ком гигиена Гончарюк

ИСТОРИЯ КОММУНАЛЬНОЙ ГИГИЕНЫ

до 400 сут в подземных водах и дальности их распространения. Установление этих терминов позволило определять размеры санитарно-защитных зон между местами водозабора из подземных источников водоснабжения и очистными сооружениями с подземной фильтрацией сточных вод, а также обосновывать минимальные санитарно-защитные разрывы между жилыми и общественны­ ми зданиями и сооружениями подземной фильтрации сточных вод.

Определены оптимальное время (3 сут) пребывания сточных вод в септи­ ке, органические и гидравлические нагрузки на сооружения подземной фильт­ рации, гарантирующие высокую эффективность очистки сточных вод от хими­ ческих и биологических загрязнений. Установлен период полного самоочище­ ния почвы над сооружениями подземной фильтрации после прекращения их функционирования (не менее 1 года), что учитывается при отведении земель­ ных участков под строительство.

Гигиенические исследования процессов биологической очистки сточных вод на сооружениях малой канализации на кафедре продолжают проводить ученики Е.И. Гончарука. Эти исследования позволили научно обосновать усло­ вия высокоэффективного применения с целью санитарной охраны почвы по­ верхностных и подземных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения от загрязнения сточными водами, новых типов очистных канализационных со­ оружений: циркуляционно-окислительных каналов на полную биологическую очистку; комбинированных высокоэффективных аэроокислителей радиально­ го типа с механическими роторными аэраторами; биологических фильтров с блочной загрузкой пеностеклом; компактных канализационных установок за­ водского изготовления на полную биологическую очистку и обеззараживание сточных вод с пневматическими, роторными и импеллерными аэраторами; аэротенков колонного типа, автоматической биохимической станции "Симбиотенк", безреагентной гидрокавитационной технологии обеззараживания сточ­ ных вод; биологических прудов с высшими водяными растениями для доочист­ ки и безреагентного обеззараживания сточных вод и др.

Упомянутыми экспериментальными исследованиями, выполненными в ла­ бораторных и полевых условиях, научно обоснованы оптимальные параметры работы очистных сооружений, обеспечивающие высокий эффект биологичес­ кой очистки сточных вод в режиме "полного окисления". Эти параметры поз­ воляют достичь наиболее полной деструкции органических веществ, высокой степени освобождения сточных вод от энтеровирусов, патогенных эшерихий, шигелл, сальмонелл, яиц геогельминтов. Ими оказались продолжительность аэрации, органические и гидравлические нагрузки на активный ил, продол­ жительность биологического созревания активного ила, доза активного ила в зоне аэрации малогабаритных канализационных сооружений и их прототи­ пов и др.

Е.И. Гончаруком и его учениками предложены и научно обоснованы сотни гигиенических нормативов, правил, рекомендаций по охране здоровья населе­ ния, утвержденных Госстроем СССР, Министерствами здравоохранения СССР

и Украины. Разработаны и внедрены свыше 100 принципиальных схем очистки сточных вод с местными сооружениями малой канализации и с применением

41

ИСТОРИЯ КОММУНАЛЬНОЙ ГИГИЕНЫ

новых типов очистных сооружений малой канализации. Созданы новые соору­ жения по очистке, доочистке сточных вод и обезвреживанию их ила. Среди них — фильтрационно-обогатительные колодцы, фильтрационно-обогатитель- ные траншеи, фильтрационно-обогатительные пруды, подземные иловые тран­ шеи, септик-дегельминтизатор для обезвреживания сточных вод от лечебных учреждений и другие.

Предложенные методы и сооружения подземной фильтрации, разработан­ ные на основании многочисленных полевых и лабораторных исследований, на­ турных экспериментов, обеспечивали эффективное обеззараживание сточных вод от возбудителей кишечных инфекций (бактерий, вирусов), геогельминтов. Новый подход впервые позволял надежно охранять почву, подземные и поверх­ ностные источники водоснабжения от бактериальных и энтеровирусных, протозойных, гельминтозных загрязнителей.

Внедрение простых в устройстве и надежных в эксплуатации очистных соо­ ружений, обеспечивающих освобождение сточных вод от возбудителей кишеч­ ных инфекций инвазий, позволило в 12—13 раз снизить уровень указанных за­ болеваний среди сельского населения.

