Качество питьевой воды и здоровье населения

КАЧЕСТВО ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ И ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ

Недостаток воды для питьевых и хозяйственных целей еще с древних времен был причиной крупных межнациональных и межгосударственных конфликтов. Некото­рые регионы России также ощущают недостаток водных ресурсов — это территории в Каспийском бассейне, в бассейнах рек Кубань, Терек, Урал, Дон. В ряде городов и районов Калмыкии, Мордовии, Марий-Эл, Оренбургской, Астраханской, Ярославской, Волгоградской, Курганской, Кемеровской областей отмечается постоянный дефицит пи­тьевой воды, обусловленный недостатком воды и низкой технической оснащенностью водохозяйственных сооружений. В результате из-за де­фицита водных ресурсов в этих регионах приходится завозить воду из других регионов.

В общем количестве воды, подаваемой населению России, 68% со­ставляют воды из поверхностных источников и 32% - из подземных. По данным Госкомстата России, централизованные системы водоснабжения имеют 1078 городов (99% общего количества городов) и 1686 поселков городского типа (83%), около 34 тыс. сельских населенных пунктов (22%).

Серьезной проблемой остается крайне неудовлетворительное техничес­кое состояние систем водоснабжения, более 40% которых исчерпали свой ресурс и требуют замены. Поэтому на водо­проводных и канализационных сетях происходят прорывы, отключения и аварии, что не только вызывает потери воды и перебои в водоснабжении, но и приводит к загрязнению природной среды и нарушению санитарного благополучия населения.

Другая  проблема - это качество питьевой воды. В России регулирование качества питьевой воды и защита населения от воздействия загрязняющих веществ регламентируется Законом о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения (1999 год). Государственный контроль за качеством питьевой воды осуществляет Государственная санитарно-эпидемиологическая служба.

В Российской Федерации, по данным Госсанэпиднадзора, водопроводная вода в 10-15 % случаев не отвечает санитарно-гигиеническим нормам. Наиболее часто в питьевой воде превышены нормативные уровни железа, фенолов, марганца, синтетических поверхностно-активных веществ и нефтепродуктов.

Избыток железа в питьевой воде  (часто вместе с марганцем) может иметь природное происхождение (для подземных вод в южной и центральной частях России), или обусловлен коррозией водопроводных труб (от этого страдает почти все население Санкт-Петербурга, так как коррозию труб усиливает мягкая вода реки Невы, имеющая низкий уровень жесткости).

Питьевая вода с повышенным содержанием железа подается в Иванов­ской области, а также большей части населения таких областей, как Калужская, Орловская, Тульская, Ярославская, Тверская, Тюменс­кая, Республики Татарстан и Мордовия. Около 50 млн человек, т.е. треть населения страны, вынуждены пользоваться водой с повышенным содержанием железа.

Высокоминерализованную воду с повышенным уровнем жесткости по­лучает население Ростовской и Тюменской областей, Республики Татарстан и др. Вода с повышенным содержанием алюминия подается в Мурманской, Ярославской, Кировской и Калининградской областях. В питьевой воде Республики Мордовия, Тамбовской и Тверской областей концентрация фтора превышает предельно допустимую. Представленные примеры по нескольким химическим веществам не отражают многообразную картину загрязнения воды.

Рекомендуемые материалы

В сельской местности водой низкого качества пользуются 16,6 млн человек (45%), в том числе 1,1 млн человек используют воду непитьевого качества из децентрализованных источников и 5,5 млн человек потребля­ют недоброкачественную воду из-за несовершенства сельских централизованных систем водоснабжения. Многие небольшие поселки используют воду из рек, в которые поступают сточные воды металлурги­ческих, химических заводов, обогатительных фабрик, рудников и т.д. Число таких поселков в настоящее время неизвестно, но можно предпо­ложить, что их насчитывается несколько десятков.

