Влияние физико-химических свойств подземных питьевых вод на здоровье человека



Скачать 426,85 Kb.
страница1/3
Дата25.06.2015
Размер426,85 Kb.
  1   2   3



УДК 574.2:614.7
ВЛИЯНИЕ ФИЗИКО–ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОДЗЕМНЫХ ПИТЬЕВЫХ ВОД НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА

© 2015г. А.Л. Барабаш 1, Н.Г. Булгаков 2

1Российский государственный социальный университет, Москва

2Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова

E-mail: bulgakov@chronos.msu.ru

Приведен литературный обзор обнаруженных случаев влияния различных химических и микробиологических факторов на заболеваемость человека (сердечно-сосудистые, нервные, онкологические болезни, болезни пищеварительной, выделительной, дыхательной систем, аномалии, возникающие в перинатальный период, и др.).



Ключевые слова: питьевая вода, жесткость воды, химический состав воды, болезни человека.


Рубрика

Введение


Важнейшим фактором существования человеческой цивилизации являются водные ресурсы планеты, включающие поверхностные и подземные воды.

Подземные воды исключительно разнообразны по своему химическому составу. Питьевая вода не должна содержать химических веществ в избыточных количествах, вредно воздействующих на здоровье человека. В то же время природные воды должны содержать достаточное количество минеральных компонентов, участвующих в обменных процессах человека. Как известно, именно с водой люди получают до 25% суточной потребности организма в химических веществах. При этом водные компоненты имеют более высокую физиологическую ценность, чем поступающие с продуктами питания (Кондратьев, 1970).



Рубрика
Влияние отдельных химических факторов на заболеваемость населения


Подрубрика
Жесткость воды

Сравнительно недавно считалось, что не доказана вредность жесткой воды для здоровья. Отмечалось, что имеются данные (Кондратьев и др., 1967) по обратной корреляции между частотой смертности от сердечно-сосудистых заболеваний и жесткостью воды. Не существует надежных, полученных на людях, данных о каком-либо отрицательном влиянии жесткой питьевой воды на здоровье (Руководство..., 1994, Питьевая вода, 2002). Тем не менее, в некоторых экспериментах было доказано участие жесткости питьевых вод в образовании мочевых камней (Бышевский, Терсенов, 1994). Сопоставление заболеваемости населения желчнокаменной и мочекаменной болезнями с жесткостью питьевых вод позволило установить между ними определенную связь. Наибольшая заболеваемость этими болезнями наблюдается в районах, где питьевая вода имеет жесткость от 16 до 23 мг-экв/л, наименьшая – в пределах 6-7 мг-экв/л.




Подрубрика
Содержание кальция

В отечественной и зарубежной литературе можно найти работы, посвященные вопросу отдаленного влияния на организм больших доз кальция (Питьевая вода, 2002). Показано нарушение обмена кальция у онкологических больных, т.е. увеличение содержания кальция в злокачественных опухолях. Действие солей кальция в твердом виде вызывает появление рака (Бышевский, Терсенов, 1994). При сердечно-сосудистых заболеваниях установлено нарушение электролитического баланса кальция (Зубарева и др., 2002).

Участие кальция в возникновении атеросклероза доказано в работах И.М.Голубева (1992).

При малых концентрациях кальция в воде у человека увеличивается проницаемость капилляров, усиливается активность симпатоадреналовой системы и ослабляется окислительно-восстановительный процесс в миокарде (Ливчак, Воронов, 2000). Большие концентрации кальция в воде (100-500 мг/л) также неблагоприятны, т.к. способствуют нарушению обменных процессов, обусловливают избыточные отложения в скелете.




