T. Shchutska¹, N. Operchuk², N. Levytska¹, A. Demich¹, A. Koval¹

¹L.I. Medved’s Research Center of Preventive Toxicology, Food and Chemical Safety, Ministry of Health, Ukraine (State Enterprise), Kyiv, Ukraine

²State Іnstitution "Kirovohrad Regional Center for Disease Control and Prevention of the Ministry of Health of Ukraine", Kropivnitskiy, Ukraine

Abstract. Pollution of the environment by nitrates, nitrites, and nitro compounds is an urgent public health problem in many countries around the world. It is associated with the development of methemoglobinemia in children and with carcinogenic effects. This issue is particularly relevant for rural areas with decentralized water supply and in regions affected by war.

Aim. To assess the current state of monitoring nitrate and nitrite levels in drinking water, soils, and food products in Ukraine, identify health risks, and determine directions for improving national legislation in line with EU standards.

Methods. The results of laboratory studies (2018–2024) of environmental objects and food products for nitrates, nitrites, and nitro compounds were analyzed using a spectrophotometric method with the Griess reagent (according to DSTU and ISO standards). The regulatory framework of Ukraine was analyzed and compared with Directives 91/676/EEC, 98/83/EC, 2000/60/EC, and Regulation (EU) No. 1881/2006.

Results. Elevated nitrate levels were found in drinking water from wells and in greenhouse-grown vegetables, exceeding hygienic standards. This is linked to excessive fertilizer use and weak monitoring. The highest risk was identified among infants and pregnant women due to the development of methemoglobinemia. Gaps in the monitoring system and legal regulation were revealed. There is no state system for tracking diseases associated with nitrates.

Conclusions. The monitoring system in Ukraine requires updating, harmonization with EU legislation, development of biomonitoring, strengthening interagency cooperation, and enhancement of laboratory technical capacity. Integrated chemical risk management should be implemented both in peacetime and during emergencies.

Keywords: nitrates, nitrites, nitro compounds, environmental monitoring, methemoglobinemia.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ / REFERENCES

1. Nitrate in 2020: Thirty years from transport to signaling networks. The Plant Cell, July 2020:32:2094-2119.

2. Nitrate and nitrite in drinking water. WHO Guidelines for Drinking water quality. 2016.

3. Ukraine Humanitarian Response Plan 2023, 15 February 2023. Geneva: Office of the United Nations High Commissioner for Human Rights, 2023 (https://reliefweb.int/report/ukraine/ukraine-humanitarian-response-plan-february-2023-enuk).

4. План гуманітарних потреб і реагування: Україна. 10 січня 2024 р. OCHA. URL: unocha.org/ukraine.PDF. 130 p. [Humanitarian Needs and Response Plan: Ukraine. January 10, 2024. OCHA. URL: unocha.org/ukraine.PDF. 130 p.].

5. Lamig L, Moreno S, Álvarez JM, Gutiérrez RA. Molecular mechanisms underlying nitrate responses in plants. Curr Biol. 2022 May 9;32(9):R433-R439. doi: 10.1016/j.cub.2022.03.022. PMID: 35537398. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35537398].

6. Vidal E A, Alvarez J M, Araus V, Riveras E, Brooks M D, Krouk G & Gutiérrez R A (2020). Nitrate in 2020: Thirty years from transport to signaling networks. The Plant Cell, 32(7):2094–2119. https://doi.org/10.1105/tpc.19.00748. https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC7346567.

7. Council Directive 91/676/EEC of 12 December 1991 concerning the protection of waters against pollution caused by nitrates from agricultural sources. Official Journal of the European Communities, L 375,31.12.1991:1–8. https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/1991/676/oj/eng?utm_source=chatgpt.com.

8. European Parliament & Council. (2006, December 12). Directive 2006/118/EC on the protection of groundwater against pollution and deterioration. Official Journal of the European Union, L372:19–31. https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2006/118/oj/eng?utm_source=chatgpt.com.

9. European Parliament & Council. (2000, October 23). Directive 2000/60/EC establishing a framework for Community action in the field of water policy. Official Journal of the European Union, L327;1–73. https://eur-lex.europa.eu/legalcontent/EN/TXT/?uri=legissum%3Al28002b&utm_source=chatgpt.com.

10. Commission Regulation (EC) No 1881/2006 of 19 December 2006 setting maximum levels for certain contaminants in foodstuffs. Official Journal of the European Union, L364;5–24. https://eurlex.europa.eu/legal-content/EN/TXT/PDF/?uri=CELEX%3A32006R1881&utm_source=chatgpt.com.

11. European Parliament & Council. (2008, December 16). Regulation (EC) N 1333/2008 on food additives. Official Journal of the European Union, L 354, 16–49. https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2008/1333/oj/eng?utm_source=chatgpt.com.