Как микробное, так и химическое загрязнение питьевой воды могут быть причинами различных заболеваний населения. Среди причин  заболеваний, связанных с питьевой водой следует выделять:

Инфекционные агенты.

Основная проблема инфекционных агентов в питьевой воде - это желудочно-кишечные заболевания. Повсеместно распространены неспецифические гастроэнтериты, связанные с микробиологическим загрязнением воды. Их основным симптомом является расстройство желудочно-кишечного тракта (диарея). Большинство случаев  неспецифических гастроэнтеритов не фиксируются в медицинских учреждениях, поэтому судить об их частоте практически невозможно.

Среди других инфекционных болезней, связанных с некачественной водой следует выделить бактериальную дизентерию водного происхождения (шигеллез), брюшной тиф, холеру, вирусный гепатит А.

Бактериальная дизентерия водного происхождения (шигеллез). Заболева­ние вызывается бактериями рода Shigella и протекает с преимущественным поражением слизистой оболочки дистального отдела толстой кишки. Симптомы заболевания - общая интоксикация, схваткообразные боли в животе, частый жидкий стул с примесями слизи и крови. Источником инфекции являются люди, страдающие дизентерией, а также бактерионосители. Ежегодно в Росси дизентерией продолжают заболевать более 100 тысяч человек, хотя наблюдается тенденция к значительному снижению уровня заболевания.

Брюшной тиф - острая инфекционная болезнь с фе­кально-оральным механизмом передачи. Возбудители заболевания – бактерии, брюшнотифозные палочки. Токсическое воздействие возбудителя на организм человека объясняется наличием в клетке бактерии ядовитых веществ (эндотоксинов), которые выделяются и микробных клеток при их гибели. Во внешней среде брюшнотифозные палочки могут сохранять жизнеспособность длительное время (в стоячей воде до 5 недель, в текучей – 8-10 дней). В XIX - начале XX века брюшной тиф - одно из наиболее распространенных и тяжелых заболеваний, особенно в горо­дах в связи с их бурным ростом, скученностью населения и низким санитарно-гигиеническим уровнем. По мере улучшения состояния водопроводно-коммунального хозяйства заболеваемость снижалась, но почти каждое стихийное бедствие и войны сопровождают­ся эпидемиями брюшного тифа. Распространяется брюшной тиф водным, пищевым и контактно-бытовым путями. Сейчас в России ежегодно брюшным тифом заболевает 320—330 человек.

Холера - острое инфекционное заболевание с фекально-оральным ме­ханизмом передачи, для которого характерно обезвоживание организма вследствие потери жидкости и солей с водянистыми испражнениями и рвотными массами. Возбудитель холеры - холерный вибрион. Холера относится к числу карантинных заболеваний, поэтому в России налажена четкая система регистрации случаев холеры. Эпи­демические вспышки холеры имели место в 1970 году в городах Астрахань, Одесса и Керчь. В 1990 и 1994 годах произошли две вспышки холеры, связанные с водой. В 1994 году вспышка холеры произошла в результате завоза этого заболевания паломниками из Саудовской Аравии в республи­ку Дагестан. В остальные годы, как правило, регистрируется несколько случаев холеры.

Вирусный гепатит А - это преимущественно детское вирусное заболе­вание, протекающее с поражением печени и желчевыделительной системы. Основными путями распространения этого заболевания являются водный, пищевой и контактно-бытовой. Эпидемиологическая обстановка по заболеваемости вирусным гепатитом А связана прежде все­го с неудовлетворительным обеспечением населения доброкачественной питьевой водой и загрязнением открытых водоемов неочищенными кана­лизационными стоками. Ежегодно регистрируется от 50 тысяч (1998 год) до 180 тысяч (1995 год) новых случаев этого заболевания.

Несмотря на появившуюся тенденцию к снижению заболеваемости ви­русным гепатитом А, в целом ряде административных территорий России уровень заболеваемости им остается высоким. Наи­более высокая частота заболеваемости регистрируется в Еврейской автономной области, Республике Тува, Сахалинской, Ленин­градской областях.

