Химический состав воды. Роль воды в распространении неинфекционных заболеваний

Вода никогда не бывает в природе чистой, она всегда содержит примеси, по которым ее характеризуют с гигиенической стороны. В процессе круговорота и соприкосновения с воздухом, почвой и горными породами в ней растворяются химические соединения и проникают бактерии и вирусы. Из неорганических соединений – соли Са и Мg, которые обуславливают жесткость воды; хлориды, сульфаты, железо; среди постоянных компонентов – Mn, Be, Cu, As, Pb, F, Zn. Могут быть соли аммиака, нитриты и нитраты – это указывает на загрязнение воды белковыми веществами или фекалиями. Из газов содержатся – кислород, углекислый газ и сероводород.

Химический состав природных водзависит от физико-географических условий местности. Химические компоненты в воде могут обуславливать заболевания, связанные с химическим составом воды данной местности. Такие заболевания называются эндемическими.

Реакция среды. рН большинства природных вод колеблется от 6,5 до 9. Наиболее кислыми из природных вод являются болотистые воды, содержащие гуминовые вещества, щелочными – подземные воды, богатые бикарбонатами. рН воды вне пределов 6,5 – 8,5 указывает на загрязнение сточными водами.

Минерализация. Степень минерализации характеризует сухой остаток. Его определяют путем выпаривания профильтрованной воды и высушивании остатка при 110^оС. Повышенная минерализация воды снижает секрецию желудка, нарушает водно-солевое равновесие в организме, приводит к задержке воды в тканях, отекам, снижение диуреза. Использование для питья морской воды (18-35 г солей/л) ведет к быстрому обезвоживанию организма, нарушению кислотно-щелочного равновесия, нарушается сердечная деятельность. Чаще всего повышенная минерализация питьевой воды определяется ее жесткостью.

 

Жесткость воды зависит от содержания в ней солей Са и Мg (карбонаты, бикарбонаты, хлориды, сульфаты) и является важным критерием пригодности воды для хозяйственно-питьевых целей. Общая жесткость питьевой воды не должны превышать 7 мг-экв/л.  Повышенная жесткость артезианских скважин (более 7 мг-экв/л) образует накипь, повышает расход моющих средств (т.к. пена появляется только после того, как весь кальций и магний воды будут связаны жирными кислотами мыла), плохо развариваются мясо и овощи, плохо настаивается чай. На волокнах стираемых тканей оседают хлопья мыла. То же происходит при мытье тела - забиваются кожные поры, возникают сухость, раздражение и прыщи. При употреблении жесткой воды, особенно в условиях жаркого климата, повышается риск развития мочекаменной болезни.

Пониженной жесткостьюобладает талая вода снега и льда или дистиллированная, длительное употребление которых из-за низкого содержания солей вызывает неблагоприятный минеральный обмен - возникают сердечно-сосудистые заболевания, гастрит, вегето-сосудистая дистония по гипертоническому типу, заболевания ЦНС. Это наблюдается у жителей Красноярского края и Амурской области, где жесткость воды в реках составляет 0,25 вместо 7,0 мг\л.

Микроэлемент фтор имеет большое гигиеническое значение. От фтора зависит образование зубной эмали и крепость костной ткани. Поступает фтор в организм, в основном, с водой. Норма содержания фтора в питьевой воде – 1,5 мг/л. Как повышенное, так и пониженное содержание фтора в питьевой воде приводит к нарушениям в организме. При содержании более 1,5 мг/л — флюороз; менее 0,7 — кариес зубов (диапазон от 0,7 до 1,5 мг/л).

Флюороз – нарушение, связанное с поступлением высоких концентраций фтора. Внешне флюороз проявляется в виде темных пятен на эмали зубов, размер которых зависит от количества и длительности поступления фтора. Развитие флюороза возможно лишь в период формирования зубов, т.е. в детском возрасте. При концентрации фтора более 6 мг/л процесс захватывает не только зубную эмаль, но и дентин. Длительное поступление больших количеств фтора приводит к более обширным нарушениям. К ним относятся генерализованные изменения всего скелета: остеопороз, деформация, утолщение и повышение хрупкости костей. Одновременно отмечаются нарушения фосфорно-кальциевого обмена, снижение активности фосфатаз, холинэстеразы, угнетение кроветворной и центральной нервной системы у детей.

