ростовский государственный медицинский университет министерства здравоохранения
 Скачать 1.44 Mb.
|
ОСНОВНЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ВОДЫ И ИХ ВЛИЯНИЕ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКАОковитая К.О. 1, Хецуриани Т.Е. 2 Научные руководители: д.т.н., профессор Суржко О.А. 1, д.м.н., профессор Жукова Т.В. 2 1ФГБОУ ВО «Южно-Российский государственный политехнический университет им. М.И. Платова», 2 ФГБОУ ВО «Ростовский государственный медицинский университет» В статье представлены химические показатели качества воды и проана-лизированы их влияние на здоровье человека. В настоящее время остро всталапроблема болезненности населения. Здоровый образ жизни - это единственныйстиль жизни, способный обеспечить восстановление, сохранение и улучшениездоровья населения. Поэтому формирование этого стиля жизни у населения -важнейшая социальная задача государственного значения и масштаба. Толькохорошо организованная пропаганда медицинских и гигиенических знаний спо-собствует снижению заболеваний, помогает воспитывать здоровое, физиче-скикрепкоепоколение. Ключевые слова: здоровье, химические показатели, возраст, население,болезненности,генетика. При проектировании водопроводов выбор методов водообработки произ- водится на основе изучения химических показателей, характеризующих каче- ственный состав воды водоисточника, и требований потребителя к качеству во- допроводной воды. Качественные показатели воды источника водоснабжения получают путем проведения полного физико-химического, санитарно- бактериологического и технологического анализов воды предполагаемого во- доисточника [1, 2, 4, 6, 7]. Водородный показатель pH. Вода представляет собой слабый электролит с незначительной степенью диссоциации на ионы Н+ и ОНˉ, которые находятся в равновесии с недиссоциированными молекулами: Н2О = Н+ + ОНˉ Как следует из уравнения диссоциации воды, численные значения вели- чин [Н+] и [ОНˉ] одинаковы. Опытным путем установлено, что в одном литре воды при комнатной температуре (Т - 22 °C) диссоциации подвергается 10ˉ7моль/л ионов Н+ и 10ˉ7моль/л ионов ОНˉ. Произведение концентрации ионов водорода и гидроксид ионов в воде называется ионным произведением воды (Кв). Следовательно, при Т = 22 °C Кв=[Н+]-[ОНˉ] = 10ˉ7 *10ˉ7 = 10ˉ14. Принято кислотность и щелочность раствора (воды) выражать через концен- трацию либо ионов Н+, либо ионов ОНˉ. На практике в основном пользуются выражением кислотности, представленной через концентрацию ионов Н+. Что- бы избежать чисел с отрицательными показателями степени, концентрацию во- дородных ионов принято выражать через водородный показатель, обозначае- мый символом pH. Таким образом, водородным показателем pH называется десятичный ло- гарифм концентрации водородных ионов, взятый с обратным знаком: pH = -lg[H+], Понятие «водородный показатель» впервые было предложено датским химиком Соренсеном в 1909 году. В этом показателе буква р (пэ) - начальная буква датского слова potez, что обозначает - математическая степень, а буква Н - символ водорода. В практике водоподготовки существует классификация воды по величине её pH, которая приводится в табл. 1 по источнику [2, 3, 5]. Таблица 1 – Классификация природных вод по величине ее pH
