Гигиена воды

Запасы воды на Земле огромны. Источником всех водных ресурсов Земли является ее гидросфера, объединяющая в одно целое все свободные воды планет, т.е. воды не связанные химически или физически с минералами земной коры и способные двигаться под влиянием гравитации, либо под влиянием тепла. Основной частью гидросферы является Мировой океан, занимающий почти ¾ поверхности планеты.

Согласно последним данным, общие запасы воды на Земле составляет около 1,5 млрд. куб. км. Однако, на нужды человека могут быть использованы только 2,5 % общего запаса воды. Запасы пресных вод составляют 35 млн. куб. км. Из них почти 69 % находится в ледниковых покровах и более 39 % - в водоносных горизонтах глубоко под землей. На долю пресных вод, содержащихся в руслах рек, приходится всего 0,006% от общих запасов пресной воды на Земле.

По общим запасам пресной воды наша страна относится к высокообеспеченным странам. Ее водный потенциал составляет 30 тыс. куб. м/год на одного человека. Впереди по запасам пресной воды находится только Канада и Бразилия. Однако, водные ресурсы страны распределены неравномерно. На европейскую часть страны, где проживает более 60% населения и размещено около 80% промышленного потенциала, приходится всего 30 % речного стока и здесь удельная водность на 1 человека составляет всего 3 тыс. куб. м/год. По определению Европейской экономической комиссии ООН, страна, в которой водные ресурсы в расчете на одного человека составляют менее 1,7 тыс. куб. м/год, считается малообеспеченной.

Необходимо отметить и большое сезонное непостоянство речного стока на большинстве рек России. 70 – 80 % речного стока приходится на весенне-летний период, и только 4 – 10 % - на зимние месяцы.

Наиболее масштабными потребителями воды являются промышленность и сельское хозяйство – 90 %. На питьевое водоснабжение население расходуется около 5 – 6 % от общего водопотребления. В сельском хозяйстве 70 % воды расходуется на нужды орошения. В промышленности в зависимости от технологии производства вода расходуется: в нефтеперерабатывающей и химической промышленности – 95 % на нужды охлаждения оборудования, в целлюлозно-бумажной промышленности – 75 % на нужды промывки и экстракции, в угольной промышленности – 90 % на транспортировку угля и породы.

3.4.1. Значение воды для человека

Вода является одним из объектов окружающей среды, она необходима для жизни человека, растений и животных. Без пищи человек может прожить более месяца, а без воды – лишь несколько дней.

Физиологическое значение воды. Вода входит в состав всех биологических тканей организма человека. Вода составляет примерно 60-70% массы тела. Количество воды в различных тканях и органах: кости – 22%, жировая ткань – 30%, печень – 70%, мышца сердца – 79%, почки – 83%, стекловидное тело – 99%. Вода – универсальный растворитель. Вода является основой кислотно-щелочного равновесия, участвует во всех химических реакциях в организме, она составляет основу крови, секретов и экскретов организма. Важной функцией воды является транспорт в организм многих макро- и микроэлементов и других питательных веществ. Одновременно вода участвует в выведении шлаков и токсичных веществ с потом, слюной, мочой и калом. Велика роль воды и в терморегуляции организма. При испарении пота человек теряет около 30% тепловой энергии.

Вода имеет важнейшее гигиеническое значение и рассматривается как ведущий показатель санитарного благополучия населения. Доброкачественная вода необходима для поддержания чистоты тела и закаливания, уборки жилища, приготовления пищи и мытья посуды, стирки белья, поливки улиц и зеленых насаждений. По данным Госкомстата Российской Федерации, в начале 21-го века централизованные системы водоснабжения имеют 1078 городов (99% от общего количества городов России) и 1686 поселков городского типа (83%). Из 145 тысяч сельских населенных пунктов, в которых проживает 37,1 млн человек, систему централизованного водоснабжения имеют только 68 тысяч населенных пунктов с численностью населения 25,4 млн человек.