Паразитарные заболевания.

В различных странах мира в последние годы отмечены многочисленные вспышки заболеваний, связанные с содержанием в питьевой воде возбудителей паразитарных заболеваний, в первую очередь лямблий и криптоспоридий.

Основным симптомом заболеваний лямблиозом и криптосоридиозом явля­ется водянистая диарея. Цисты простейших обладают достаточно высокой  устойчивостью к воздействию дезин­фицирующих воду веществ - хлору, озону, ультрафиолетовым лучам. В связи с этим передача указанных возбудителей происходит через питьевую воду, прошедшую стандартную систему очистки.

Вспышки острых кишечных инфекций, обусловленные потреблением питьевой воды, загрязненной цистами  патогенных простейших, отмечены в США, Англии, Канаде, странах Азии и Африки. В результате вспышки инфекции в городе Милуоки (США), заболело 400 тысяч человек, т. е. каждый четвертый житель города, а 4,5 тысячи тяжелых больных были гос­питализированы.

Лямблиоз — болезнь с фекально-оральным путем передачи возбудителя. Этим заболеванием человек заражается при поглощении с водой цист лямблий. Большинство вспышек лямблиоза возникает в результате употребления не прошедшей соответству­ющей обработки воды из открытых водоемов, или воды, обработанной только хлором. В России лямблиозом ежегодно заболевают более 120 тысяч человек, причем большую долю заболевших (75%) составляют дети до 14 лет.

Криптоспоридиоз. Малоизученное паразитарное заболевание человека и позвоночных животных. Болезнь протекает обычно в форме гастроэнтерита. В России контроль за криптоспоридиями в окружающей среде и статистика криптоспоридиоза пока не ведется, но первые результаты изу­чения данной проблемы в Вологодской области свидетельствуют о наличии на территории страны этих заболеваний.

Гельминтозы. По данным Госсанэпиднадзора, яйца гельминтов обна­руживаются только в 1,1—1,4% исследованных образцов воды. Однако результаты специальных паразитологических исследований свидетельству­ют о значительно более высоком уровне зараженности воды в некоторых регионах. В таких регионах России, как Хабаровский край, Санкт-Петербург, Астрахань возбудители паразитов обнаруживаются в 6-10% изученной воды.

Химические вещества.

Фтор. Среднее поступление этого элемента для взрослого человека равно 0,8 мг. 99,9% фтора от общего его количества в организме находится в твердых тканях (в первую очередь в костях и зубах).

Недостаточное поступление в организм фтора повышает раствори­мость зубной эмали, вызывает поражение зубов кариесом (см. табл. 3.8). Это наблюдается при содержании этого вещества в воде в количествах, меньших 1,5 мг/л. Поэтому рекомендуемый Всемирной организацией здравоохранения уровень содержания фтора в воде и составляет 1,5 мг/л.

В России более 90% населения не получают фтор в необходимом ко­личестве. Особенно характерен недостаток этого микроэлемента для поверхностных источников питьевого водоснабжения на территориях Архангельской, Ленинградской областей, Республики Коми, Краснодар­ского края и Кабардино-Балкарии.

Избыточное поступление фтора в организм приводит к развитию друго­го заболевания — флюороза, одним из симптомов которого являются желтые пятна на зубах. Тяжелый флюороз приводит к разрушению зубной эмали, замедлению роста, остеосклерозу, повреждению щитовидной железы и почек.Избыток фтора в подземных питьевых водах привел к появлению флюороза у детей в столице республики Мордовия Саранске. Повышенное содержание фтора в питьевой воде характерно также для территорий Ря­занской, Вологодской и некоторых других областей.

Йод. 60% населения проживает в районах с дефицитом йода. Это тер­ритории ряда районов центра Европейской части России, Верхнего и Среднего Поволжья, Урала, Сибири, Северного Кавказа.