Согласно СанПиН 2.1 4.1074-01, pH воды, подаваемой для хозяйственно- питьевых целей, должно находиться в пределах 6 - 9. Малые значения вызыва- ют коррозию металлических труб, что может ухудшить вкус воды. Кроме того, регулярное употребление воды с 6 < pH < 9 может способствовать возникнове- нию желудочно-кишечных и урологических заболеваний у человека. Жесткость воды определяется наличием в воде ионов кальция Са2+ и магния Mg2+, Различают карбонатную жесткость Жк , некарбонатную Жн и об- щую Жобщ. Карбонатная жесткость обусловлена наличием в воде в основном гидро- карбонатов кальция и магния, она почти полностью устраняется при кипячении воды. Гидрокарбонаты при этом распадаются с образованием угольной кисло- ты, в осадок выпадает карбонат кальция и гидроксид магния. Некарбонатная жесткость обусловлена присутствием в воде кальциевых и магниевых солей серной, соляной и азотной кислот. При кипячении некарбо- натная жесткость не устраняется. Общая жесткость воды представляет собой сумму карбонатной (временной) и не карбонатной (постоянной) жесткости. Жесткость воды в нашей стране принято измерять числом миллиэквива- лентов (мэкв) катионов Са2+ и Mg2+, содержащихся в 1 л воды. Так как 1 мэкв жесткости соответствует содержанию в воде 20,4 мг/л Са2+ или 12,6 мг/л Mg2+, то общая жесткость воды может быть определена по следующей формуле:   Жобщ = [ Са2+] +[Mg2+] ,20,04 12,6 где [Са2+ и [Mg2+] - концентрация ионов кальция и магния, мг/л. Пока нет однозначного мнения о влиянии жесткости питьевой воды на здоровье и самочувствие человека, однако достаточно большая часть специали- стов - санитарных врачей считает, что долговременное потребление воды с по- вышенной жесткостью для питьевых целей вредно, способствует возникнове- нию ряда урологических и желудочных заболеваний. Кроме того, в жесткой во- де медленнее происходит разваривание мяса, овощей, увеличивается расход мыла и других моющих средств при стирке белья и одежды и др. Согласно СанПиН 2.1,4.1074-01 установлена ПДК по жесткости для хозяйственно- питьевой воды не более 7,0 ммоль/л. Общий сухой прокаленный остаток. Этот показатель качества воды поз- воляет судить о количестве солей и концентрации примесей, содержащихся в природных водах, Общий, или плотный, остаток характеризует содержание в воде в основном примесей неорганического происхождения. Он представляет собой остаток от выпаривания, который затем подвергают высушиванию при температуре 110 °C до постоянной массы. Сухой или растворенный остаток характеризует содержание в воде ми- неральных солей и нелетучих органических соединений. Получить этот показа- тель можно путем выпаривания отобранного объема воды, предварительно профильтрованного через бумажный фильтр с последующим взвешиванием. Прокаленный остаток - содержание в исследуемой воде неорганических примесей. Этот показатель определяется путем выпаривания определенного объема воды, прокаливания полученного остатка при 800 °C и определения (взвешивания) его массы. Следует различать прокаленныйрастворенныйостаток и прокаленный общий остаток. Так, в первом случае пробу исследу- емой воды перед выпариванием фильтруют через бумажный фильтр, а во вто- ром случае – нет. Таким образом, прокаленный растворенный остаток характе- ризует солесодержание воды. Санитарно-медицинской службой было установ- лено, что систематическое употребление человеком воды с повышенным со- держанием солей приводит к гиперминерализации организма, что вызывает различные функциональные заболевания. Поэтому нормами регламентируется солесодержание в питьевой воде в пределах 1 г/л. Величина растворенного остатка ограничивается в воде, предназначенной для питания паровых котлов, производства кино и фотопленки, капрона, каучука и др. СульфатыSO42ˉ ихлоридыСlˉ обычно, благодаря своей высокой раство- римости, присутствуют во всех природных водах в виде натриевых, кальциевых и магниевых солей. Важно иметь в виду, что при отсутствии в воде кислорода сульфат-ионы под действием сульфатредуцирующих бактерий могут восста- навливаться до сероводорода. Присутствие в питьевой воде значительных ко- личеств сульфата натрия нарушает деятельность желудочно-кишечного тракта. Сульфаты и хлориды