Специальные мероприятия по обработке питьевой воды для профилактики эндемических и эпидемических заболеваний

В тех случаях, когда основных способов обработки воды недостаточно, используются специальные методы очистки, позволяющие снизить риск возникновения эндемических заболеваний и предупредить эпидемические болезни.

А. Профилактика эндемических заболеваний   заключается, в основном, в добавлении недостающих веществ или уменьшении их избытка.

При недостатке фтора проводится фторирование воды до 0,5 мг/л, путем добавления в воду фтористого натрия или других реагентов. В РФ в настоящее время имеются лишь единичные системы фторирования питьевой воды, тогда как в США 74% населения получают фторсодержащую водопроводную воду.

. При избытке фтора воду подвергают дефрорированию  методами осаждения фтора, разбавлением или ионной сорбцией.

 К маломинерализованной воде добавляются минеральные вещества. Этот метод применяется при изготовлении бутилированной минеральной воды, реализуемую через торговую сеть. Кстати, потребление питьевой воды, приобретаемой в торговой сети, возрастает во всем мире, что особенно актуально для туристов, а также для жителей неблагополучных местностей.

Для снижения общей минерализации подземных вод применяют дистилляцию, ионную сорбцию, электролиз, вымораживание.

Для снижения жесткости воды артезианских скважин применяют кипячение, реагентные методы и метод ионного обмена.

На артскважинах удаление соединений   железа (обезжелезивание) и сероводорода (дегазация) осуществляется аэрацией с последующей сорбцией на специальном грунте.

Следует отметить, что указанные специальные методы обработки (кондиционирования) воды высокотехнологичны и дороги и применяются лишь в случаях, когда нет возможности использовать для водоснабжения приемлемого источника.

Водопроводная вода, проходя через массу технологических обработок, кроме потери минерального состава и засорения хлором, теряет часть своих природных свойств. Для улучшения энергетической ценности питьевой воды применяется омагничивание водопроводной воды. В бытовых условиях это осуществляется  путем пропускания воды через магнитную лейку, что приближает ее структуру к природной «живой воде», получаемой при таянии льда или снега. Применение такой воды для питья, чая, приготовления всех блюд способствует омоложению организма за счет снижения ацидоза жидкостей и улучшения обменных процессов.

 

 НАДО ЗАПОМНИТЬ: для здоровья наиболее полезна структурированная вода

                                 из свежих фруктов и овощей (натуральные соки).

     Резюмируя отмеченное выше, необходимо отметить, что, хоть вода – «белое золото» России, а Россия крупнейшая страна в мире, располагающая примерно 1/5 общемировых запасов пресной воды, она может и должна производить расфасованную воду, содержащую все необходимые биогенные вещества. Такая вода сохранит и укрепит здоровье, поскольку в ней, в отличие от водопроводной воды, содержатся максимально необходимые уровни наиболее важных для организма веществ. Постановлением главного государственного санитарного врача (2000 г) впервые в мировой практике утверждены санитарные нормы к расфасованной питьевой воде, что будет способствовать развитию этого бизнеса (уже сейчас 1 л расфасованной воды приравнен к стоимости 1 л бензина).

 

Б. Профилактика эпидемических заболеваний. Кроме рассмотренных нами в предыдущей теме способов обеззараживания питьевой воды в домашних, полевых условиях и на централизованных водопроводах, в последнее время расширяются специальные методы обеззараживания воды.

  Обеззараживание воды нетоксичным и неопасным гипохлоридом натрия применяется вместо хлора, являющимся опасным в использовании и ядовитым. В Петербурге до 30% питьевой воды обеззараживается этим методом, а в Москве с 2006 г. начался перевод на него всех водопроводных станций.

  Озонирование применяется на небольших водопроводах с очень чистой водой. В последнее время озонирование действует на ряде крупных водопроводных станций в Москве, Ярославле, Челябинске. Сильные окислительные свойства озона обеспечивают его бактерицидное действие. Озонирование имеет преимущество перед хлорированием. Озон действует быстрее хлора и при этом не только надежно обеззараживает воду, в т.ч. от вирусов и спор грибков, но одновременно эффективно обесцвечивает ее, устраняет запахи и привкусы, и сам не вносит запаха, не меняет минерального состава воды. Озонаторная установка не требует сложного оборудования. При явном гигиеническом преимуществе озонирование не находит широкого применения по экономическим причинам.

