169055 (Проблемы водоснабжения России), страница 3

Растворенные газы являются одним из основных элементов химического состава природных вод. Установлено, что по мере увеличения глубины распространения природных вод и степени их изоляции от дневной поверхности генезис растворенных газов в общем закономерно изменяется. Газы преимущественно атмосферного происхождения сменяются на глубине преимущественно биохемогенными, а биохемогенные метаморфогенными или в областях современной вулканической деятельности вулканоген-ными [14].

Содержание газов в водах, как правило, невелико, однако их геохимическая роль не пропорциональна массе – огромное значение имеет высокая химическая активность и миграционная способность газов.

В соответствии с этим принято различать три основные геохимические среды формирования газов и основные типы природных вод [15]:

1. воды с газами окислительной обстановки (N₂, O₂, CO₂ и др.),

2. воды с газами восстановительной обстановки (CH₄, H₂S, CO₂, N₂ и др.),

3. воды с газами метаморфической обстановки (СО₂ и др.).

Кислородные воды. Свободный кислород, растворенный в водах играет большую роль. Он определяет условия миграции других элементов, существования особых групп бактерий, важнейшие геохимические особенности вод, концентрацию элементов на барьерах.

Сероводородные воды. Геохимическая роль сероводорода и его производных – ионов HS^- и S^2- огромна, так как они коренным образом меняет условия миграции большинства химических элементов, особенно образующих нерастворимые сульфиды.

1.3 Водные ресурсы и водный баланс Кавказа

Кабардино-Балкарская республика (КБР) занимает центральную часть северного склона Главного Кавказского хребта. Среди природных богатств КБР большое хозяйственное значение имеют реки.

Высокогорная зона Кавказского хребта – область вечных снегов и ледников. Снег, попадая в котловины, подтаивает днем от нагревания солнцем, ночью опять замерзает постепенно превращаясь в фирн.

В ледниках и вечных снегах высокогорной зоны берут начало главные реки Кабарды, потоками стекающие с гор и замедляющие свое течение лишь на равнине [16].

Основные реки, протекающие на территории Кабардино-Балкарии, принадлежат к бассейну р. Терека.

Богатая гидрографическая сеть горных рек КБР направлена в основном с юго-запада на северо-восток. Базисом эрозии для этих рек является долина р. Терек, огибающая крутой петлей Терский и Сунженский хребты в северо-восточном углу территории КБР.

Главным речным бассейном и основным носителем гидроэнергетических ресурсов КБР является бассейн р. Малки. Река Баксан, наиболее многоводная река бассейна Малки. На своем пути Баксан принимает многочисленные притоки.

У восточной границы КБР протекает р. Хазны-дон принадлежащая к бассейну р. Урух. Несколько малых притоков Терека (Лескен, Аргудан и др.) располагаются между устьями рек Урух и Малка [17].

Гидрологический режим главных рек бассейна Малки освещаются данными наблюдений 14 гидрометрических станций.

Материалы гидрометрических работ в бассейне р. Малки дают возможность детально охарактеризовать сток основных его рек. График среднемесячных расходов воды рек бассейна Малки дает наглядное представление о характере сезонного колебания расходов воды рек Малки, Баксана, Черека, Чегема и Терека.

Большим колебаниям подвержен режим рек, которые берут свое начало ниже зоны снегов и зависит от количества осадков, выпадающих в их бассейне в течении года [18].

Среднее количество атмосферных осадков в Терском районе составляет 895мм.

С увеличением абсолютных высот количество атмосферных осадков растет, причем только до 2500 – 3500м. Далее на восток оно уменьшается до 380 – 1020мм в бассейне р. Терек. Минимальные величины увеличения осадков в высотных зонах 500 – 4000м прослеживается в бассейне рек в районе г. Эльбрус, где составляют 100 – 530мм, например р. Малка – 380мм, р. Баксан – 530мм.

В бассейне р. Терека разность стока в высотных зонах 500 – 3000м равна 420 – 1280мм (р. Малка – 420мм, р. Урух – 1280мм). Величина слоя стока с высотой увеличивается до верхних отметок водоразделов и на высоте 4000м в Тереком секторе достигает 1600мм.

В Терском секторе подземный сток составляет 173мм.

Величина испарения – разность между атмосферными осадками и полным речным стоком. Эта величина в Терском районе равна 451мм.

