Известны случаи отравления свинцом вследствие употребления водопроводной воды. В прошлом причинами массового хронического сатурнизма водного происхождения чаще всего служили свинцовые водопроводные трубы и резервуары. Так, в городах Западной Европы во второй половине XX ст. была отмечена вспышка "свинцовой эпидемии". Содержание свинца в воде большинства водоемов незначительно, в пределах 0,001--0,01 мг/л. Высокие концентрации свинца (1--20 мг/л) чаще всего обусловлены использованием свинцовых труб и резервуаров в системах водопровода. Природные воды в районах залегания полиметаллических ископаемых также могут содержать свинец в опасных концентрациях. Свинец, как и другие тяжелые металлы, блокирует сульфгидрильные группы тиоловых ферментов. Наибольшее влияние он оказывает на гидратазу дельта-аминолевулиновой кислоты, что тормозит синтез протопорфирина и в итоге гемоглобина. Хроническая интоксикация свинцом водного происхождения развивается медленно: возникают общая слабость, головная боль, головокружение, неприятный привкус во рту, потеря аппетита, похудение, тремор конечностей, боль в животе, признаки анемии. Со временем возникают парезы, параличи, нарушение гемопоэза, энцефалопатия, анорексия, "свинцовые колики". Существует корреляция между концентрацией свинца в питьевой воде, если она превышает 0,8 мг/л, и частотой умственной отсталости у детей, смертностью от рака почек и лейкемии. В Глазго в 1972 г. была зарегистрирована хроническая интоксикация вследствие употребления воды с содержанием свинца 2--3 мг/л. Описаны случаи сатурнизма и при концентрации свинца в воде до 1 мг/л. Допустимая суточная доза свинца для взрослого человека -- до 0,007 мг/кг, что при массе тела 60 кг составляет 0,42 мг/сут, или 3 мг/нед. Дети, беременные и плод более чувствительны к воздействию свинца. Свинец преодолевает плацентарный барьер и его влияние на развитие плода проявляется в дальнейшем в виде психических расстройств и умственной отсталости у детей. Поступление свинца с водой в организм взрослого человека составляет от 10 до 50% общего суточного количества. Поэтому безопасными для здоровья считаются концентрации свинца в воде до 0,03 мг/л, что и отражено в государственном стандарте на питьевую водопроводную воду. В целом там, где это возможно, воздействие свинца должно быть сведено к минимуму.

Природные количества бериллия в воде очень низкие и не превышают 0,001 мг/л. С водой в организм взрослого человека может поступить до 30% общего суточного количества бериллия. Есть сведения о развитии бериллиевого дерматита, гранулематозных изъязвлений кожи, конъюнктивита в случаях его контакта с кожей и слизистыми оболочками. Бериллий плохо всасывается в пищеварительном канале. Его токсичность при пероральном поступлении очень низкая. В то же время в исследованиях на животных его канцерогенность доказана. По данным Международного агентства по изучению рака, бериллий является потенциальным канцерогеном и для человека, хотя эпидемиологические исследования пока еще не обнаружили корреляционной связи между поступлением бериллия в организм и развитием рака у людей. Учитывая потенциальную канцерогенность бериллия, безопасными для здоровья можно считать лишь очень низкие его концентрации в воде -- до 0,0002 мг/л. Избыток стронция является центральным звеном в этиологии уровской болезни (болезни Кашина--Бека), которая была обнаружена еще в средине XIX ст. у жителей Забайкалья (район реки Уров). Эта болезнь достаточно распространена в Читинской, Амурской областях, Северо-Восточном Китае, Таджикистане, на юге Кореи и в некоторых других регионах. Болезнь проявлялась поражением костно-суставного аппарата -- искривлением костей, их ломкостью, болью в суставах. Указанные дефекты возникали и у домашних животных. После продолжительных исследований, в конце концов, обнаружили связь этого заболевания с избыточным содержанием в природных водах стронция, являющегося конкурентом кальция. В условиях даже незначительного дефицита кальция именно стронций, который легче усваивается организмом, преимущественно встраивается в костную ткань. Но стронций по сравнению с кальцием быстрее выводится из организма, что вызывает деминерализацию костей. Костная ткань становится крохкой, ломкой, что является причиной остеодеформирующего остеоартроза, особенно межфаланговых и тазобедренных суставов и позвоночного столба. Именно поэтому типичными внешними симптомами уровской болезни являются "медвежья лапа" и "утиная походка". С целью профилактики уровской болезни концентрация стронция в воде не должна превышать 7,0 мг/л, что и отражено в государственном стандарте на питьевую водопроводную воду.

Содержание других микроэлементов в разведанных природных водах значительно ниже опасного, установленного в ходе санитарно-токсикологических экспериментов. Эти химические вещества опасны для здоровья людей в связи с техногенным поступлением их в поверхностные и подземные воды, являющиеся источниками водоснабжения. Поэтому они, как и искусственно синтезированные соединения, отнесены к подгруппе химических веществ, попадающих в воду вследствие промышленного, сельскохозяйственного и бытового загрязнения источников водоснабжения. К этой подгруппе принадлежат тяжелые металлы (кадмий, ртуть, никель, висмут, сурьма, олово, хром и др.), детергенты (синтетические моющие средства или поверхностно активные вещества), пестициды (ДДТ, ГХЦГ, хлорофос, метафос, 2,4-Д, атразин и т. п.), синтетические полимеры и их мономеры (фенол, формальдегид, капролактам и т. п.). Их содержание в воде должно быть безопасным для здоровья людей и их потомков при постоянном, в течение жизни, употреблении такой воды.

