Гигиеническое и экологическое значение воды.

Лекция № 5 тема: Гигиеническое и экологическое значение воды. Все водные запасы на Земле объединены понятием «гидросфера», она имеет огромное значение для жизни и здоровья человечества. Гидросфера регулирует климат планеты, обеспечивает хозяйственную и промышленную деятельность людей, входит в состав всех живых организмов, населяющих Землю, выполняя в нем роль структурного компонента, растворителя и переносчика питательных веществ. Вода участвует в биохимических процессах, регулирует теплообмен с окружающей средой. Наряду с обеспечением физиологических функций организма вода имеет важнейшее санитарно-гигиеническое значение. Вместе с другими факторами вода формирует поверхность Земли, разрушает горные породы, создает почву, меняет ландшафт. Климат и погода всех регионов земного шара во многом определяется наличием водных пространств и водяного пара в атмосфере. Согласно оценкам специалистов, общие запасы воды на планете составляют приблизительно 1386 млн км3. 97,5% этих запасов составляет вода соленая и минеральная. На мировой океан приходится 96,5% водной массы. Объем же пресных вод куда меньше, он составляет 2,5% общих запасов воды на Земле (3,5 млн км3). Из этих 85% сосредоточенно в ледниках и снежном покрове, из них основные запасы находятся в Антарктиде. Физиологическое значение воды. Человеческое тело состоит до 70 % из воды. В костях ее содержится 22%, в жировой ткани - 30, в печени - 70, в мышце сердца - 79, в почках - 83, в стекловидном теле - 99%. Вода составляет основу крови, лимфы, секретов и экскретов организма. Она участвует в выведении шлаков и токсических веществ с потом, слюной, мочой и калом. И поэтому даже небольшая потеря воды приводит к серьезным нарушениям деятельности организма. Потеря воды до 10% ведет к слабости, тремору конечностей, проявлениям беспокойства. Потеря 20-25% уже гибельна для организма, так как все обменные реакции, пищеварение, синтез клеток происходят только в водной среде. Велика роль воды и в терморегуляции организма. При испарении пота человек теряет около 30% тепловой энергии. В сутки человек должен употреблять в среднем до 2,5 л жидкости. Без пищи, но с водой можно прожить до 2 месяцев. Без воды - несколько дней. Не менее важна и гигиеническая роль воды в жизни человека. Для санитарных и хозяйственно-бытовых целей используется большое количество воды, что способствует развитию гигиенических навыков - уход за телом, поддержание в чистоте предметов обихода и пр., вода также необходима для поддержания санитарного состояния лечебно-профилактических учреждений, предприятий пищевой промышленности, общественного питания, жилищ. Нормы хозяйственно-питьевого водопотребления для населенных пунктов приведены в таблице:

При среднем расходе воды для питьевых и хозяйственно бытовых нужд, без учета промышленного потребления, равном 272 л на одного жителя России сутки, в Москве этот показатель составляет700 л, в Санкт - Петербурге -400, в Челябинской области - 364, Саратовской - 367, Новосибирской - 364, Магаданской - 359, в Камчатской - 353 л. В то же время население целого ряда городов и районов республик Калмыкии, Мордовии, Марий - Эл, а также Оренбургской, Архангельской, Ярославской, Волгоградской, Курганской, Кемеровской областей испытывает постоянный дефицит питьевой воды. В странах мира расход воды на 1 жителя в сутки для питьевых и хозяйственно- бытовых нужд составляет: в Манчестере, Мюнхене - 200 л, в Глазго, Хельсинки - 25 л. Лишь в Риме водопотребление равно 1000 л на человека в сутки. Это объясняется большим количеством фонтанов и водоемов в городе. Роль водного фактора в возникновении заболевании (эпидемиологическое значение воды ). Нарушение санитарных правил при организации поставки воды и эксплуатации водопровода может стать причиной возникновения инфекционных заболеваний. Через воду передаются холера, брюшной тиф, дизентерия, сальмонеллез, вирусный гепатит А, гельминтозы и другие инфекционные заболевания. По данным ВОЗ, количество людей, имеющих хронические заболевания в связи с использованием загрязненной воды, приближается в мире к 2 млрд человек. Ежегодно от этого умирает около 5 млн человек. Ежегодно в России регистрируется более 100 вспышек дизентерии, брюшного тифа и вирусного гепатита А. Холера относится к особо опасным инфекциям. За последние 12 лет было зарегистрировано две вспышки холеры, связанные с водой. С числом пострадавших от 8 до 39 человек: в Ставропольском крае (1990 г) и в Республике Дагестан (1998 г). Значение природного минерального состава воды. В природных условиях вода в чистом виде почти не встречается. В воде находятся такие элементы как натрий, кальций, магний, углерод, сера, азот. В незначительном количестве цинк, свинец, молибден, мышьяк, фтор, йод и другие микроэлементы. В природе в разных регионах существует «жесткая» и «мягкая» вода. «Жесткая» вода содержит большое количество кальция, магния, лития, селена и другие минеральных элементов. «Мягкая» вода бедна ими, но содержит много натрия. Для здоровья вредна та и другая вода. Вода с повышенной минерализацией отрицательно влияет на секреторную деятельность желудка, нарушает водно-солевое равновесие в организме, хуже утоляет жажду. Избыточное поступление с водой хлоридов, особенно хлоридов натрия, вызывает угнетение желудочной секреции, уменьшение диуреза, повышение кровяного давления. Высокое содержание в питьевой воде сульфатов обусловливает нарушение водно-солевого обмена, вызывает диспепсические явления.

