5. Наслідки забруднення питної води важкими металами для людського організму

Серед забруднюючих речовин важкі метали (в т.ч. меркурій, свинець, кадмій, цинк, миш'як) та їх сполуки виділяються поширеністю та високою токсичністю, багато з них здатні до накопичення в живих організмах.

Для нормального функцiонування органiзму людини необхiдний збалансований обмiн мiкроелементiв, порушення якого може призвести до важких захворювань та отруєнь. В таблиці 1.2 ми привели данi для деяких металiв у порядку зростання летальної дози для людини.

Таблиця 1.2

ДIЯ ДОБОВОГО ПОСТУПАННЯ ЕЛЕМЕНТIВ НА ЛЮДИНУ

(В РОЗРАХУНКУ НА МАСУ 70 КГ, В МГ/ДОБА

Назва елементів	Нормальна	Токсична	Летальна
Миш'як	0,04-1,4	5-50	50-340
Меркурій	0,004-0,02	0,4	150-300
Мiдь	0,5-6		175-250
Алюмiнiй	0,0014-0,08	60	1300-6200
Кадмiй	0,07-0,3	3-330	1500-9000
Фтор	0,3-5	20	2000
Хром	0,01-1,2	200	3000-8000
Цинк	5-40	150-600	6000
Свинець	0,06-0,5		10000
Залiзо	6-40	200	7000-35000

Алюмiнiй є елементом III-i групи перiодичноi системи з атомним номером 13. Широко поширений в природi, становить 8% хiмiчного складу земноi кори. В хiмiчних сполуках виявляi ступiнь окислення +3.

Алюмiнiй застосовуiться в складi коагулянтiв як основний реагент технологii питноi водопiдготовки, в результатi чого в основному, з'являється в питнiй водi.

При гiдролiзi алюмiнiю у водi можуть утворюватися рiзнi гiдрокомплекси - розчиннi i нерозчиннi, мономернi i полiмернi, органiчнi i неорганiчнi.

Основний шлях надходження алюмiнiю в органiзм людини - з питною водою. Видалення алюмiнiю з органiзму ускладнене, бiля половини його затримується в органiзмi до 300 днiв. Накопичуючись в тканинах мозку, печiнки, нирок, кiсток, цей метал викликає iх функцiональнi порушення. Алюмiнiй викликає порушення в синтезi ряду ферментiв, сприяючи видаленню таких бiоелементiв як P, Mg, Ca, Na, Fe . Постiйне вживання питноi води з вмiстом алюмiнiю понад 0,2 мг/л призводить до пiдвищення вiрогiдностi появи таких захворювань як енцефалопатiя, хвороби Альцгеймера i Паркiнсона, анемiя, зниження iмунноi реактивностi та iншi.

ГДК залишкового алюмiнiю в питнiй водi встановлена на рiвнi 0,5 мг/л за санiтарно-токсикологiчною ознакою шкiдливостi, в той час як в бiльшості краiн Європи рекомендовано вмiст алюмiнiю не бiльше 0,2 мг/л. Така ж норма встановлена ВОЗ.

Кадмiй в природнiй водi знаходиться в стiйкому станi в двовалентнiй формi. Як правило, кадмiй є присутнiм разом з цинком в карбонатних i сульфiдних рудах. Його одержують також, як побiчний продукт при рафiнуваннi мiдi, свинцю i цинку.

Кадмiй використовується для гальванiчного покриття, а його сполуки - як барвники (сульфiди, сульфоселенiди кадмiю), стабiлiзатори полiвiнiлхлоридних пластмаси (стеарати кадмiю).

В прiсних пiдземних водах рiвень вмiсту кадмiю коливається вiд 1 до 500 мкг/л. В питнiй водi рiвень кадмiю зазвичай нижче 1 мкг/л. В СНД встановлена ГДК кадмiю 0,001 мг/л. ВОЗ для питних вод встановлена норма 0,003 мг/л.

Середньодобове надходження кадмiю в органiзм людини складає 10-35 мкг. Значна кiлькiсть кадмiю надходить при палiннi. Мiжнародна асоцiацiя вивчення раку (МАВР) вiдносить кадмiй до канцерогенiв саме при iнгаляцiйному надходженнi.