Токсические химические вещества с одинаковым лимитирующим показателем вредности при одновременном содержании в воде способны оказывать на организм человека комбинированное действие, следствием которого чаще всего является суммация отрицательных эффектов, то есть аддитивное действие. Чтобы гарантировать сохранение здоровья в условиях комбинированного действия, нужно соблюдать правило суммарной токсичности: сумма соотношений фактических концентраций веществ в воде к их ПДК не должна превышать 1:

Последнюю группу показателей безвредности по химическому составу составляют вещества, которые добавляют в воду в качестве реагентов во время ее обработки на водопроводных станциях. Например, с целью осветления и обесцвечивания (уменьшения мутности и цветности) речной воды используют коагуляцию, отстаивание и фильтрацию. В качестве коагулянтов используют соли алюминия. Чаще всего -- алюминия сульфат, а также натрия алюминат,алюминия оксихлорид и др. После окончания осветления и обесцвечивания нужно обязательно контролировать в воде остаточный алюминий. Нельзя, улучшая органолептические свойства воды (прозрачность, цветность), ухудшать ее химический состав и создавать опасные для здоровья людей концентрации алюминия. В природной воде концентрации алюминия варьируют от 0,001 до 10 мг/л, но чаще всего не превышают нескольких миллиграммов в 1 л. Среднее суточное поступление алюминия в организм человека эксперты ВОЗ оценивают на уровне 88 мг/сут. Преимущественно это алюминий алиментарного происхождения. Если вода содержит алюминий в концентрации 2 мг/л, то в течение суток в организм человека с 3 л такой воды попадет лишь 6 мг алюминия, или 8% общего суточного количества. Алюминий, даже в виде растворимых солей, малотоксичен. Недействующей в хронических опытах на животных оказалась концентрация алюминия в воде на уровне 5 мг/л. Но в последнее время появились сведения о связи между поступлением в организм алюминия и развитием некоторых неврологических расстройств, в частности болезни Альцгеймера. Поэтому безопасными для здоровья считаются концентрации алюминия в воде, не превышающие 0,5 мг/л.

Контрольные вопросы:

1. Гигиенические требования к питьевой воде.

2. Органолептические свойства воды.

3. Шкала интенсивности запаха воды.

4. Химические вещества с органолептическим признаком вредности.

5. Влияние минерализации воды на здоровье человека.

6. Жесткость воды, виды жёсткости. Критерии безопасности.

7. Влияние кальция на здоровье человека.

8.Ввлияние токсичных химических веществ питьевой воды на здоровье населения.



14.5 Показатели эпидемической безопасности воды

Эта группа показателей делится на 3 подгруппы: санитарно-микробиологические, санитарно-паразитологические и санитарно-химические. Они дополняют друг друга, и между ними существует тесная связь. В случае загрязнения воды жидкими и твердыми бытовыми отходами, сточными водами, экскрементами животных и птиц изменяются показатели во всех 3 подгруппах.

Критерием безопасности воды в эпидемическом отношении является: отсутствие патогенных микроорганизмов -- возбудителей инфекционных болезней. Однако даже при современных достижениях микробиологической техники исследование воды на наличие патогенных микроорганизмов -- достаточно продолжительный, сложный и трудоемкий процесс. Поэтому такие исследования проводятся не массово, а только в случае неблагоприятной эпидемической ситуации (эпидосложнений), например, при вспышках инфекционных болезней, если есть подозрение на водный путь передачи. В других случаях эпидемическую безопасность воды оценивают путем косвенной индикации возможного присутствия возбудителя. Для этого в санитарной практике широко используют два косвенных санитарно-микробиологических показателя -- общее микробное число и содержание санитарно-показательных микроорганизмов.

Одним из первых косвенных показателей опасного для здоровья бактериального загрязнения воды был предложен уровень общего количества бактерий (сапрофитов). Многочисленные наблюдения за поверхностными источниками водоснабжения, в которые попали сточные воды населенных пунктов, подтвердили, что существует прямая связь между количеством сапрофитов и степенью бактериального загрязнения. Доказано, что большое количество этих бактерий (сапрофитов) в воде обычно свидетельствует о том, что вода вступила в контакт с загрязнениями, которые могли содержать и патогенные микроорганизмы. При этом считают, что чем больше загрязнена вода сапрофитами, тем выше ее эпидемическая опасность.

К косвенным показателям бактериального загрязнения воды относится - общее микробное число, то есть общее количество колоний, вырастающих в течение 24 ч при температуре 37 °С при посеве 1 мл воды на 1,5% мясопептонный агар. Общее микробное число для незагрязненных артезианских вод не превышает 20--30, для незагрязненных шахтных колодцев -- 300--400, для чистых открытых водоемов -- 1000--1500, для водопроводной воды в случае эффективного ее обеззараживания -- 100 колониеобразующих единиц (КОЕ) в 1 мл.

Повышение его может свидетельствовать о высокой возможности наличия в воде патогенных микроорганизмов. Первые попытки научно обосновать общее микробное число питьевой воды принадлежат Р. Коху. Принимая участие в ликвидации крупной эпидемии холеры в Гамбурге, Роберт Кох установил факт отсутствия вспышки холеры в расположенном неподалеку Альтоне. Он связал этот факт с очисткой речной воды на альтонском водопроводе путем медленной фильтрации. Результаты многочисленных бактериологических исследований, проведенных Р. Кохом, свидетельствуют о том, что вода альтонского водопровода содержала не более 10 сапрофитов в 1 мл. В воде гамбургского водопровода было обнаружено значительно больше микроорганизмов. На этом основании Р. Кох сделал вывод, вода, в которой содержится не более 100 сапрофитов в 1 мл, не содержит патогенных микроорганизмов (в данном случае холерных вибрионов). Уверенности в достоверности результатов своих наблюдений Р. Коху придал тот факт, что они охватили сотни тысяч людей. Дальнейшими исследованиями было подтверждено: питьевая вода безопасна в эпидемическом отношении, если микробное число не превышает 100 в 1 мл. Этот показатель был принят в стандартах многих стран, в том числе в Украине. Российским стандартом на питьевую воду (СанПиН 2.1.4.1074-01 "Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества") предусмотрен показатель микробного числа не более 50 в 1 мл.

Очень важным является обнаружение в воде бактерий группы кишечной палочки (БГКП), которые находятся в испражнениях человека и животных. К группе кишечной палочки принадлежат бактерии родов Escherichia, Enterobacter, Klebsiella, Citrobacter и другие представители семейства Enterobacteriaceae, то есть грамотрицательные палочки, которые не образуют спор и капсул, сбраживают глюкозу и лактозу с образованием кислоты и газа при температуре 37 °С в течение 24--48 ч и не обладают оксидазной активностью '. Селективным для БГКП является питательная среда Эндо 2. На ней БГКП растут в виде темно-красных колоний с металлическим блеском (Е. coli), красных без блеска, розовых или прозрачных с красным центром или краями колоний.

