Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Ekologiya cheloveka (Human Ecology)Экология человека1728-08692949-1444Eco-Vector63175510.17816/humeco631755ORIGINAL STUDY ARTICLESОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯResearch ArticleAssessment of changes in hygienic indicators of drinking water from сentralized water supply systems during transportationОценка динамики гигиенических показателей питьевой воды централизованных систем водоснабжения в процессе транспортировки集中供水系统输送过程中饮用水卫生指标变化的评估https://orcid.org/0000-0002-5580-54429744-7639ShmelevaValeria D.ШмелеваВалерия ДмитриевнаShmelevaValeria D.
Russian Federation
ha-lera@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-4172-609X4906-4348KislitsynaLidiya V.КислицынаЛидия ВладимировнаKislitsynaLidiya V.
Russian Federation
sgm@fguzpk.ruhttps://orcid.org/0009-0006-3852-10148473-8686RomanovaOlga B.РомановаОльга БорисовнаRomanovaOlga B.
Russian Federation
romanovaob@fguzpk.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5191-47131588-8371AlenitckaiaMarina V.АленицкаяМарина ВладимировнаAlenitckaiaMarina V.
Russian Federation

MD, Dr. Sci (Medicine), Professor

д-р мед. наук, профессор

MD, Dr. Sci (Medicine), Professor

trial766@mail.ruhttps://orcid.org/0009-0006-8586-64377583-2220PugachevaEva S.ПугачеваЕва СергеевнаPugachevaEva S.
Russian Federation

Graduate student

аспирант

Graduate student

pugachova.eva@mail.ruCenter of Hygiene and Epidemiology in Primorsky RegionЦентр гигиены и эпидемиологии в Приморском краеCenter of Hygiene and Epidemiology in Primorsky RegionFar Eastern Federal UniversityДальневосточный федеральный университетFar Eastern Federal UniversityPacific Geographical Institute of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of SciencesТихоокеанский институт географии Дальневосточного отделения Российской академии наукPacific Geographical Institute of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences04122024201220243153803920805202412112024Copyright ©; 2025, Eco-VectorCopyright ©; 2025, Эко-ВекторCopyright ©; 2025,2025Eco-VectorЭко-Векторhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0https://hum-ecol.ru/1728-0869/article/view/631755

BACKGROUND: Although the majority of drinking water from centralized water supply systems meets the established standards, its quality still may be compromised during its transportation to the end user via pipeline systems.

AIM: To assess the changes in the composition of drinking water from centralized water supply systems during transportation with the Primorsky Territory as an example.

MATERIALS AND METHODS: The findings of the 2016–2022 laboratory studies conducted by the Center for Hygiene and Epidemiology in the Primorsky Territory as part of the social and hygienic monitoring program (189 monitoring points) were subjected to analysis. The pre- and post-distribution network data were compared using Microsoft Office Excel. The analysis of 18 indicators (19,485 pairwise comparisons) was conducted using IBM SPSS Statistics, while spatial visualization was performed with ArcGIS 10.8.2.

RESULTS: Among the hygienic indicators, the color of water significantly (p=0.005) intensifies after passing via the water supply pipeline system. Correlation analysis indicates that the color intensification may be attributed to the oxidizability of iron, manganese, and permanganate (r=0.28; r=0.21; r=0.13 at p <0.05, respectively). The hydrogen index demonstrates a tendency to shift towards an acidic medium, particularly during the summer months (χ2=14.5; p=0.002). The assessment of the influence of the water dispenser type revealed a tendency of the iron and some microbiological indicators to accumulate in standpipe systems, while the concentrations of these indicators were found to be decreased in building taps. The indicative significance of the microbiological indicators (generalized coliform bacteria, E. coli, enterococci) was recently highlighted in regulatory documents on the hygienic assessment of water quality. These bacteria are more frequently found in the distribution network than the nowadays excluded coliform bacteria, both general and thermotolerant. A spatial analysis of the proportion of drinking water samples that deteriorate during transportation enabled the identification of the water supply systems in the region where transportation represents a significant factor influencing the deterioration of water quality.

CONCLUSION: The retrospective analysis of the changes in the composition of drinking water from centralized water supply systems during transportation identified the indicators that are most susceptible to changes. This can be used when planning the upgrade of the water supply and treatment systems.

Обоснование. Хотя большая часть питьевой воды централизованных систем водоснабжения соответствует действующим стандартам, всё ещё остаётся вероятность изменения качества воды у конечного потребителя после её транспортировки по системе трубопроводов.

Цель. Оценить динамику состава питьевой воды централизованных систем водоснабжения в процессе транспортировки на примере Приморского края.