Решая вторую проблему, которая логически продолжала первую, Е.И. Гон­ чарук впервые в гигиенической науке создал теорию, методологию и принци­ пиальную схему гигиенического нормирования экзогенных химических ве­ ществ QXB) в почве. Основные концептуальные положения теории и методики нормирования ЭХВ в почве он впервые провозгласил в 1972 г. на XVI Всесо­ юзном съезде гигиенистов и санитарных врачей. В последующем эти положе­ ния нашли отражение в созданных им и его учениками "Методических реко­ мендациях по установлению ПДК химических веществ в почве" (1976), "Ме­ тодических рекомендациях по гигиеническому обоснованию ПДК химических веществ в почве" (1982). Они изложены в монографии "Санитарная охрана поч­ вы от загрязнения химическими веществами" (1977), руководстве "Гигиени­ ческое нормирование химических веществ в почве" (1986), в многочисленных статьях, опубликованных в отечественных и зарубежных изданиях.

Принципиальная схема нормирования ЭХВ в почве включает всестороннее изучение в лабораторном эксперименте закономерностей процессов миграции и детоксикации химических веществ в почве, установление их предельных ко­ нцентраций по шести показателям вредности (органолептическому, миграци- онно-водному, миграционно-воздушному, фитоаккумуляционному или транс­ локационному, общесанитарному и токсикологическому), а также изучению в натурном эксперименте влияния загрязнения почвы на здоровье населения. Для стандартизации условий проведения экспериментальных исследований ака­ демик Е.И. Гончарук и его ученики разработали оригинальные лабораторные модели: фитоклиматические камеры для изучения процессов миграции ЭХВ из почвы в растения, а также стабильности ЭХВ в разных почвенно-климатичес- ких условиях. Были созданы также воздушно-миграционные камеры и фильт­ рационные колонны для установления закономерностей поступления химиче­ ских веществ из почвы в атмосферный воздух и подземные воды и устройства, моделирующие поверхностный сток в поверхностные водоемы. Кроме того,

42

ИСТОРИЯ КОММУНАЛЬНОЙ ГИГИЕНЫ

предложен единый модельный почвенный эталон (МПЭ), имеющий постоян­ ный гранулометрический и физико-химический состав, максимальную фильт­ рующую, минимальную сорбционную и поглотительную способность. Научно обоснованы фитотестрастения, максимально накапливающие ЭХВ, обеспечи­ вая тем самым в естественных климато-ландшафтных условиях коэффициент запаса ПДК в 10—20 раз для естественных почв. Предложена оригинальная модельная система "мать—плод—новорожденный" для экспериментального изучения токсичности пестицидов, тяжелых металлов и их солей в условиях изолированного и комбинированного действия.

Врезультате глубоких фундаментальных исследований Е.И. Гончарук и его ученики изучили процессы сорбции пестицидов и других химических ве­ ществ на капельках водного тумана. Это дало возможность раскрыть механизм возникновения острых, в том числе со смертельным исходом, отравлений лю­ дей на сельскохозяйственных полях, обработанных пестицидами, и разработать методические рекомендации по прогнозированию критической зоны метеоро­ логических параметров для организации соответствующих профилактических мероприятий. Именно эти исследования позволили академику Е.И. Гончаруку

идругим ученым разработать и установить ПДК в почве серии пестицидов, та­ ких тяжелых металлов, как свинец, ртуть, кобальт, цинк, никель, медь, ваннадий и их солей (см. "Предельно допустимые концентрации химических ве­ ществ в почве" № 1496-76, № 1968-79, № 2264-80, № 2546-82). За разработку темы: "Тяжелые металлы как опасные для человека загрязнители окружающей среды Украины: медико-экологические исследования, обоснование и опыт внед­ рения профилактических мероприятий" Е.И. Гончарук совместно с Ю.И. Кундиевым, И.М. Трахтенбергом, Э.А. Деркачевым, другими видными ученымигигиенистами Украины удостоен звания Лауреата Государственной премии Украины по науке и технике за 2002 год.