Наличие БГКП в воде свидетельствует о бывшем фекальном загрязнении и соответственно -- о возможной контаминации воды патогенными микроорганизмами кишечной группы. Количественно наличие БГКП характеризуется двумя показателями: индексом БГКП и титром БГКП. Индекс БГКП (коли-индекс) -- это количество бактерий группы кишечных палочек в 1 л воды, титр БГКП (коли-титр) -- это наименьшее количество исследуемой воды (в миллилитрах), в которой обнаруживается хотя бы одна БГКП.

Контрольные вопросы:

1. Виды показателей эпидемиологической безопасности.

2. Критерий эпидемиологической безопасности воды.

3. Косвенные показатели эпид.безопасности.

4. Значение количества бактерий группы кишечной палочки для эпид.безопасности питьевой воды.



14.6 Экологическая характеристика источников водоснабжения

Источниками воды для централизованной системы хозяйственно-питьевого водоснабжения могут служить как пресные поверхностные водоемы (реки, озера, водохранилища, каналы и т. п.), так и подземные

Рисунок 5 Залегание подземных вод (схема): 1 -- водонепроницаемые слои; 2 -- горизонт грунтовых вод; 3 -- горизонт межпластовых ненапорных вод; 4 -- горизонт межпластовых напорных вод; 5 -- верховодка; 6 -- колодец, питающийся грунтовой водой; 7 -- скважина, питающаяся межпластовой ненапорной водой; 8 -- скважина, питающаяся межпластовой напорной (артезианской) водой

воды (межпластовые -- напорные и ненапорные). В условиях децентрализованного (местного) водоснабжения чаще используют подземные (грунтовые) воды, а также родники.

Сравнительная гигиеническая характеристика подземных водоисточников. В зависимости от условий формирования выделяют три типа подземных вод: верховодку, грунтовые и межпластовые (напорные и ненапорные). Подземные воды, имеющие хозяйственное значение, образуются главным образом за счет фильтрации атмосферных осадков через почву. Небольшое количество их образуется в результате фильтрации воды поверхностных водоемов (рек, озер, прудов, болот, водохранилищ и др.) через русла. Накопление и движение подземных вод зависят от строения пород, которые делятся на водонепроницаемые и водопроницаемые. Водонепроницаемыми являются глина, известняки, гранит. К водопроницаемым относятся: песок, супесок, гравий, галечник, трещеноватые породы. Вода заполняет поры между частичками пород или трещины и продвигается под действием сил тяжести и капиллярности, постепенно заполняет водоносный горизонт. Глубина залегания подземных вод колеблется от 1--2 до нескольких десятков и тысяч метров.

Верховодка -- это подземные воды, залегающие вблизи земной поверхности. Они накапливаются на первых от поверхности земли небольших по площади, прерывистых (линзоподобных) и водонепроницаемых включениях. Образуются за счет фильтрации атмосферных осадков. Режим пополнения верховодки водой непостоянен, так как зависит от количества осадков на ограниченной территории. Неглубокое залегание и особенности режима питания обусловливают очень малые запасы этой воды, которые к тому же значительно колеблятся на протяжении года. Кроме того, верховодка легко загрязняется, качество воды в ней значительно изменяется во времени и заслуживает низкой гигиенической оценки. Поэтому верховодку используют как источник хозяйственно-питьевого водоснабжения в исключительно редких случаях при отсутствии других источников водоснабжения. Кроме того, вследствие поверхностного залегания она является препятствием для эксплуатации подземных сооружений.

Грунтовые воды собираются над первым от поверхности земли слоем водонепроницаемых пород (глина, гранит, известняк), где образуют первый постоянно существующий водоносный горизонт, который называется горизонтом грунтовых вод. В зависимости от местных условий глубина залегания грунтовых вод колеблется от 1--2 до нескольких десятков метров. В Туркмении, например, есть колодцы глубиной до 150 м. Грунтовые воды движутся в направлении уклона водонепроницаемого слоя. Скорость их движения обычно невелика -- от нескольких сантиметров до 1--3 м/сут в зависимости от водовмещающей породы.

Грунтовые воды являются ненапорными, их статический уровень в колодце соответствует глубине залегания. Они характеризуются непостоянным режимом, который зависит от гидрометеорологических факторов: частоты выпадения и количества осадков, наличия открытых водоемов. В результате этого регистрируются сезонные колебания уровня стояния, дебита, химического и бактериального состава грунтовых вод. С гигиенической точки зрения определяющим для качества грунтовых вод является санитарное состояние выше залегающей почвы, степень влияния которой зависит от глубины залегания грунтовых вод. В случае неглубокого их размещения вероятность попадания загрязнения повышается.

Межпластовые подземные воды залегают между двумя водоупорными слоями, из которых один -- нижний -- является водонепроницаемым ложем, а другой -- верхний -- водонепроницаемой кровлей. Глубина залегания межпластовых вод колеблется от десятков и сотен до тысячи метров и более. Наличие водонепроницаемой кровли препятствует попаданию воды в межпластовые слои из расположенных выше горизонтов. Пополнение межпластовых вод может происходить лишь в местах выклинивания водоносного горизонта на поверхность. Обычно зоны питания залегают на значительном (сотни километров) расстоянии от места водозабора. Чем больше это расстояние, тем надежнее защита межпластовых вод от поступления загрязнений с поверхности. Добыча межпластовых вод производится через буровые скважины. В зависимости от условий залегания межпластовые воды могут быть напорными или ненапорными. Чаще всего межпластовая вода заполняет всю толщу водосодержащей породы (песчаной, гравелистой или трещиноватой) между водоупорными слоями. При этом давление, под которым находится вода в водоносном слое, становится выше атмосферного. Если прорезать водонепроницаемую кровлю скважиной, то благодаря чрезмерному давлению вода в ней поднимается, а иногда даже выливается на поверхность в виде фонтана. Такая межпластовая вода называется напорной, или артезианской1, а уровень, на который она поднимается в скважине самотеком, называется статическим. Ненапорные межпластовые воды не способны подниматься самостоятельно, их статический уровень в скважине соответствует глубине залегания. Условия формирования и залегания (наличие водоупорного перекрытия, большое расстояние от мест выклинивания, значительная глубина залегания) определяют главную особенность межпластовых вод -- постоянство количественных и качественных характеристик. Именно постоянство физических.

