Материал: Гончарук учебник

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

жения, вода которых может оказаться небезопасной в эпидемиологическом или токсикологическом отношении.

Чтобы вода не имела горького вкуса интенсивностью выше 2 баллов, ее общая жесткость не должна превышать 7 мг-экв/л. Иначе говоря, доброкачест­ венная вода должна быть мягкой (с общей жесткостью до 3,5 мг-экв/л) или умеренно жесткой (от 3,5 до 7 мг-экв/л). То есть верхний предел общей жесткос­ ти питьевой воды — 7 мг-экв/л — установлен на основании ее влияния на органолептические свойства.

Со временем было доказано, что в зависимости от жесткости вода по-раз­ ному влияет на здоровье людей. Резкий переход при пользовании от мягкой воды к жесткой, а иногда и наоборот, может вызвать у людей диспепсию, обу­ словленную прежде всего наличием в воде магния сульфата. В районах с жар­ ким климатом пользование водой с высокой жесткостью приводит к ухудше­ нию течения мочекаменной болезни. Теория об этиологической роли жесткос­ ти воды в развитии этого заболевания дала возможность урологам выделить так называемые каменные зоны — территории, на которых уролитиаз можно считать эндемическим заболеванием. Питьевая вода, которой пользуются жи­ тели этих зон, характеризуется повышенной жесткостью. Опыты на животных подтвердили, что электролиты, обусловливающие жесткость воды, могут быть одними из этиологических факторов развития уролитиаза.

Соли жесткости нарушают всасывание жиров вследствие их омыления и образования в кишечнике нерастворимых кальциево-магниевых мыл. При этом ограничивается поступление в организм человека эссенциальных веществ — полиненасыщенных жирных кислот, жирорастворимых витаминов, некоторых микроэлементов. В частности, вода с жесткостью свыше 10 мг-экв/л в регио­ нах, эндемичных в отношении гипомикроэлементоза йода (организм человека нуждается как минимум в 120 мкг йода в сутки, оптимально — 200 мкг), повы­ шает риск заболевания эндемическим зобом.

Вода с высокой жесткостью способствует развитию дерматита. Механизм этого явления состоит в омылении солями жесткости жиров с образованием нерастворимых в воде кальциево-магниевых мыл, обладающих раздражающим действием.

К тому же надо учитывать, что с повышением жесткости воды усложняет­ ся кулинарная обработка пищевых продуктов, а именно: хуже развариваются мясо и бобовые, плохо заваривается чай, образуется накипь на стенках посуды. Кроме того, повышаются расходы мыла, волосы после мытья становятся жест­ кими, кожа грубеет, ткани желтеют, теряют мягкость, упругость из-за импрег­ нации кальциево-магниевых мыл.

Однако и очень мягкая вода может отрицательно влиять на организм вслед­ ствие уменьшения поступления прежде всего кальция. Известно, что кальций выполняет в организме множество функций, в том числе пластическую: он крайне необходим для остеогенеза и репарации костей (в костях содержится 99% кальция), принимает участие в образовании дентина. Кальций необходим для поддержания нервно-мышечного возбуждения, участвует в процессах свер­ тывания крови, влияет на проницаемость биологических мембран. Суточная

81

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

потребность взрослого человека в кальции колеблется от 800 до 1100 мг (от 1000 мг/сут в возрасте до 7 лет и почти 1400 мг — в возрасте 14—18 лет). Во время беременности потребность в нем повышается до 1500 мг/сут, во время грудного вскармливания — до 1800—2000 мг/сут.

Потребность человека в кальции удовлетворяется главным образом за счет молока и молочных продуктов. С водой средней жесткости (3,5—7 мг-экв/л, или 10—20°) кальций поступает в организм в количестве, равном приблизи­ тельно 15—25% физиологической суточной потребности. Дефицит кальция в организме развивается очень быстро, поскольку выведение его является по­ стоянным и не зависит от поступления. Поэтому длительное пользование мяг­ кой водой, обедненной кальцием, может привести к дефициту его в организме. Установлено, что у детей, которые проживают в районах с мягкой водой (до 3,5 мг-экв/л), на зубной эмали образуются лиловые пятна, которые являются следствием декальцинации дентина. Считают, что уровская болезнь (болезнь Кашина — Бека), которая является эндемическим полигипермикроэлементозом стронция, железа, марганца, цинка, фтора, возникает в местностях с низ­ ким содержанием кальция в питьевой воде.