Вэкспериментальных исследованиях академиком Е.И. Гончаруком уста­ новлено, что в патогенезе нарушений, выявленных при сочетанном действии солей тяжелых металлов (свинца, кадмия и пр.) и радионуклидов, существенное значение имеют активация перекисного окисления липидов, истощение антиоксидантных систем организма, развитие тканевой и циркуляторной гипоксии, которые подчиняются хроноконцентрационной зависимости. Действуя на одни

ите же биологические системы (перекисное окисление липидов и антиоксидантные системы), соли свинца и кадмия, а также ионизирующее излучение, пестициды, нитраты взаимно усиливают действие друг друга.

Показатели состояния антиоксидантной системы (активности пероксидазы

икаталазы в крови, церулоплазмина в сыворотке крови и перекисного окисле­ ния липидов, уровень активных продуктов тиобарбитуровой кислоты в биосуб­ стратах и спонтанная хемилюминесценция сыворотки крови) оказались наибо­ лее чувствительными, информативными, зависимыми от уровней и продолжи­ тельности действия. Это позволяет применять их в качестве критериев раннего выявления и адекватной оценки неблагоприятного воздействия приведенных факторов.

43

ИСТОРИЯ КОММУНАЛЬНОЙ ГИГИЕНЫ

Академик Е.И. Гончарук создал научную школу. Среди его учеников 32 док­ тора и 37 кандидатов наук, которые работают не только в Украине, но и в стра­ нах СНГ и дальнего зарубежья.

С 21 апреля 2004 г. обязанности заведующего кафедрой возложены на уче­ ника Е.И. Гончарука, доктора медицинских наук Сергея Ивановича Гаркавого.

Для современного этапа развития коммунальной гигиены характерно воз­ растание ее роли в общей системе мероприятий в отношении сохранения и укрепления здоровья населения. Основной задачей дальнейших научных поис­ ков и практической санитарной деятельности является глубокое и всесторон­ нее изучение характера и закономерностей комплексного влияния факторов окружающей среды и образа жизни на здоровье человека в условиях научнотехнического прогресса. Крайне важным является осуществление государст­ венного санитарного надзора (предупредительного и текущего) за проведением санитарно-противоэпидемических мероприятий и соблюдением министерства­ ми и ведомствами, предприятиями различных форм собственности, учрежде­ ниями, организациями, должностными лицами и отдельными гражданами са­ нитарно-гигиенических и санитарно-противоэпидемических правил и норм в соответствии с законом Украины "Об обеспечении санитарного и эпидемиоло­ гического благополучия населения" (1993).

Охрана здоровья людей — одна из важнейших задач. Конституция Украины провозглашает: "Граждане Украины имеют право на охрану здоровья". Прове­ дение санитарно-гигиенических и санитарно-противоэпидемических мероприя­ тий, которые обеспечивают оздоровление окружающей среды, является обя­ занностью всех государственных учреждений, предприятий различных форм собственности, профсоюзных и других общественных организаций. Задачи ком­ мунальной гигиены, как науки, так и практики — интенсифицировать научные разработки, обобщать опыт, оперативно и эффективно решать вопросы, свя­ занные с охраной здоровья населения.

44

Центральным вопросом этого раздела коммунальной гигиены является врачебное научно обоснованное заключение о степени опасности или безопас­ ности воды для здоровья людей, проживающих в населенных пунктах, на осно­ вании гигиенических нормативов качества воды с учетом отдаленных послед­ ствий ее длительного использования.

Гигиенические требования к показателям качества воды зависят от назна­ чения воды, т. е. от того, с какой целью ее будут использовать. Поэтому с прак­ тической точки зрения различают 7 типов воды:

I тип — водопроводная вода, подаваемая населению централизованным хозяйственно-питьевым водопроводом для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд;

II тип — вода из шахтных колодцев и каптажей, которую население ис­ пользует так же, как и воду I типа, но в условиях децентрализованного местно­ го водоснабжения;

III тип — вода подземных (межпластовых напорных (артезианских) или ненапорных) и поверхностных (рек, пресных озер, водохранилищ) источников централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения;

IV тип — горячая вода, подаваемая централизованным водопроводом; V тип — минеральная вода, используемая для лечения больных;

VI тип — техническая вода, подаваемая техническим водопроводом на промышленных предприятиях;

VII тип — вода специального назначения, применяемая в фармацевтичес­ кой промышленности для приготовления лекарств, на предприятиях микробио­ логического синтеза в текстильном производстве и т. п.

