Вода — важнейшая составная часть живого организма, необходимая для жизни человека, животных и растений. Физиологическое значение воды заключается в том, что все процессы в организме (ассимиляция, диссимиляция, диффузия, осмос, резорбция, гидролиз, окислительное дезаминирование) протекают в водных растворах или при ее участии. Вода является растворителем для органических и неорганических веществ, необходимых для поддержания функций организма. Она удаляет из организма вредные продукты, регулирует температуру тела, содержание солей в тканях и жидкостях и участвует во множестве различных процессов, без которых невозможно функционирование живых клеток. Около 70 \% воды организма — внутриклеточная вода. В межклеточном пространстве содержится 25 \% воды, 75 \% — в кровяном русле.
Суточное потребление воды с пищей и напитками в обычных условиях составляет 2-3 л. При тяжелых физических нагрузках, в жарком климате суточная норма питьевого рациона может возрасти до 10-12 л. Наряду с обезвоживанием в подобной ситуации особо опасно выведение из организма больших количеств солей калия и натрия, что может повлечь за собой выраженные изменения водно-электролитного баланса, нарушение мембранных процессов. В условиях нарушенного водно-солевого баланса многократно возрастает опасность контакта с патогенными микроорганизмами и химическими примесями.
Потеря жидкости организмом до 2 \% массы тела вызывает повышенную жажду, от 5 до 6 \% приводит к моторной возбудимости, повышению температуры тела, психической лабильности, свыше 6 \% может вызвать коллапс, кому и угрожающее жизни повышение температуры тела, от 8 до 12 \% является критической для ор-
ганизма. При лишении питья человек погибает в течение нескольких суток в результате дегидратации тканей.
Наряду с обеспечением физиологических функций организма вода имеет важнейшее гигиеническое значение и рассматривается как ведущий показатель санитарного благополучия населения.
Питьевая вода — это санитарное благополучие пищевой промышленности. Расход доброкачественной воды при производстве молочных продуктов составляет 1 т на 1 т сырого молока. Вода является ценнейшим технологическим сырьем. Для получения 1 т резины или 1 т алюминия, при выплавке 1 т стали необходимо 1500 м3 пресной воды.
Рациональное водоснабжение лечебно-профилактических учреждений является важным условием предупреждения внутрибольничных инфекций. Вместе с тем вода остается и важным лечебным фактором: хороший эффект дают разнообразные физиотерапевтические водные процедуры, а в бальнеологии используются целебные свойства минеральных вод и грязей.
Естественные водоемы широко используются в оздоровительных целях для купания, закаливания, занятий спортом. В городских условиях в широких масштабах вода используется для проведения оздоровительных и физкультурных мероприятий (бассейны, аквапарки, дельфинарии и т.п.).
Важна роль воды в поддержании чистоты тела, уборке жилища, приготовлении пищи и мытье посуды, стирке белья, поливке улиц. Большое количество воды требуется на поливку зеленых насаждений, оказывающих благоприятное влияние на микроклимат населенных мест.
Запасы воды на Земле. Источником всех водных ресурсов Земли (океаны, моря, реки, озера, водохранилища, подземные воды, ледники, снежный покров) является гидросфера. Общий объем воды составляет около 1,5 млрд км3, при этом океаны и моря занимают почти 3/4 планеты. Большое содержание солей делает эту воду не пригодной для хозяйственно-бытовых нужд и питья. Несмотря на относительно большие мировые запасы пресной воды, более 1 млрд человек испытывают острый дефицит доброкачественной воды для питьевых и хозяйственно-бытовых целей. Европейская экономическая комиссия ООН считает, что страны, в которых водные ресурсы в расчете на 1 человека составляют менее 1,7 тыс м3/год, являются малообеспеченными водой. Поэтому такие госу-
дарства, как Узбекистан и Украина, имеющие запасы воды менее 1 тыс м3/год на человека, входят в группу риска. Водный потенциал в Германии составляет (в тыс м3/год на 1 человека) 1,9; Великобритании — 2,5; Франции — 3,4; США — 7,4; Швеции — 19,7; России — более 30; Канады — 94,3.