магния и кальция обусловливают некарбонатную жест- кость воды. Наличие в воде повышенного содержания хлоридов и сульфатов является причиной ее агрессивности по отношению к бетону. Установлено, что воды, содержащие сульфат-ионы свыше 250 мг/л, оказывают разрушающее действие на бетонные конструкции в результате образования гипса. Последнее ведет к увеличению объема, образованию трещин и разрушению бетонных и железобетонных конструкций. Присутствие в воде значительного количества хлоридов также негативно влияет на здоровье человека и разрушающе действу- ет на бетонные конструкции. По существующим требованиям к качеству питьевой воды в ней до- пускается содержание сульфатов не более 500 мг/л по нормам СанПиН 2.1.4.1074-01 и не более 250 мг/л по нормам ВОЗ, по содержанию хлоридов не более 350 мг/л по нормам СанПиН 2.1.4,1074-01 и не более 250 мг/л по нормам ВОЗ. Азотсодержащие вещества (ионы аммония NH4+, нитриты NO2ˉ и нитра- ты NO3ˉ) образуются в воде в результате восстановления нитритов и нитрат- ов железа (II) сероводородом, гумусовыми веществами и др. или же в резуль- тате разложения белковых соединений, попадающих в водоемы при сбросе сточных вод. В последнем случае вода оказывается опасной в санитарном отношении. Наличие в воде аммонийных соединений и нитритов может ука- зывать на сравнительно недавнее загрязнение водоема. По прохождении не- которого времени происходит окисление нитритов до нитратов, что свиде- тельствует о сравнительно давнем загрязнении воды хозяйственно- фекальными сточными водами. Установлено, что нитраты содержатся, главным образом, в поверхност- ных водах, а нитриты - в артезианских (подземных водах). При систематиче- ском использовании питьевой воды с нитратами в количестве свыше 45 мг/л в организме человека синтезируются нитрозамины, способствующие образова- нию злокачественных опухолей, а у детей возникает заболевание водно- нитратной метгемоглобинемией (нарушение окислительной функции крови). В настоящее время регламентируется наличие в питьевой воде: нитритов не более 3,3 мг/л, нитратов не более 45 мг/л. Фтор является активным в биологическом отношении микроэлементом, присутствующим в природных водах. Как избыток, так и недостаток фтора в пи- тьевой воде приводит к заболеванию кариесом или флюорозом зубов, поэтому со- держание фтора в питьевой воде регламентируется в пределах от 0,7 до 1,5 мг/л. Йодв природных водах находится в незначительных количествах. В то же время йод считается очень важным биологическим микроэлементом. По- этому содержание йода в питьевой воде должно быть не менее 10 ˉ 8 мг/л во из- бежание заболевания щитовидной железы (эндемический зоб). Кадмий в питьевой воде при его содержании более чем 0,001 мг/л вызы- вает у человека болезнь «итай-итай». Ртуть, находящаяся в питьевой воде в количестве свыше 0,0005 мг/л, вызывает заболевание человека тяжелой болезнью Минамата. Цинк,находясь в питьевой воде в количестве более 5,0 мг/л, угнетает окис- лительные процессы в организме человека и может явиться причиной анемии. Медь,находясь в питьевой воде в концентрациях более 1 мг/л, отрицательно влияет на здоровье человека, вызывает заболевание печени, гепатит и анемию. Молибден при содержании его в питьевой воде свыше 0,25 мг/л вызывает так называемую молибденовую болезнь и подагру. Радиоактивность воды. Появление радиоактивных элементов в природ- ной воде может быть связано с различными факторами (получением и обога- щением урана, изготовлением топливных радиоактивных элементов для атом- ных реакторов, водяным охлаждением реакторов, регенерацией и нейтрализа- цией отработанного ядерного топлива, атмосферными осадками, испытаниями радиоактивного оружия и выбросом вентиляционного воздуха из