В последние годы сформировалась теория, согласно которой вода с низ­ ким содержанием электролитов, обусловливающих жесткость, способствует развитию сердечно-сосудистых заболеваний. По результатам эпидемиологи­ ческих исследований была выявлена статистически значимая, хотя и не очень сильная, обратная корреляционная связь между степенью жесткости питьевой воды и уровнем смертности населения от сердечно-сосудистых заболеваний. Однако многокомпонентность водного фактора не дает оснований считать, что смертность вследствие сердечно-сосудистых заболеваний повысилась лишь за счет меньшей жесткости питьевой воды, и окончательно признать наличие корреляционной зависимости. Существенно, что в исследованиях были недос­ таточно учтены социально-гигиенические факторы, которые, безусловно, яв­ ляются ведущими в развитии сердечно-сосудистой патологии. Результаты ря­ да исследований также свидетельствуют о том, что каждый элемент, содержа­ щийся в питьевой воде, проявляет физиологическое действие не сам по себе, а в сочетании с другими. Изучение особенностей сочетанного действия компо­ нентов питьевой воды, физиологических и патофизиологических механизмов ее проявления — новая страница в изучении гигиены воды.

Таким образом, оптимальной является вода средней жесткости, т.е. в пре­ делах 3,5—7 мг-экв/л (10—20°). Жесткая (7—10 мг-экв/л) и очень жесткая (свыше 10 мг-экв/л) вода неприятна на вкус, ее употребление приводит к нега­ тивным изменениям в состоянии здоровья. Поэтому доброкачественная питье­ вая вода должна иметь жесткость, не превышающую 7 мг-экв/л.

Хлориды и сульфаты. Хлориды и сульфаты распространены в природе в виде солей натрия, калия, кальция, магния и других металлов. Они составляют большую часть сухого остатка пресных вод. Наличие хлоридов и сульфатов в воде водоемов может быть обусловлено природными процессами вымыва­ ния их из почвы, а также загрязнением водоема различными сточными водами. Природное содержание хлоридов и сульфатов в воде поверхностных водоемов

82

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

незначительно и в большинстве случаев колеблется в пределах нескольких де­ сятков миллиграммов на литр.

Природное содержание хлоридов в воде в зависимости от условий форми­ рования водоема может быть разным: от десятков до сотен (в условиях солон­ чаковых почв) миллиграммов на литр. В проточных водоемах содержание хло­ ридов обычно невелико — до 20—30 мг/л. Незагрязненные грунтовые воды в местностях с не солончаковой почвой обычно содержат до 30—50 мг/л хлори­ дов. В водах, фильтрующихся через солончаковую почву или осадочные поро­ ды, может содержаться сотни и даже тысячи миллиграммов хлоридов в 1 л, хо­ тя вода может быть безукоризненной в эпидемиологическом отношении. По­ этому, используя хлориды как показатель эпидемиологической безопасности, необходимо учитывать местные условия формирования качества воды.

Хлорид-ион — самый распространенный в организме человека анион, ко­ торый играет важную роль в обеспечении осмотического давления межклеточ­ ной жидкости и крови и поддержании водно-электролитного баланса. Еже­ суточно в организм человека вместе с продуктами питания при условии упо­ требления соли поступает от 6 до 12 г хлоридов, большинство из которых выводится преимущественно (85—90%) почками. Среднесуточное поступле­ ние хлоридов с питьевой водой составляет приблизительно 100 мг, что значи­ тельно меньше, чем количество хлоридов, поступающих с пищей. Поэтому ясно, что хлориды воды существенно не влияют на физиологические и биохи­ мические процессы в организме человека. Доказано лишь то, что вода, содер­ жащая большое количество хлоридов, неблагоприятно влияет на желудочную секрецию.