Каждый тип воды должен отвечать определенным гигиеническим требо­ ваниям:

1. Иметь хорошие органолептические свойства, характеризующие запах, вкус воды, ее мутность, прозрачность, цветность, окраску, температуру, нали­ чие плавающих видимых примесей. Гигиеническое обоснование этих показате­ лей приведено на с. 68—76. Ухудшение органолептических свойств воды созда­ ет у людей психологическое подозрение опасности такой воды для здоровья.

45

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

2.Быть безвредной по химическому составу. Вода не должна содержать опасных количеств вредных для здоровья химических веществ как природного происхождения, так и тех, которые поступают со сточными водами промыш­ ленных предприятий, поверхностным стоком сельскохозяйственных полей или добавляются на водопроводных станциях в качестве реагентов во время водоподготовки. Научное обоснование ПДК таких веществ в воде приведено на с. 86—93. Сегодня обоснованы и утверждены Министерством здравоохра­ нения более 1,5 тыс. ПДК химических веществ в воде.

3.Не содержать патогенных микроорганизмов и других возбудителей за­ болеваний, а также вирусов, яиц гельминтов, цист простейших, являющихся возбудителями инфекционных заболеваний и инвазий. Научное обоснование микробиологических показателей качества воды приведено на с. 93—99.

Гигиенические требования к качеству питьевой воды определяются ее фи­ зиологической ролью в организме человека, гигиеническим и эпидемическим значением, а также ролью, которую она играет в быту, промышленности и сель­ ском хозяйстве.

Под врачебным заключением о безопасности или опасности воды подра­ зумевают официальный документ, заверенный подписью врача, удостоверяю­ щий юридическую ответственность за органолептическую, химическую и эпи­ демическую безопасность воды. Такая задача возложена на врача, имеющего сертификат специалиста по медико-профилактическому делу (санитарного вра­ ча, врача-гигиениста).

Вторым по важности вопросом данного раздела является вопрос о коли­ честве подаваемой в населенный пункт воды. Только достаточное количество доброкачественной питьевой воды предупреждает возникновение заболева­ ний и гарантирует сохранение здоровья населения. Гигиеническое обоснова­ ние норм водопотребления приведено на с. 107—ПО.

Вданном разделе рассмотрены и другие вопросы, требующие решения при организации эффективного водоснабжения населенного пункта, а именно методика выбора источника централизованного хозяйственно-питьевого водо­ снабжения, характеристика современных методов водоподготовки, основные схемы водопроводов из подземных и поверхностных водоисточников, органи­ зация местного (децентрализованного) водоснабжения, санитарный надзор за водоснабжением населенных пунктов.

Гигиеническое значение воды

Гигиеническое значение воды определяется прежде всего физиологичес­ кой потребностью в ней человека.

Вода, как воздух и пища, является тем элементом внешней среды, без ко­ торого невозможна жизнь. Человек без воды может прожить всего 5—-6 сут. Это объясняется тем, что тело человека в среднем на 65% состоит из воды.

Ктому же, чем моложе человек, тем выше относительная плотность воды

вего организме: 6-недельный эмбрион человека на 95% состоит из воды, а у ново-

46

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ

рожденных ее количество составляет 75% массы тела. К 50 годам вода состав­ ляет 60%. Основая часть воды (70%) сосредоточена внутри клетки, а 30% — это внеклеточная вода, в составе крови и лимфы (7%) и межтканевой (интерстициалъной) жидкости (23%). Содержание воды в разных тканях организма не одина­ ково: в костной ткани оно составляет 20% массы, в мышечной — 75%, в соедини­ тельной — 80%, в плазме крови — 92%, стекловидном теле — 99%.

В организме лишь незначительная часть воды находится в свободном состо­ янии. Пластическая функция воды обусловлена тем, что большее ее количество является компонентом макромолекулярных комплексов белков, углеводов и жиров

иобразует с ними желеподобные клеточные и внеклеточные структуры. В них каждая коллоидная частица благодаря определенным размерам и заряду притяги­ вает к себе молекулы воды, обусловливая структурирование воды, подобное крис­ таллической решетке и напоминающее лед. Именно поэтому многие клетки пере­ носят замораживание без повреждений.