При среднем расходе воды для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд без учета промышленного потребления, равном 272 литра на 1 жителя России в сутки, в Москве этот показатель составляет 539 л/сут, в Челябинской области – 369 л/сут, Саратовской – 367, Новосибирской – 364, Магаданской – 359, Камчатской области – 353 л/сут. В то же время население ряда городов и районов Калмыкии, Мордовии, Марий-Эл, Оренбургской, Астраханской, Ярославской, Волгоградской, Курганской, Кемеровской областей испытывает постоянный дефицит питьевой воды.

Народнохозяйственное значение воды. Вода – это ценное технологическое сырье. 1500 м³ воды требуется для получения 1 тонны резины или алюминия. При выплавке 1 т стали расходуется около 150 м³ воды. 1500 м³ требуется для выращивания 1 тонны пшеницы, 4000 м³ требуется для выращивания 1 тонны риса. Расход воды на производство 1 тонны мяса составляет 20 000 м³ воды.

Психогигиеническое и оздоровительное значение воды состоит в использовании ее для купания, закаливания, занятий спортом. Хороший эффект дают физиотерапевтические водные процедуры и питье минеральных вод. Велико также эстетическое значение воды и ее роль в воздействии на эмоциональное состояние человека.

Эпидемиологическое значение воды. Заболевания, передаваемые через воду, весьма многочисленны. Водный путь передачи характерен для многих инфекционных заболеваний: холера, брюшной тиф, паратифы, амебная и бактериальная дизентерия, амебиаз, энтеровирусные заболевания, инфекционные гепатиты А и Е, лептоспироз, туляремия, лямблиоз, балантидиаз, гельминтозы, некоторые энтеро-, рота- и аденовирусные заболевания и др. В последние годы количество инфекционных заболеваний, связанных с воздействием загрязненной воды, снизилось, однако в регионах, где микробное загрязнение воды поверхностных водоисточников особенно велико, заболеваемость населения дизентерией и острыми кишечными инфекциями значительно выше, чем в среднем по стране.

Хотя роль воды в распространении инфекционных заболеваний известна давно, первое достоверное описание водной эпидемии было сделано лишь во время эпидемии холеры в Лондоне в 1854 году. Холера относится к особо опасным инфекциям, это – кишечное заболевание водного пути передачи инфекции. За 2 века было зарегистрировано 6 пандемий классической холеры. Последняя пандемия (1902-1926) захватила Азию, Африку и Европу. Умерло более 10 млн человек. Во время каждой из 6 пандемий холера распространялась и на территорию России. Крупные вспышки холеры были зарегистрированы в г. Санкт-Петербурге в 1908-09 и в 1918 гг.

В России налажена четкая система регистрации всех случаев холеры. За последние 20 лет было зарегистрировано две вспышки холеры, связанные с водой, с числом пострадавших от 8 до 30 человек в Ставропольском крае и в Республике Дагестан. Неблагополучное состояние по холере в ряде стран мира постоянно создает угрозу завоза этой инфекции в Российскую Федерацию.

Высокая заболеваемость и смертность характерны также для брюшного тифа и паратифов А и В. Самая крупная эпидемия брюшного тифа была в Барселоне в 1914 году, когда одновременно заболели 18 500 человек, 1847 из них умерло. В последние годы в нашей стране брюшным тифом ежегодно заболевают 320-330 человек, наблюдается достаточно стабильная частота этой инфекции. Так, в 1996 году с водным фактором была связана заболеваемость брюшным тифом около двухсот человек в Дагестане.

Определенное значение имеет водный путь передачи для дизентерии, хотя он и менее важен, чем пищевой или контактно-бытовой. Дизентерия – острое инфекционное заболевание, проявляется поражением толстой кишки и общей интоксикацией организма. Заболеваемость бактериальной дизентерией водного происхождения в Российской Федерации в 90-е годы снизилась почти в 2 раза. Наибольшая заболеваемость отмечается в северных регионах, Удмуртии, Северной Осетии.

Водный путь имеет важное значение в передаче антропозоонозных заболеваний, таких как лептоспирозы, очаги которых часто располагаются у непроточных или малопроточных водоемов. Носителями являются грызуны, крупный рогатый скот и свиньи. Водный фактор имеет определенное значение также в распространении туляремии, сибирской язвы, бруцеллеза и других антропозоонозных заболеваний бактериальной природы.