Материалы и методы. Проанализированы результаты лабораторных испытаний за 2016–2022 гг., выполненных ИЛЦ ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Приморском крае» в рамках социально-гигиенического мониторинга (189 мониторинговых точек). Сведение данных до и после подачи в распределительную сеть выполнено в Microsoft Office Excel, аналитическая часть по 18 показателям (19 485 попарных сравнений) — в IBM SPSS Statistics, пространственная визуализация — в ArcGIS 10.8.2.

Результаты. Среди гигиенических показателей цветность воды значимо (p=0,005) увеличивается после прохождения через систему труб водоснабжения. Согласно корреляционному анализу, увеличение цветности, возможно, связано с железом, марганцем и перманганатной окисляемостью (соответственно r=0,28; r=0,21; r=0,13 при p <0,05). Водородный показатель изменяется в сторону кислой среды, особенно в летний период (χ2=14,5; p=0,002). Оценка влияния типа водоразборного устройства выявила тенденцию железа и некоторых микробиологических показателей накапливаться в системах водоразборных колонок, в то время как для внутренних водоразборных устройств характерно уменьшение концентраций данных показателей. Отмечена индикаторная значимость микробиологических показателей (обобщённые колиформные бактерии, E. Coli, энтерококки), введённых недавно в нормативные документы по гигиенической оценке качества воды. Они чаще обнаруживаются в распределительной сети, чем исключённые к настоящему моменту общие и термотолерантные колиформные бактерии. Пространственный анализ доли проб питьевой воды, ухудшающихся в процессе транспортировки, позволил выделить водопроводы края, где транспортировка является приоритетным фактором ухудшения качества воды.

Заключение. Ретроспективный анализ динамики состава питьевой воды централизованных систем водоснабжения в процессе транспортировки определил наиболее подверженные изменениям показатели, что может быть использовано при планировании модернизации систем водоснабжения и водоподготовки.

背景。尽管集中供水系统的大部分饮用水符合现行标准，但在通过管网输送至最终用户的过程中，其水质可能发生显著变化。

研究目的。以滨海边疆区为例，评估集中供水系统输送过程中饮用水成分的动态变化。

材料与方法。分析了2016–2022年期间由滨海边疆区公共卫生与流行病学中心测试实验室（Center for Hygiene and Epidemiology in the Primorsky Territory）在社会卫生监测框架下完成的实验室检测结果（共189个监测点）。利用Microsoft Office Excel对供水网络分配前后数据进行整理，并使用IBM SPSS Statistics对18项指标（19,485对比数据）进行分析。同时，通过ArcGIS 10.8.2进行空间可视化。

结果。卫生指标显示，水的色度在通过供水管网后显著增加（p=0.005）。相关性分析表明，色度增加可能与铁、锰和高锰酸盐指数相关（相关系数分别为r=0.28；r=0.21；r=0.13， p <0.05）。pH值倾向于向酸性方向变化，尤其是在夏季（χ2=14.5；p=0.002）。不同类型取水装置的影响评估显示，铁和某些微生物指标更容易在水柱取水系统中积累，而在建筑物水龙头中这些指标的浓度有所下降。最近被纳入水质卫生评估规范的微生物指标（综合大肠菌群、E. сoli 和肠球菌）被证明具有重要的指示意义，这些指标在分配网络中更常被检测到，而之前被排除的总大肠菌群和耐热大肠菌群检测频率较低。饮用水在输送过程中质量下降样本比例的空间分析突出了一些管网，这些管网输送过程对水质恶化起到了主要作用。

