Экология питьевой воды

Значение воды для человека. Вода является важнейшим атрибутом жизненных процессов. Тело взрослого человека на 60% состоит из воды (у новорожденного – 77%, у старика – 50%). Вода - универсальный растворитель, среда и участник всех биохимических и физиологических реакций в организме. Без пищи, но с водой человек способен жить около 2 месяцев, без воды жизнь продолжается всего 7-9 дней. Недостаточное потребление воды или полное водное голодание вызывает со стороны организма крайне тяжелые реакции. При обезвоживании организма усиливается процесс распада тканевого белка, нарушается водно-солевой баланс в организме, деятельность органов внутренней секреции, нервной, сердечно-сосудистой систем. Потеря 6-8% воды приводит к существенному нарушению обмена веществ, потеря 10% воды – к необратимым патологическим изменениям в организме, 21% - к смерти.

В природе в разных регионах существует «жесткая» и «мягкая» вода. «Жесткая» вода содержит большое количество кальция, магния, лития, селена и др. минеральных элементов. «Мягкая» вода бедна ими, но содержит много натрия. Для здоровья вредна и та, и другая вода. Серьезные исследования, проведенные на огромных популяциях людей в США, Канаде, Великобритании, показали, что в зонах с жесткой водой у людей ниже уровень холестерина в крови, реже возникает гипертоническая болезнь. Одной из причин защитного действия жесткой воды является взаимодействие в кишечнике Са и Mg с насыщенными жирными кислотами, в результате чего последние не усваиваются и выделяются из кишечника с калом. Определенное значение в формировании нарушений здоровья у населения северных регионов имеет крайне низкая минерализация питьевой воды. Ультрапресная вода с высокими значениями рН (свыше 9) может повысить всасываемость и токсический эффект некоторых химических элементов. Почти полное отсутствие селена в питьевой воде приполярных районов также следует отнести к факторам, потенциально способным усилить вредные эффекты стронция, цинка и кадмия, по отношению к которым селен выступает как биологический антагонист. Кроме того, селенодефицитные районы, как известно из результатов обширных эпидемиологических исследований, отличаются повышенным уровнем смертности населения от рака.

Несмотря на то, что потребление воды неуклонно увеличивается из-за роста населения Земли, главную угрозу представляет не это, а прогрессирующее загрязнение рек, озер и подземных вод. Быстрый рост промышленности привел к увеличению технических отходов, сбрасываемых в водоемы. Почти все поверхностные источники водоснабжения в последние годы подвергаются воздействию вредных антропогенных загрязнений. 70% поверхностных вод и 30% подземных потеряли питьевое значение и перешли в категорию загрязненности – «условно чистая» и «грязная». Возрастает загрязнение подземных вод нефтепродуктами, тяжелыми металлами, пестицидами, которые поступают со сточными водами в водоносные горизонты.

Химическое загрязнение воды. По данным ООН, в мире выпускается до 100 тысяч химических соединений, 15 тысяч из которых являются потенциальными токсикантами. По экспертным оценкам, до 80% всех химических соединений, поступающих во внешнюю среду, рано или поздно попадают в водоисточники. Химические вещества поступают в воду из атмосферного воздуха с дождями, при таянии снегов, со сточными водами промышленных и сельскохозяйственных предприятий.

Среди промышленных отходов, сбрасываемых в воду, кроме органических соединений наиболее опасными для организма являются соли многих тяжелых металлов (кадмия, свинца, алюминия, никеля, марганца, цинка и др.). Даже в невысоких концентрациях они вызывают нарушение различных функций человеческого организма. Высокие же концентрации солей тяжелых металлов вызывают острые отравления.

К числу наиболее распространенных и опасных для здоровья человека следует отнести загрязнение питьевой воды нитратами, как результат неограниченного внесения минеральных азотных удобрений (например, селитры), а также сброса неочищенных сточных вод. Неконтролируемое применение пестицидов в сельском хозяйстве привело к глобальному загрязнению мирового океана. Высокие концентрации пестицидов находят даже в грудном молоке женщин коренных народностей Севера. Доказан их мутагенный и канцерогенный эффект. Страдают функции печени, мозга.