Подрубрика
Содержание хлоридов

Хлор взаимодействует с продуктами жизнедеятельности бактерий, а также с химикатами, используемыми для водоподготовки, образуя вредные для здоровья соединения (Безвредна ли ваша вода, 1991). В данной статье исследователи Гарвардского университета и медицинского колледжа штата Висконсин констатируют, что существует прямая связь между употреблением побочных продуктов хлорирования питьевой воды и раковыми опухолями, в частности, раком прямой кишки. Установлено, что хлор взаимодействует с органикой в воде, образуя сотни химических субпродуктов, некоторые из которых являются канцерогенными. Доктор Камберлендского окружного колледжа в Винемане Шварц (Schwarz, 1993) утверждает, что хлор настолько опасен для здоровья, что его использование следует запретить. Отмечено, что среди женщин, пьющих пять и более стаканов в день обычной водопроводной воды, очень высок процент выкидышей.

Указывается (Фрумина и др., 1983), что большинство случаев атеросклероза и, как результат, сердечных приступов и ударов, вызваны именно хлором, находящимся в водопроводной воде. Риск заболеваний хроническими нефритами и гепатитами, более высокая мертворождаемость, токсикозы беременности, врожденные аномалии развития связаны с содержанием в питьевой воде хлорорганических соединений.

Для гигиенической оценки хлоридов (Предельно допустимые концентрации..., 2003, Постановление о введении..., 2005) важнейшее значение приобретает изучение изменений сердечно-сосудистой и почечной деятельности. В результате проведенных исследований (Новиков, 1989) выяснилось, что с нагрузкой, не превышающей 1 г/л, организм справляется путем быстрого восстановления уровней соли и осмотического давления в крови. При концентрации в воде хлоридов порядка 1.5-2.5 г/л и выше реакции по их выведению вызывают более интенсивное и длительное напряжение выделительной функции организма и механизмов поддержания постоянства внутренней среды – усиление кровотока, усиление фильтрационной функции почек, возникновение реакций, связанных с перераспределением хлорида натрия между кровью и тканями. Отмечено, что еще более высокие концентрации хлоридов, порядка 2.5 г/л и выше, вызывают заметное нарушение водно-солевого равновесия на довольно длительный срок. Нагрузка на почки по очищению крови от избытка хлорида натрия возрастает при 2.5 г/л в 5-7, а при 4 и 8 г/л в 20 и 40 раз, соответственно.




Подрубрика
Содержание свободной серы и сульфатов

В литературных источниках указывается (Рахманин и др., 2003), что недостаток свободной серы является одной из причин появления угрей, прием внутрь небольших ее количеств способствует рассасыванию нарывов и полезен, в частности, при геморрое. Организм человека не обнаруживает привыкания к сере, но длительное ее воздействие может неблагоприятно отразиться на работе кишечника.

Употребление воды с повышенным содержанием сульфатов приводит к нарушению деятельности желудочно-кишечного тракта. Вода, содержащая 500 мг/л сульфатов, считается неблагоприятной для здоровья.

Механизм тормозящего влияния сульфатов на реакцию утоления жажды описывается следующим образом (Егорова, 2002): потеря воды организмом создает определенную степень возбудимости питьевого центра. При употреблении воды, содержащей сульфаты, торможение питьевого центра наступает в результате воздействия сульфатной среды на вкусовые рецепторы. А их возбуждение тормозит питьевой центр, поэтому может наблюдаться диурез. При увеличении концентрации сульфатов нагрузка по их выведению падает не на почки, а на кишечник. Следовательно, сульфаты воздействуют главным образом на желудочно-кишечный тракт.




Подрубрика
Содержание железа

В основном железо в подземных водах присутствует в 2-валентном виде, хотя встречается и в 3-валентном, как в форме неорганических солей (например, сульфатов), так и в составе растворимых органических комплексов. Содержащая железо вода (особенно подземная) прозрачна и чиста на вид. Однако даже при непродолжительном контакте с кислородом железо окисляется, придавая воде желтовато-бурую окраску. При содержании железа выше 1 мг/л вода становится мутной, окрашивается в желто-бурый цвет, у нее ощущается характерный металлический привкус. Все это делает такую воду практически неприемлемой как для технического, так и для питьевого применения (Рахманин, 1996).