Изменение испарения с высотой более сложное, чем атмосферных осадков и речного стока. В бассейнах рек с избыточным или достаточным увлажнением, с высотой от предгорий в горы оно уменьшается и минимальное отмечается в высокогорной зоне на высотах 3500 – 4000м. Такой тип испарения характерен для большинства бассейнов рек КБР [19].

1.4 Влияние химического состава воды на здоровье населения

Вопрос о влиянии на организм минеральных веществ, часто находящихся в водной среде, является в настоящее время весьма актуальным в связи с использованием для питьевых целей искусственно опресненных вод.

Состояние водоснабжения населения России, по оценке Госкомсанэпиднадзора, неудовлетворительное. Качество питьевой воды, подаваемой населению, не отвечает гигиеническим требованиям по санитарно-химическим показателям примерно в 22%. Около 1/3 население используют для питья воду из децентрализованных источников, которая в 31,6% случаев не отвечает требованиям. В целом около 50% населения Российской Федерации употребляют для питья воду, не соответствующую гигиеническим требованиям по различным показателям качества.

Употребление высокоминерализованных вод людьми, не привыкшими к ним, в состоянии обусловливать сравнительно кратковременное общее недомогание и обострение хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта. По мнению экспертов ВОЗ, использование для питья морской воды ведет к прогрессирующему обезвоживанию организма, нарушению его кислотно-щелочного состояние, увеличению остаточного азота в крови, ослаблению сердечной деятельности, усилению чувства жажды, резкому упадку сил и не редко летальному исходу.

Гигиеническая значимость общей минерализации питьевой воды во многом зависит от состава и количественного соотношения в ней отдельных ингредиентов, среди которых необходимо прежде всего указать на хлориды. Избыточное их поступление может обусловливать угнетение желудочной секреции, уменьшение диуреза, повышение артериального давления и другие нарушения, оказывающиеся особо вредными для больных с заболеваниями сердца и почек. Однако все эти проявления могут возникать лишь при концентрации хлоридов в питьевой воде, превышающей порог их вкусового ощущения. К аналогичному заключению можно прийти и при оценке сульфатов, высокое содержание которых проявляется в основном в послабляющем действии и нарушении водно-солевого обмена организма.

Что касается железа, то его токсическое влияние на организм не установлено. Вместе с тем оно придает воде мутность, желто-бурую окраску, горьковатый металлический привкус, вызывает появление на белье пятен ржавчины и развитие железобактерий в водопроводных трубах. Таким образом, содержание железа в питьевой воде должно лимитироваться его влиянием на мутность и цветность.

Суточная потребность человека в таких микроэлементах, как марганец, медь и цинк, полностью покрывается пищевым рационом, причем концентрации, определяющие токсикологическую опасность, явно превышают их органолептические показатели. Это позволяет считать последние лимитирующим признаком при нормировании качества питьевой воды.

Одним из наиболее существенных критериев для оценки пригодности воды для хозяйственно-бытовых и производственных целей служит ее жесткость. При значительной жесткости в ней образуются не растворимые хлопьевидные осадки кальциевого и магниевого мыло, которые оседают на волокнах стираемых тканей, а также закупоривают поры кожи, вызывая раздражение и сухость. Кроме того, в такой воде плохо развариваются мясо и овощи, слабо настаивается чай и заметно ухудшаются его вкусовые свойства. Наконец, она оказывается малопригодной для многих технических нужд из-за образования накипи на стенках котлов и труб.

Что касается воздействия на здоровье населения, то из всех теорий о положительном (для профилактики рахита) или отрицательном (развитие атеросклероза) влиянии жестких вод не одна не подтвердилась.

При нормировании органолептических свойств воды по концентрации химических веществ необходимо упомянуть о тех из них, которые добавляют в нее в качестве реагентов. Одним из примеров является алюминий, содержащийся в питьевой воде, подвергшейся осветлению в процессе коагуляции. Алюминий парализует центральную нервную и иммунную системы, особенно у детей. Он в определенных концентрациях вызывает появление мутности и неприятного привкуса, что можно считать лимитирующим признаком при его нормировании.

Максимальные дозы бериллия (0,02мг/л), вызывают угнетение этитропоэза в костном мозге, существенные изменения в условно рефлекторной деятельности, дистрофические изменения в нервных клетках.

Оценка степени опасности малых доз молибдена обнаруживает резкие нарушения активности сульфгидрильных групп и патоморфологические изменения внутренних органов.