Приуроченность к конкретной местности позволяет рассматривать флюороз как эндемическое заболевание. Так, очаги флюороза зарегистрированы в Северной Африке, США, Индии, Италии, в нашей стране – в Центральном нечерноземной районе, Кольском полуострове, Западной Сибири, Московской области.

Профилактика флюороза заключается в организации водоснабжения из источников с меньшим содержанием фтора, а при отсутствии таковых в дефторировании воды специальными методами. Некоторые ученые указывают на защитную роль витаминов С, А и D, ультрафиолетовых лучей, а также увеличение количества кальция в рационе питания.

Кариес. Впервые противокариесное действие фтора было установлено в 30-х г. 20 в. Тогда же были предприняты попытки лечить кариес фторидом натрия.

Содержание фтора в питьевой воде менее 0,5 мг/л снижает резистентность зубов к воздействию кислот и бактерий, способствует развитию кариеса. Особенно это касается воды, получаемой из поверхностных водоемов. С целью оптимального потребления фтора во многих странах мира производится фторирование питьевой воды.

Стоит отметить, что кариес связан не только с поступлением фтора, но и с недостатком в воде ванадия, калия, натрия, молибдена, циркония и других элементов. Развитию кариеса способствуют повышенная кислотность в ротовой полости, микроорганизмы, некачественный уход за зубами, наследственность, гормональные нарушения и другие факторы. Комплекс этих факторов следует учитывать при проведении профилактических мероприятий.

 

Микроэлемент йод. Еще одним важнейшим для жизнедеятельности человека микроэлементом является йод. Недостаточное поступление йода в организм нарушает синтез гормона тироксина. Затем следует компенсаторное диффузное увеличение щитовидной железы в результате гиперфункции и развивается так называемая зобная болезнь. Однако длительное недостаточное поступление йода у детей может вызвать тяжелое заболевание вплоть до кретинизма. Это слабоумие, нарушение роста, физического и полового развития с характерным внешним видом.

Суточная потребность взрослого человека в йоде составляет 100 – 200 мкг, 2/3 йода поступает в организм с пищей и лишь около 20 мкг – с водой. Контроль за содержанием йода в окружающей среде осуществляется по его содержанию в воде, поскольку пониженное содержание йода в воде отражает его недостаточность в других средах, в том числе в почве и растениях, т.е. ив продуктах питания. В связи с этим содержание йода в воде водоемов рассматривается как косвенный показатель обеспеченности йодом в данной местности. Это индикатор опасности развития эндемического зоба.

 

Сульфаты. При повышении обычного для данной местности содержания солей серной кислоты они могут служить признаком загрязнен я воды органическими веществами. Сера является составной частью белков,  которые при разложении и окислении дают соли серной кислоты. Сульфаты портят вкус воды, вызывают расстройство деятельности кишечника.

Железо (из артезианских скважин, старых водопроводных труб) ухудшает физические свойства воды – она становится мутной, желто-бурой окраски с неприятным металлическим привкусом; при стирке пачкается белье. Железо – токсичный металл, его избыток оказывает токсическое влияние на печень, селезенку, головной мозг. Содержание железа не должно превышать 0,3 мг/л водопроводной воды.

Фосфаты. В чистых водах практически не содержатся, свидетельствуют о сильном загрязнении воды разлагающимися органическими веществами, поступающими из почвы или со стоками промышленных предприятий.

Стронций и уран склонны к материальной и функциональной кумуляции. Повсеместно распространенный элемент, концентрация в подземных водах может составлять десятки мг/л. Может поступать в водоемы со сточными водами предприятий, занятых их добычей или использующих в технологическом процессе. Обмен стронция в организме хорошо изучен, установлено, что значительная его часть откладывается в костной ткани. Выведение осуществляется в основном через кишечник. Поступление в организм приводит к угнетению синтеза протромбина в печени, снижению активности холинэстеразы, активации остеогенеза (включение 8г и и в костную ткань), снижающего включение в костную ткань Са и приводящего к развитию "стронциевого рахита".