Комбинированный метод сочетает предварительное мембранное фильтрование питьевой воды с последующим озонированием, что позволяет надежно гарантировать эпидемическую безопасность питьевой воды в любых условиях, включая чрезвычайные ситуации. Метод будет применяться на крупной и уникальной Юго-Западной водопроводной станции г. Москвы с вводом ее в строй.

Ультрафиолетовое (УФ) облучение является наиболее эффективным и широко распространенным способом физического обеззараживания воды. Достоинства этого метода заключаются в быстроте действия, эффективности уничтожения вегетативных и споровых форм бактерий, яиц гельминтов и вирусов. Бактерицидным действием обладают лучи с длиной волны 200-295 нм. Для обеззараживания дистиллированной воды в больницах и аптеках используются аргонно-ртутные лампы. На больших водопроводах применяются мощные ртутно-кварцевые лампы. На малых водопроводах используются непогружные установки, а на больших – погружные, мощностью до 3000 м³/час. УФ-облучение очень зависит от взвешенных веществ. Для надежной работы УФ-установок необходима высокая прозрачность и бесцветность воды и действуют лучи  только через тонкий слой воды, что ограничивает применение этого метода. УФ-облучение чаще применяется для дезинфекции питьевой воды на артскважинах, а также рециркулируемой воды на плавательных бассейнах.

 

Контрольные вопросы

1. Гигиеническое значение воды для здоровья человека (физиологическая роль).

2. Гигиеническое значение воды для человека в быту (хозяйственно-бытовое и санитарно-гигиеническое значение воды).

3. Геохимические эндемии и заболевания.

4. Причины и источники загрязнения источников питьевого водоснабжения.

5. Условия и сроки выживания патогенных микроорганизмов в воде.

6. Инфекционные заболевания, передаваемые водным путем.

7. Особенности водных эпидемий.

8. Гельминтозы, передаваемые водным путем.

9.  Гигиенические требования к органолептическим показателям питьевой воды.

10. Гигиенические требования к химическому составу питьевой воды.

11. Бактериологические показатели безвредности питьевой воды.

12. Методы обеззараживания индивидуальных запасов воды.

 

Тема № 8:     ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОЧВЫ

 

ЗНАНИЯ:

1) Объяснить значение минерального и органического состава почвы.

2) Привести примеры химических заболеваний и меры по их профилактике.

3) Уделить внимание значению примесей антропогенного характера и увязать это с пищевой  

      цепочкой (почва-растения-животные-человек).

4) Рассказать о самоочищении почвы, как о важном свойстве, используемом человеком в народном

    хозяйстве и в быту.

5) На примере показать пути защиты почвы от эрозии,  деградации, загрязнения.

 

УМЕНИЯ:

Выявление причин возникновения геоэндемических заболеваний.

 

СОДЕРЖАНИЕ ЗАНЯТИЯ:

1. Понятие термина «почва», почва как элемент биосферы.

2. Экологическое значение почвы:

· экологическая характеристика свойств почвы;

· химический состав почвы;

· самоочищение почвы;

· геоэндемические заболевания.

3. Загрязнение почвы. Роль примесей в почве антропогенного характера.

4. Деградация почвы. Пути защиты почвы от эрозии и истощения.

1. Понятие термина «почва», почва как элемент биосферы

Почва – поверхностный слой коры Земного шара, играющий большое значение в жизни человека. Почва – это поверхностная часть литосферы, сформировавшаяся после появления жизни на Земле под влиянием климата, растительных и почвенных организмов. Почва – неотъемлемое звено кругооборота веществ в природе – элемент ее биосферы.