Водным путем могут передаваться не только не только бактериальные инфекции, но и вирусные заболевания (инфекционный гепатит А, полиомиелит, аденовирусные инфекции, энтеровирусные заболевания). Самая крупная эпидемия инфекционного гепатита была зарегистрирована в Дели (Индия) в 1955-1956 г., переболело около 29 000 человек. Причиной эпидемии явилось загрязнение водопроводной воды сточными водами, содержащими вирусы гепатита А. Ежегодно в нашей стране регистрируется от 50 до 180 тысяч новых случаев этого заболевания. Максимальное число водных вспышек гепатита А регистрируется в населенных пунктах, имеющих нецентрализованные системы водоснабжения, когда вода не подвергается очистке и обеззараживанию.

Значение минерального состава воды. Минеральный состав природных вод может способствовать развитию неинфекционных заболеваний. Употребление воды с несоответствующим нормативам солевым составом может быть причиной развития флюороза, нитратной метгемоглобинемии, нарушений водно-солевого обмена, диспепсических расстройств и т.д.

Косвенное влияние состава и свойств природных вод проявляется в ограничении употребления воды с неблагоприятными органолептическими свойствами (запах, вкус, цветность, мутность). Органолептические свойства воды имеют важное гигиеническое значение, поскольку они оказывают влияние на санитарные условия жизни и здоровье населения. Доброкачественная вода не имеет запаха. Запахи могут быть естественного (землистый, болотистый, рыбный, цветочный и др.) и искусственного происхождения (запахи, связанные с загрязнением водоема сточными водами, хлорированием воды др.). Некоторые запахи определяются органическим загрязнением воды и дают повод считать ее подозрительной в эпидемиологическом отношении.

Питьевая вода имеет приятный освежающий вкус, без посторонних привкусов. Различают четыре основных вкуса – сладкий, кислый, горький, соленый. Привкус воды зависит от повышенных концентраций минеральных солей. Соли железа придают воде чернильный привкус, соли тяжелых металлов – вяжущий привкус, хлориды – соленый, сульфаты и фосфаты – горький привкус. Количественная оценка вкуса и запаха проводится по шкале (табл. 3.9).

Таблица 3.9

Шестибалльная шкала интенсивности запаха и привкуса питьевой воды

(по С.Н. Черкинскому)

Балл	Интенсивность	Характеристика интенсивности
0	Нет	Запах или вкус не ощущается
1	Очень слабый	Запах или вкус не ощущается, но обнаруживается в лаборатории опытным аналитиком
2	Слабый	Запах или вкус замечается человеком, если обратить на него внимание
3	Заметный	Запах или вкус, легко обнаруживаемый и дающий повод относится к воде неодобрительно
4	Отчетливый	Запах или вкус обращают на себя внимание и заставляют отказаться от питья воды
5	Очень сильный	Запах или вкус настолько сильный, что делает воду не пригодной к употреблению

В зависимости от минерального состава вода может приобретать определенный цвет. Болотные воды имеют желтоватый оттенок за счет присутствия гуминовых веществ. Примесь глины придает воде молочный оттенок, примесь солей железа – зеленоватый. Прозрачность воды зависит от наличия механических взвешенных веществ и химических соединений, выпадающих в воде в виде хлопьев. Мутная вода внешне неприятна и подозрительна в эпидемиологическом отношении.

Природные воды делятся на пресные (минерализация не превышает 1 г/л), минерализованные (от 1 до 50 г/л) и рассолы (более 50 г/л). Вода с большим содержанием солей имеет неприятный вкус. Поэтому содержание их в питьевой воде ограничивается по пределу вкусового ощущения. Вода с повышенной минерализацией отрицательно влияет на секрецию желудка, вызывает отеки, нарушает водно-солевой обмен, хуже утоляет жажду. Высокое содержание хлоридов в воде приводит к заболеваниям органов пищеварительной системы, уменьшению диуреза, повышению артериального давления. Высокое содержание сульфатов в воде приводит к диспепсическим явлениям, подавлению желудочной секреции, нарушению процесса всасывания из кишечника, диарее.