Физиологическое значение воды. Вода играет в организме человека важ­ ную роль. Без воды не происходит ни один биохимический, физиологический

ифизико-химический процесс обмена веществ и энергии, невозможны пи­ щеварение, дыхание, анаболизм (ассимиляция) и катаболизм (диссимиляция), синтез белков, жиров, углеводов из чужеродных белков, жиров, углеводов пи­ щевых продуктов. Такая роль воды обусловлена тем, что она является универ­ сальным растворителем, в котором газообразные, жидкие и твердые неоргани­ ческие вещества создают молекулярные или ионные растворы, а органические вещества находятся преимущественно в молекулярном и коллоидном состоя­ нии. Именно поэтому она принимает непосредственное или косвенное учас­ тие практически во всех жизненно важных процессах: всасывании, транспор­ те, расщеплении, окислении, гидролизе, синтезе, осмосе, диффузии, резорбции, фильтрации, выведении и др.

Спомощью воды в клетки организма поступают пластические вещества, био­ логически активные соединения, энергетические материалы, выводятся продук­ ты обмена. Вода способствует сохранению коллоидального состояния живой плазмы. Вода и растворенные в ней минеральные соли поддерживают важнейшую биологическую константу организма — осмотическое давление крови и тканей.

Вводной среде создаются необходимые уровни щелочности, кислотности, гидроксильных и водородных ионов. Вода обеспечивает кислотно-основное состояние в организме, а это влияет на скорость и направление биохимических реакций. При­ нимает участие в процессах гидролиза жиров, углеводов, гидролитического и оки­ слительного дезаминирования аминокислот и в других реакциях. Вода — основной аккумулятор тепла, которое образуется в организме в процессе экзотермических биохимических реакций обмена веществ.

Кроме того, испаряясь с поверхности кожи и слизистых оболочек органов дыхания, вода принимает участие в процессах теплоотдачи, т. е. в поддержа­ нии температурного гомеостаза. Во время испарения 1 г влаги организм теряет 2,43 кДж (0,6 ккал) тепла.

Потребность организма в воде удовлетворяется за счет питьевой воды, на­ питков и продуктов питания, особенно растительного происхождения. Физио­ логическая суточная потребность взрослого человека в воде (при отсутствии

47

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

физических нагрузок) в регионах с умеренным климатом ориентировочно со­ ставляет 1,5—3 л, или 90 л/мес, почти 1000 л/год и 60 000—70 000 л за 60— 70 лет жизни. Это так называемая экзогенная вода.

Определенное количество воды образуется в организме вследствие обмена ве­ ществ. Например, при полном окислении 100 г жиров, 100 г углеводов и 100 г бел­ ков вырабатывается соответственно 107, 55,5 и 41 г воды. Это так называемая эндогенная вода, ежедневно образующаяся в количестве 0,3 л.

Физиологическая норма потребления воды может колебаться в зависимос­ ти от интенсивности обмена веществ, характера пищи, содержания в ней со­ лей, мышечной работы, метеорологических и других условий. Доказано, что на 1 ккал энергозатрат организму необходимо 1 мл воды. То есть для человека, суточные энергозатраты которого составляют 3000 ккал, физиологическая по­ требность в воде равна 3 л. С увеличением энергозатрат во время физических нагрузок повышается и потребность человека в воде. Особенно если тяжелый физический труд выполняют в условиях повышенной температуры, например

вмартеновских цехах, на доменном производстве, на поле в жару. Тогда пот­ ребность в питьевой воде может возрасти до 8—10 и даже 12 л/сут. Кроме то­ го, потребность в воде изменяется при определенных патологических состоя­ ниях. Например, она возрастает при сахарном и несахарном диабете, гиперпаратиреозе и т. п. В таком случае количество воды, употребляемое человеком

втечение месяца, составляет 30 л, в течение года — 3600 л, за 60—70 лет — 216 000 л.

