Содержание
Введение
. Влияние состава питьевой воды на здоровье населения
.1 Минерализация
.2 Нитраты, нитриты
.3 Фенолы
.4 Тяжелые металлы
. Нормативные требования к качеству питьевой воды
. Водоподготовка
.1 Общая технологическая схема водоподготовки
.2 Обеззараживание воды: достоинства и недостатки
.2.1 Хлорирование
.2.2 Озонирование
.2.3 УФ - облучение
. Качество питьевой воды в регионах РФ
Заключение
Список использованных источников
Введение
Вода - ценнейший природный ресурс. Она играет исключительную роль в процессах обмена веществ, составляющих основу жизни [1].
Питьевая вода - важнейший фактор здоровья человека. Практически все ее источники подвергаются антропогенному и техногенному воздействию разной интенсивности. Проблема качества питьевой воды затрагивает очень многие стороны жизни человеческого общества в течение всей истории его существования.
В настоящее время питьевая вода - это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая.
Понятие "питьевая вода" сформировалось относительно недавно и его можно найти в законах и правовых актах, посвященных питьевому водоснабжению.
Питьевая вода - вода, отвечающая по своему качеству в естественном состоянии или после обработки (очистки, обеззараживания) установленным нормативным требованиям и предназначенная для питьевых и бытовых нужд человека либо для производства пищевой продукции. Речь идет о требованиях к совокупности свойств и состава воды, при которых она не оказывает неблагоприятного влияния на здоровье человека как при употреблении внутрь, так и при использовании в гигиенических целях, а также при производстве пищевой продукции. Она нужна везде - в быту, сельском хозяйстве и промышленности. Вода необходима организму в большей степени, чем все остальное, за исключением кислорода. Человек может прожить без пищи 3-4 недели, а без воды - лишь несколько дней. Живой клетке вода требуется как для сохранения своей структуры, так и для нормального функционирования; она составляет примерно 2/3 массы тела. Вода помогает регулировать температуру тела, служит в качестве смазки, облегчающей движения суставов. Она играет важную роль в построении и восстановлении тканей тела [2].
На питьевые и бытовые потребности населения, коммунальных объектов, лечебно-профилактических учреждений, а также на технологические нужды предприятий пищевой промышленности расходуется около 5-6% общего водопотребления. Технически обеспечить подачу такого количества воды нетрудно, но потребности должны удовлетворяться водой определённого качества, так называемой питьевой водой [3].
Основные требования к качеству питьевой воды: быть безопасной в эпидемическом и радиационном отношении, быть безвредной по химическому составу, обладать благоприятными органолептическими свойствами. Для удовлетворения этих требований в настоящее время используется целый комплекс мер по подготовке питьевой воды.
Конечно, в реках и других водоёмах происходит естественный процесс самоочищения воды. Однако он протекает очень медленно. Реки уже давно не справляются со сбросами сточных вод и другими источниками загрязнения. А ведь уровень бактерицидного воздействия в сточных водах часто превышает норму в тысячи и миллионы раз. Таким образом, обязательными процессами в подготовке питьевой воды являются качественная очистка и обеззараживание сточных вод.
Обеззараживанием воды называется процесс уничтожения находящихся там микроорганизмов. В процессе первичной очистки вод задерживаются до 98% бактерий. Но среди оставшихся бактерий, а также среди вирусов могут находиться патогенные (болезнетворные) микробы, для уничтожения которых нужна специальная обработка воды - её обеззараживание [4].
Актуальность. Известно, что угроза существованию человечества таится в катастрофической экологической обстановке. Одно из наиболее серьезных опасений вызывает недостаток питьевой воды, её качественные изменения, несоответствие санитарно-гигиеническим требованиям. Кроме того, в наш просвещенный век в полной мере выявлена причинная связь между качеством употребляемой воды и состоянием здоровья человека. Стало совершенно очевидным, что вопросы обеспечения населения доброкачественной водой, создание необходимых санитарных условий неразделимы с вопросами охраны здоровья и требуют подхода с точки зрения законов экологии.
Всемирная Организация Здравоохранения (ВОЗ) считает, что 80% всех болезней на Земле вызываются загрязненной водой или отсутствием элементарных гигиенических условий. По данным этой организации, более 500 млн. человек ежегодно страдают от потребления некачественной питьевой воды [5].
Цель работы - рассмотреть влияние состава питьевой воды на здоровье населения, выявить достоинства и недостатки существующих схем водоподготовки.
В ходе выполнения данной работы предстояло решить следующие задачи:
рассмотреть влияние состава питьевой воды на здоровье населения;
рассмотреть нормативные требования к качеству питьевой воды;
рассмотреть процесс общей технологической схемы водоподготовки;
оценить методы обеззараживания, выявить достоинства и недостатки;
рассмотреть качество питьевой воды в регионах РФ.
1. Влияние состава питьевой воды на здоровье населения
Вода - источник жизни, она должна быть максимально чистой и полезной для улучшения качества жизни людей.