Характеристика поверхностных водоемов. По сравнению с подземными водами для поверхностных водоемов характерны большое количество взвешенных веществ, низкая прозрачность, повышенная цветность за счет гуминовых веществ, вымывающихся из почвы, более высокое содержание органических соединений, наличие аутохтонной микрофлоры, наличие в воде растворенного кислорода. Поверхностные воды, как правило, слабо или мало минерализованы, мягкие или умеренно жесткие. В то же время в непроточных озерах и водоемах концентрация солей в воде может быть повышенной вследствие испарения. Кроме того, высокая минерализация и жесткость характерны для водоемов, формирующихся в солончаковых грунтах.

Химический состав воды поверхностных водоемов разнообразный. Сухой остаток главным образом представлен ионами: СГ~, НСО~, SO^-, Ca2+, Mg2+, Na+. Соотношение этих ионов в воде разных водоемов значительно варьирует. Поверхностные водоемы в большинстве случаев имеют очень низкое содержание микроэлементов, хотя в природных биогеохимических провинциях возможна высокая их концентрация. Для открытых водоемов характерно непостоянство качества воды, которое может изменяться в зависимости от сезона года и даже погоды. Так, во время ливня или таяния снега в водоем смываются взвешенные и гуминовые вещества, остатки химикатов с сельскохозяйственных полей, твердые бытовые и промышленные отходы и т. п. С атмосферными осадками, таянием снега связаны значительные колебания количества воды в поверхностных водоемах. В проточных водоемах расход воды1 весной во время наводнения значительно увеличивается, в то время как летом, особенно в жару и засуху, -- уменьшается.

Самоочищение открытых водоемов происходит под влиянием различных факторов, которые действуют одновременно в разных комбинациях. Такими факторами являются: а) гидравлические (смешивание и разбавление загрязнений водой водоема); б) механические (осаждение взвешенных частиц); в) физические (влияние солнечной радиации и температуры); г) биологические (сложные процессы взаимодействия водных растений с микроорганизмами стоков, которые попали в водоем); д) химические (разрушение загрязняющих веществ путем гидролиза); е) биохимические (превращение одних веществ в другие за счет микробиологической деструкции, минерализация органических веществ в результате биохимического окисления водной аутохтонной микрофлорой). Самоочищение от патогенных микроорганизмов происходит за счет их гибели вследствие антагонистического влияния водных.

Таблица 4

Общие требования к составу и свойствам воды водных объектов в контрольных створах питьевого и рекреационного водопользования

N	Показатели	Категории водопользования
		I	II
1	Взвешенные вещества	При сбросе сточных вод, производстве работ на водном объекте в контрольном створе не должно быть увеличения концентрации более чем на
		0,25 мг/л	0,75 мг/л
		При содержании взвеси в межень более 30 мг/л допускается увеличение концентрации на 5 процентов. Взвесь со скоростью выпадения более 0,4мм/с для проточных водоемов и 0,2 мм/с для водохранилищ к сбросу запрещается.
2.	Плавающие примеси	На поверхности воды не должны обнаруживаться пленки нефтепродуктов, масел, жиров и скопление других примесей
3.	Окраска	Не должна обнаруживаться в столбике
		20 см	10 см
4.	Запахи	Вода не должна приобретать запахи интенсивностью более 2 баллов, обнаруживаемые
		непосредственно или при последующем хлорировании или других способах обработки	непосредственно
5.	Температура	Летняя температура воды в результате сброса сточных вод не должна повышаться более чем на 3 град. C по сравнению со среднемесячной температурой воды самого жаркого месяца года за последние 10 лет
6.	Водородный показатель (pH)	Не должен выходить за пределы 6,5 - 8,5
7.	Минерализация	Не более 1000 мг/куб. дм, в т.ч.:хлоридов - 350; сульфатов - 500 мг/куб. дм
8.	Растворенный кислород	Не должен быть менее 4 мг/куб. дм в любой период года, в пробе, отобранной до 12 часов дня
9.	Биохимическое потребление кислорода (БПК5) при температуре 20 град. C	2 мг O2/куб. дм	4 мг O2/куб. дм
10.	Химическое потребление кислорода (бихроматная окисляемость), ХПК	15 мг O2 /куб. дм	30 МГ O2/куб. дм
11.	Химические вещества	Не должны содержаться в воде водных объектов в концентрациях, превышающих ПДК или ОДУ
12.	Возбудители кишечных инфекций	Вода не должна содержать возбудителей кишечных инфекций
13.	Жизнеспособные яйца гельминтов (аскарид, власоглав, токсокар, фасциол), онкосферы тениид и жизнеспособные цисты патогенных кишечных простейших	Не должны содержаться в 25 л воды
14.	Термотолерантные колиформные бактерии <**>	100 КОЕ/100 мл <**>	100 КОЕ/100 мл
15.	Общие колиформные бактерии <**>	1000 КОЕ/100 мл <**>	500 КОЕ/100 мл
16.	Колифаги <**>	10 БОЕ/100 мл <**>	10 БОЕ/100 мл
17.	Суммарная объемная активность радионуклидов при сов местном присутствии

Выбор источника водоснабжения производится с учетом его санитарной надежности и возможности получения питьевой воды, соответствующей ГОСТ 2874-82"Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения. Гигиенические, технические требования и правила выбора". Пригодность источника для хозяйственно-питьевого водоснабжения устанавливается на экологической основе:

санитарной оценки условий формирования и залегания вод подземного источника водоснабжения;

санитарной оценки поверхностного источника водоснабжения, а также прилегающей территории выше и ниже водозабора по течению воды;

оценки качества и количества воды источника водоснабжения;

санитарной оценки места размещения водозаборных сооружений;

прогноза санитарного состояния источников.

Контрольные вопросы:

1. Виды источников питьевого водоснабжения.

2. Экологическая характеристика подземных источников питьевого водоснабжения.

3. Верховодка.