 

2. Экологическое значение почвы:

· Экологическая характеристика свойств почвы

Можно сказать, что почва – живой покров Земли. Почва формирует химический состав потребленных человеком продуктов питания, питьевой воды и, отчасти, атмосферного воздуха. Человек, включаясь через почву в биогеоценоз данной экосистемы, формируется как соответствующий адаптивный тип (как нами рассмотрено ранее – существует 4 типа) в виде национальных признаков, наиболее приспособленный к выживанию в условиях данного климата и местности. Человек, переселившийся в другой климатический пояс, через десятилетия приближается к облику местного населения (по уровню обмена веществ, составу пищеварительных ферментов, функционированию сердечно-сосудистой, легочной и других систем). Почва через пищу, воздух и воду активно влияет на этот адаптивный процесс. Таким образом, в экологическом плане почва – это важнейшее зкологическое звено, которое через климат, пищу, воздух и воду обеспечивает выживание человека в данной местности, формирует его здоровье, болезненный статус и срок жизни. Кроме того, почва – это поглотитель всего живущего на Земле. Постоянно загрязняясь и самоочищаясь, почва является непременным участником биологического круговорота живых существ на Земле. В Библии сказано: «Из праха пришел – в прах и уйдешь».

 

· Химический состав почвы

 Почва состоит из минеральных, органических и органо-минеральных комплексов, соединений, почвенных растворов, воздуха, почвенных микроорганизмов, насекомых,  животных и загрязнителей.

 Для гигиенической оценки почвы важно знать ее естественный химический состав.

 

Минеральные вещества составляют 60-80% - это кремнозем, кварц, алюмосиликаты. Особый интерес имеется к микроэлементам – F, J, Mn, Se - их повышенное или пониженное содержание влияет на формирование естественных геохимических провинций с их эндемическими заболеваниями (флюороз, кариес, эндемический зоб). Гигиеническая оценка степени загрязнения почвы неорганическими соединениями основана на сравнении их содержания с ПДК, например: Cr - 0,05; Hg - 2,1; Pb - 20,0; Мg - 1500,0; As - 45,0 мг/кг почвы.

Органические вещества представлены в почве (1) собственно органическими кислотами (гуминовыми и др.), (2) веществами, синтезированными почвенными микроорганизмами, называемыми гумусом, и (3) чужеродными для почвы веществами, поступающими извне. В гуминовых веществах сосредоточены огромные запасы углерода Земли.

Все останки растений и животных, поступающие в почву, перерабатываются почвенной флорой и фауной. На возможности почвы к переработке попавших в нее органических веществ и на уровень происшедшей переработки указывает степень переработки органических веществ в гуминовые вещества, о чем судят по коэффициенту гумификации, который определяется по формуле:

^{углерод гумуса} ____________                _{норма: 1-2}

^{углерод растительного происхождения}

 О загрязнении почвы судят по общему азоту почвы и числу Хлебникова.

 Если содержание общего азота в конкретном месте возрастает в 2-3 раза, то говорят о загрязнении почвы. О степени загрязнения почвы органическими веществами свидетельствует соотношение азота гумуса (переработанных веществ) ко всему органическому азоту, находящемуся в почве:

  число Хлебникова ₌      ^{азот гумуса}                   норма = 0,98-1,0

                                                       ^{весь органический азот}

Чем чище почва, тем это число ближе к 1,0.

Большую роль играет влажность почвы. Только в ней передвигаются все химические вещества, происходят химические и биологические процессы, осуществляющие самоочищение почвы и снабжение питанием всего в ней и на ней  живущего.

· Самоочищение почвы

  Почва является важной составной частью биосферы, в которой происходит обезвреживание (детоксикация) основной массы поступающих в нее органических веществ: растений, деревьев, насекомых, животных – это белки, жиры, углеводы (Б,Ж,У) и продукты их обмена. Они распадаются до образования неорганических веществ – этот процесс называется минерализацией.  В результате этого в почве образуется новое органическое вещество – гумус (греч. – перегной). А этот процесс называется гумификацией. Гумус не пахнет, медленно разлагается на составные части, которые усваивают растения. Он очень необходим растениям для полноценного роста.

  Вместе оба процесса – минерализация и гумификация, направленные на восстановление первоначального состояния почвы, получили название процессов самоочищения почвы. Это сложный процесс, зависящий от химического состава почвы, ее физических свойств (пористости, воздухо- и влагопроницаемости (например, песок, глина и т.д.), обеспечивающих доступность воздуха и воды, состава микрофлоры и фауны почвы.