Что касается вредного воздействия железа при его поступлении в организм с водой, то Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) не предлагает какой-либо рекомендуемой величины, приемлемой для здоровья человека, так как нет достаточных данных о негативном воздействии железа на организм человека. При уровне установленного ВОЗ (Руководство..., 1994) переносимого суточного потребления железа, равном 0.8 мг/кг массы тела человека, безопасное для здоровья суммарное содержание железа в воде должно быть 2 мг/л. Это означает, что употребляя ежедневно на протяжении всей жизни такую воду, можно не опасаться за последствия для здоровья. В российских источниках существуют сведения о вредном воздействии железа на организм (Зуев, Фомин, 2003; Мокиенко и др., 2006), причем в концентрациях уже выше 0.3 мг/л. В качестве негативных последствий упоминаются аллергические реакции, зуд, увеличение риска инфарктов и ухудшение репродуктивной функции организма. Безусловно, в больших количествах железо, как и любое другое химическое вещество, способно вызвать в организме человека нарушения и даже патологии. Однако учитывая, что железо очень трудно усваиваемый элемент, особенно в неорганической форме (в которой оно в основном и содержится в воде), представляется, что достигнуть опасных его концентраций достаточно трудно (Ковалева, 2002).

С другой стороны, вполне вероятно возникновение определенных патологий из-за недостатка железа как необходимого для жизнедеятельности человека элемента (Петров, 1982), участвующего в процессах кроветворения, внутриклеточного обмена и регулирования окислительно-восстановительных процессов. Организм взрослого человека содержит 4-5 г железа, которые входят в состав важнейшего дыхательного пигмента – гемоглобина, вырабатываемого костным мозгом и ответственного за перенос кислорода от легких к тканям, и белка миоглобина, необходимого для накопления кислорода в мышечной ткани, а также в состав различных дыхательных ферментов, например, цитохромов, катализирующих процесс дыхания в клетках и тканях. За сутки из организма человека выводится примерно 6-10 мг железа. Отсюда следует, что такова же и суточная потребность человека в железе. Однако, учитывая низкую усвояемость железа, человек должен получать с пищевым рационом и водой примерно 60-100 мг железа в сутки. Обмен железа в организме зависит от функционирования печени (Кассирский, 1970). При нарушениях в ее работе, а также при бедном железом рационе (например, при искусственном вскармливании детей, особенно бедными железом коровьим и козьим молоком) возможно развитие железодефицитной анемии (малокровия).




Подрубрика
Содержание магния

Суточная потребность в магнии составляет 0.05% от массы тела человека (Беспамятов, Кротов, 1985). Магний входит в состав почти 300 ферментов. Комплексы магния с фосфолипидами снижают текучесть клеточных мембран, магний участвует в поддержании нормальной температуры тела, участвует в работе нервно-мышечного аппарата (Марри и др., 1993). Ионы магния способны вызывать понижение артериального давления. Они также способствуют выведению холестерина из организма, усилению перистальтики кишечника и секреции желчи (Громова, 2006).

Доказано, что недостаток магния в организме способствует заболеванию инфарктом миокарда. Недостаточное количество магния в крови может привести к переутомлению или стрессовому состоянию (Лазебник, Дроздова, 1997).

Магний участвует более чем в 300 известных ферментативных реакциях (Шехтер, 2012). Он регулирует расщепление глюкозы, участвует в окислении жирных кислот и в активации аминокислот. Без участия магния невозможен фосфорный обмен: магний входит в состав ферментов, связанных с обменом фосфора и углеводов. Сниженный уровень магния в крови ассоциируют с развитием инсулинорезистентности, т.е. он является первым шагом к развитию сахарного диабета. Магний играет важную роль в метаболизме углеводов, его дефицит является уже доказанным фактором риска диабета у взрослых.

Магний способствует очищению организма от некоторых видов токсических веществ, обладает сосудорасширяющим и снимающим спазм действием, стимулирует перистальтику кишечника и повышает желчеотделение, вместе с витамином B6 угнетает рост злокачественных образований (Забелина, 2003).