4. Грунтовые воды.

5. Межпластовые подземные воды.

6. Поверхностные источники водоснабжения.

7. Самоочищение открытых водоёмов.

8. Категории водопользования.

9. Показатели качества воды.

10. Экологические основы выбора источника питьевого водоснабжения.

14.7 Правила выбора и оценка пригодности водоисточника

Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения с учетом их санитарной надежности выбирают в следующем порядке:

межпластовые напорные воды;

межпластовые безнапорные воды;

грунтовые воды, искусственно наполняемые, и подрусловые подземные воды;

поверхностные воды (реки, водохранилища, озера, каналы).

Возможность использования пригодных для питьевого водоснабжения подземных вод рассматривается и при недостаточных их запасах; восполнение дефицита потребности воды следует производить за счет менее надежных в санитарном отношении водоисточников.

ПРОГРАММА ИЗУЧЕНИЯ ИСТОЧНИКОВ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

ПОДЗЕМНЫЕ ИСТОЧНИКИ

Общее геологическое строение территории района расположения источника водоснабжения и общая характеристика гидрогеологических условий его; тип выбранного водоносного горизонта (артезианский - напорный, грунтовый - безнапорный), глубина (абсолютная отметка) залегания кровли водоносного горизонта, мощность, водовмещающие породы (пески, гравий, трещиноватые известняки и пр.); условия и места питания и разгрузки водоносного горизонта; общие сведения о водообильности горизонта (эксплуатационного запаса); сведения о существующем и перспективном использовании водоносного горизонта для водоснабжения и других целей.

Общие сведения о гидрогеологических условиях района (месторождения), условия питания водоносных слоев, предполагаемых к использованию для водоснабжения, топографическая, почвенная и санитарная характеристика участка водозабора, характеристика водоносного горизонта, намечаемого к эксплуатации (литологический состав, мощность, характер перекрытия, динамический уровень воды при расчетном водоотборе).

Данные о степени проницаемости слоев, перекрывающих пластов, данные о возможности влияния зоны питания на качество воды.

Санитарная характеристика местности, непосредственно прилегающей к водозабору; расположение и расстояние от водозабора до возможных источников загрязнения, брошенных скважин, поглощающих воронок, провалов, колодцев, заброшенных горных выработок, накопителей и т.п.

ПОВЕРХНОСТНЫЕ ИСТОЧНИКИ

Гидрологические данные: площадь бассейна питания водозабора, режим поверхностного стока, максимальные, минимальные и средние расходы, скорость и уровень воды в месте водозабора, средние сроки ледостава и вскрытия, предполагаемый расход используемой воды и его соответствие минимальному расходу в источнике, данные о характеристике приливно-отливных течений.

Общая санитарная характеристика бассейна в той его части, которая может влиять на качество воды у водозабора:

характер геологического строения бассейна, почва, растительность, наличие лесов, возделываемых земель, населенных пунктов;

промышленные предприятия (их число, размеры, расположение, характер производства);

причины, влияющие или могущие влиять на ухудшение качества воды в водоеме, способы и места удаления твердых и жидких отбросов в районе нахождения источника; наличие бытовых, производственных стоков, загрязняющих водоем, количество отводимых сточных вод, сооружения для их очистки и места их расположения;

расстояние от места спуска стоков до водозабора;

наличие других возможных причин загрязнения источника (судоходство, лесосплав, водопой, зимние свалки на лед, купание, водный спорт, мелиоративные работы, использование удобрений и ядохимикатов в сельском хозяйстве и т.п.).

Характеристика самоочищающей способности водоема.

Для водохранилищ, кроме того, должны быть указаны: площадь зеркала и объем водохранилища, полезный и "мертвый" объем, режим питания и использования, сработка воды в водохранилище; план водохранилища, его максимальная и минимальная глубина, характер дна, берегов, донных отложений, наличие цветения, зарастания, заиления, направление господствующих ветров и течений, скорость движения.

Контрольные вопросы:

1. Санитарная надёжность источников централизованного водоснабжения.

2. Программа изучения подземных источников питьевого водоснабжения.

3. Программа изучения поверхностных источников питьевого водоснабжения.

4. Характеристика самоочищающей способности водохранилищ.



15. Экология почв

Почвой называется сложная многокомпонентная малодинамичная дисперсная система, в которой дисперсная среда представлена минеральными веществами (кристаллическим кварцем, алюмосиликатами, глинистыми минералами, природными макро- и микроэлементами), а дисперсными фазами являются органические вещества, все виды почвенной влаги (гигроскопической, пленочной, капиллярной, свободной гравитационной) и почвенного воздуха, микроорганизмы и макроорганизмы. Эта система, по В.В. Докучаеву, сформирована из материнской горной породы под влиянием местного климата, микроорганизмов, растений и животных, рельефа местности и времени.

Кроме термина "почва", в научной юридической литературе используют термин "земля". В административно-хозяйственной и юридической сферах деятельности термином "земля" обозначают поверхностный слой суши, занятый любым видом землепользования: под населенные пункты, сельскохозяйственные или лесные угодья, шоссе, железные дороги.

15.1 Основные свойства почвы

Почвы чрезвычайно разнообразны в зависимости от условий их формирования, в первую очередь климатических условий и растительности. На территории СНГ встречается более 90 видов почв. Доминируют 7 типов: тундровые, дерново-подзолистые, серые лесные, черноземы, каштановые, сероземы, красноземы.

Гигиенисты все почвы условно делят по их назначению на три вида: 1 ) естественная почва вне населенных мест, которая может быть использована для нового строительства или выращивания сельскохозяйственных культур; 2) искусственно созданная почва населенных мест, которая образовалась из естественной в результате перемешивания с отходами антропогенного происхождения (бытовыми и промышленными). К этому виду также относится перемещенный грунт, образовавшийся в результате вертикальной планировки местности. Оба вида искусственно образовавшейся почвы объединяются термином "культурный слой почвы населенных мест"; 3) искусственные покрытия почвы (асфальтовые, щебеночные, бетонированные и др.).

Наибольшее значение для почвы в этих зонах, с гигиенической точки зрения, имеют пористость, размер пор, воздухопроницаемость.

