Индекс качества воды и анализ рисков для здоровья человека в городских источниках питьевой воды

Почему важна вода из вашего крана

Для многих горожан безопасная питьевая вода сводится к простому действию: повороту крана. Но то, что течёт наружу, может незаметно нести невидимые угрозы, накапливающиеся годами. В этом исследовании изучается питьевая вода в двух развивающихся городах Пакистана — Хафизабаде и Пинди Бхаттиане — и ставится простой, но жизненно важный вопрос: действительно ли вода, на которую люди полагаются каждый день, безопасна? Проводя анализ десятков проб и связывая результаты с рисками для здоровья, исследователи показывают, как проблемы в подземных скважинах, очистных сооружениях и старых водопроводных трубах могут суммироваться в реальные опасности, особенно для детей.

Откуда города берут воду

Исследование сосредоточилось на четырёх распространённых источниках питьевой воды: очистных установках, обеспечивающих базовую обработку; глубоких артезианских скважинах, качающих грунтовые воды; мелких скважинах, часто используемых частными лицами; и муниципальной воде из городского водопровода. Всего было собрано 48 проб из обоих городов, каждая из которых тестировалась несколько раз для обеспечения надёжности результатов. Команда измеряла простые физические параметры, такие как температура и мутность, химические компоненты — растворённые соли и жёсткость — и биологические признаки загрязнения, особенно E. coli, бактерию, указывающую на фекальное загрязнение. Затем все показатели сравнивали с рекомендациями Всемирной организации здравоохранения, чтобы оценить, насколько реальная вода отклоняется от норм безопасности.

Что показали анализы воды

Некоторые базовые показатели на первый взгляд выглядели обнадёживающе. Уровень кислотности (pH) находился в допустимом диапазоне, растворённый кислород, общее количество растворённых веществ и жёсткость в основном соответствовали пределам. Но другие признаки рассказали более тревожную историю. Во многих источниках вода была необычно тёплой, мутной и имела высокую проводимость — признаки большого содержания растворённых ионов и взвешенных частиц. Мутная вода особенно может защищать микробы от очистки. Наибольшие тревожные сигналы носили биологический и металлический характер: E. coli неоднократно обнаруживалась в водопроводной воде, что указывает на попадание сточных или почвенных бактерий в систему распределения, вероятно через старые корродированные трубы, проложенные близко к канализационным линиям. Одновременно мышьяк — токсический элемент, связанный с развитием рака — был выявлен в концентрациях выше международных и национальных норм в водопроводной воде Хафизабада и выше рекомендаций ВОЗ в нескольких источниках в обоих городах.

Превращение сложных данных в простую картину

Чтобы осмыслить множество измерений одновременно, исследователи использовали инструмент, называемый индексом качества воды. Этот метод объединяет ключевые физические и химические показатели в единый балл, который классифицирует воду как отличную, хорошую, плохую, очень плохую или непригодную для питья. Хотя сам E. coli нельзя было численно включить в индекс, его значимость отразилась в конструкции индекса и обсуждении результатов. Результаты оказались тревожными. В Хафизабаде фильтрующие установки, артезианские и мелкие скважины, а особенно местная водопроводная вода в основном попали в категории «плохая», «очень плохая» или даже «непригодная». В Пинди Бхаттиане одна очистная установка показала очень хорошие результаты, но большинство других источников по-прежнему соответствовали только плохому или удовлетворительному качеству. Команда также проверила чувствительность этих оценок к небольшим изменениям в расчёте индекса или в измеренных значениях и обнаружила, что низкие оценки остаются низкими — что указывает на то, что общая картина надёжна, а не является артефактом вычислений.

Связь качества воды с долгосрочным здоровьем

Помимо общей оценки качества, исследование спросило, что означают эти выводы для здоровья людей, которые пьют эту воду ежедневно. Используя стандартные методы, разработанные Агентством по охране окружающей среды США, исследователи оценили, какое количество мышьяка люди разного возраста будут получать в течение жизни и какие риски для здоровья это может нести. Они рассчитали некарциногенные эффекты с помощью «коэффициента опасности» и риск рака через вероятностную меру. Для взрослых и детей коэффициенты опасности для мышьяка превышали единицу во всех источниках, что указывает на реальную вероятность долгосрочного вреда для здоровья. Оценённые риски рака на протяжении жизни были значительно выше международных ориентиров — порядка нескольких дополнительных случаев на тысячу человек — с максимальными значениями у детей и у потребляющих водопроводную воду Хафизабада. Хотя оценка фокусировалась только на мышьяке, одновременное присутствие E. coli и высокой мутности указывает на то, что краткосрочные заболевания — такие как диарея, тиф и другие кишечные инфекции — также представляют серьёзную угрозу.

Что это значит для семей и городов

Для жителей Хафизабада и Пинди Бхаттиана — и для многих подобных городов в странах с развивающейся инфраструктурой — исследование несёт ясное послание: вода из многих кранов и скважин нельзя считать автоматически безопасной. Даже если она выглядит прозрачной и на вкус нормальная, она может нести двойное бремя — немедленных микробных угроз и медленно действующих токсинов, таких как мышьяк. Авторы призывают к улучшению очистки воды, ремонту и раздельной прокладке аварийных трубопроводов и канализации, а также к регулярному мониторингу ключевых загрязнителей как к неотложным мерам для защиты общественного здоровья. Пока такие изменения не будут внедрены, дети и взрослые в этих сообществах подвергаются предотвратимым рискам каждый раз, когда пьют воду из обычных городских источников.

Цитирование: Nasim, I., Nawaz, R., Farwa, A. et al. Water quality index and human health risk analysis in urban drinking water sources. Sci Rep 16, 12831 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42789-1

Ключевые слова: безопасность питьевой воды, мышьяк в грунтовых водах, загрязнение E. coli, городское водоснабжение, оценка рисков для здоровья