Самым распространенным проявлением йодной недостаточности явля­ется зоб: в процессе адаптации организма к недостаточному поступлению йода происходит увеличение массы щитовидной железы.

Дефицит йода приводит не только к резкому увеличению количества случаев заболеваний щитовидной железы (включая злокачественные), но возрастают ассоциированные с зобом расстройства здоровья, в том числе  церебральные нарушения у плода и новорож­денного.

В эндемичных по зобу районах происходит ухудшение репродуктивного здоровья девушек, молодых женщин. Нарушаются  менструальные функции, в 10-25% случаев диагностируется бесплодие, чаще случаются самопроиз­вольные аборты, токсикозы; возникают послеродовые кровотечения, угрожающие не только здоровью, но и жизни.

Дети, имеющие увеличение щитовидной железы, чаще страдают другими заболеваниями эндокринной системы, расстройством питания, нарушениями обмена веществ и иммунитета, бо­лезнями органов дыхания и болезнями костно-мышечной системы.

На фоне йодной недостаточности, эндемического зоба и гипотиреоза могут происходить нарушения в формировании мозга ребенка, что имеет разный спектр проявлений - от снижения интеллекта легкой степени до тяжелых форм эндемического кретинизма.

Иоддефицитными заболеваниями в мире поражены порядка 800 млн. человек.  Из них порядка 190 млн страдают эндемичным зобом, а 3 млн – эндемическим кретинизмом. В Росси порядка около 30 % населения страдает от иодной недостаточности. (5 ягод черноплодной рябины обеспечивают суточную дозу иода для человека)

Железо. Население многих населенных пунктов использует воду с по­вышенным содержанием железа. Установлено, что при длительном употреблении воды с содержанием железа более 1,0 мг/л возможны кожные заболевания (сухость, шелушение, раздражение).

Стронций. Повышенное содержание стронция в подземной воде являет­ся результатом особенностей геологического строения водовмещающих пород. Средняя концентрация стронция в речной воде составляет 0,08 мг/л. Допустимого уровень его концентрации в природных водах хозяй­ственно-питьевого назначения 7,0 мг/л. Токсическое действие стронция, связанное с нарушением минерального обмена в усло­виях длительного поступления (более 3-х месяцев), проявляется при концентрациях стронция около 80 мг/л.

Повышенное содержание стронция в воде до 40 мг/л характерно для подземных вод Архангельской, Смоленской, Тульской областей и до 20-30 мг/л - для ряда районов севера Московской области (Талдомский, Шатурский, Дмитровский районы). В питье­вых минеральных водах содержание стронция может составлять  25-30 мг/л .

Обследование детей, проживающих в регионах Татарии с содержанием стронция в воде 7-8 мг/л, выявило поражение  эмали зубов у 51% детей при 24% - в контрольной группе (стронций в воде 1,2-2,4 мг/л).

Марганец - элемент, поступающий в воду с промышленными стоками.  Кроме того, он мигрирует в воду из материалов водопроводных конструкций. При концентрациях 0,2 мг/л в трубопроводах образуется осадок и при стирке наблюдается окрашивание белья. ПДК марганца в воде источников питьевого водоснабжения составляет 0,1 мг/л (органолептический показатель, цветность воды). Действует марганец преимущественно на центральную нервную систему и гемопоэз (крове­творение).

Жесткость воды

 т. е. содержание в воде солей кальция и магния. При употреблении вод, жесткость которых превышает 10 мг-экв/л, изменяется процесс фильтра­ции и реабсорбции в почках. Данное явление служит защитной реакцией организма, но из-за продолжительного влияния возникает истощение ре­гулирующих систем. В конце концов развиваются патологические изменения (мочекаменная болезнь, склероз, гипертоническая болезнь).

Некоторые ученые полагают, что жесткие воды благотворно влияют на сердечно-сосудистую систему.