Биологическое загрязнение воды. Неудовлетворительное состояние водоснабжения, качества подаваемой питьевой воды стимулирует распространение заболеваний кишечными инфекциями. По данным ВОЗ около 80% всех инфекционных болезней в мире связано с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. К заболеваниям, распространяющимся водным путем, относится холера, бактериальная дизентерия, брюшной тиф, сальмонеллезы, туляремия, ротовирусный энтерит, вирусный гепатит А, вирусы полиомиелита, различные адено- и энтеровирусы. Инфекционная заболеваемость населения, связанная с водоснабжением, достигает 500 миллионов случаев в год. Это дает основание назвать проблему гигиены воды, то есть снабжения доброкачественной водой в достаточном количестве, проблемой номер один.

Вода может стать также источником заражения человека животными паразитами – гельминтами (глистами). С загрязненной фекалиями водой к человеку могут попасть их яйца, которые в кишечнике превращаются во взрослых паразитов. К таким относятся аскариды, власоглав, острицы.

По данным ВОЗ, количество людей, имеющих хронические заболевания в связи с использованием загрязненной воды, приближается в мире к 2 миллиардам человек. Ежегодно от этого умирает около 5 миллионов человек.

На водопроводных станциях в нашей стране используется следующая техническая схема водоочистки: водозабор, хлорирование, флокуляция (осаждение взвешенных примесей на осадке гидроокиси алюминия), фильтрация.

Основные причины неэффективности технологии очистки воды методом хлорирования: 1) образование хлорорганических соединений; 2) образование комплексов хлорорганических соединений с ионами тяжелых металлов; 3) коррозия водопроводных труб и арматуры; 4) образование сложных комплексов хлорпроизводных, тяжелых металлов с продуктами коррозии водопроводных труб; 5) сохранение при хлорировании (и длительном кипячении!) и образование новых классов устойчивых микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности с мутагенными и иммунодепрессивными свойствами; 6) загрязнение хлорированной водой природных источников воды.

Возможные пути решения проблемы безвредности питьевой воды: 1) замена железных труб и арматуры на нержавеющие; 2) реконструкция канализационных систем с выводом всех стоков на очистные сооружения; 3) замена метода очистки воды хлорированием на окислительные методы очистки с использованием активированного кислорода в сочетании с ультрафиолетовым облучением, феррата натрия, озона, перекиси водорода; 4) замена хлора гипохлоритом натрия или лития, которые в десятки раз эффективнее, чем хлор; 5) Замена песчаных фильтров на природные сорбенты (шунгит, природные цеолиты и др.), которые могут адсорбировать хлорорганические соединения и тяжелые металлы.

Портативные очистители. Человек в среднем потребляет в сутки около 400 л воды, из них только 1% уходит на приготовление пищи. Вот эту воду следует доочистить (фильтры, отстаивание, кипячение). Самая высокая степень очистки воды наблюдается при зонном вымораживании. Известно, что при замерзании жидкостей на участке с наиболее низкой температурой сначала происходит кристаллизация основного вещества, а позднее, на месте с более низкой температурой, начинается кристаллизация примесей, растворенных в основном веществе.

Охрана вод. В соответствии с Конституцией РФ, водное законодательство России находится в совместном ведении РФ и субъектов РФ. Оно состоит из «Водного кодекса РФ» и принимаемых в соответствии с ним федеральных законов и иных нормативных правовых актов, а также законов и иных нормативных правовых актов субъектов РФ. Главное направление – уменьшение абсолютного объема водопотребления, предотвращение истощения и загрязнения источников воды, комплексное использование ресурсов поверхностных и подземных вод. Мероприятия: обнаружение источников загрязнения вод; повсеместное внедрение современных методов очистки промышленных, коммунально-бытовых и иных стоков; внедрение систем повторного водопотребления и безотходных технологий; установление охранных зон вокруг источников питьевой воды и мест водозабора; запреты на хозяйственную деятельность в прибрежной полосе малых рек и озер; систематический контроль за соблюдением нормативов ПДК вредных веществ в водной среде; меры, предупреждающие смыв в водоемы минеральных удобрений и пестицидов с сельхозугодий, нечистот с территории животноводческих ферм.