Материал: Гончарук учебник

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

Во-вторых, медь малотоксична. По данным экспертов ФАО/ВОЗ, ее допус­ тимая суточная доза составляет 30 мг. В то же время с водой при суточной по­ требности Зли предельном, исходя из влияния на органолептические свойства, содержании меди 1,0 мг/л, в организм человека может поступить не более 3 мг. Поэтому гигиеническая регламентация меди в питьевой воде основывается на способности в концентрациях свыше 1,0 мг/л ухудшать ее органолептические свойства. Именно эта величина и указана в государственном стандарте на пи­ тьевую водопроводную воду.

Цинк. Высокое содержание в воде цинка ухудшает ее органолептические свойства. В концентрациях свыше 5,0 мг/л соединения цинка придают воде ощутимый неприятный вяжущий привкус. При коррозии оцинкованных труб вода приобретает вид молока. При этом могут появляться опалесценция и обра­ зовываться пленки во время кипячения. Необходимо отметить, что в концент­ рациях, влияющих на органолептические свойства воды, цинк не оказывает негативного влияния на организм человека.

Во-первых, цинк является биомикроэлементом — входит в состав свыше 200 металлоферментов (карбоксипептидаз А и В поджелудочной железы, карбоангидразы эритроцитов, алкогольдегидрогеназы печени, щелочной фосфатазы печени, почек, плаценты, супероксиддисмутазы и т. п.). Цинку принадлежит важная роль в синтезе нуклеиновых кислот и белков, стабилизации структу­ ры ДНК и РНК, депонировании инсулина ß-клетками поджелудочной желе­ зы, в процессах кроветворения и иммунологической защиты, кальцификации и остеогенеза, репарации и восстановления. Экзогенный дефицит цинка со­ провождается симптомокомплексом тяжелой железодефицитной анемии с гепатоспленомегалией, задержкой полового развития, атрофией яичек, карлико­ востью (болезнь Прасада). Дефицит цинка в организме приводит к преждевре­ менным родам, слабости родовой деятельности, атоническим кровотечениям, врожденным порокам развития. Суточная потребность в цинке составляет 10—16 мг.

Во-вторых, соединения цинка малотоксичны. Безвредными для здоровья считают концентрации цинка в питьевой воде до 40 мг/л. Поэтому гигиеничес­ кая регламентация содержания цинка в питьевой воде основывается на способ­ ности в концентрациях свыше 5,0 мг/л ухудшать ее органолептические свойст­ ва. Именно эта величина и указана в государственном стандарте на питьевую водопроводную воду.

Показатели безвредности воды по химическому составу определяются химическими веществами, которые могут негативно влиять на здоровье чело­ века, вызывая развитие разнообразных болезней. Их делят на химические ве­ щества природного происхождения; вещества, которые добавляют в воду в ка­ честве реагентов; химические вещества, которые поступают в воду вследствие промышленного, сельскохозяйственного или бытового загрязнения источников водоснабжения.

Химические вещества природного происхождения (бериллий, молибден, мышьяк, свинец, нитраты, фтор, селен, стронций) обусловливают эндемичес­ кие болезни (см. "Эндемическое значение воды", с. 57—63). Некоторые из них

86

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

(молибден, селен, фтор) принадлежат к так называемым биомикроэлементам, то есть элементам, содержание которых в тканях не превышает 0,01%, но кото­ рые являются эссенциальными для человека. Они обязательно должны посту­ пать в организм человека в оптимальных суточных дозах. При несоблюдении этого условия может развиться гипоили гипермикроэлементоз. Другие ве­ щества (бериллий, мышьяк, свинец, нитраты, стронций), позитивная роль ко­ торых в организме пока еще не установлена и которые не являются эссенциаль­ ными, при избыточном поступлении могут оказывать токсическое действие.