Особое внимание следует уделять наличию таких элементов, как фтор, молибден, стронций, уран, ртуть, йод и другие, избыток или недостаток которых в воде позволяет объяснять причины возникновения эндемических заболевании человека (эндемическое значение воды). Это заболевания неинфекционной природы, связаны с химическим составом воды. При содержании фтора в воде более 1,5 мг/л может развиться флюороз, менее 0,7 мг/л - кариес зубов. Особенно характерен недостаток этого элемента для поверхностных источников питьевого водоснабжения на территориях Архангельской, Ленинградской, Омской областей. Чрезмерное содержание в воде молибдена приводит к увеличению мочевой кислоты в крови и моче, патоморфологическим изменениям внутренних органов. Йод - важнейший галоген, усиливает окислительные процессы, изменяет течение ферментативных процессов. В организме часть йода сосредоточена в щитовидной железе и мышцах. У населения, проживающего в биогеохимической провинции с недостаточным содержанием йода (Омская область) в почве и в воде, наблюдается развитие гипофункции щитовидной железы, ее компенсаторное увеличение (эндемический зоб). В более тяжелых случаях происходят задержка роста, физического и умственного развития, расстройство координации движении, возникают косноязычие, глухота, психическая отсталость. Необходимая суточная норма йода для человека 200-220 мкг. С водой в нормальных условиях, как правило, поступает в организм около 120мкг. В биогеохимических провинциях с повышенным содержанием стронция в водах у детей выявляются нарушения развития костной ткани, проявляющейся в задержке развития зубов, удлинение сроков зарастания родничков; при тяжелых случаях отмечаются изменения в тазобедренных суставах, искривление позвоночников. Ранним признаком является короткопалость с симметрично деформированными и утолщенными суставами. Заболевание получило название уровской болезни или Кашина-бека. Патология объясняется конкурентными отношениями стронция и кальция в организме. Ртуть - токсический элемент и наличие ее в воде вызывает нервно-психические заболевания, разрушает костный мозг, уменьшает массу тела, омертвляет печень и другие органы; приводит к болезни Минамата, для которой характерно поражение центральной нервной системы. Избыточные количества нитратов в питьевой воде вызывают у детей раннего возраста, находящихся на искусственном вскармливании, водно-нитратную метгемоглобинемию. Клинические симптомы метгемоглобинемии обусловлены кислородным голоданием вследствие присоединения нитратов к гемоглобину и образованию метгемоглобина. Заболевание развивается при концентрациях нитратов выше 45мг/л. Экологическая роль воды заключается в том, что вода необходима животным и растениям, а также для пополнения водоемов и очищения атмосферного воздуха от загрязняющих веществ. Источники водоснабжения. Все источники воды с гигиенической точки зрения, а также по происхождению и локализации можно разделить на три группы: подземные, поверхностные, атмосферные. Источниками централизованного водоснабжения служат поверхностные воды их доля составляет 68% и подземные - 32%. Атмосферные воды (снег, дождевая вода) для хозяйственно-питьевого водоснабжения используются только в маловодных районах, в Заполярье и на Юге. Эта вода слабо минерализована, очень мягкая, содержит мало органических веществ и свобода от патогенных микроорганизмов. Подземные воды, располагаясь под землей, образуют в зависимости от залегания несколько водоносных горизонтов. Грунтовые воды прозрачны, имеют невысокую цветность, благодаря их доступности широко используются в сельских местностях путем устройства колодцев. Грунтовые воды могут проникать в область между двумя слоями породы - такие воды называются межпластовыми. Вода на этих уровнях может заполнить все пространство, и если пробурить кровлю, то вода может подняться на поверхность земли, а иногда даже изливается фонтаном. Такую воду называют артезианской. Межпластовые воды представляют лучший источник водоснабжения для водопроводов небольшой и средней мощности. Они свободны от бактерий и могут использоваться для питьевого водоснабжения, не подвергаясь обеззараживанию. Подземные воды могут, самостоятельно, выходит на поверхность земли. Это - родники. Открытые водоемы - это озера, речки, ручьи, каналы и водохранилища. Все они подвержены загрязнению атмосферными осадками, талыми и дождевыми водами, стекающими с поверхности земли, спуском бытовых и промышленных сточных вод.