Кадмiй має токсичнi та кумулятивнi властивостi. При надходженнi в органiзм вiн накопичується в печiнцi, нирках i селезiнцi, а також викликає анемiю, знижує вмiст кисню в кровi. Нирки i основною мiшенню токсичноi дii кадмiю. Метал викликає важку хворобу, що проявляться в розм'якшеннi кiсток, кальцифiкацii та пiєлонефритi нирок. Оскiльки кадмiй накопичується в органах i має тривалий перiод напiввиведення (10-30 рокiв), вживання заражених продуктiв на протязi тривалого часу може призвести до тих чи iнших форм кадмiєвоi iнтоксикацii.

Цинк в природних умовах зустрiчається у вигляді таких мiнералiв, як цинкова обманка (ZnS), смiтсонiт (ZnCo₃ ), цинкiт (ZnO) i iн. Найбiльше промислове значення мають карбонатнi i сульфiднi руди цинку.

Цинк являє собою синювато-бiлий метал, що плавиться при 419° С, а при 913° С випаровується; густина його - 7,14 г/см³ . При звичайнiй температурi цинк досить крихкий, але при 100-110° С вiн добре гнеться i прокачується в листи. На повiтрi цинк покривається тонким шаром окису або основного карбонату, що захищає його вiд подальшого окиснення.

Цинк використовується в якостi покриття залiза i сталi, для виготовлення сплавiв з високим вмiстом елементу, для отримання латунi. ZnS застосовуiться в барвниках, ZnSO₄ - при виробництвi вiскози, ZnCl₂ - для дезинфекцii деревини.

Цинк гiдролiзується при рН 7-7,5 з утворенням вiдносно стабiльного Zn(OH)₂ при рН >8. При рН 6,7 цинк присутнiй в водi в двовалентнiй формi, досяжнiй для сорбування з органiчними речовинами.

Значна кiлькість цинку переноситься i випадає з атмосферними опадами, вмiст в яких досягаi 8-330 мкг/л. Антропогенне надходження цинку в довкiлля на 700% перевищує природне. Вмiст цинку в незабруднених водах - вiд 0,5 до 15 мкг/л.

Токсичнiсть цинку для водних рослин змiнюється вiд 0,0075 до 50 мг/л, для багатьох видiв риб вона надто iстотно залежить вiд температури навколишнього водного середовища.

Цинк життєво необхiдний для ссавцiв, вiн відіграє важливу роль в бiосинтезi нуклеїнових кислот, РНК- i ДНК-полiмераз. Встановлено, що цинк - обов'язковий складник ферменту кровi, карбоангiдрази. Цей фермент мiститься в еритроцитах. Карбоангiдраза прискорює видiлення вуглекисню в легенях. Крiм того, вона допомагає перетворити частину СО₂ в iон НСО₃ , що відіграє важливу роль в обмiнi речовин.

Токсичнiсть цинку для людини залежить багато в чому вiд його синергiзму або антагонiзму з iншими важкими металами, особливо з кадмiєм. Пiдвищена акумуляцiя важких металiв може призводити до дефiциту цинку в органiзмi людини, що виявляється в пригнiченнi ферментноi активностi, а також в бiльш уповiльненому заживаннi ран.

Ртуть належних до токсичних металів. Її особливостю є агрегатний стан (рідина) і висока леткість. Руть утворює катіони Hg²⁺ та Hg₂²⁺ ; більшість солей цього металу не розчинні у воді, що зменшує їх небезпеку для живих організмів. Однак неорганічні сполуки в природних водоймах та грунтових розчинах можуть реагувати з органічними речовинами, утворюючи надзвичайно токсичні органічні похідні, зокрема, диметилмеркурій Hg(СН₃)₂ чи діетилмеркурій Hg(С₂Н₅)₂.

Біологічною особливістю меркурію, що зумовлює його небезпеку, є здатність до біоакумуляції по ланцюгах живлення: вміст меркурію в організмах рибоїдних птахів порівняно з водою може бути вищим у кілька тисяч разів.

Ртуть та ii сполуки надзвичайно токсичнi для людини, вони акумулюються в нирках, печiнцi, головному мозку. Основний орган-мiшень для неорганiчноi ртутi – це нирки. Метили ртуті вражають головним чином центральну нервову систему. Летальна доза ртутi при споживаннi з питною водою складаi 75-300 мг/сут. Симптомами ртутноi iнтоксикацii є атаксiя, пригнiчення периферiйного сприйняття i рефлексу кiнцiвок.