Хронические мышьяковистые интоксикации в большинстве случаев связаны с функциональным расстройствам центральной и особенно периферической нервной системы, с последующим развитием полиневритов, причем недействующей оказывается концентрация 0,1 мг/л.

Высокой биологической активностью обладает селен, вызывающий тяжелые морфологические поражения внутренних органов. В хронических же опытах (0,1мг/л) отмечается специфическое действие на тиоловые группы ферментов, нарушения экскреторной функции печени и почек, подавления иммунологической реактивности организма и условно-рефлекторной деятельности. Вместе с тем он обладает способностью резко усиливать запах воды при стоянии растворов, что, однако, наблюдается при концентрациях больше тех, которые вызывают первоначальный токсикологический эффект.

При сравнительно большом содержании стронция в воде может вызывать угнетение синтеза протромбина, снижение активности холинэстеразы и нарушение функции печени. Обусловливаемый им горько-вяжущий привкус отмечается при более значительных количественных показателях, чем проявление интоксикации.

Изменение концентрации фтора служит причиной возникновения двух массовых заболеваний населения земного шара – эндемического флюороза и кариеса зубов. Первая из них связана с повышенным содержанием этого микроэлемента.

Последствием пониженного содержания фтора в питьевой воде является заболеваемость кариесом зубов, особенно среди детских контингентов населения. При этом, как правило, отмечается и отставание в сроках окостенения костей, а сам кариес может способствовать одонтогенной инфекции (ревматизм, ангина и др.).

Сравнительно недавно в литературе появились сообщения о водно-нитратной метгемоглобинемии являющейся следствием повышенного содержания нитратов и нитритов в питьевой, преимущественно колодезной, воде. Симптомы данного заболевания чаще всего проявляются у грудных детей, находящихся на искусственном вскармливании, когда сухие молочные смеси разводятся такой водой. Повышенное содержание в питьевой воде азотистых соединений имеет определенное значение для здоровья не только грудных детей но и взрослых, особенно страдающих заболеваниями легких, коронарной недостаточностью и анемией. Установлено также, что эти химические соединения оказывают угнетающее влияние на некоторые пищеварительные ферменты, в первую очередь на панкреатическую липазу и щелочную фосфатазу.

Отметим, что наибольшее количество нитратов находится в карбонатных и бурых черноземах, а наименьшее в бурых и серых лесных почвах, причем наличие углекислых солей кальция и слабощелочная среда способствуют переходу нитратов в грунтовые воды. Согласно существующему стандарту, верхняя граница их содержания в воде, гарантирующая безопасность ее употребления, находится на уровне 10мг/л (по азоту).

Сегодня проблему воды следует считать одной из важнейших проблем охраны окружающей среды, ибо вода это не только здоровье населения, но и жизнь животного и растительного мира [20].

1.5 Эпидемиологическая оценка воды

Питьевая вода должна быть безопасна в эпидемиологическом отношении, безвредна по химическому составу и иметь благоприятные органолептические свойства. По данным ВОЗ, в развивающихся странах около 500млн. человек ежегодно заражаются различными инфекциями, передающимися водным путем.

Через зараженную воду могут распространяться такие кишечные инфекции, как брюшной тиф, паратифы А и Б, холера, дизентерия, болезнь Боткина, водная лихорадка и туляремия. Не исключена возможность передачи этим путем полиомиелита и некоторых других болезней.

Кроме патогенных микробов, с загрязненной водой в организм могут проникать цисты лямблий, яйца аскариды и власоглава, личинки анкилостомы, возбудители шистоматоза и др.

В большинстве случаев наиболее массовым и постоянным фактором заражения водоема является спуск неочищенных фекально-хозяйственных стоков городской канализации. Подземные же источники могут инфицироваться при затекании атмосферных и поверхностных вод, подсачивании жидкости из выгребов, стирке белья у колодцев и водозаборе загрязненными ведрами.

Одним из главных признаков, указывающих на водный характер эпидемической вспышки, является почти одномоментное появление большого количества заболеваний среди лиц, пользующихся одним и тем же источником водоснабжения. Вместе с тем она отличается сравнительно очень быстрым уменьшением числа пострадавших с момента закрытия этого источника, причем в течение определенного периода отмечаются отдельные случаи контактных заболеваний в виде так называемого эпидемического хвоста.

Из основных инфекций, передающихся водным путем, большое внимание привлекает в настоящее время холера.