Канцерогенные вещества.

Кадмий в питьевой воде может находиться из-за ее загрязнения отхода­ми металлургических, рудных или других производств, работающих с этим  металлом. Питьевая вода не считается главным источником воздействия кадмия. Доля кадмия, поступающего в организм человека с водой, в общей суточной дозе в целом незначительна -5-10 % от общего количества (основная часть поступает с пищей).

Мышьяк. Повышенные уровни мышьяка в воде могут быть связаны с его поступлением от естественных минеральных формаций, содержащих мышь­як; со сточными водами плавильных производств и при использовании мышьяксодержащих пестицидов. Высокие природные содержания мышьяка в подземных водах наиболее часто встречаются в юго-западных, северо­западных и северо-восточных районах США, а также в Чили, Аргентине, Индии, Венгрии, на о.Тайвань. Высокие уровни мышь­яка в подземной питьевой воде некоторых районов острова Тайвань и Чили считают причиной повышенного рака кожи. В районах Венгрии, где используется вода с содержанием мышьяка более 50 мкг/л  (при норме 0,05 мг/л), среди населения наблюдалась повышенная частота спонтанных абортов и мертворождений.

Хром. Случаи избытка хрома в питьевой воде обычно являются ре­зультатом загрязнения вод источников промышленными свалками. Трехвалентный хром относительно нетоксичен, но шести валентный хром оказывает токсическое воздействие на почки, печень, кожу и желудочно-кишечный тракт, он также канцерогенен и мутагенен. Трехвалентный хром может превращаться в шестивалентный в условиях окисления в процессе хромирования. Кроме того, это высокотоксичное канцерогенное соедине­ние поступает в окружающую среду с промышленными сточными водами.

Хлорорганические вещества поступают в систему водоснабжения из  промышленных и муниципальных стоков. Присутствие этих веществ в воде является результатом избы­точного хлорирования воды, поступления хлорсодержащих стоков от химических заводов, от комбинатов по производству бумаги и целлюлозы. Особенно насыщены хлорорганическими соединениями сточные воды многочисленных предприятий по производству бумаги в Архангельской и Ленинградской областях, Республике Коми, Башкирии, а также в Восточной Сибири,. Из сточных вод отбелочных цехов Приозерского завода в Ленинградской области вы­делено до 35—40 низкомолекулярных хлорорганических соединений. Сброс сточных вод, содержащих эти соединения, привел к образованию зон повышенной опасности в акватории Ладожского озера. Содержание в воде веществ, обладающих мутагенной и канцерогенной активностью - хлоро­форма, четыреххлористого углерода, 1,2-дихлорэтана, трихлорэтилена превышает нормативы в несколько раз.

Одним из наиболее типичных представителей летучих хлорорганических веществ является хлороформ. Хлороформ — это вещество с отчетливым сладковатым запахом, обладает гепатотропным, нефротоксическим и кардиотоксическим действием; потенциальный канцероген для человека. При хлорировании воды хлороформ образуется за счет взаи­модействия свободного хлора с органическими соединениями природного и антропогенного происхождения. На долю хлороформа приходится до 80% образующихся в воде хлорсодержащих углеводородов. Хлороформ может поступать в организм человека не только с питьевой водой, но и во время купания в бассейне или ванне. Избыточное хлори­рование воды в закрытых бассейнах приводит к поступлению хлороформа в воздух, вместе с которым он будет попадать в организм при дыхании. Практически  экспозиции хлорорганическими соединениями подвергаются все, кто пользуется услугами нынешней системы питьевого водоснабжения.

Весьма сложной проблемой является сравнительная оценка пользы и вреда от хлорирования воды. Продукты хлорирования воды могут вызывать не только отдален­ные во времени последствия, как возникновение злокачественных новообразований, но и более быстрые эффекты, например патологию беременности, в том числе спонтанные аборты, увеличение числа врож­денных пороков развития.