Несмотря на то, что магний широко распространен в природе, его дефицит в организме человека обнаруживается очень часто. Установлено, что 80-90% современных людей страдают от дефицита магния. В целом доказано, что весьма широкий круг патологических состояний вызван именно дефицитом магния в организме (Флетчер и др., 1998).




Подрубрика
Содержание меди

При недостатке меди в организме появляются (Филатов, 2010): повышенная утомляемость, астения, депрессия; изменяется формула крови (уменьшается количество гемоглобина, лейкоцитов, нейтрофилов в крови), наблюдается нарушение сердечного ритма, снижается артериальное давление; возникает варикозное расширение вен, остеопороз, повышенное выпадение и депигментация волос.

Кроме того, дефицит меди вызывает недостаточный синтез меланина, что является причиной развития витилиго – заболевания, характеризующегося отсутствием пигментации на отдельных участках кожи. Кроме того, нехватка меди приводит к снижению иммунитета, повышению риска развития инфекционных заболеваний, увеличению уровня холестерина в крови. Также появляются диспепсические расстройства, нарушения пищеварения.

При повышенном содержании меди в организме нарушается обмен веществ, избыток реакций перекисного окисления приводит к омертвлению тканей (некрозам) и прогрессирующим фибропластическим процессам (Лазарев, Левина, 2005). Избыток меди характеризуется следующими симптомами: болью в мышцах, нарушением сна и памяти, повышенной раздражительностью, депрессией и другими психическими расстройствами, в том числе шизофренией. При передозировке меди развиваются различные заболевания воспалительного характера, поражаются печень и почки, могут возникнуть анемия и бронхиальная астма.



Подрубрика
Содержание аммиака

Аммиак высокотоксичен для организма (Третьяков др., 2001). При хроническом отравлении происходят расстройство пищеварения, катар верхних дыхательных путей, ослабление слуха. Избыточное накопление аммиака в крови часто сопровождает заболеваемость энцефалопатией. У больных циррозом печени также наблюдается повышение сывороточной концентрации аммиака. Токсическое воздействие аммиака на центральную нервную систему зависит от рН крови. При сдвиге рН в щелочную сторону токсичность аммиака повышается. В результате аммиак проникает в нейроны и нарушает их метаболизм.




Подрубрика
pH воды

По нормам СанПиН 2.1.4.559-96 рН питьевой воды должен быть в пределах 6-9. Для вод большинства артезианских скважин значение рН не отклоняется от указанных пределов. Однако после водоподготовки, протока воды по трубопроводам, обработки вод реагентами значение рН может существенно измениться. Для правильной оценки качества воды необходимо знать значение рН воды источника в различные периоды года.

Изменение рН кишечного содержимого также может сдвинуть равновесие между NH4+ и NH3. При сдвиге рН в щелочную сторону увеличивается концентрация аммиака и возрастает его всасывание (Березов, Коровкин, 1990).


Подрубрика
Содержание нитратов и нитритов

Попадая в кровь, нитриты окисляют двухвалентное железо до трехвалентного. При этом образуется метгемоглобин, не способный переносить кислород к тканям и органам, в результате чего может наблюдаться удушье. При содержании метгемоглобина в крови около 15% появляется вялость, сонливость, при содержании более 50% наступает смерть (Нитраты..., 1981).

Особенно чувствительны к действию нитритов и нитратов дети раннего возраста, что связано со слабым функционированием у них ферментативной системы. Если матери употребляют нитраты, они попадают в грудное молоко. В организме матери существует механизм защиты от нитратов, но возможности его ограничены. Противонитратные механизмы у ребенка формируются только к одному году жизни (Новиков, 1991).