12. Commission Regulation (EU) 2023/2108 of 6 October 2023, amending Annex II to Regulation (EC) N 1333/2008 as regards nitrites (E 249–250) and nitrates (E 251–252), Official Journal L 2023/2108, 9 October 2023.https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2023/2108/oj/ eng?utm_source=chatgpt.com.

13. EFSA. (2017). Reevaluation of potassium nitrite (E 249) and sodium nitrite (E 250); sodium nitrate (E 251) and potassium nitrate (E 252). EFSA Journal. https://www.efsa.europa.eu/en/press/news/170615?utm_source=chatgpt.com.

14. EFSA CONTAM Panel. (2008). Scientific opinion on nitrate in vegetables. EFSA Journal. https://efsa.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.2903/j.efsa.2008.689?utm_source=chatgpt.com.

15. Про охорону навколишнього природного середовища: Закон України від 25.06.1991:  1264XII. База даних «Законодавство України». Верховна Рада України. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/1264-12 (дата звернення: 19.06.2025). [On Environmental Protection: Law of Ukraine dated 25.06.1991: 1264XII. Database "Legislation of Ukraine". Verkhovna Rada of Ukraine. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/1264-12 (access date: 19.06.2025)].

16. Про охорону атмосферного повітря: Закон України від 16.10.1992:  2707 XII. База даних «Законодавство України». Верховна Рада України. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/2707-12 (дата звернення: 19.06.2025). [On Air Protection: Law of Ukraine dated 16.10.1992: 2707 XII. Database "Legislation of Ukraine". Verkhovna Rada of Ukraine. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/2707-12 (access date: 19.06.2025)].

17. Про питну воду, питне водопостачання та водовідведення: Закон України від 18.05.2017  2047 VIII (у редакції змін. База «Законодавство України». ВР України. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/2047-19 (дата звернення: 19.06.2025). [On drinking water, drinking water supply and water disposal: Law of Ukraine dated 18.05.2017 2047 VIII (as amended. Database "Legislation of Ukraine". Verkhovna Rada of Ukraine. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/2047-19 (date of application: 19.06.2025)].

18. Про затвердження Порядку здійснення державного моніторингу вод: Постанова КМУ від 19.09.2018 №758. База «Законодавство України». Верховна Рада України. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/758- 2018-п (дата звернення: 19.06.2025). [On approval of the Procedure for state monitoring of waters: Resolution of the Cabinet of Ministers of Ukraine dated 19.09.2018 No. 758. Database "Legislation of Ukraine". Verkhovna Rada of Ukraine. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/758-2018-п (date of application: 19.06.2025)].

19. ДСанПіН 2.2.4 171 10: Наказ МОЗ України від 12.05.2010:  400; ред. 17.01.2025. База даних «Законодавство України». Верховна Рада України. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/z0452-10 (дата звернення: 19.06.2025). [DSanPiN2.2.4 171 10: Order of the Ministry of Health of Ukraine dated 12.05.2010: 400; revised 17.01.2025. Database "Legislation of Ukraine". Verkhovna Rada of Ukraine. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/z0452-10 (date of application: 06/19/2025)].

20. Nitrate and nitrite in drinking water. In WHO Guidelines for Drinking water Quality (4th ed., p. 541–546). Geneva: WHO. Online at: https://www.who.int/teams/environment-climatechange-and-health/water-sanitation-and-health/chemical-hazards-in-drinking-water/nitrate-nitrite.

21. Про затвердження Державних санітарних норм і правил «Показники безпечності та окремі показники якості питної води в умовах воєнного стану та надзвичайних ситуацій іншого характеру»: Наказ МОЗ України 22.04.2022: № 683. База «Законодавство України». Верховна Рада України. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/z0564-22 (дата звернення: 19.06.2025). [On approval of the State Sanitary Norms and Rules "Safety Indicators and Certain Indicators of Drinking Water Quality in Conditions of Martial Law and Other Emergencies": Order of the Ministry of Health of Ukraine dated 04/22/2022: No. 683. Database "Legislation of Ukraine". Verkhovna Rada of Ukraine. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/z0564-22 (date of application: 06.19.2025)].

22. Про затвердження Державних гігієнічних правил і норм «Регламент максимальних рівнів окремих забруднюючих речовин у харчових продуктах: Наказ МОЗ України від 13.05.2013: 368. База «Законодавство України». Верховна Рада України. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/z0774-13 (дата звернення: 19.06.2025). [On approval of the State Hygienic Norms and Rules "Regulations on Maximum Levels of Certain Pollutants in Food Products: Order of the Ministry of Health of Ukraine dated 05.13.2013:368. Database "Legislation of Ukraine". Verkhovna Rada of Ukraine. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/z0774-13 (date of access: 06.19.2025)].