Вто же время хлориды способны придавать воде соленый вкус, ухудшая

ееорганолептические свойства. Поэтому они и входят в группу химико-орга- нолептических показателей качества воды. Доказано, что пороги чувствитель­ ности вкуса для хлоридов натрия, калия и кальция составляют соответственно 210, 310 и 222 мг/л. Потребители ощущают соленый вкус воды, если содержа­ ние хлоридов в ней превышает 350 мг/л.

Дальнейшая детализация гигиенического значения хлоридов приведена при рассмотрении санитарно-химических показателей эпидемической безопас­ ности воды (см. с. 97—98).

Сульфаты, как и хлориды, влияют на органолептические свойства воды. Они придают ей горький вкус. Пороговые концентрации по влиянию на вкус воды составляют для натрия, кальция и магния сульфата соответственно 500, 900 и 600 мг/л. Горький вкус становится ощутимым для большинства потре­ бителей, если содержание сульфатов в воде превышает 500 мг/л. Кроме того, сульфаты в количестве 1—2 г оказывают слабительное действие. Также влияет вода, если содержит 700 мг/л магния сульфата. Однако со временем организм человека адаптируется к таким и даже более высоким концентрациям сульфа­ тов в воде.

Чтобы питьевая вода не имела соленого или горького вкуса интенсивнос­ тью более 2 баллов, концентрация хлоридов не должна превышать 350 мг/л, а сульфатов — 500 мг/л, что и отражено в государственном стандарте на питье-

83

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

вую водопроводную воду. Кроме того, сульфаты и хлориды в питьевой водо­ проводной воде всегда содержатся одновременно. Поэтому они оказывают комбинированное воздействие на вкусовые рецепторы, результатом которого является усиление вкусовых ощущений. И если в отдельности хлориды в кон­ центрации 350, а сульфаты —500 мг/л не ухудшают органолептических свойств воды, то присутствуя одновременно они придают ей ощутимый вкус интенсивностью свыше 2 баллов. Чтобы при этих условиях потребители не ощущали вкус, т. е., чтобы он не превышал 2 баллов, необходимо, чтобы сум­ ма концентраций хлоридов и сульфатов, выраженная в долях от пороговых каж­ дого вещества в отдельности, не превышала 1.

Железо. Концентрация железа в природной воде колеблется от 0,01 до 26,0 мг/л. В поверхностных водоемах железо содержится в виде стойкого гуминовокислого железа (III), в подземных водах — гидрокарбоната двухвалент­ ного Fe (II). Железа гидрокарбонат — Fe (НС03 )2 — нестойкое соединение и легко гидролизирует:

Fe(HC03)2 + 2Н2 0 ±+ Fe(OH)2 + 2Н2С03;

Н2 С03 -> Н2 0 + С02Т.

После подъема подземной воды на поверхность железо (II) окисляется кис­ лородом атмосферного воздуха до Fe (III) с образованием железа гидроксида (III):

4Fe(OH)2 + 2Н2 0 + 02 = 4Fe(OH)3>k

Железа гидроксид (III) плохо растворяется и образует в воде коричневые хлопья, что обусловливает ее цветность и мутность. При значительном содер­ жании железа в воде в результате указанных превращений она приобретает желто-коричневый цвет, становится мутной, с терпким металлическим прив­ кусом. Если содержание железа в воде превышает 0,3 мг/л, то потребители бу­ дут ее воспринимать как мутную и окрашенную в желто-коричневый цвет, то есть ее цветность будет превышать 20°, а мутность — 1,5 мг/л. Если же конце­ нтрация железа в воде выше, чем 1 мг/л, то она имеет вяжущий привкус. Необ­ ходимо отметить, что в таких концентрациях, которые влияют на органолептические свойства воды, железо не имеет ни физиологического, ни, тем более, токсикологического значения. Известно, что суточная потребность в железе мужчин составляет 15—17 мг, женщин — 18—21 мг. С водой при суточной потребности З л и предельном, исходя из влияния на органолептические свой­ ства воды, содержании железа 0,3 мг/л, человек может получить не более 1 мг железа. Поэтому гигиеническая регламентация железа в питьевой воде осно­ вывается на его способности придавать воде мутность и окраску при содержа­ нии железа, превышающем 0,3 мг/л. Именно эта предельная величина и указа­ на в государственном стандарте на питьевую водопроводную воду.