Пористость почвы. Под пористостью почвы следует понимать суммарный объем пор в единице объема почвы, выраженный в процентах. Размер пор и пористость почвы зависят от ее механического состава. Размер пор в однородной почве тем больше, чем больший размер имеют отдельные механические элементы почвы, т. е. ее зернистость. Самые крупные поры в каменистой почве, очень мелкие -- в глинистой, а самые мелкие -- в торфяной. При этом суммарный объем пор, выраженный в процентах, увеличивается, т. е. пористость почвы тем выше, чем меньше размер отдельных механических элементов почвы. Так, пористость песчаной почвы составляет 40%, а торфяной -- 82%.

60--65%.

Воздухопроницаемость почвы -- это способность почвы пропускать воздух через свою толщу. Проницаемость почвы для воздуха обусловлена лишь размером пор и не зависит от их общего объема, т. е. от пористости. Если объем воздуха, проходящего за 1 мин через мелкий песок, принять за единицу, то при таких же условиях через средний песок пройдет 84 объема воздуха, через крупный -- 961, через мелкий гравий -- 5195.

Водопроницаемость, или фильтрационная способность, почвы. Под водопроницаемостью понимают способность почвы впитывать и пропускать воду, которая поступает с поверхности. Этот процесс протекает в две фазы: первая фаза -- впитывания, когда свободные поры последовательно заполняются водой. При избытке влаги впитывание ее продолжается до полного насыщения почвы. Вторая фаза -- фильтрации, происходит при условии полного насыщения почвы водой, когда вода начинает двигаться в почвенных порах под действием силы тяжести.

Фильтрационную способность почвы характеризует коэффициент фильтрации, под которым понимают длину пути, которую проходит вода за единицу времени, вертикально двигаясь в почве под действием силы тяжести. Например, для среднезернистых песков коэффициент фильтрации, составляет 0,43 м/сут, для мелкозернистых -- 0,043 м/сут, для суглинков -- 0,0043 м/сут. Чем выше фильтрационная способность почвы, тем выше коэффициент фильтрации.

15.2 Состав почвы

Почва состоит из минеральных, органических соединений и органо-минеральных комплексов, а также почвенных растворов, почвенного воздуха и почвенных микроорганизмов (абиотической и биотической составных). Для гигиенической оценки степени загрязнения почвы важно знать ее естественный состав, так как практически любое статистически достоверное отклонение от естественного состава данного типа почвы или появление чужеродных веществ может рассматриваться как та или иная степень ее загрязнения.

Минеральные, или неорганические, вещества почвы. Минеральные (неорганические) вещества почвы на 60--80% представлены кристаллическим кремнеземом или кварцем. Значительное место в минералогическом составе почвы занимают алюмосиликаты (полевые шпаты и слюда). К алюмосиликатам относятся и вторичные глинистые минералы, в частности монтмориллонитовая группа (монтмориллонит, нонтронит, бейделит, соконит, гекторит, стивенсит). Гигиеническое значение монтмориллонитов обусловлено тем, что они определяют поглотительную способность и емкость поглощения катионов (например, тяжелых металлов) почвой.

Органические вещества почвы. Органические вещества почвы представлены как собственно почвенными органическими соединениями (гуминовыми кислотами, фульвокислотами и др.), синтезированными почвенными микроорганизмами, (которые называются гумусом) так и чужеродными для почвы органическими веществами, попавшими в почву извне. В виде гуминовых веществ сконцентрированы огромные запасы углерода, которые значительно превышают биомассу живых организмов. Отличаясь сложным строением, гуминовые вещества почвы обусловливают емкость поглощения почвы, играют важную роль в формировании ее структуры, определяют физические свойства и плодородие. В почве содержится определенное количество гумуса. Увеличение в 2--3 раза содержания углерода органических соединений (по сравнению с его количеством в данном типе почвы) свидетельствует о возможном ее загрязнении.

Почвенные микроорганизмы. Биотическая компонента почвы представлена различными бактериями, вирусами, грибами, актиномицетами, водорослями, простейшими. Гигиеническое значение собственно почвенных микроорганизмов (аутохтонной микрофлоры) состоит в обеспечении процессов самоочищения почвы от органических загрязнений. Патогенные микроорганизмы, которые попали в почву и сохранились в ней, определяют ее эпидемическое значение.

Контрольные вопросы:

1. Почва, определение и свойства.

2. Состав почвы.

3. Минеральные вещества почвы.

4. Органические вещества почвы.

5. Почвенные микроорганизмы.

15.3 Эндемическое значение почвы

Почва является средой, в которой происходят процессы трансформации солнечной энергии. Растения ежегодно аккумулируют почти 0,5 х 10¹⁵ кВт солнечной энергии. Человечество же использует в виде топлива, пищевых продуктов и корма для скота лишь 7 х 10¹² кВт. Доказано, что сегодня и в будущем система почва -- растения -- животные в жизни людей останется главным поставщиком трансформированной энергии Солнца. Почва является тем элементом биосферы, который формирует химический состав пищевых продуктов, питьевой воды и частично -- атмосферного воздуха. Ежегодно на Земле вырабатывается 8,3 х 10¹⁰ т живого вещества, представленного в основном фитомассой растений. За всю историю биосферы общая масса произведенного ею живого вещества почти в 2 раза превысила неорганическую массу земной коры. За год человечество нашей планеты использует в пищу около 3,6 х 10⁸ т живого растительного вещества, что составляет 0,5% от производимого на Земле. Естественно, что потребляемая человеком с пищей фитобиомасса непосредственно или через продукты питания животного происхождения должна быть безвредной по химическому составу. Научно обосновано, что химический состав фитобиомассы зависит от естественного химического состава почвы, т. е. эндогенных химических веществ, присутствующих в почве, а также от качества и количества экзогенных химических веществ, которые попали в почву случайно или целенаправленно вносятся с целью повышения урожайности сельскохозяйственных культур.