Если в питьевой воде содержание молибдена превышает 0,25 мг/л, то про­ должительное ее употребление может привести к развитию молибденового гипермикроэлементоза (молибденоза), который клинически подобен подагре. Суточная потребность взрослого человека в молибдене составляет 0,1—0,3 мг. Он входит в состав фермента ксантиноксидазы, который принимает участие в пуриновом обмене, окисляя ксантин и гипоксантин до мочевой кислоты. Дли­ тельное поступление значительных количеств молибдена в организм человека, проживающего в эндемичных относительно молибдена регионах, приводит к синтезу избыточных количеств ксантиноксидазы. Это усиливает образование и накопление мочевой кислоты в тканях, в частности в синовиальных оболоч­ ках суставов, хрящах и сухожилиях. Отложение уратов в суставах является при­ чиной возникновения молибденовой подагры (болезни Ковальского). С целью предупреждения развития этой болезни содержание молибдена в питьевой во­ де не должно превышать 0,25 мг/л.

Суточная потребность в селене составляет 0,05—0,2 мг и почти на 90— 95% удовлетворяется за счет продуктов питания. Селен входит в состав мно­ гих металлоферментов, в частности глутатионпероксидазы — одного из клю­ чевых энзимов антиоксидантных систем. Защищает токоферолы и липиды биологических мембран, предупреждает образование избыточных количеств свободных радикалов, стимулирует синтез серосодержащих аминокислот, улуч­ шает клеточное дыхание, способствует детоксикации ртути, кадмия, мышьяка, свинца и т. п. Селендефицитное состояние, которое развивается у людей, про­ живающих в геохимических районах с низким содержанием селена в почве, получило название болезни Кешана (ювенильная кардиопатия). Кроме того, в указанных регионах повышен риск заболевания атеросклерозом, гипертони­ ческой болезнью, инфарктом миокарда, эндокринопатией, злокачественными новообразованиями желудка, кишечника, молочной железы, легких. В то же время в селенорудных районах среди людей, которые ежедневно получали 0,2 мг селена на 1 кг массы тела (человек с массой тела 60 кг ежесуточно полу­ чал 12 мг, т. е. в 60 раз больше суточной потребности), выявляли признаки хро­ нического селеноза: дерматит (зуд, шелушение кожи), нарушение функции пи­ щеварительного канала, боль в суставах, разрушение зубов, утомляемость, го­ ловокружение. Было доказано, что селен, поступающий в организм с водой, токсичнее селена алиментарного происхождения. В токсикологических иссле­ дованиях на животных было установлено, что пороговая (минимально дейст­ вующая) концентрация селена в воде составляет 0,01 мг/л. Недействующей, то есть такой, которая не оказывает вредного влияния, признана концентрация

87

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

0,001 мг/л. Это и отражено в государственном стандарте на питьевую водопро­ водную воду.

Наиболее всесторонне изучено влияние на организм фтора. Еще в начале XX ст. доказали роль фтора в развитии заболевания, проявлением которого яв­ ляется пятнистость эмали зубов. Из-за значительного распространения среди жителей определенных геохимических территорий, где вода содержала высо­ кие концентрации фтора (2—8 мг/л), болезнь получила название "эндемичес­ кий флюороз".

Поскольку до 85% суточной потребности во фторе (3,2—4,2 мг) удовлет­ воряется за счет воды и лишь 15% — алиментарного происхождения, степень (стадия) развития эндемического флюороза тесно связана с содержанием фтора в питьевой воде. При концентрации 1,6—1,8 мг/л у некоторых людей на сим­ метричных зубах появляются сначала мелоподобные, а впоследствии — жел­ товато-коричневые пятна. В местностях, где уровень фтористых соединений в воде превышает 2 мг/л, коричневатые пятна обнаруживают на многих зубах у большинства обследованных. Если его уровень превышает 2,5 мг/л, эмаль ста­ новится жесткой и темнеет, а впоследствии становится крохкой и коронка зуба начинает разрушаться. Вследствие продолжительного (в течение 10—20 лет) употребления воды с концентрацией фтора 10 мг/л и выше, возможны боль и ограничение подвижности в суставах, прогрессирующая форма деформации скелета, что в конечном счете приводит к инвалидизации.

