20-29_vopr
.docПрисутствие тех или иных солей свидетельствует о фекальном загрязнении воды. Известно, что в процессе самоочищения белковые соединения, подвергаясь окислению, последовательно превращаются в соли аммония, нитриты и нитраты. Нитраты - конечный продукт минерализации и в связи с этим они - наиболее стойкие из перечисленных азотсодержащих веществ. При недавнем загрязнении органическими веществами в водоеме преобладают начальные продукты разложения, т.е. соли аммония. Присутствие только солей азотной кислоты свидетельствует о давнем загрязнении. Триада соединений азота позволяет говорить о постоянном загрязнении воды водоема органическими веществами. Сера и фосфор входят в состав белков. В связи с этим в процессе их распада образуются соли серной и фосфорной кислот, повышенное содержание которых также может быть признаком органического загрязнения воды. Роль индикатора, косвенного показателя хозяйственно-фекального загрязнения воды играют и хлориды, входящие в состав бытовых сточных вод.
Все химические соединения, поступающие в организм человека из окружающей среды, в том числе и с водой, можно разделить на эссенциальные и неэссенциальные. Эссенциальные вещества - это такие элементы, которые специфичны и незаменимы в некоторых биологических процессах, обязательных для выживания данного организма и последующих генераций. Кроме того, к эссенциальным веществам относят и те неорганические элементы, которые дают эффект, благоприятный в отношении здоровья. К подобным факторам относятся многие химические соединения как органической, так и неорганической природы (белки, жиры, углеводы, витамины и, конечно, минеральные соединения, поступающие в организм с водой и пищей). К неэссенциальным веществам относятся разнообразные токсичные соединения, присутствующие в земной коре или поступающие в окружающую среду в результате хозяйственной деятельности человека. Их также называют антропогенными или техногенными.
Механизм действия на организм природных эссенциальных факторов в отличие от воздействия токсичных соединений заключается в нелинейности зависимости биологического эффекта от количества поступающего вещества. Так, неэссенциальные вещества при увеличении дозы не оказывают вредного воздействия до определенного уровня, который называется порогом неблагоприятного действия. При превышении этого уровня проявляется прогрессирующий токсический эффект. В отличие от неэссенциальных эссенциальные факторы оказывают благоприятное действие в определенном промежутке доз. При недостатке и избытке поступления вещества отмечается неблагоприятное действие на организм (нижняя и верхняя зоны неблагоприятного действия).
Условно выделяют также биоэлементы, которые подразделяются на макро-, микро- и ультра-микроэлементы. Под макроэлементами обычно понимают химические вещества, которые содержатся в земной коре в больших количествах и поступают в организм человека в чистом виде или в соединениях в количестве нескольких граммов в сутки. Это углерод, кислород, водород, азот, кальций, магний, фосфор, сера, натрий, калий и др. К микроэлементам относятся железо, йод, фтор, медь, цинк, марганец, кобальт, молибден, селен, хром, никель, олово, кремний, ванадий и некоторые другие. Ультрамикроэлементы обнаружены в организме в виде следов, и их роль в функциях организма выяснена не до конца. Это индий, теллур, ниобий, золото и др. Также можно выделить группу неэссенциальных токсичных соединений и веществ как природного, так и техногенного происхождения, которые при поступлении в организм в количествах, превышающих допустимый уровень, вызывают различные заболевания. Среди них важное значение имеют соли тяжелых металлов (свинец, ртуть, кадмий, таллий), мышьяк, бор, стронций, бериллий и др.
Академик А.П. Виноградов, творчески развивая идеи В.И. Вернадского, создал учение о биогеохимических провинциях. Согласно этому учению, на земном шаре имеются области с повышенным или пониженным содержанием того или иного элемента. В результате избыточного либо недостаточного поступления биоэлемента в организм развиваются заболевания, которые носят название эндемических. Как известно, основным депо биоэлементов в природе является почва. В организм они поступают различными путями: с продуктами питания, водой и даже с воздухом. Макроэлементы поступают в организм человека в значительных количествах с водой, а для микроэлементов (кроме фтора) это не основной путь поступления.
Заболевания, обусловленные необычным минеральным составом природных вод. Измененный минеральный состав природных вод может способствовать развитию неспецифических неинфекционных заболеваний, а также быть непосредственной причиной пре-патологических состояний и специфических заболеваний.
Общая минерализация определяет многие свойства воды. По этому признаку природные воды делятся на пресные, содержащие не более 1 г/л солей, минерализованные, в которых солей от 1 до 50 г/л, и рассолы, где минерализация превышает 50 г/л. В свою очередь, минерализованные воды можно разделить на солоноватые (количество минеральных веществ от 1 до 2,5 г/л) и соленые (количество солей более 2,5 г/л).