23. Про затвердження гігієнічних регламентів допустимого вмісту хімічних речовин у ґрунті: Наказ МОЗ України від 14.07.2020: 1595. База даних «Законодавство України». Верховна Рада України. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/z0722-20 (дата звернення: 19.06.2025). [On approval of hygienic regulations for the permissible content of chemical substances in the soil: Order of the Ministry of Health of Ukraine dated 07/14/2020: 1595 // Database "Legislation of Ukraine" / Verkhovna Rada of Ukraine. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/z0722-20 (date of access: 06/19/2025)].

24. Про затвердження державних медико-санітарних нормативів допустимого вмісту хімічних і біологічних речовин в атмосферному повітрі населених місць: Наказ МОЗ України від 10.05.2024: 813. База «Законодавство України». Верховна Рада України. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/z0763-24 (дата звернення: 19.06.2025). [On approval of state medical and sanitary standards for the permissible content of chemical and biological substances in the atmospheric air of populated areas: Order of the Ministry of Health of Ukraine dated 05/10/2024: 813. Database "Legislation of Ukraine". Verkhovna Rada of Ukraine. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/z0763-24 (date of access: 06.19.2025)].

26. Про затвердження Методики визначення зон, вразливих до накопичення нітратів: Наказ Міндовкілля України від 15.04.2021:  244. База «Законодавство України». Верховна Рада України. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/z0776-21 (дата звернення: 19.06.2025). [On Approval of the Methodology for Determining Zones Vulnerable to Nitrate Accumulation: Order of the Ministry of Environment of Ukraine dated 04/15/2021: 244. Database "Legislation of Ukraine". Verkhovna Rada of Ukraine. URL: https://zakon.rada.gov.ua/go/z0776-21 (access date: 06.19.2025)].

27. Розпорядження Кабінету міністрів України від 9 грудня 2022 р. № 1134-р «Про схвалення Водної стратегії України на період до 2050 року». https://zakon.rada.gov.ua/laws/main/1134-2022-%D1%80?utm_source=chatgpt.com#Text. [Resolution of the Cabinet of Ministers of Ukraine dated December 9, 2022 No. 1134-r “On approval of the Water Strategy of Ukraine for the period until 2050”].

28. Fossen Johnson S. Methemoglobinemia: Infants at risk. Curr Probl Pediatr Adolesc Health Care. 2019.Mar;49(3):57–67. doi: 10.1016/j.cppeds.2019.03.002. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30956100.

29. Knobeloch L, Salna B, Hogan A, Postle J, Anderson H. Blue babies and nitrate contaminated well water. Environ Health Perspect. 2000.Jul;108(7):675–8. doi:10.1289/ehp.00108675. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10903623.

30. Sherris AR, Baiocchi M, Fendorf S, Luby SP, Yang W, Shaw GM, et al. Nitrate in drinking water during pregnancy and spontaneous preterm birth: a retrospective within mother analysis in California. Environ Health Perspect. 2021.May;129(5):57001. doi:10.1289/EHP8205. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33949893.

31. Stayner L, Søndergaard Jensen A, Schullehner J, Coffman V, Trabjerg B, Olsen J, et al. Nitrate in drinking water and risk of birth defects: findings from a cohort study of over one million births in Denmark. Lancet Reg Health Eur. 2021;6:100127. doi:10.1016/j.lanepe.2021.00272. https://www.thelancet.com/journals/lanepe/article/PIIS2666-7762%2821%2900272-6/fulltext.

32. Clemmensen PJ, Schullehner J, Brix N, Sigsgaard T, Stayner LT, Kolstad HA, Ramlau Hansen CH. Prenatal Exposure to Nitrate in Drinking Water and Adverse Health Outcomes in the Offspring: a Review of Current Epidemiological Research. Curr Environ Health Rep. 2023;10(3):250–263. doi:10.1007/s40572-023-00404-9. https://link.springer.com/article/10.1007/s40572-023-00404-9.

33. Руденко С, Лакуста О. Динаміка змін нітрогенумісних сполук у криничній воді Чернівецької області та їх зв’язок із деякими агрохімічними та агроекологічними показниками. 2018;96:2: Bulletin of Agricultural Science https://agrovisnyk.com/pdf/ua_2018_02_11.pdf. [Rudenko S, Lakusta O. Dynamics of Changes in Nitrogen-Containing Compounds in Well Water of Chernivtsi Region and Their Relationship with Some Agrochemical and Agroecological Indicators. 2018;96:2: Bulletin of Agricultural Science https://agrovisnyk.com/pdf/ua_2018_02_11.pdf].

Received November, 26, 2025

Review dates February, 25, 2026; April, 24, 2026

Publication date June, 12, 2026