Степень поражения населения кариесом, так же, как и флюорозом, зави­ сит от содержания фтора в воде. При очень низкой концентрации фтора — до 0,3 мг/л — поражение населения кариесом зубов в 3—4 раза превышает уро­ вень, который наблюдается в условиях оптимальной концентрации. У детей наблюдаются задержка окостенения и дефекты минерализации костей. Низкой считается концентрация фтора от 0,3 до 0,7 мг/л, при которой поражение насе­ ления кариесом в 2—3 раза больше, чем при оптимальной концентрации. Опти­ мальная концентрация, когда поражение кариесом почти минимальное, состав­ ляет 0,7—1,1 мг/л. Повышенной, но допустимой при отсутствии других источ­ ников водоснабжения считают концентрацию фтора 1,1—1,5 мг/л. При этом заболеваемость кариесом зубов минимальная, а легкие формы флюороза на­ блюдаются у 20% населения. Если концентрация фтора в воде превышает пре­ дельно допустимую и составляет 1,5—2 мг/л, заболеваемость кариесом зубов немного выше минимальной, а флюорозом (обычно в легкой форме) поражено 30—40% населения. При высокой концентрации фтора — 2—6 мг/л — заболе­ ваемость кариесом выше минимальной, флюорозом поражено 30—100% насе­ ления. Причем у многих людей наблюдается тяжелая его форма (пятна и эро­ зии эмали коричневого даета, повышенное стирание и ломкость зубов). V детей часто диагностируют отставание в развитии, окостенении и минерализации костей. При очень высокой концентрации фтора — от 6 до 15 мг/л — заболева­ емость кариесом значительно выше минимальной. До 80—100% населения по­ ражено флюорозом, причем преобладают тяжелые формы, сопровождающиеся значительным стиранием и ломкостью зубов. У детей часто наблюдают нару-

88

ГИГИЕНИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ

шения развития и минерализации костей, у взрослых — изменения в костях подобно остеосклерозу.

Заслуживает внимания тот факт, что фтор имеет очень узкий диапазон фи­ зиологических доз. При употреблении воды с содержанием фтора 1,5 мг/л в 20% случаев могут наблюдаться легкие формы флюороза, в то время как при пользовании водой с содержанием фтора 0,7 мг/л и менее повышается заболе­ ваемость кариесом. Указанные обстоятельства делают проблему гигиеничес­ кого нормирования фтора в воде очень острой.

Нитраты являются постоянными составляющими природных вод. Их ги­ гиеническое значение рассмотрено в подразделе "Эндемическое значение во­ ды" (см. с. 60—62). Напомним, что нитраты являются естественными продук­ тами аэробного окисления органических азотсодержащих веществ в почве и воде водоемов, что придает им значение санитарно-химических показателей эпидемической безопасности воды. Но нормирование нитратов в питьевой во­ де основывается не на этом, а на обеспечении безвредности их содержания для здоровья.

Как упоминалось выше, с повышенным содержанием нитратов в питьевой воде связаны: 1) водно-нитратная метгемоглобинемия у новорожденных, де­ тей младшего возраста и лиц пожилого возраста; 2) образование нитрозаминов и нитрозамидов, обладающих мутагенной и канцерогенной активностью.

О водно-нитратной метгемоглобинемии у младенцев в возрасте до 1 года впервые сообщили Комли в 1945 г. и Уолтон в 1940—1950 гг. В последующие 10—15 лет в разных странах мира было зарегистрировано свыше 1000 случаев этого заболевания у детей раннего возраста. Свыше 100 детей умерли. В Чехо­ словакии было зарегистрировано 115 случаев метгемоглобинемии в результа­ те использования воды с концентрацией нитратов от 70 до 250 мг/л. При этом в 40% случаев наблюдалась легкая форма заболевания, в 52% — тяжелая, а в 8% — с летальными исходами. При углубленном изучении хронического дей­ ствия субклинических доз нитратов установлено, что метгемоглобинемия лег­ кой степени (концентрация метгемоглобина в крови 5—15%) может развиться у детей при длительном употреблении воды с содержанием нитратов 50 мг/л.