Суммарное содержание бикарбонатов, сульфатов и хлоридов кальция и магния определяет величину жесткости воды. Вода с общей жесткостью более 7 мг/л имеет неблагоприятные гигиенические свойства. Жесткая вода малопригодна для стирки и мытья, требуется большой расход мыла. Мясо, овощи и бобовые плохо развариваются в жесткой воде. Употребление жесткой воды приводит к нарушению водно-солевого баланса, развитию мочекаменной болезни – отложению камней в почках и мочевом пузыре. Высокоминерализованную воду с повышенным уровнем жесткости получает население Ростовской и Тюменской областей, Республики Татарстан и др.

В воде источников нецентрализованного водоснабжения часто обнаруживаются нитраты и нитриты. Избыточные количества нитратов в питьевой воде вызывают у детей раннего возраста, находящихся на искусственном вскармливании, водно-нитратную метгемоглобинемию. Клинические симптомы метгемоглобинемиии обусловлены кислородным голоданием вследствие присоединения нитритов к гемоглобину и образованию метгемоглобина. Заболевание развивается при концентрациях нитратов выше 45 мг/л. Обычные концентрации нитратов и нитритов не представляют опасности для здоровья взрослого населения и детей старшего возраста. У детей раннего возраста (3-6 месяцев) ферментная система еще полностью не сформировалась, а микроорганизмы, присутствующие в желудочно-кишечном тракте грудных детей, способствуют переходу нитратов в нитриты, что и приводит к развитию нитратной метгемоглобинемиии.

Кроме того, нитраты обладают также мутагенным и эмбриотоксическим эффектами, и могут преобразовываться в канцерогенные соединения – нитрозамины – непосредственно в организме человека. Нитрозамины оказывают как политропное, так и выраженное органотропное действие, но у большинства из них отмечается гепатотоксичность и гепатоканцерогенность, некоторые обладают и мутагенными свойствами. Нитраты также вызывают снижение резистентности организма к действию других канцерогенных и мутагенных факторов.

В воде могут обнаруживаться повышенные концентрации металлов. Вода с повышенным содержанием железа имеет неприятный «железистый» привкус и запах, желтоватый цвет. Она не подходит для стирки, так как на белье остаются желтые пятна. Присутствие в питьевой воде железа природного происхождения (часто вместе с марганцем) наиболее характерно для подземных вод, широко используемых в южной и центральной частях России, а также в Сибирском регионе. Кроме того, повышенные концентрации железа имеют место при использовании стальных и чугунных водопроводных труб в результате их коррозии. В частности, от этого страдает население г. Санкт-Петербурга.

В природных водах, помимо макроэлементов, присутствуют и микроэлементы: фтор, йод, молибден, бериллий, селен, стронций и др. Избыточное или недостаточное поступление микроэлементов в организм человека вызывает физиологические сдвиги или патологические изменения, развиваются биогеохимические эндемические заболевания. В России более 90% населения не получает в необходимом количестве фтор, что является фактором повышенной заболеваемости кариесом зубов у населения. При избытке фтора в подземных питьевых водах проявляется другое заболевание – флюороз.

В связи с ростом антропогенного загрязнения качество воды большинства водных объектов не отвечает нормативным требованиям. Многолетняя деятельность промышленности нанесла урон такой великой реке России как Волга. В 1990 г. воды реки (7710 м³/с) несли 50,8 тысяч тонн сульфатов, 118,3 тысяч тонн фенолов, 302 тысяч тонн органических соединений 1,8 тысяч тонн ионов хрома, свинца, цинка и меди. Высокий уровень загрязнения наблюдается практически во всех притоках Волги, в первую очередь в Оке и Каме. В настоящее время в Волжском бассейне антропогенная нагрузка на водные ресурсы в 8 раз превышает нагрузку по стране в целом.

Наиболее распространенными загрязняющими веществами поверхностных вод России остаются нефтепродукты, фенолы, легко окисляемые органические вещества, соединения металлов, аммонийный и нитритный азот, а также специфические загрязняющие вещества – лигнин, ксантогенаты, формальдегид и другие, основной источник которых – сточные воды различных видов производств, предприятий сельского и коммунального хозяйств, поверхностный сток. В результате интенсивного применения пестицидов в воде некоторых рек России регистрируются повышенные содержания пестицидов. Пестициды представляют собой большую опасность и для грунтовых вод.