Биогеохимическая провинция - это географические районы, где причинным фактором заболеваний является характерный минеральный состав воды, растительных и животных организмов, вследствие недостатка или избытка микроэлементов. Заболевания провинций: геохимические эндемии (кариес, флюороз).
Нитрозамины - причина онкологий.
Стронциевый рахит - рахитоподобное видоизменение костей, которое обусловлено наличием в организме радиоактивного стронция. Рахит стронциевый протекает с декальцинацией костей.
Флюороз (избыточное содержание F в питьевой воде) – развивается деструкция костной ткани; кариес – при недостатке фтора.
Эндемический зоб (недостаточное содержание йода) – разрастание соединительной ткани щитовидной железы. Чаще всего заболевание наблюдается в горной местности, где население использует для питьевых целей и в сельскохозяйственном производстве (орошение посевов, животноводство) метеорологическую воду (дождевую, накапливаемую в резервуарах, образующуюся при таянии снега и ледников), имеющую низкий уровень минерализации, в том числе и низкое содержание йода или его полное отсутствие. Основная причина развития заболевания — низкое содержание йода в продуктах питания (суточная потребность до 120 мг). Недостаточное поступление с питьевой водой имеет лишь сигнальное значение. При использовании в питании населения привозных продуктов и йодированной соли в пище заболевание, как правило, не развивается.
Водно-нитратная метгемоглобилемия, или токсический цианоз (избыточное содержание нитратов; норма не более 35 мг/л). Это заболевание особенно часто наблюдается у детей грудного возраста, находящихся на искусственном вскармливании, чаще в сельских районах при использовании колодезной воды для разведения детских питательных смесей.
Водно-нитратная метгемоглобинемия отмечается не только у детей, но и у взрослых. Содержание нитратов (NO3) в воде из года в год растет за счет органических загрязнений поверхностных и подземных водоисточников, а также нерационального использования азотсодержащих минеральных удобрений. Этому может способствовать и неправильное использование сточных вод. Вредное воздействие нитратов проявляется тогда, когда происходит восстановление нитратов в нитриты, а их всасывание приводит к образованию метгемоглобина крови. Поражению младенцев способствуют дисбактериоз и слабость метгемоглобиновой редуктазы, наблюдаемой в этом возрасте.
В Армении обнаружены биогеохимические провинции, характеризующиеся высоким содержанием молибдена и недостатком меди в объектах окружающей среды. У населения этих провинций выявляется специфическая патология, связанная с нарушением пуринового обмена, которая названа «молибденовой падагрой».
В середине XIX века среди населения одного из городов Силезии появились массовые заболевания, получившие название «копытной болезни» из-за характерных наростов-мозолей на коже стоп. Впоследствии эти заболевания были диагностированы как хронические отравления мышьяком.
В настоящее время возрастает значение для здоровья населения некоторых химических веществ, попадающих в водоемы с хозяйственно-бытовыми, сельскохозяйственными и промышленными стоками.
Особого внимания заслуживает высокое содержание в воде солей тяжелых металлов, нефтепродуктов, пестицидов и др. Известны трагические случаи острых отравлений тяжелыми металлами, возникшие в результате промышленного загрязнения природных вод.
Массовое отравление кадмием наблюдалось в Японии, больные жаловались на сильные боли, отсюда название «болезнь Итаи-Итаи» – стон больного человека. В костях и органах умерших были обнаружены высокие концентрации кадмия, свинца и цинка. Причиной отравления послужили сточные воды кадмиевого рудника, использовавшиеся для орошения рисовых полей, что привело к накоплению токсикантов в рисе – основном продукте питания населения.
Описаны случаи возникновения дерматитов при пользовании подземной водой, загрязненной солями хрома, в Венгрии. Массовые отравления ртутью в Японии были вызваны сбросом сточных вод ртутьперерабатывающего завода.
Необходимо учитывать, что ряд микроэлементов в концентрациях, встречающихся в природной воде, могут оказывать неблагоприятное влияние на здоровье или изменять органолептические свойства воды. Поэтому они подлежат нормированию.
В природе в разных регионах существует «жесткая» и «мягкая» вода.
«Жесткая» вода содержит большое количество кальция, магния, лития, селена и др. минеральных элементов.
«Мягкая» вода бедна ими, но содержит много натрия. Для здоровья вредна и та, и другая вода.
В зонах с жесткой водой у людей ниже уровень холестерина в крови, реже возникает гипертоническая болезнь. Одной из причин защитного действия жесткой воды является взаимодействие в кишечнике Са и Mg с насыщенными жирными кислотами, в результате чего последние не усваиваются и выделяются из кишечника с калом.
Определенное значение в формировании нарушений здоровья у населения северных регионов имеет крайне низкая минерализация питьевой воды. Ультрапресная вода с высокими значениями рН (свыше 9) может повысить всасываемость и токсический эффект некоторых химических элементов. Почти полное отсутствие селена в питьевой воде приполярных районов также следует отнести к факторам, потенциально способным усилить вредные эффекты стронция, цинка и кадмия, по отношению к которым селен выступает как биологический антагонист. Селенодефицитные районы отличаются повышенным уровнем смертности населения от рака.
Основными методами улучшения качества питьевой воды являются:
- осветление
- обесцвечивание
- обеззараживание
Осветление и обесцвечивание воды достигаются с помощью:
- коагуляции
- отстаивания
- фильтрации.
Для обеззараживания воды применяют:
- химические (хлорирование, озонирование)
- физические (кипячение, УФ - облучение) методы.
Очистка проводится в несколько этапов:
- Коагуляция. Заключается в укрупнении (коагуляции) частиц, взвешенных в воде. Это делается для ускорения осаждения частиц примесей, так как скорость оседания частиц зависит от их размера. Для коагуляции в воду добавляют коагулянты, например, сульфат натрия (глинозем) - A12(SO4)3. Он вступает в реакцию с гидрокарбонатами Са и Mg с образованием гидроксида алюминия, который выпадает в осадок соединившись с частичками примесей и частично бактериями с образованием хлопьев.
A12(SO4)3 + 3 Са(НСОз)2 = 2А1(ОН)з + 3CaSO4 + 6СО2
Подбирают оптимальную дозу коагулянта, так как его количество зависит от химического состава воды, количества взвешенных примесей и тд. Обычно она находится в переделах 40-60 мг/л.
- Отстаивание. Производится в отстойниках, через которые вода непрерывно движется с маленькой скоростью. При отстаивании частички примесей, особенно укрупненные в результате коагуляции, оседают на дно.
- Фильтрация. Производится через фильтры. Применяются быстродействующие (скорые) фильтры. В качестве фильтра может выступать слой песка определенной толщины (скорые песчаные фильтры), комбинация песка с гравием, антрацитом. Кроме песчаных фильтров применяются фильтры АКХ (скорые двухпоточные), контактные осветлители и др.
После очистки воды проводят ее обеззараживание.