Кроме водно-нитратной метгемоглобинемии, отрицательное влияние нит­ ратов на здоровье может быть обусловлено тем, что они являются предшест­ венниками нитрозаминов и нитрозамидов, которым свойственны мутаген­ ность и канцерогенное действие. На основании эпидемиологических исследо­ ваний была обнаружена корреляционная связь между концентрацией нитратов в питьевой воде и заболеваемостью атрофическим гастритом и раком желудка. Высокую заболеваемость раком желудка связывают со значительными кон­ центрациями нитратов в питьевой воде — 90 мг/л и более.

Поэтому для профилактики отрицательного воздействия нитратов на здо­ ровье людей, с целью предупреждения возникновения водно-нитратной метге­ моглобинемии необходимо, чтобы концентрация нитратов в питьевой воде не превышала 45 мг/л по нитрат-иону (или 10 мг/л по азоту нитратов), что и отра­ жено в государственном стандарте на питьевую водопроводную воду.

89

РАЗДЕЛ I. ГИГИЕНА ВОДЫ И ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ МЕСТ

Мышьяк повсеместно содержится в земной коре, откуда его растворимые соединения природным путем попадают в воду подземных и поверхностных водоемов, создавая незначительные концентрации — не выше 0,01 мг/л. Более высокие концентрации характерны для подземных вод, в частности термаль­ ных минеральных источников Новой Зеландии. Основной механизм токсичес­ кого действия мышьяка связан с блокированием тиоловых групп важнейших ферментов, что приводит к нарушению тканевого дыхания и деления клеток. В начальный период интоксикации отмечают потерю аппетита, тошноту, рво­ ту, чередование поноса и запоров, уменьшение массы тела, выпадение волос, ломкость ногтей, гиперкератоз, головную боль, снижение трудоспособности, расстройства чувствительности. В дальнейшем возможно развитие невритов, параличей, нарушение зрения. Ранним и специфическим симптомом является утолщение рогового слоя кожи ладоней и стоп, вследствие чего отравление на­ звали копытной болезнью. Одним из первых признаков хронического отравле­ ния мышьяком можно считать его накопление в волосах. У людей хроническая интоксикация развивалась при длительном употреблении воды с концентраци­ ей мышьяка 1—4 мг/л, сопровождалась накоплениям его в волосах в количест­ ве 5—85 мг/кг. В некоторых местностях при концентрации 12 мг/л повышался уровень заболеваемости раком кожи. Подобное явление отмечали в Китае при значительно меньшей концентрации мышьяка — 0,5 мг/л. Согласно расчетам экспертов ВОЗ, воздействие на протяжении всей жизни мышьяка, поступаю­ щего с питьевой водой в концентрации 0,2 мг/л, дает 5% риск развития ра­ ка кожи. Допустимая суточная доза мышьяка определена на уровне 0,05 мг на 1 кг массы тела, или для взрослого человека с массой тела 60 кг — 3 мг/сут. Что же касается поступления с водой, безопасными для здоровья считают кон­ центрации мышьяка, не превышающие 0,05 мг/л, что и отражено в государст­ венном стандарте на питьевую воду.

Известны случаи отравления свинцом вследствие употребления водопро­ водной воды. В прошлом причинами массового хронического сатурнизма вод­ ного происхождения чаще всего служили свинцовые водопроводные трубы и резервуары. Так, в городах Западной Европы во второй половине XX ст. бы­ ла отмечена вспышка "свинцовой эпидемии". Содержание свинца в воде боль­ шинства водоемов незначительно, в пределах 0,001—0,01 мг/л. Высокие кон­ центрации свинца (1—20 мг/л) чаще всего обусловлены использованием свин­ цовых 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 ока­ зывает на гидратазу дельта-аминолевулиновой кислоты, что тормозит синтез протопорфирина и в итоге гемоглобина. Хроническая интоксикация свинцом водного происхождения развивается медленно: возникают общая слабость, го­ ловная боль, головокружение, неприятный привкус во рту, потеря аппетита, похудение, тремор конечностей, боль в животе, признаки анемии. Со време­ нем возникают парезы, параличи, нарушение гемопоэза, энцефалопатия, анорексия, "свинцовые колики". Существует корреляция между концентрацией

90