Описаны случаи отравления людей и животных, употреблявших фитомассу растений, выращенную на земельных участках эндемичных районов, которая содержала повышенную концентрацию некоторых химических веществ. Известны также и заболевания, связанные с недостаточным содержанием в почве, и соответственно, в суточном рационе, определенных микроэлементов. Так, растения, которые выросли в районах, эндемичных по содержанию в почве селена, могут накапливать до 5000 мг/кг этого микроэлемента. Употребление такой фитомассы, полученной на щелочных землях США, Канады, Ирландии, приводило к отравлению людей и массовой гибели сельскохозяйственных животных. Селеновый токсикоз получил название "щелочной " болезни. В то же время селен -- биомикроэлемент, и он обязательно должен поступать в организм человека в физиологически оптимальной суточной дозе (0,05--0,2 мг).

В некоторых регионах Китая, Египта и Швеции содержание селена в почвах значительно меньше кларка (среднее содержание в земной коре). Такое низкое содержание селена в почве и соответственно в растительных продуктах является причиной возникновения болезни Кешана -- селенового гипомикроэлементоза, при котором наблюдается ювенильная кардиопатия, повышен риск развития атеросклероза, гипертонической болезни, эндокринопатий, новообразований, встречаются хронический дерматит (зуд, слущивание кожи), артралгия. Установлена связь между повышенным содержанием в почве молибдена и заболеваемостью молибденовой подагрой, раком пищевода, нарушением репродуктивной функции. Молибденовая подагра (гипермикроэлементоз молибдена) является эндемическим заболеванием для некоторых районов Армении (Анкаван и Кадражан). Избыточное поступление молибдена в организм человека (суточная потребность составляет 0,1--0,3 мг) приводит к повышению активности ксантиноксидазы и усиленному образованию мочевой кислоты и ее солей (уратов).

В некоторых районах Забайкалья, Восточной Сибири (Читинская, Амурская, Иркутская области), Кореи и Китая зарегистрирована так называемая уровская болезнь, или болезнь Кашина--Бека. В почвах этих регионов повышено содержание многих микроэлементов (стронция, железа, марганца, цинка, свинца, серебра, фтора) на фоне низкого содержания кальция. Болезнь Кашина--Бека (эндемический полигипермикроэлементоз) протекает в виде остеодеформирующего остеоартроза, особенно межфаланговых (медвежья лапа), тазобедренных суставов и позвоночника (утиная походка).

Чрезвычайно актуальной проблемой в Украине был эндемический зоб, который регистрировали у людей, длительное время проживающих в Карпатах и Полтавской области. В почвах этих местностей очень низкое природное содержание йода, что приводило к недостаточному его поступлению (суточная потребность человека -- 0,2--0,3 мг) в организм с местными продуктами питания. Недостаток йода обусловливал гиперплазию щитовидной железы за счет гипертрофии соединительной и атрофии железистой ткани, т. е. отмечались признаки гипотиреоза (снижение обмена веществ, повышение температуры тела, ожирение, пассивность, апатия, снижение трудоспособности, выпадение волос). У детей наблюдались врожденные дефекты развития, умственная отсталость. Загрязнение почвы мышьяком приводит к копытной болезни, которую впервые зарегистрировали в Японии. Заболели свыше 12 тыс. лиц, из них 120 детей умерли. Заболевание проявлялось признаками гиперкератоза, наблюдались выпадение волос, ломкость ногтей, неврит, паралич, нарушение зрения, поражение печени. Была доказана связь между содержанием мышьяка в почве и уровнем заболеваемости раком желудка.

В настоящее время, кроме естественных эндемичных по тому или иному химическому элементу почвенных регионов, появились искусственные биогеохимические районы и провинции. Их появление связано с использованием различных пестицидов, минеральных удобрений, стимуляторов роста растений, а также с поступлением в почву промышленных выбросов, сточных вод и отходов. Население, длительно проживающее в этих провинциях, постоянно подвергается неблагоприятному воздействию экзогенных химических веществ. В таких искусственных геохимических провинциях отмечаются повышение уровня заболеваемости, количества случаев врожденных уродств и аномалий развития. Кроме того, уменьшается способность почвы к самоочищению. Помимо отдаленных последствий, в искусственных геохимических провинциях наблюдаются случаи не только хронических, но и острых отравлений при использовании ручного труда и проведении механизированных работ на сельскохозяйственных полях, приусадебных участках, садах, обработанных пестицидами, а также на земельных угодьях, загрязненных экзогенными химическими веществами, содержащимися в атмосферных выбросах промышленных предприятии й.

Такой загрязнитель, как никель, является токсичным для растений, почвенных микроорганизмов и человека. Он угнетает гидролитические ферменты в грубогумусной оподзоленной лесной почве. Техногенное загрязнение почвы никелем отрицательно влияло на здоровье населения, в результате чего повышался уровень заболеваемости шизофренией, раком легких и желудка. Повышенное вследствие поступления с промышленными выбросами содержание в почве бора приводило к возникновению борного энтерита. В незагрязненной почве ртуть обычно находится в виде следов. Поступление же в почву даже незначительных количеств ртути влияет на ее биологические свойства. Ртуть понижает амонифицирующую и нитрифицирующую активность, действие дегидрогеназ. Повышенное содержание ртути неблагоприятно влияет на организм человека. Наблюдаются увеличение частоты заболеваний нервной и эндокринной систем, мочеполовых органов у мужчин, снижение фертильности.

Использование в сельском хозяйстве в качестве инсектицидов стойких в окружающей среде полихлорированных бифенилов привело к значительному загрязнению ими почв на рисовых полях Японии. Именно здесь в Кюсю впервые зарегистрировали болезнь Юшо, или масляную болезнь. Заболели тогда более 1000 человек. Причиной заболевания стало употребление рисового масла, содержащего полихлорированные бифенилы. Отравление сопровождалось тошнотой, рвотой, слабостью, гиперкератозом кожи, хлоракнэ, бронхитом, гепатитом, неврологическими нарушениями. Полихлорированные бифенилы обладают способностью преодолевать трансплацентарный барьер и попадают в молоко. Поэтому заболевание регистрировали даже у новорожденных, матери которых во время беременности употребляли загрязненное растительное масло. Доказано канцерогенное действие полихлорированных бифенилов.