Поверхностные воды обычно мягкие и слабо минерализованные. Для них характерно изменение качества воды в зависимости от сезона (таяние снегов, ливневые воды). Санитарные правила предлагают выбирать источники водоснабжения в следующем порядке:

1.Межпластовые напорные (артезианские) воды.

2.Межпластовые напорные воды.

3.Грунтовые воды.

4.Открытые водоемы.

Зоны санитарной охраны. Зона санитарной охраны - это специальная выделенная территория, связанная с источником водоснабжения и водозаборными сооружениями. Зона санитарной охраны устанавливаются в составе трех поясов. Первый пояс (зона строгого режима), назначение которого - защита места водозабора от загрязнения, в том числе умышленного.Для поверхностных источников должны быть границы: вверх по течению - не менее 200м, по берегу - не менее 100м, вниз по течению - не менее 100м. Зона первого пояса должна быть ограждена; не допускаются посторонние. На территории запрещается проживание, строительство, стирка белья, купание, рыбная ловля, катание на лодках. Второй и третий пояс - зона ограничения. Определяются расчетным методом - пробегом воды. На территории второго и третьего поясов зоны санитарной охраны запрещается разработка полезных ископаемых, размещение кладбищ и животноводческих ферм и др. Каждый водоем - это сложная система, где обитают растения, микроорганизмы, которые постоянно размножаются и отмирают, что обеспечивает самоочищение водоемов. Факторы самоочищения делятся на группы: физические - разбавление, растворение и перемешивание поступающих загрязнений, осаждение в воде нерастворимых осадков и микроорганизмов. Понижение температуры воды сдерживает процесс самоочищения, а ультрафиолетовое излучения и повышение температуры воды ускоряют этот процесс, химические - окисление органических и неорганических веществ. Методы улучшения качества питьевой воды. Методы обработки воды, с помощью которых качество воды источников водоснабжения доводится до соответствия требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества», подразделяются на основные и специальные. Основными способами являются осветление, обесцвечивание, обеззараживание. Под осветлением и обесцвечиванием понимается устранение из воды взвешенных веществ и окрашенных коллоидов (в основном гумусовых веществ). Этапы: коагуляция, отстаивание, фильтрация. Путем обеззараживания устраняют содержащиеся в воде водоисточника инфекционные агенты- бактерии, вирусы и другие. В тех случаях, когда применение только основных способов недостаточно, используют специальные методы очистки (обезжелезивание, обесфторивание, обессоливание и др.), а также введение некоторых необходимых для организма человека веществ - фторирование, минерализация обессоленных и маломинерализованных вод. Методы обеззараживания воды подразделяются на химические (хлорирование, озонирование, использование серебра) и физические (кипячение, ультрафиолетовое облучение, облучение гамма-лучами и др.). В настоящее время самым распространенным методом, который используется для обеззараживания воды на водопроводных станциях, является первичное хлорирование. В настоящее время этим методом обеззараживается 98,6% воды. Причина этого заключения в повышенной эффективности обеззараживания воды и экономичности технологического процесса. Однако все большее распространение получает метод озонирования, который в комбинации с хлорированием дает хорошие результаты по улучшению качества воды. По окончании процесса связывания хлора содержащимися в воде веществами и бактериями в воде появляется остаточный активный хлор. Его появление, является свидетельством завершения процесса хлорирования. Присутствие в воде, подаваемой в водопроводную сеть, остаточного активированного хлора в концентрации 0,3-0,5 мг/л является гарантией эффективности обеззараживания. Неудовлетворительное санитарно-техническое состояние водопроводных сооружений и сетей является причиной вторичного загрязнения питьевой воды при транспортировании по разводящей системе, прежде всего в результате аварий, являющихся причиной вспышек инфекционных заболеваний. В 2010г. по поручению Президента и Правительства Российской Федерации утверждена Федеральная целевая программа «Чистая вода» на 2011-2017 годы, целью которой является обеспечение населения питьевой воды, соответствующей требованиям безопасности и безвредности, установленным санитарно-эпидемиологическими правилами.Природа защищается от загрязнений. Во всех частях биосферы идут процессы самоочищения - абиотические и биотические. В водоемах действуют абиотические факторы: а) физические - разбавление и смешивание с основной массой воды; б) механические процессы - осаждение нерастворимых взвешенных веществ; в) физические - разрушение под влиянием солнечной радиации и температуры и г) химические - растворение, нейтрализация кислых вод щелочными и наоборот, окисление кислородом и др. При повышении температуры в присутствии УФЛ эти процессы ускоряются. Биотические процессы реализуются под влиянием продуцентов, консументов и редуцентов. Продуценты - растения, ряска, микроскопические водоросли, называемые фитопланктоном, выделяют на солнечном свету кислород и поглощают углекислый газ. Консументы - микроскопические туфельки, инфузории, рыбы и животные; чем чище водоем, тем богаче в нем флора и фауна. Редуценты - это бентосные растения и сапрофитные микроорганизмы. Они «трудятся» без света в придонном иле, где и переваривают с помощью своих ферментов загрязнения и все органические осадки, оседающие на дно.