Медь – повышенные концентрации поражают слизистые оболочки почек и печень.

Хлориды. Хлориды присутствуют почти во всех природных водах, их присутствие делает воду непригодной для питья из-за соленого вкуса, который ощущается при содержании иона хлора 150-250мг/л. Поскольку хлориды попадают в воду из почвы, а также с хозяйственно-бытовыми и промышленными стоками, то их содержание используют в качестве косвенного показателя возможного загрязнения воды.

При хлорировании водопроводной воды, содержащей органические загрязнители (гуминовые вещества, органику навоза, распавшиеся цветущие водоросли), которые не задерживаются системой очистки воды и проникают через современные фильтры, образуются хлорорганические вещества – хлороформ, бромдихлорметан, четыреххлористый углерод и др., которые долго сохраняются и не уничтожаются при длительном кипячении. Хлорорганические вещества вызывают повреждение печени и иммунной системы, а в дальнейшем рак. Активный хлор раздражает слизистые оболочки, является аллергеном. Хлор воздействует на стенку желудка, обуславливая гастриты, и на иммунную систему. Особенно его действие сказывается при обеззараживании воды усиленными дозами хлора. Поэтому водопроводная вода с запахом хлора подлежит дополнительной бытовой очистке с помощью бытовых фильтров.

Содержание органических веществ в воде служит важным критерием ее качества. О наличии органических веществ обычно судят косвенно, по наличию кислорода в воде или по его количеству, которое расходуется на окисление органических веществ, находящихся в 1 л воды. Важным показателем загрязнения воды органическими веществами животного происхождения являются соли аммиаки, азотистой и азотной кислот. Присутствие аммонийных солей указывает на свежее загрязнение, наличие нитритов, а особенно нитратов свидетельствует о давности загрязнения.

Аммиак (аммонийный азот) может быть различного происхождения. Чаще всего он служит продуктом разложения белковых веществ, попавших с бытовыми сточными водами.

Повышенное содержание нитритов ( более 10 мг/л) может быть при употреблении воды колодцев, прудов и рек, куда стекают талые или дождевые воды с полей, политых азотистыми удобрениями или большими дозами навоза, что может быть в сельской местности вода, богатая нитратами, вызывает тяжелое заболевание – токсический цианоз  метгемоглобинемию. Вредное воздействие нитратов проявляется тогда, когда происходит восстановление нитратов в нитриты, а их всасывание приводит к образованию метгемоглобина крови.  Это уменьшает снабжение тканей кислородом, неблагоприятно сказывается на ЦНС, сердечно-сосудистой и дыхательной системе.

По санитарно-гигиеническим требованиям питьевая вода не должна содержать аммонийный азот и нитриты, которые могут поступить с фекальными, хозяйственно-бытовыми сточными водами.

Тяжелые металлы.

1. Болезнь Минамата. В 50-е г. компания «Чиссо» стала сбрасывать содержащие ртуть сточные воды в бухту Минамата (Япония). В водоеме произошло трансформирование ртути в метилртуть, которой и отравились жители бухты при употреблении в пищу рыбы. Следствием этого происшествия явилась гибель десятков людей, тяжелые повреждения нервной системы, кроме того, в период с 1955 по 1959 год примерно каждый третий ребенок в Минамата рождался с психическими и физическими нарушениями.

2. Болезнь «Итай-Итай» характеризуется деформацией скелета с заметным уменьшением роста, поясничными болями, болезненными изменениями в мышцах ног, утиной походкой. Поражение почек при болезни «Итай-Итай» сходно с теми симптомами, которые отмечаются при хроническом профессиональном отравлении кадмием. Впервые это заболевание было обнаружено в 1946 г. у женщин старше 45 лет в Японии в городе Фуху. Кадмий в организм попадал с рисом, выращенным на полях, орошавшихся водой из реки с повышенным содержанием этого металла.