промышлен- ных зданий, в которых размещаются радио-химические производства, плаваю- щими атомными судами, при возникновении чрезвычайных аварийных ситуа- ций на АЭС и др.), Все виды радиоактивных излучений представляют серьезную опасность для здоровья и жизни человека. Эта опасность выражается по-разному, в за- висимости от различных факторов. В первую очередь от того, как воздей- ствует на организм человека радиоактивное излучение - снаружи или изнут- ри. Характер внешнего воздействия выражается в том, что альфа-лучи по- глощаются верхними слоями кожи, бета-лучи проникают несколько глубже, все это приводит к глубокому ожогу. Нейтронное и гамма-излучение прони- кают во многие внутренние органы человека и серьезно нарушают их нор- мальную функцию. Большой вред загрязненная радиоактивными элементами вода приносит, попадая внутрь организма при её питье или при использовании с пищевыми продуктами. Наружное воздействие на организм человека радиоактивно загряз- ненной воды считается менее опасным, чем внутреннее. Большинство радиоактивных элементов, попавших внутрь живого орга- низма, остается в большей или в меньшей степени в нем и распределяется не- равномерно в зависимости от физико-химических свойств этих элементов. Ра- диоактивные излучения элементов вызывают значительную ионизацию во внутренних живых тканях, органах. Как отмечается в книге Г.В. Якимова [4], воздействие радиоактивного излучения на организм человека очень разнооб- разно по интенсивности и по характеру в зависимости от природы и свойств радиоактивных элементов, вида испускаемых лучей (а, р, у), периода их полу- распада, продолжительности воздействия и др. Радиационная безопасность питьевой воды сегодня определяется в соот- ветствии с СанПиН 2.1.4.1074-01 по показателям α- и ß-радиоактивности, при- веденным в табл. 2. Таблица 2 – Требования СанПиН 2.1.4.1074-01 по радиационной безопасности питьевой воды
 Дополнительно к рассмотренным случаям возможного загрязнения при- родных вод различными веществами химического происхождения ниже приво- дится таблица 3, обобщенных показателей по содержанию в воде вредных хи- мических веществ и их ПДК при использовании воды для хозяйственно- питьевых целей.Таблица 3 Сводные обобщенные химические показатели и требуемые ПДК для воды, предназначенной для хозяйственно-питьевых целей
Жесткость общая* - дана в мг-экв/л. Список литературыАверьянова Л.И. Водой можно отравиться / Л.И. Аверьянова // Аргу- менты и факты на Дону. — 2001. — №9. — С. 13. Бондаренко В.Л. Научно-методологические основы природно- технических систем в использовании водных ресурсов: территории бассейновых геосистем: монография / В.Л. Бондаренко, А.И. Ылясов, Е.Д. Хецуриани. — Новочеркасск: ЮРГПУ (НПИ), 2019. — 353с. Кастальский А.А. Подготовка воды для питьевого и промышленного водоснабжения: учеб. пособие для вузов / А.А. Кастальский, Д.М. Минц. — М.: Высшая школа, 1962. — 557 с. Линевич С.Н. Водные ресурсы, их подготовка и использование в хо- зяйственно питьевом водоснабжении / С.Н. Линевич // Проблемы и решения. — Новочеркасск: ЮРГТУ, 2005. — 242с. Санитария и гигиена. Раздел «Гигиена водоснабжения»: учеб. пособие / Л.Н. Синёва. — Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2010. — 204 с. Хецуриани Т.Е. Эвтрофикация водоёмов и здоровье населения /Т.Е. Хецуриани // Обмен веществ при адаптации и повреждении: ма- тер. XVII Российской конференции с международным участием 25 мая 2018г. — Ростов-на-Дону: ФГБОУ ВО РостГМУ Минздрава России. — 2018. — С. 150-153. Якимов Г.В. Очистка воды и сточной жидкости от радиоактивных изо- топов / Г.В. Якимов. — М. : Изд-во Мин-ва коммун. хоз-ва РСФСР, 1961. — 85 с. УДК 613.27 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||