К группе повышенной опасности поражения организма нитратными соединениями, кроме детей, относятся также лица, страдающие заболеваниями сердечно-сосудистой и дыхательной систем, беременные женщины, пожилые люди, у которых даже без повышенного воздействия солей азотной или азотистой кислоты наблюдается недостаточная обеспеченность кислородом органов и тканей (Эвенштейн, 1989).

Доказано, что влияние нитрат-ионов, содержащихся в пище, почти на четверть слабее, чем растворенных в воде. По ГОСТу в одном литре воды может содержаться до 45 мг/л нитратов (Соколов, 1988).

Исследователями США, Германии, Чехии, России установлено, что нитраты и нитриты вызывают у человека рак желудка, отрицательно влияют на нервную и сердечно-сосудистую системы, на развитие эмбрионов (Машковский, 1997). В присутствии нитритов канцерогенные нитрозамиды и нитрозамины могут синтезироваться практически из любых продуктов как в желудке, так и в кишечнике. В Колумбии обнаружена прямая взаимосвязь между частотой заболевания раком желудка, атрофическим гастритом и высоким содержанием нитратов в воде колодцев. В Англии, в г.Уорксоп, врачи считают причиной высокой заболеваемости раком большое количество нитратов в питьевой воде − 90 мг/л. В другом исследовании показана связь между содержанием питьевой воды и физическим развитием детей. Контрольная группа (404 чел.) употребляла воду с содержанием нитратов до 5 мг/л. Вторая группа (390 чел.) − с содержанием 90 мг/л. Третья группа (326 чел.) − с содержанием от 288 до 480 мг/л. Было выявлено, что у детей, пьющих воду с высоким содержанием нитратов, наблюдается тенденция к увеличению роста и массы при уменьшении окружности грудной клетки, мышечной силы кистей рук и жизненной емкости легких, т.е. наблюдается дисгармония физического развития. С ростом насыщения воды нитратами увеличивается заболеваемость туберкулезом, особенно в возрастной группе 7−14 лет. Из заболеваний органов дыхания преобладает хронический бронхит, из болезней органов кровообращения из-за избытка нитратов нередко диагностируют артериальную гипертонию, причем чем моложе обследуемые, тем выше процент заболеваемости.

Наиболее чувствительны к нитратам люди с пониженной кислотностью желудка – это дети до года и больные гастритом и диспепсией. У таких людей микрофлора толстого кишечника может проникать в желудок, и тогда резко увеличивается процент восстановления нитратов по сравнению со здоровыми людьми. В работе М. Отто (2003) описаны выявленные за последние 10-15 лет 1000 случаев нитратно-нитритной метгемоглобинемии, из которых 100 закончились смертью. У взрослых людей легкие формы отравления наблюдали при содержании нитратов в воде более 80-100 мг/л. А у детей, страдающих диспепсией, интоксикации возникали при употреблении воды с содержанием нитратов 50 мг/л.

Сформулирована гипотеза о возникновении рака желудка под воздействием соединений азота (Карапетьянц, Дракин, 1993). По этой гипотезе, в первые десятилетия жизни химический канцероген, вероятно нитрозосоединение, проникает в клетки верхней части пищеварительного тракта через повреждения слизистой оболочки и вызывает мутацию клеток. Мутировавшие клетки вырабатывают слизь другого состава, рН повышается, в верхнюю часть желудочно-кишечного тракта проникают микроорганизмы, восстанавливающие нитраты в нитриты, образуются дополнительные нитрозосоединения. Атрофия и метаплазия слизистой желудка нарастает в течение 30-50 лет, пока у некоторых людей с такой патологией не возникнут злокачественные опухоли.




Подрубрика
Содержание алюминия

С водой человек выпивает не более 5-8% от суммарно поступающего в организм количества алюминия. Суточная потребность в алюминии взрослого человека – 35-49 мг. Общее содержание алюминия в суточном смешанном рационе составляет 80 мг. Совместный комитет экспертов продовольственной и сельскохозяйственной организаций ООН и ВОЗ установил величину переносимого суточного потребления на уровне 1 мг/кг веса.