  Переработка чужого для почвы органического вещества может осуществляться в аэробных и анаэробных условиях. И в тех, и в других условиях «работают» специально приспособленные для этих процессов организмы. Так процесс переработки в аэробных условиях называется гниением и осуществляется насекомыми, червями, грибами и, в основном, микроорганизмами. В анаэробных условиях органические вещества разлагаются неспороносными гнилостными микроорганизмами, вызывающие брожение.

  Таким образом, при гниении (аэробном процессе) этапы очищения почвы состоят из: 1) аэрации (оксигенации) – поглощения кислорода; 2) минерализации – распада Б,Ж,У с образованием минеральных веществ и 3) гумификации – синтеза нового органического вещества - гумуса. При этом процессе переработки всегда выделяется тепло – энергия, способствующая размножению соответствующих насекомых и микроорганизмов. У человека процесс гниения наблюдается при застойных процессах в толстом кишечнике (запорах).

Очищение почвы путем брожения (анаэробном процессе) идет с поглощением энергии и образованием зловонных или горючих газов (метана, водорода, аммиака, меркаптанов и др.). Этот же процесс имеет место в кишечнике человека при «несварении желудка».

 

 Рассмотрим процессы переработки Б,Ж,У в аэробных и анаэробных условиях.

Углеводы – в аэробных и анаэробных условиях окисляются до углекислого газа и воды, образуются карбонаты. Этот процесс называется карбонификацией. Часть углеводов идет на строительство организмов – микробов, насекомых, червей.

Жиры – в аэробных условиях медленно окисляются до образования глицерина, жирных кислот, серной кислоты и сульфатов, фосфорной кислоты и фосфатов – процессы сульфидизации и фосфатизации. В анаэробных условиях разложение идет до углекислого газа, водорода (горит с образованием воды - огни на могилах), сероводорода и зловонных газов.

Белки при анаэробном процессе разлагаются до аммиака. При аэробном процессе вначале также образуется аммиак, но в присутствии кислорода переводится микроорганизмами в азотистую кислоту и нитриты, затем при дальнейшем контакте с кислородом – в азотную кислоту и нитраты. Этот окислительный процесс минерализации белков называется нитрификацией и имеет гигиеническое значение: по нему судят о времени попадания белков в почву. При свежем загрязнении – в почве больше аммиака или нитритов, при старом – нитратов. Этими минералами питаются растения и микроорганизмы, строя свои телесные оболочки. Параллельно, другие микроорганизмы восстанавливают нитраты до аммиака и свободного азота. Этот обратный процесс идет с выделением этих газов и называется денитрификацией, вызывающей обеднение почвы полезными азотистыми веществами. То есть, в почве идут одновременно два параллельных процесса: более быстрый – нитрификации и более медленный – денитрификации.

 

· Геоэндемические заболевания

Природный состав почвы является характерной особенностью данной местности. Гигиеническое значение состава почвы таково, что он определяет набор элементов в пище людей данного региона. И если все вещества находятся в достаточном количестве, то народ растет здоровый. Но часто в почве не хватает каких-либо элементов. Так на большей части России – фтора и йода. В Мурманской области – избыток фтора. И это ведет к эндемическим заболеваниям – флюорозу (избыток фтора), кариесу (недостаток фтора), к преждевременному старению и эндемическому зобу (недостаток йода). Имеются почвы с естественным высоким содержанием селена. В этом случае почва является ощелоченной и выращенные на ней растения содержат повышенное количество селена, что вызывает щелочную болезнь скота и отравление людей. Повышенное содержание мышьяка ведет к заболеванию раком желудка; молибдена – молибденовой падагре и раку пищевода. Это естественно эндемические почвы, проживание на них ведет к массовым «местным» - эндемическим заболеваниям. Профилактикой геоэндемических заболеваний служит или добавление в пищу недостающих веществ (йод, фтор, селен), или включение в рацион питания дополнительной пищи, полученной из других регионов, благополучных по этому веществу.