结论。集中供水系统输送过程中饮用水成分变化的回顾性分析确定了最容易发生变化的关键指标。这些结果可为供水和水处理系统的现代化规划提供依据。

centralized drinking water supply systemsDWDStransportationdynamicsanalysissocial-hygienic monitoringсистемы питьевого централизованного водоснабженияЦВСтранспортировкадинамикаанализсоциально-гигиенический мониторинг集中供水系统CWS输送动态分析社会卫生监测Isaev DS, Mozzhukhina NA, Stepanyan AA. Justification of temporary deviations in drinking water quality given new scientific data for health risk assessment. Public Health and Life Environment — PH&LE. 2024;32(5):23–32. EDN: ROFGHO doi: 10.35627/2219-5238/2024-32-5-23-32Исаев Д.С., Мозжухина Н.А., Степанян А.А. Обоснование временных отступлений качества питьевой воды с учётом новых научных данных для оценки риска здоровью населения // Здоровье населения и среда обитания — ЗНиСО. 2024. Т. 32, № 5. C. 23–32. EDN: ROFGHO doi: 10.35627/2219-5238/2024-32-5-23-32Wolf J, Johnston RB, Ambelu A, et al. Burden of disease attributable to unsafe drinking water, sanitation, and hygiene in domestic settings: a global analysis for selected adverse health outcomes. Lancet. 2023;401(10393):2060–2071. doi: 10.1016/S0140-6736(23)00458-0Wolf J., Johnston R.B., Ambelu A., et al. Burden of disease attributable to unsafe drinking water, sanitation, and hygiene in domestic settings: a global analysis for selected adverse health outcomes // Lancet. 2023. Vol. 401, N 10393. P. 2060–2071. doi: 10.1016/S0140-6736(23)00458-0Spencer-Williams I, Meyer M, DePas W, et al. Assessing the impacts of lead corrosion control on the microbial ecology and abundance of drinking-water-associated pathogens in a full-scale drinking water distribution system. Environmental Science & Technology. 2023;57(48):20360–20369. doi: 10.1021/acs.est.3c05272Spencer-Williams I., Meyer M., DePas W., et al. Assessing the impacts of lead corrosion control on the microbial ecology and abundance of drinking-water-associated pathogens in a full-scale drinking water distribution system // Environmental Science & Technology. 2023. Vol. 57, N 48. P. 20360–20369. doi: 10.1021/acs.est.3c05272Mohammadpour A, Emadi Z, Samaei MR, et al. The concentration of potentially toxic elements (PTEs) in drinking water from Shiraz, Iran: a health risk assessment of samples. Environmental Science and Pollution Research. 2023;30(9):23295–23311. doi: 10.1007/s11356-022-23535-2Mohammadpour A., Emadi Z., Samaei M.R., et al. The concentration of potentially toxic elements (PTEs) in drinking water from Shiraz, Iran: a health risk assessment of samples // Environmental Science and Pollution Research. 2023. Vol. 30, N 9. P. 23295–23311. doi: 10.1007/s11356-022-23535-2Potapov SS, Parshina NV, Myazin VA, et al. The mineral composition of sediments and the reasons for their formation in the heating and hot water supply systems of the towns of Apatity and Kirovsk (the Murmansk Region). Vestnik of MSTU. 2022;25(2):125–132. EDN: GNSUSG doi: 10.21443/1560-9278-2022-25-2-125-132Потапов С.С., Паршина Н.В., Мязин В.А., и др. Минеральный состав отложений и причины их образования в системе отопления и горячего водоснабжения городов Апатиты и Кировска (Мурманская область) // Вестник Мурманского государственного технического университета. 2022. Т. 25, № 2. С. 125–132. EDN: GNSUSG doi: 10.21443/1560-9278-2022-25-2-125-132Ye X, Wang P, Wu Y, et al. Microplastic acts as a vector for contaminants: the release behavior of dibutyl phthalate from polyvinyl chloride pipe fragments in water phase. Environ Sci Pollut Res. 2020;27(33):42082–42091. doi: 10.1007/s11356-020-10136-0Ye X., Wang P., Wu Y., et al. Microplastic acts as a vector for contaminants: the release behavior of dibutyl phthalate from polyvinyl chloride pipe fragments in water phase // Environ Sci Pollut Res. 2020. Vol. 27, N 33. P. 42082–42091. doi: 10.1007/s11356-020-10136-0Khan IA, Lee KH, Lee YS, Kim JO. Degradation analysis of polymeric pipe materials used for water supply systems under various disinfectant conditions. Chemosphere. 2022;291 (Pt 1):132669. doi: 10.1016/j.chemosphere.2021.132669Khan I.A., Lee K.H., Lee Y.S., Kim J.O. Degradation analysis of polymeric pipe materials used for water supply systems under various disinfectant conditions // Chemosphere. 2022. Vol. 291, Pt 1. P. 132669. doi: 10.1016/j.chemosphere.2021.132669Yang X, Xu X, Zhou Y, et al. Longitudinal and vertical distribution of microplastics in various pipe scales in an operating drinking water distribution system. J Hazard Mater. 2023;459:132108. doi: 10.1016/j.jhazmat.2023.132108Yang X., Xu X., Zhou Y., et al. Longitudinal and vertical distribution of microplastics in various pipe scales in an operating drinking water distribution system // J Hazard Mater. 