В искусственно созданных эндемических провинциях вследствие миграции экзогенных химических веществ из почвы в атмосферный воздух, воду или растения наблюдаются случаи острого и хронического отравления, аллергических заболеваний. Отмечается также повышение бластомогенной опасности почвы, что связано с повышенным содержанием в ней бензпирена и подобных ему соединений. Обычно это бывает вблизи аэродромов, а также вдоль "коридоров" движения самолетов. Искусственные геохимические провинции с повышенным содержанием канцерогенных веществ в почве наблюдаются также вблизи ТЭЦ с малоэффективными золоуловителями, автомагистралей, после лесных пожаров и т.п.

Контрольные вопросы:

1. Главный поставщик трансформированной энергии Солнца.

2. Влияние дефицита и избытка элементов в почве.

3. Селен в окружающей среде и здоровье человека.

4. Молибден в окружающей среде и здоровье человека.

5. Йод и здоровье человека.

6. Свинец окружающей среды и здоровье человека.

7. Никель окружающей среды и здоровье.

8. Ядохимикаты в окружающей среде и здоровье.

15.4 Эпидемиологическое значение почвы

Эпидемиологическое значение почвы состоит в том, что в ней, несмотря на антагонизм почвенной сапрофитной микрофлоры, возбудители инфекционных заболеваний могут достаточно продолжительное время сохранять жизнеспособность, вирулентность и патогенность. Так, в почве, особенно в ее глубоких слоях, сальмонеллы брюшного тифа могут выживать до 400 сут. В течение этого времени они могут загрязнять подземные источники водоснабжения и заражать человека.

Достаточно длительное время в почве могут сохраняться не только патогенные микроорганизмы, но и вирусы. Особенно долго (20--25 лет) в почве сохраняются споры анаэробных микроорганизмов, которые постоянно встречаются в почве населенных мест. К ним относятся возбудители столбняка, газовой гангрены, ботулизма, сибирской язвы.

Длительное пребывание в почве указанных патогенных микроорганизмов и их спор является причиной возникновения соответствующих инфекционных заболеваний при попадании в рану человека загрязненной почвы, употреблении загрязненных пищевых продуктов. Загрязненная почва может выполнять роль фактора передачи человеку возбудителей как антропонозных, так и зооантропонозных инфекций. Среди антропонозных -- кишечные инфекции бактериальной природы (брюшной тиф, паратифы А и Б, бактериальная и амебная дизентерия, холера, сальмонеллезы, эшерихиоз), вирусной этиологии (гепатит А, энтеровирусные инфекции -- полиомиелит, Коксаки, ECHO) и протозойной природы (амебиаз, лямблиоз).

К зооантропонозам, которые могут распространяться через почву, относятся: лептоспироз, в частности безжелтушная форма, водная лихорадка, инфекционная желтуха, или болезнь Васильева--Вейля, бруцеллез, туляремия, сибирская язва. Через почву могут передаваться также микобактерии туберкулеза.

Особенно велика роль почвы в передаче глистных инвазий (аскаридоза, трихоцефаллеза, дифиллоботриоза, анкилостомидоза, стронгилоидоза). Для указанных инфекций и инвазий характерен фекально-оральный механизм передачи, который для кишечных инфекций является ведущим, а для других -- одним из возможных.

Почва играет специфическую роль в распространении геогельминтозов --аскаридоза, трихоцефаллеза, анкилостомидоза, стронгилоидоза. Выделенные в почву (незрелые) яйца Ascaris lumbricoides, Trichiuris trichiura, Ancylostoma duodenale и Stronguloides stercoralis не способны вызвать инвазию. Оптимальныеусловия для развития (дозревания) яиц в почве создаются при температуре от 12 до 38 °С, достаточной влажности и наличии свободного кислорода. В зависимости от условий дозревание яиц геогельминтов длится от 2--3 нед до 2--3 мес. Лишь после этого они становятся инвазивными, т. е. способными при попадании в организм человека через загрязненные руки, овощи, фрукты и другие продукты питания вызвать болезнь. Яйца геогельминтов, попадая на поверхность почвы, отмирают, но на глубине от 2,5 до 10 см, защищенные от инсоляции и высыхания, они сохраняют жизнеспособность, по последним данным, до 7--10 лет.

Эпидемиологическое значение почвы состоит еще и в том, что загрязненная органическими веществами почва является местом обитания и размножения грызунов (крыс, мышей), являющихся не только переносчиками, но и источниками многих опасных зооантропонозов -- чумы, туляремии, лептоспироза, бешенства.

Кроме того, в почве живут и размножаются мухи, являющиеся активными переносчиками возбудителей кишечных и других инфекционных заболеваний.

Контрольные вопросы:

1. Эпидемиологическое значение почвы.

2. Сохранение микробов в почве.

3. Почва и глистные инвазии.

4. Почва и грызуны.



15.5 Показатели санитарного состояния почвы

Показатели санитарного состояния почв можно разделить на прямые и косвенные (непрямые). Прямые показатели дают возможность непосредственно по результатам лабораторного исследования почвы оценить уровень ее загрязнения и степень опасности для здоровья населени. По косвенным показателям можно сделать выводы о факте существования загрязнения, его давности и продолжительности путем сравнения результатов лабораторного анализа исследуемой почвы с чистой контрольной почвой того же типа (имеющей одинаковый природный состав с опытной), отобранной с незагрязненных территорий.

Большинство санитарно-химических показателей эпидемической безопасности почвы являются косвенными. Непосредственно оценить степень загрязнения и опасности почвы можно лишь по величине санитарного числа Хлебникова. Это отношение содержания азота гумуса к общему органическому азоту, который состоит из азота гумуса и азота чужеродных для почвы органических веществ, загрязняющих почву. Если почва чистая, то санитарное число Хлебникова равно 0,98--1.

Контрольные вопросы:

1. Виды показателе санитарного состояния почв.

2. Значение прямых и косвенных показателей.

3. Значение показателя "санитарное число Хлебникова"



16. Экология атмосферного воздуха

Атмосфера -- это газовая оболочка Земли массой почти 5,157 х 10¹⁵ т, а масса нашей планеты составляет 5,98 х 10²¹ т. В атмосфере различают несколько слоев: тропосферу и стратосферу, разделенные переходным слоем --тропопаузой, а также мезосферу (от стратосферы отделяется стратопаузой), ионосферу и термосферу. Внешняя часть термосферы называется магнитосферой.

...