Токсичность алюминия проявляется во влиянии на обмен веществ, на нервную систему, в способности действовать непосредственно на клетки – их размножение и рост (Монаенкова, Глотова, 1972). К важнейшим клиническим проявлениям нейротоксического действия относят: нарушение двигательной активности, судороги, снижение или потерю памяти, психопатические реакции. Метаболизм алюминия у человека изучен недостаточно, однако известно, что неорганический алюминий плохо всасывается, и большая его часть выводится с мочой. Отдельные исследования показывают, что токсичность алюминия проявляется во влиянии на обмен веществ, в особенности минеральный. В некоторых исследованиях алюминий связывают с поражениями мозга, характерными для болезни Альцгеймера (в волосах больных наблюдается повышенное содержание алюминия). Однако имеющиеся на данный момент у ВОЗ эпидемиологические и физиологические данные не подтверждают гипотезу о роли алюминия в развитии болезни Альцгеймера. Поэтому ВОЗ не устанавливает величины концентрации алюминия по медицинским показателям, но в то же время его наличие в питьевой воде до 0.2 мг/л обеспечивает компромисс между практикой применения солей алюминия в качестве коагулянтов и органолептическими параметрами питьевой воды.


Подрубрика
Содержание мышьяка

Известно, что мышьяк взаимодействует с тиоловыми группами белков, цистеином, глутатионом, липоевой кислотой. Мышьяк участвует в некоторых ферментативных реакциях. Как ингибитор, мышьяк очевидно реагирует с сульфгидрильными группами ферментов (Ершов, Плетенева, 1989).

Мышьяк оказывает влияние на окислительные процессы в митохондриях и принимает участие во многих других важных биохимических процессах (Кандрор, 2001).

При этом мышьяк и все его соединения ядовиты в той или иной степени. При остром отравлении мышьяком наблюдаются рвота, боли в животе, понос, угнетение центральной нервной системы. На территориях, где в воде присутствует избыток мышьяка, он накапливается у людей в щитовидной железе и вызывает эндемический зоб (Гадаскина, 1988).

Однако мышьяк в течение долгого времени (вплоть до середины 1950-х гг.) использовали в качестве лекарства, «улучшающего кровь». В настоящее время исследуют влияние микродоз мышьяксодержащих препаратов в качестве противоракового средства (Монаенкова, Глотова, 1972).

Оптимальная интенсивность поступления мышьяка в организм составляет 50-100 мкг/день. Однако отмечается, что может возникнуть и дефицит этого элемента в организме – примерно при поступлении в количестве 1 мкг/день и менее. С другой стороны, порог токсичности мышьяка определен как 20 мг в сутки (летальная доза для человека 50-340 мг) (Оголева и др., 1987).

Симптомы подострого и хронического отравления мышьяком у людей включают (Диетология, 2008): развитие различных типов дерматита; депрессию гемопоэза (образование, развитие и созревание клеток крови); повреждение печени, характеризующееся желтухой, портальным циррозом печени и асцитом (скопление свободной жидкости в брюшинной полости); сенсорные нарушения; периферический неврит; анорексию и потерю массы тела.

Признаки дефицита мышьяка – сниженный рост и нарушенное воспроизводство, характеризующееся повышением фертильности и перинатальной смертности, сниженная концентрация триглицеридов сыворотки крови (Диетология, 2008).

Существует достаточное количество доказательств канцерогенности неорганических соединений мышьяка. В результате длительного употребления загрязненной мышьяком воды или лекарственных препаратов нередко наблюдается развитие низкодифференцированного рака кожи (рак Боуэна). Вероятно, гемангиоэндотелиома печени (злокачественная опухоль, исходящая из эндотелиальных элементов кровеносных и лимфатических сосудов) также является арсенозависимой злокачественной опухолью (Белостоцкий, Гольдерман, 1971).

  1   2   3


База данных защищена авторским правом ©zubstom.ru 2015
обратиться к администрации

    Главная страница