В неорганiчнiй формi ртуть в поверхневих i пiдземних водах присутня зазвичай в концентрацii нижче 0,5 мкг/л. Середньодобове споживання ртутi варiюi вiд 2 до 20 мкг на добу на людину. ГДК сполук ртутi в рибогосподарських водоймах - 0,005 мг/л, а в водоймах санiтарно-побутового призначення - 0,2 мг/л. ГДК ртутi для питноi води в СНД встановлене на рiвнi 0,0005 мг/л, ВОЗ рекомендуi величину 0,001 мг/л.

Що стосується заліза, то воно є вкрай необхідним для життєдіяльності живих організмів; переважна кількість його входить до складу гемоглобіну. Втім Анна Цвєткова, координатор програми з води і санітарії громадської організації «МАМА-86», зауважує: «регулярне вживання води із надлишком заліза може викликати алергічні реакції, захворювання крові, гіпертонію і передчасне старіння шкіри», – каже біолог, додаючи також, що залізо шкідливо впливає на клітини печінки, призводячи до їх руйнування» [4]. У питній воді ГДК феруму не має перевищувати 0,3 мг/л.

Отже, як бачимо забруднення питної води важкими металами є вкрай небезпечним та може призвести до розвитку важких захворювань та навіть летальних ісходів людей.

ВИСНОВКИ

З метою дослідження впливу важких металів, що міститься у питній водопровідній воді м.Киває на людський оранізм, нами було проведено теоретичне дослідження джерел науково-літературного характеру на предмет розкриття термінів важкі метали та питна вода.

Нами було визначенно основні джерела забруднення водопровідної питної води м.Києва в тому числі важкими металами. Проаналізовано остані показники якості питної води призначеної для киян. Розглянуто вплив забруднення питної водопровідної води важкими металами на людський організм.

Нажаль показники забрудненості поверхневих вод річки Дніпро, яка є поставщиком питної води для майже 30 млн. населення нашої країни, вкрай негативні. Надзвичайно впливовим джерелом забруднення питної води важкими металами, поряд з іншими речовинами, є людський фактор.

Забруднена питна вода, особливо неорганічними сполуками, важкими металами завдає непоправної шкоди всьому живому, вт.ч. людському організму.

Зусилля фахівців різних галузей знань, терміново мають бути зосереджені на вивчені цього питання, запроваджені заходів законодавчого, технічного та іншого характеру, що будуть направлені на доведення якості питної води киян до міжнародних стандартів.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ ІНФОРМАЦІЇ

1. Білявський Г.О. Бутченко Л.І. Основи екології: теорія та практикум. Навч. Посіб. – К.:Либра, 2006.–368 с.

2. Бойчук Ю.Д. , Солошенко Е.М., Бугай О.В. Екологія і охорона навколишнього середовища:Навчальний посібник. – Суми:ВТД «Університетська книга». 2002.–264с.

3. Бойчук. Ю.Д., Шульга М.В., Цалін Д.С., Дем`яненко В.І..; За заг. Ред.. Ю.Д, Бойчука і М.В. Шульги. –2-ге вид., випр.. і доп.–Суми:ВТД «Університетська книга»; К.:Видавничий дім «Княгиня Ольга», 2005.–386 с.

4. Газета Київ-Пост від 01.06.2012. Електроний ресурс. Код доступу: http://www.kyivpost.ua/kyiv/article/byuveti-na-vagu-zolota-ale-pro-nih-ne-dbayut-37169.html

5. Запольський, АК, Салюк А.І. «Основи екології» К:Вища шк, 2001– 358 с.

6. Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи сучасної екології. Навч.посіб. 0 5-те вид., перероб. І допов. – К.: - МАУП, 2007. – 340 с.

7. Наказ від 12.05.2010 N 400 «Про затвердження Державних санітарних норм та правил "Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною". Електроний ресурс. Код доступу: http://zakon2.rada.gov.ua/laws/show/z0452-10

8. Ситник К.М. «Ми і природа» – К:Т-во «Знання» 1990 – 48 с.

9. Степаносвких А.С. «Общая экология» М.: Юнити-Дана, 2001 –510с.

10. Стан забруднення природного середовища на території України за даними спостережень гідрометеорологічних організацій у 2011 році Дані національної гідрометеорологічної служби України. Електроний ресурс.

11. Показники якості води станом на 01.12.2012 року за офіційними даними ПАТ «АК «Київводоканал». Електроний ресурс.

12. Федоренко О.І., Бондар О.І., Кудін А.В. Основи екології:Підручник.–К.: Знання, 2006.–543 с