Нитриты и нитраты. Большинство нитратов появляются в питьевой воде от загрязнения подземных вод сельскохозяйственными удобрения­ми, сточными водами сельскохозйственных ферм, хозйственно-бытовыми водами, при озонировании воды, содержащей аммиак. ПДК нитратов (N0) составляет 4,5 мг/л, нитритов (N0) - 3,0 мг/л. Две опасности для здоровья связаны с питьевой водой, содержащей высокие концентрации нитратов или нитритов: появление метгемоглобинемии (синдром синих детей), особенно у ново­рожденных, и потенциальное образование канцерогенных нитрозаминов. Токсичность нитратов связана с их переходом в нитриты в резуль­тате деятельности кишечных бактерий. Образованные таким образом нитриты нарушают кислородопереносящую способность крови. Эта про­блема особенно существенна для младенцев в первые месяцы жизни. Случаи метгемоглобинемии, о которых имеются сведения, связаны в основном с поступлением воды из домашних колодцев.

Повышенное поступление нитратов в организм ребенка приводит к появлению не только таких специфических явлений, как метгемоглоби-немия, но и к увеличению заболеваемости ОРЗ, пневмонией, гриппом, инфекциями кожи и подкожной клетчатки.

Вместе с этой лекцией читают "Технологическая операция проектирования".

Фенол. Основной путь поступления фенолов в организм человека - с во­дой. Фенол пора­жает нервную систему, оказывает раздражающее действие на слизистые оболочки верхних дыхательных путей, желудочно-кишеч­ного тракта. В результате этого появляются насморк, абдоминальные боли, рвота, головные боли. Фенол быстро всасывается через кожу, дыхательные пути и желудочно-кишечный тракт и концентри­руется затем в почках и печени.

Высокие концентрации фенола постоянно регистрируются в воде повер­хностных водоисточников, в том числе: в бассейнах реки Нева (4-5мкг/л); реки Волга (2-5 мкг/л) и в других водоемах при ПДК равной 1 мкг/л. Особенно высокий уровень фенола в воде регистрируется в результате аварий на производстве.

Нефть и нефтепродукты. Сырые нефти являются сложной смесью парафиновых, аро­матических и полициклических углеводородов, содержащими также небольшие количества соединений серы и азота. Состав сырых нефтей существенно варьируется в зависимости от их географического происхождения. ПДК многосернистой нефти в воде составляет 0,1 мг/л, других видов нефти - 0,3 мг/л. Нефть и нефтепродукты попадают в питьевую воду в результате аварий.

В Республике Коми в результате нефтяной аварии 1994 года жители населенных пунктов использовали воду с повышенным содержанием неф­тепродуктов. После аварии увеличилась обращаемость взрослого населения по поводу заболеваний желудочно-кишечного тракта. Обследование де­тей с применением эндоскопических методов диагностики выявило статистически достоверное увеличение патологии желудочно-кишечного тракта.

Толуол. Попадает в окружающую среду в процессе транспортировки и очистки нефти (как часть общей утечки углеводородов). Попадая в гидросферу, толуол оказывается в основном в поверхностных во­дах. Концентрация толуола в поверхностных водах, как правило, не превышает 10 мкг/л. Толуол — яд общетоксического действия, вызывающий острые и хро­нические отравления. При длительном контакте с малыми дозами может оказывать влияние на кровь. Он обладает раздража­ющим эффектом. Вызывает эндокринные нарушения и снижает работоспособность. В силу высокой растворимости в липидах и жирах накапливается преимущественно в клетках центральной нервной системы, изменяет проницаемость клеточных мембран.

Ксилолы поступают в водоемы со сточными водами преимущественно предприятий нефтеперерабатывающей промышленности. Ксилолы длительное время сохраняются в грунтовых водах. Обладают раздражающим и эмбриотропным действием, нарушают процессы репродукции и опасны при проникновении через кожу.