Вода оказывает огромное влияние на здоровье человека. Для того, чтобы хорошо себя чувствовать человек должен употреблять только чистую качественную питьевую воду. Еще в глубокой древности люди умели различать «живую» воду - пригодную для питья и «мертвую» - непригодную для употребления. Учеными давно установлена прямая связь между качеством питьевой воды и продолжительностью жизни. Это неудивительно, учитывая, что по данным Всемирной Организации Здравоохранения около 90% болезней человека вызывается употреблением для питьевых нужд некачественной воды, а также использование неподготовленной воды в бытовых целях (душ, ванна, бассейн, мытье посуды, стирка белья и т.д.). В настоящее время вопросы качества питьевой воды не утратили своей актуальности.
Более того, существуют основания назвать проблему водоснабжения доброкачественной водой в достаточном количестве проблемой номер один. По данным Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) ежегодно в мире из-за низкого качества воды умирает около 5 млн. человек. Инфекционная заболеваемость населения, связанная с водоснабжением, достигает 500 млн. случаев в год.
Проблемой качества воды занимаются многие исследователи и специалисты всего мира. Естественно, данная проблема хорошо изучена, но, к сожалению, для ее решения принимается не достаточно мер. И этому свидетельствуют удручающие цифры, потому что по - существу, у нас в РФ каждая 4-я - 5-я проба воды в суммарном числе анализов не соответствует санитарным нормам по химическим показателям, и каждая 10-я - 11-я - по микробиологическим показателям [5].
Химический состав воды
В воде природных водоисточников обычно находится то или иное количество различных веществ органического и неорганического происхождения. Даже самая чистая с гигиенической точки зрения вода содержит химические вещества. Особенности химического состава природных вод зависят от их происхождения, от того, являются ли воды атмосферными или проходят через слой земли, обогащаясь при этом химическими веществами и газами, являются ли эти воды речными, морскими, озерными, почвенными и т. д.
Факторы, определяющие химический состав воды, - химические вещества, которые условно можно разделить на:
. биоэлементы (йод, фтор, медь, кобальт)
. химические элементы, вредные для здоровья (свинец, ртуть, селен, мышьяк, нитраты, уран, СПАВ, ядохимикаты, радиоактивные вещества, канцерогенные вещества)
. индифферентные или даже полезные химические вещества (кальций, магний, марганец, железо, карбонаты, бикарбонаты, хлориды).
Развитие медицинской науки позволило расширить представления об
особенностях химического (солевого и микроэлементного) состава воды, его
биологической роли и возможного вредного влияния на здоровье населения [8].
.1 Минерализация
Общая минерализация - это количественный показатель содержания растворенных в воде веществ. Его еще называют содержанием твердых веществ или общим солесодержанием, так как вещества, растворенные в воде, находятся в виде солей. Наиболее распространенные неорганические соли (бикарбонаты, хлориды и сульфаты кальция, магния, калия и натрия) и небольшое количество органических веществ, растворимых в воде.
Общая минерализация - показатель качества воды.
Общую минерализацию часто путают с сухим остатком. На самом деле, эти параметры очень близки, но методы их определения разные. При определении сухого остатка не учитываются более летучие органические соединения, растворенные в воде. В результате общая минерализация и сухой остаток могут отличаться на величину этих летучих соединений (как, правило, не более 10%).
Человек состоит из воды на 70-80%; мозг человека - на 85%; эмбрион - на 95%; меньше всего воды в костях - 30%. Вода - основной растворитель в человеческом организме, в ней переносятся все вещества - соли, кислород, ферменты, гормоны. Поэтому все вещества, вырабатываемые нашим организмом, водорастворимы. При растворении веществ очень важен химический состав воды, ведь чем больше посторонних примесей в воде, тем хуже она растворяет вещества. (Например, водопроводная вода на 1/5 часть уже занята посторонними примесями и человеку остается только 4/5 от выпитого объема).
Кроме факторов, обусловленных природой, на общую минерализацию воды большое влияние оказывает человек: сточные воды промышленности, городские ливневые стоки (соль используется зимой в качестве антиобледенителя) и т.п.
Важнейшей характеристикой качества природных вод является их солевой состав. Негативное влияние на здоровье человека оказывает питьевая вода, содержащая как недостаток, так и избыток биогенных элементов.
Вопрос о «минеральном составе» человека и, соответственно, потребностях его организма очень сложный. На бытовом уровне мы используем термины «полезные» вещества, «вредные» или «токсичные». Но сама постановка вопроса о вредности-полезности химических элементов относительна. Еще в древности было известно, что все дело в концентрациях. То, что полезно в минимальных количествах, может оказаться сильнейшим ядом в больших. Так, например, при длительном применении обессоленной воды наблюдается разбалансировка работы организма, потеря кальция в костях и зубах, изменение проводимости нервных импульсов в нервных клетках, замедление воспроизводства новых клеток и снижение общей сопротивляемости организма.