Марганец. Природные воды могут содержать марганец от нескольких мик­ рограммов до нескольких миллиграммов в 1 л. При концентрации, превышаю­ щей 0,15 мг/л, марганец окрашивает воду в розовый цвет и придает ей непри­ ятный привкус. Во время стирки окрашивается белье, образуется накипь на посуде. Если соединения марганца (II) в воде окисляются, то это приводит к

84

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

усилению негативного влияния на органолептические свойства. Так, при аэра­ ции воды, содержащей марганец в концентрациях свыше 0,1 мг/л, образуется темно-бурый осадок Мп02. Если воду с содержанием марганца, превышающим 0,1 мг/л, озонировать с целью обеззараживания, то за счет образования солей Мп7+ (перманганатов) может появиться заметное на глаз окрашивание в розо­ вый цвет. Необходимо отметить, что в таких концентрациях, которые уже вли­ яют на органолептические свойства воды, марганец не имеет ни физиологиче­ ского, ни тем более, токсикологического значения.

Известно, что марганец является биомикроэлементом, суточная потреб­ ность которого составляет 5—7 мг. Он играет важную роль в функционирова­ нии флавопротеинов, синтезе мукополисахаридов, холестерина, гемоглобина, входит в состав пируваткиназы (ферментной системы энергетического обме­ на), супероксиддисмутазы (ферментной системы антиоксидантной защиты), ДНК-полимеразы, других ферментных систем. В то же время установлено, что избыточное количество марганца в воде и суточном рационе способно блоки­ ровать ферменты, которые принимают участие в превращении неорганическо­ го йода в органический и в дальнейшем — в превращении биологически не­ активной его формы (дийодтиронина) в активный гормон тироксин. То есть избыток марганца способствует угнетению функции щитовидной железы, осо­ бенно при дефиците йода.

С водой при суточной потребности Зли предельном, исходя из влияния на органолептические свойства, содержании марганца 0,1 мг/л, в организм чело­ века может поступить не более 0,3 мг марганца, что не приведет к негативному воздействию на здоровье. Поэтому гигиеническая регламентация марганца в питьевой воде основывается лишь на его способности в концентрациях, превы­ шающих 0,1 мг/л, ухудшать ее органолептические свойства. Именно эта вели­ чина и указана в государственном стандарте на питьевую водопроводную воду.

Медь. Чаще всего концентрация меди в воде находится в пределах 0,01— 0,5 мг/л. Если она превышает 5,0 мг/л, медь придает водопроводной воде отчет­ ливый неприятный терпкий привкус. Порог привкуса в дистиллированной воде еще ниже — 2,6 мг/л. При концентрации меди в воде свыше 1,0 мг/л окрашива­ ется белье во время стирки, наблюдается коррозия алюминиевой и цинковой посуды. Необходимо отметить, что в концентрациях, влияющих на органолеп­ тические свойства воды, медь не оказывает негативного воздействия на орга­ низм человека.

Во-первых, медь входит в состав многих ферментных систем (церулоплазмина, цитохромоксидазы, оксидазы аскорбиновой кислоты и т. п.), принимает участие в тканевом дыхании, кроветворении, остеогенезе, то есть является био­ микроэлементом, суточная потребность которого составляет 2—3 мг. Напри­ мер, в процессе кроветворения обмен меди тесно связан с обменом железа. Медь способствует депонированию его в печени, использованию для синтеза гемоглобина, чем стимулирует кроветворную функцию костного мозга. Поэто­ му в результате дефицита меди может развиться гипохромная микроцитарная анемия.

85