Поддержание водного баланса в организме человека предусматривает не только поступление и распределение воды, но и ее выведение. В состоянии по­ коя вода выводится через почки — с мочой (почти 1,5 л/сут), легкие — в паро­ образном состоянии (приблизительно 0,4 л), кишечник — с фекалиями (до 0,2 л). Потери воды с поверхности кожи, которые в значительной мере связаны с тер­ морегуляцией, изменяются, но в среднем составляют 0,6 л. Таким образом, из организма человека в состояния покоя ежесуточно в среднем выводится 2,7 л воды (с колебаниями от 2,5 до 3,0 л). При некоторых патологических состоя­ ниях и физической нагрузке выделение воды усиливается и соотношение пу­ тей выведения, приведенное выше, изменяется. Например, при сахарном диа­ бете усиливается выделение воды через почки — с мочой, при холере — через пищеварительный тракт, во время работы в горячих цехах — через кожу — с потом.

Человек остро реагирует на ограничение или полное прекращение поступ­ ления воды в организм. Обезвоживание — чрезвычайно опасное состояние, при котором нарушается большинство физиологических функций организма. Боль­ шие потери воды сопровождаются выделением значительного количества мак­ ро- и микроэлементов, водорастворимых витаминов, что усугубляет негатив­ ные последствия обезвоживания для здоровья и жизни человека.

В случае обезвоживания организма усиливаются процессы распада ткане­ вых белков, жиров и углеводов, изменяются физико-химические константы крови и водно-электролитного обмена. В центральной нервной системе разви­ ваются процессы торможения, нарушается деятельность эндокринной и сер-

48

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВОДЫ

дечно-сосудистой систем, ухудшается самочувствие, снижается трудоспособ­ ность и т. п. Четкие клинические признаки обезвоживания появляются, если потери воды составляют 5—6% массы тела. При этом учащается дыхание, на­ блюдаются покраснение кожи, сухость слизистых оболочек, снижение артери­ ального давления, тахикардия, мышечная слабость, нарушение координации движения, парестезии, головная боль, головокружение. Потери воды, равные 10% массы тела, сопровождаются значительным нарушением функций орга­ низма: повышается температура тела, заостряются черты лица, ухудшаются зрение и слух, кровообращение, возможен тромбоз сосудов, развивается ану­ рия, нарушается психическое состояние, возникает головокружение, коллапс. Потеря воды на уровне 15—20% массы тела смертельна для человека при тем­ пературе воздуха 30 °С, на уровне 25% — при температуре 20—25 °С.

Изложенное выше убедительно свидетельствует о том, что вода является одним из самых ценных даров природы. И нельзя не вспомнить выражение вос­ хищения водой французского писателя Антуана де Сент-Экзюпери. Самолет героя его повести "Планета людей" потерпел катастрофу во время полета над пустыней, а сам летчик пережил предсмертную агонию от обезвоживания и, увидев живительную влагу, почувствовал невероятную радость: "Вода! В тебе нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать. Тобою наслажда­ ешься, не зная, что это такое. Нельзя сказать, что ты нужна для жизни, ты — сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснить нашими чув­ ствами. С тобой возвращаются к нам силы, с которыми мы уже распроща­ лись. .. ты самое большое богатство на свете".

В то же время в случае употребления некачественной воды создается ре­ альная опасность развития инфекционных и неинфекционных заболеваний. Статистика ВОЗ свидетельствует, что почти 3 млрд населения планеты пользу­ ются недоброкачественной питьевой водой. Из более чем 2 тыс. болезней тех­ ногенного происхождения 80% возникают вследствие употребления питьевой воды неудовлетворительного качества. По этой причине ежегодно 25% насе­ ления мира рискуют заболеть, приблизительно каждый десятый житель плане­ ты болеет, почти 4 млн детей и 18 млн взрослых умирают. Считается, что из 100 случаев онкологических заболеваний от 20 до 35 (особенно толстой кишки и мочевого пузыря) обусловлены употреблением хлорированной питьевой во­ ды. Именно поэтому чрезвычайно важны гигиеническая роль воды и ее значе­ ние для профилактики инфекционных и неинфекционных заболеваний.