Предел минерализации питьевой воды был в свое время установлен по органолептическому признаку. Воды с большим содержанием солей имеют солоноватый или горьковатый вкус. Как правило, нормальным вкус воды считается при общей минерализации до 600 мг/л, при солесодержании более 1000 - 1200 мг/л вода может вызвать нарекания у потребителей. В связи с этим ВОЗ по органолептическим показаниям рекомендует предел общей минерализации в 1000 мг/л. Данный уровень может изменяться в зависимости от сложившихся привычек и местных условий.
Основную часть сухого остатка пресных вод составляют хлориды и сульфаты.
Экспериментальные исследования показали, что вода с повышенной минерализацией влияет на секреторную деятельность желудка, нарушает водно-солевое равновесие, в результате чего наступает рассогласование многих метаболических и биохимических процессов в организме.
В связи с развитием технологии опреснения соленых вод для питьевых нужд возникла проблема гигиенического нормирования нижнего предела минерализации. Установлено, что систематическое потребление дистиллированной и маломинерализованной воды вызывает нарушение водно-солевого равновесия, в основе которого лежит реакция осморецептивного поля печени, выражающаяся в повышенном выбросе натрия в кровь. В результате происходит перераспределение воды между внеклеточной и внутриклеточной жидкостями.
В эксперименте на животных и добровольцах установлено, что нижним пределом минерализации, при котором гомеостаз организма поддерживается адаптивными реакциями, является сухой остаток в 100 мг/дм3, оптимальный уровень минерализации питьевой воды находится в диапазоне 200 - 400 мг/дм3. При этом минимальное содержание кальция должно быть не менее 25 мг/дм3, магния - 10 мг/дм3.
С питьевой водой может поступать 10-25% суточной физиологической потребности кальция, что послужило поводом для изучения роли кальция воды в обмене веществ.
Жесткость воды, обусловленная суммарным содержанием кальция и магния, обычно рассматривалась в хозяйственно-бытовом аспекте (образование накипи, повышенный расход моющих средств, плохое разваривание мяса и овощей и т.д.). В то же время известна прямая высокая корреляция жесткости воды с содержанием в ней, кроме кальция и магния, еще 12 элементов, в том числе, бериллия, бора, кадмия, калия, натрия и ряда анионов. Однако уже давно существовали предположения об этиологической роли солей, обуславливающих жесткость воды, в развитии мочекаменной болезни.
Урологами выделяются даже так называемые каменные зоны - территории, на которых уролитаз может считаться эндемическим заболеванием. Как правило, источник питьевой воды в этих зонах характеризуются высокой жесткостью.
Результаты ряда экспериментов также свидетельствуют о том, что каждый элемент, содержащийся в питьевой воде, оказывает физиологическое действие не сам по себе, а в сочетании с другими. В воде обнаружено до 65 микроэлементов, содержащихся в тканях животных и растений в концентрациях, соответствующих тысячным долям процента и менее. Гигиеническое значение микроэлементов определяется биологической ролью многих из них, поскольку они не только участвуют в минеральном обмене, но и существенно влияют на общий обмен в качестве катализаторов биохимических процессов.
Фтор является важным биологическим элементом, выполняющим физиологическую роль в организме. Фтор входит в состав всех органов человека, но в основном он содержится в костях и зубах. Фтор повышает устойчивость зубов к кариесу, стимулирует кроветворение, реакции иммунитета, участвует в росте скелета, предупреждает развитие старческого остеопороза, влияет на обмен жиров и углеводов. Также в сочетании с кальцием влияет на устойчивость организма к радиационному поражению и является биокатализатором процессов минерализации, способствуя связыванию тканями фосфата кальция, использующегося с лечебной целью при рахите.
При недостатке фтора развивается кариес, при избытке - флюороз. Кариес зубов - это патологический процесс, при котором происходит растворение и размягчение твердых тканей зуба.
Чем больше фтора в питьевой воде, тем чаще встречается флюороз и реже - кариес. Флюороз в первую очередь проявляется на резцах верхней челюсти и малых коренных зубах, реже на резцах нижней челюсти и больших коренных зубах.
На основании клинических наблюдений установлено, что оптимальном содержанием фтора в питьевой воде является 1 мг/л, при такой концентрации редко наблюдается флюороз (или проявляется в виде легкой формы) и имеет место выраженный кариесо-статический эффект. Предельно допустимая концентрация фторидов в питьевой воде для II климатического района составляет 1,5 мг/л.
С составом питьевой воды часто связывают эндемии зобной болезни.
Йод - важнейший галоген, обладающий многими специфическими свойствами, являясь весьма редким элементом, он присутствует, иногда в очень малых количествах, во всех природных телах, даже в кристаллах чистого горного хрусталя. Биогенные свойства йода в организме проявляются в различных биохимических процессах, в частности под его влиянием усиливаются окислительные процессы, изменяется течение ферментативных процессов. В организме основная часть йода сосредоточена в щитовидной железе и мышцах.