2023. Vol. 459. P. 132108. doi: 10.1016/j.jhazmat.2023.132108Khasanova AA, Chetverkina KV, Markovich NI. Determination of priority chemicals of water from centralized supply systems for monitoring water safety. Hygiene and Sanitation. 2021;100(5):428–435. EDN: QNTDAM doi: 10.47470/0016-9900-2021-100-5-428-435Хасанова А.А., Четверкина К.В., Маркович Н.И. Определение приоритетных химических веществ для контроля безопасности воды централизованных сетей водоснабжения // Гигиена и санитария. 2021. Т. 100, № 5. С. 428–435. EDN: QNTDAM doi: 10.47470/0016-9900-2021-100-5-428-435Moskvicheva AV, Fedulova EV, Gilgenberg AYu, et al. Development of measures to reduce corrosion of water management equipment. Engineering and Construction Bulletin of the Caspian Region. 2021;(4):36–40. EDN: YZQIBC doi: 10.52684/2312-3702-2021-38-4-36-40Москвичева А.В., Федулова Е.В., Гильгенберг А.Ю., и др. Разработка мероприятий по снижению коррозии оборудования водохозяйственного комплекса // Инженерно-строительный вестник Прикаспия. 2021. № 4. С. 36–40. EDN: YZQIBC doi: 10.52684/2312-3702-2021-38-4-36-40Papciak D, Domoń A, Zdeb M, et al. Mechanism of biofilm formation on installation materials and its impact on the quality of tap water. Water. 2022;14(15):2401. doi: 10.3390/w14152401Papciak D., Domoń A., Zdeb M., et al. Mechanism of biofilm formation on installation materials and its impact on the quality of tap water // Water. 2022. Vol. 15, N 14. P. 2401. doi: 10.3390/w14152401Taghavi M, Mohammadi MH, Radfard M, et. al. Assessment of scaling and corrosion potential of drinking water resources of Iranshahr. MethodsX. 2019;6:278–283. doi: 10.1016/j.mex.2019.02.002Taghavi M., Mohammadi M.H., Radfard M., et al. Assessment of scaling and corrosion potential of drinking water resources of Iranshahr // MethodsX. 2019. Vol. 6. P. 278–283. doi: 10.1016/j.mex.2019.02.002Bian K, Wang C, Jia S, et al. Spatial dynamics of bacterial community in chlorinated drinking water distribution systems supplied with two treatment plants: An integral study of free-living and particle-associated bacteria. Environ Int. 2021;154:106552. doi: 10.1016/j.envint.2021.106552Bian K., Wang C., Jia S., et al. Spatial dynamics of bacterial community in chlorinated drinking water distribution systems supplied with two treatment plants: An integral study of free-living and particle-associated bacteria // Environ Int. 2021. Vol. 154. P. 106552. doi: 10.1016/j.envint.2021.106552Han Z, An W, Yang M, Zhang Y. Assessing the impact of source water on tap water bacterial communities in 46 drinking water supply systems in China. Water Res. 2020;172:115469. doi: 10.1016/j.watres.2020.115469Han Z., An W., Yang M., Zhang Y. Assessing the impact of source water on tap water bacterial communities in 46 drinking water supply systems in China // Water Res. 2020. Vol. 172. P. 115469. doi: 10.1016/j.watres.2020.115469Calero Preciado C, Husband S, Boxall J, et al. Intermittent water supply impacts on distribution system biofilms and water quality. Water Res. 2021;201:117372. doi: 10.1016/j.watres.2021.117372Calero Preciado C., Husband S., Boxall J., et al. Intermittent water supply impacts on distribution system biofilms and water quality // Water Res. 2021. Vol. 201. P. 117372. doi: 10.1016/j.watres.2021.117372Zagainova AV, Trukhina GM, Rakhmanin YuA, et al. The rationale for introducing the indices «Generalized coliform bacteria» and «Escherichia coli» into the scheme of sanitary and microbiological control of water quality as indices of fecal contamination. Hygiene and Sanitation. 2020;99(12):1353–1359. EDN: HWXNYA doi: 10.47470/0016-9900-2020-99-12-1353-1359Загайнова А.В., Трухина Г.М., Рахманин Ю.А. Обоснование введения индикаторых показателей «Обобщённые колиформные бактерии» и «Escherichia coli» в систему санитарно-эпидемиологического контроля безопасности питьевой воды // Гигиена и санитария. 2020. Т. 99, № 12. С. 1353–1359. EDN: HWXNYA doi: 10.47470/0016-9900-2020-99-12-1353-1359Siedlecka A, Wolf-Baca M, Piekarska K. Microbial communities of biofilms developed in a chlorinated drinking water distribution system: A field study of antibiotic resistance and biodiversity. Sci Total Environ. 2021;774:145113. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.145113Siedlecka A., Wolf-Baca M., Piekarska K. Microbial communities of biofilms developed in a chlorinated drinking water distribution system: A field study of antibiotic resistance and biodiversity // Sci Total Environ. 2021. Vol. 774. P. 145113. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.145113