Длительное использование для питья высокоминерализованных вод приводит к ряду изменений в организме (м.б. снижение диуреза, задержка воды в тканях, отеки, нарушение водно-электролитного баланса и секреторной деятельности желудочно-кишечного тракта и др.). При употреблении воды,минерализация которой составляет от 10 г/л (Балтийское море) до 37 г/л (тропические широты Мирового океана)(вода имеет повышенные концентрации хлоридов и сульфатов натрия, калия, кальция и магния) м.б. прогрессирующее обезвоживание организма, нарушается кислотно-щелочное равновесие и повышается остаточный азот в крови, ухудшается сердечная деятельность, на фоне резкой жажды и утомляемости в тяжелых случаях может наступить смерть. Употребление излишне деминерализованной (мягкой), а тем более дистиллированной воды также неблагоприятно для организма. Такая вода имеет сниженные вкусовые свойства. Ее длительное использование для питья нарушает регуляцию водно-электролитного баланса, вызывает увеличение содержания электролитов в сыворотке крови и моче с их ускоренным выведением из организма, снижение осмотической резистентности эритроцитов, изменения в сердечно-сосудистой системе.
Большое значение имеет жесткость воды, определяемая в основном содержанием бикарбонатов, сульфатов и хлоридов кальция и магния. Вода с общей жесткостью свыше 7 ммоль/л имеет неблагоприятные гигиенические свойства. В ней плохо образуется мыльная пена, в связи с чем такая вода малопригодна для стирки и мытья. В жесткой воде хуже развариваются мясо, овощи и бобовые. Большой экономический ущерб связан с использованием в промышленности и тепловой энергетике воды с высокой устранимой жесткостью, так как в котлах и трубах при кипячении образуется накипь в результате перехода бикарбонатов в нерастворимые карбонаты. В эксперименте на животных такая вода, с жесткостью 20 ммоль/л ,приводит к образованию камней в почках и мочевом пузыре. Однако,существует обратной статистической корреляция между жесткостью питьевой воды и уровнем смертности от заболеваний сердечно-сосудистой системы. В зонах, обеспечиваемых мягкой питьевой водой, почти повсеместно более широко распространены атеросклероз, дегенеративные поражения сердца, гипертоническая болезнь или сочетания перечисленных заболеваний, а также чаще отмечаются случаи внезапной смерти от поражения сердечно-сосудистой системы.
Довольно часто в воде подземных источников встречаются нитриты и нитраты почвенного происхождения. Нитриты и нитраты могут поступать в организм как с водой, так и с продуктами питания, в основном растительного происхождения, в которых они депонируются. Нитраты, в свою очередь, соединяясь с гемоглобином, образуют стойкое соединение метгемоглобин. В результате блокирования гемоглобина резко снижается его способность к транспорту кислорода, наступает гипоксия тканей. Развивается заболевание, именуемое нитратной метгемоглобинемией. Кроме того, в организме нитраты под воздействием кишечной микрофлоры могут восстанавливаться до нитритов, которые в дальнейшем соединяются с поступающими с пищей аминами и амидами. В результате образуются нитрозамины с выраженными канцерогенными свойствами, токсическим действием на печень, а некоторые из них обладают мутагенными и тератогенными свойствами.
Из жизненно необходимых для человека микроэлементов лишь для фтора водный путь поступления является основным. Фтор широко распространен в земной коре. Его соли хорошо растворимы и поэтому легко вымываются из почвы в воду. Концентрации фтора, как и других минеральных веществ, повышаются в водоисточниках с севера на юг, а также по мере увеличения глубины залегания вод. Избыточное и недостаточное поступление фтора в организм приводит к патологическим изменениям: содержание в воде более 1,5 мг/л фтора вызывает заболевание под названием флюороз (генерализованные изменения всего скелета: остеопороз, деформация и повышение хрупкости костей; одновременно отмечаются нарушение фосфорнокальциевого обмена, снижение активности фосфатаз, холинэстеразы, угнетение кроветворной и центральной нервной систем у детей), а менее 0,5 мг/л - способствует развитию кариеса. Профилактика флюороза заключается в организации водоснабжения из источников с меньшим содержанием фтора, а при отсутствии таковых - в дефторировании воды специальными методами. С целью оптимального потребления фтора во многих странах мира проводится фторирование питьевой воды. В качестве профилактики рекомендуется также применение фторсодержащих зубных паст и эликсиров, потребление фторированных продуктов.
Еще одним важнейшим для жизнедеятельности человека микроэлементом является йод. Недостаточное поступление йода в организм нарушает синтез гормона тироксина. Затем следует компенсаторное диффузное увеличение щитовидной железы в результате гиперфункции и развивается так называемая зобная болезнь. Длительное недостаточное поступление йода у детей может вызвать очень тяжелые заболевания вплоть до кретинизма. Это слабоумие, нарушение роста, физического и полового развития, пропорциональности тела с характерным внешним видом. Важная роль в профилактике эндемического зоба принадлежит йодированию поваренной соли, использованию привозных продуктов питания, а в особо сложных ситуациях - применению медицинских препаратов йода. Число патологических состояний во время беременности и родов у женщин в эндемических очагах уменьшается после проведения йодной профилактики во время беременности.