water – United States, 2015–2020 // MMWR Surveillance Summaries. 2024. Vol. 73. no. 1. pp. 1–23.Сергевнин В.И., Трясолобова М.А., Рыжаенков В.Г. Может ли бутилированная вода оказаться фактором передачи возбудителей острых кишечных инфекций? // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2014. № 4. С. 24–27.14 Sergevnin V.I., Tryasolobova M.A., Ryzhayenkov V.G. Can bottled water be a factor in the transmission of acute intestinal infections? // Epidemiology and Infectious Diseases. 2014. no. 4. pp. 24–27. (in Russian).Eliseeva L.G., Makhotina I.A., Gorozhanin P.P., Yurina O.V. Experience in the application of bioassays with planarian in the studies of drinking bottled water safety // Mediterranean Journal of Social Sciences. 2015. V. 6. № 264. P. 29–33.15 Eliseeva L.G., Makhotina I.A., Gorozhanin P.P., Yurina O.V. Experience in the application of bioassays with planarian in the studies of drinking bottled water safety // Mediterranean Journal of Social Sciences. 2015. Vol. 6. no. 264. pp. 29–33.ГОСТ Р 56236–2014 Вода. Определение токсичности по выживаемости пресноводных ракообразных Daphnia magna Straus. – М.: Стандартинформ, 2016. – 40 с.16 State Standart 56236–2014. Water. Determination of toxicity based on the survival of freshwater crustaceans Daphnia magna Straus. Moscow: Standartinform, 2016. 40 p. (in Russian).ФР.1.39.2007.03222. Биологические методы контроля. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков, сточных вод, отходов по смертности и изменению плодовитости дафний. Москва, «Акварос». 2007. 51 с.17 FR.1.39.2007.03222. Biological control methods. Methodology for determining the toxicity of water and water extracts from soil, sediments, wastewater, and waste based on the mortality and fertility changes in daphnia. Moscow, Aquaros, 2007. 51 p. (in Russian).Министерство природных ресурсов РФ. Руководство по определению методом биотестирования токсичности вод, донных отложений, загрязняющих веществ и буровых растворов. Москва. 2002. РЭФИА, НИА-Природа. 61 с.18 Ministry of Natural Resources of the Russian Federation. Guidelines for determining the toxicity of water, bottom sediments, pollutants, and drilling fluids by biotesting. Moscow, REFIA, NIA-Priroda, 2002. 61 p. (in Russian).Кряжевских А.А., Бардина В.И., Склярова Н.А. Методы биотестирования для обнаружения лекарственных средств в водной среде // Формулы фармации. 2022. Т. 4, № 1. С. 61–69.19 Kryazhevskikh A.A., Bardina V.I., Sklyarova N.A. Biotesting methods for detecting pharmaceuticals in aquatic environments // Formulas of Pharmacy. 2022. Vol. 4. no. 1. pp. 61–69. (in Russian).Saksonov M.N., Balayan A.E., Kashina N.F., Barkhatova O.A. Comparison of the sensitivity of biotesting techniques in determining the toxicity of heavy metals and phenolic compounds // 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018. V.18. P.207–212.20 Saksonov M.N., Balayan A.E., Kashina N.F., Barkhatova O.A. Comparison of the sensitivity of biotesting techniques in determining the toxicity of heavy metals and phenolic compounds // 18th International Multidisciplinary Scientific GeoConference SGEM 2018. Vol. 18. pp. 207–212.Строганов Н.С., Исакова Е.Ф., Колосова Л.В. Метод биотестирования качества вод с использованием дафний // Методы биоиндикации и биотестирования природных вод. 1987. №. 1. С. 5–12.21 Stroganov N.S., Isakova E.F., Kolosova L.V. Method of biotesting water quality using daphnia // Methods of Bioindication and Biotesting of Natural Waters. 1987. no. 1. pp. 5–12. (in Russian).Флеров Б.А. Сравнительное изучение реакций избегания токсических веществ у некоторых водных животных // Физиология и паразитология пресноводных животных. Л., 1979. С. 81–87.22 Flerov B.A. Comparative study of avoidance reactions to toxic substances in some aquatic animals // Physiology and Parasitology of Freshwater Animals. Leningrad, 1979. pp. 81–87. (in Russian).Гаевский Н.А., Горбанева Т.Б. Морфофизиологические реакции клеток микроводорослей на действие токсикантов в искусственных и природных экосистемах // Состояние водных экосистем Сибири и перспективы их использования. Томск, 1998. С. 312–313.23 Gaevsky N.A., Gorbaneva T.B. Morphophysiological reactions of microalgae cells to toxicants in artificial and natural ecosystems // State of Aquatic Ecosystems in Siberia and Prospects for Their Use. Tomsk, 1998. pp. 312–313. (in Russian).Лукьянцева Л.В. Биологическое тестирование природных вод // Состояние водных экосистем Сибири и перспективы их использования. Томск, 1998. С. 329–330.24 Lukyantseva L.V. Biological testing of natural waters // State of Aquatic Ecosystems in Siberia and Prospects for Their Use. Tomsk, 1998. pp. 329–330. (in Russian).Олькова А. С. Актуальные направления развития методологии биотестирования водных сред" Вода и экология: проблемы и решения. 2018. №2 (74). С. 40-50.25 Olkova A.S. Current trends in the development of methodologies for biotesting aquatic environments // Water and Ecology: Problems and Solutions. 2018. no. 2 (74). pp. 40–50. (in Russian).Чащин В.П., Гудков А.Б., Попова О.Н., Одланд И.О. Характеристика основных факторов риска нарушений здоровья населения, проживающего на территориях активного природопользования в Арктике // Экология человека. 2014. № 1. С. 3–12.26 Chashchin V.P., Gudkov A.B., Popova O.N., Odland I.O. Characteristics of the main risk factors for public health in territories with active natural resource use in the Arctic // Human Ecology. 2014. no. 1. pp. 3–12. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.