Состав природной воды. Вода является одним из загадочных явлений природы, без нее невозможна наша жизнь. И хотя люди издавна селились воз­ ле источников, использовали воду для удовлетворения питьевых нужд, в бы­ ту, в промышленности и сельском хозяйстве, знали о ее величайшей ценности, все-таки и поныне нет еще окончательного ответа на вопрос: "Что же это за феномен — вода?".

Из курса химии известно, что вода является простым соединением, кото­ рое состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Обозначается формулой Н2 0 и имеет молекулярную массу 18. Результаты исследований, проведенных в последнее время, свидетельствуют, что вода имеет более слож-

49

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

ное строение, молекулы воды могут быть и тяжелыми, если в их состав входят изотопы водорода с атомной массой 2 и 3 (дейтерий и тритий) и кислорода с атомной массой 17 и 18. И хотя в природной воде количество более тяжелых атомов (нуклидов) по сравнению с обычными очень незначительно и относи­ тельная плотность воды, состоящей из изотопов, невелика, этим обеспечивает­ ся ее чрезвычайное разнообразие: ныне известно 42 разновидности. Кроме то­ го, вода имеет сложное кристаллическое строение, то есть является структури­ рованной. Каждая молекула воды в целом электрически нейтральна, но в ней существует перераспределение зарядов: та сторона, где размещен атом кисло­ рода, более отрицательна, а та, где атомы водорода, — более положительна. Возникает так называемый дипольный момент. Две соседние молекулы притя­ гиваются друг к другу за счет электростатических сил; между ними возникает водородная связь. При комнатной температуре каждая молекула воды образу­ ет временные связи с 3—4 соседними молекулами. Формируется своеобразная кристаллическая решетка, в которой старые водородные связи постоянно раз­ рушаются и одновременно возникают новые.

С физико-химической точки зрения природная вода представляет собой сложную дисперсную систему, в которой в качестве дисперсной среды высту­ пает вода, а в качестве дисперсной фазы — газы, минеральные и органические вещества, живые организмы. Химические соединения в воде ведут себя по-ра­ зному. Некоторые почти не растворяются, образуя взвешенные вещества, сус­ пензии и эмульсии. Другие растворяются, но в различной степени. Среди ми­ неральных солей наиболее растворимы хлориды, сульфаты и нитраты щелоч­ ных и щелочноземельных металлов. Неорганические вещества (соли, кислоты, основания) способны в воде диссоциировать на катионы металлов (Na+, K+, Са2+, Mg2+) или водорода (Н+) и анионы кислотных остатков (CI", SO2~, НСО ~, СО3), или гидроксильные анионы ОН", образуя ионные растворы. Простые органические соединения (мочевина, глюкоза и другие сахара), растворяясь в воде, находятся в виде молекулярных растворов. Сложные органические веще­ ства (белки, углеводы, жиры) образуют коллоиды. В воде растворены некото­ рые газообразные вещества: кислород (02 ), углерода диоксид (С02), сероводо­ род (H2S), водород (Н2), азот (N2), метан (СН4) и др.

Кроме макроэлементов (натрия, калия, кальция, магния, азота, серы, фос­ фора, хлора и т. п.) в воде обнаружено 65 микроэлементов1 (железо, медь, цинк, марганец, кобальт, селен, молибден, фтор, йод и т. п.). Они содержатся

Микроэлементы — это химические элементы, которые содержатся в тканях человека, животных и растений в концентрациях 1:100 000 (или 0,001%, или 1 мг на 100 г массы) и менее. Среди микроэлементов различают эссенциальные, т. е. жизненно необходимые (железо, йод, медь, цинк, кобальт, селен, молибден, фтор, марганец, хром и т. п.), условно эссенциальные (мы­ шьяк, бор, бром, литий, никель, кремний, ванадий и т. п.) и токсические (алюминий, кадмий, свинец, ртуть, бериллий, барий, висмут, талий и т. п.). Эссенциальные микроэлементы (биомик­ роэлементы) входят в состав биологически активных соединений: ферментов, гормонов, вита­ минов, которые играют важную роль в процессах дыхания, обмена веществ, нейрогуморальной регуляции, иммунологической защиты, окислительно-восстановительного гомеостаза, крове­ творения, размножения и т. п.).

50