Причина нехватки воды заключается в том, что источники воды, пригодной для питья, распределены крайне неравномерно как в целом на Земле, так и в отдельных странах. Так, например, в РФ 80 \% пресной воды сосредоточено в Восточной Сибири, на Дальнем Востоке и севере европейской части, где проживает 30 \% населения страны и концентрация промышленности и сельского хозяйства незначительна. В связи с сокращением запасов пресной воды на Земле и снижением качества природных вод перед человечеством возникает проблема «водного голода». Для сохранения запасов водных ресурсов необходимо проводить эффективную очистку хозяйственно-бытовых сточных вод перед сбросом в водоемы и предусмотреть рациональное использование и увеличение естественных запасов воды.
Источники водоснабжения. Качество воды источников, используемых для централизованного и нецентрализованного водоснабжения, для купания, занятий спортом и отдыха населения, в лечебных целях, а также качество воды водоемов в черте населенных пунктов должно отвечать санитарным правилам. При неудовлетворительном природном составе воды или большом антропогенном загрязнении источника даже современные методы водоподготовки не могут гарантировать получения необходимого количества воды. Важнейшими гигиеническими характеристиками источника водоснабжения являются качество воды, подверженность влиянию природных и социальных (техногенных) факторов и степень санитарной надежности источника, т.е. устойчивость к влиянию природных и антропогенных факторов.
Санитарная надежность источника централизованного питьевого водоснабжения — способность источника сохранять постоянство качества его воды и достаточность дебита для обеспечения проектируемой или эксплуатируемой системы централизованного водоснабжения.
В качестве источника воды могут быть использованы подземные воды, воды открытых водоемов, атмосферные воды. Если возможен выбор, предпочтение отдают подземным, по возможности глубо-
козалегающим водам, надежно защищенным от поверхностных загрязнений водонепроницаемыми пластами грунта. При отсутствии или невозможности использования таких вод водоснабжение базируется на других водоисточниках, причем приоритетность их выбора следующая:
• ключи и родники;
• грунтовые воды поверхностных водоносных горизонтов;
• реки с незарегулированным стоком (не имеющие запруд);
• озера;
• реки с зарегулированным стоком (имеющие запруды);
• атмосферные воды.
Зоны санитарной охраны (ЗСО) источников питьевого водоснабжения регламентируются СанПиН 2.1.4.1110-02 «Зоны санитарной охраны источников централизованного водоснабжения и водопроводов питьевого водоснабжения». Охрана источников питьевого водоснабжения и систем питьевого водоснабжения является обязательным условием обеспечения безопасности и безвредности питьевой воды и установленного режима ее подачи потребителям.
ЗСО источника питьевого водоснабжения — это специально выделенная территория и акватория, где устанавливаются особые режимы хозяйственной и иной деятельности в целях охраны источника и водопроводных сооружений от загрязнения.
Специальный режим хозяйственной деятельности в ЗСО поверхностных источников направлен на ограничение, а в ЗСО подземных источников на исключение возможности загрязнения или снижения качества воды источника в месте водозабора или уменьшения их дебита.
В соответствии с СанПиН ЗСО источников питьевого водоснабжения устанавливаются в составе трех поясов.
Первый пояс (строгого режима) ЗСО для поверхностных водоисточников включает территорию расположения водозаборов, площадок всех водозаборных сооружений и водопроводящего канала. Пояс ЗСО состоит из водной части, которая окружает водозаборные сооружения, и береговой.
В поясе строгого режима ЗСО водозаборные и очистные сооружения водопровода должны быть защищены от преднамеренных или случайных действий, в результате которых может быть нарушена их работа. Для источников водоснабжения на проточных
водных объектах границы ЗСО вверх по течению должны быть не менее 200 м, вниз — не менее 100 м.
Защитные мероприятия в поясе строгого режима ЗСО направлены на недопущение спуска любых сточных вод, в том числе сточных вод водного транспорта, а также купания, стирки белья, водопоя скота и т п.
Минимальные размеры пояса строгого режима подземного источника водоснабжения для скважин безнапорных горизонтов должны быть радиусом 50 м, для межпластовых напорных — 30 м.
Территория первого пояса ЗСО должна быть ограждена, на нее не допускаются посторонние лица, там запрещается строительство любых объектов, не связанных с нуждами водопровода. При необходимости устройства на территории пояса ЗСО выгребных уборных они должны быть оборудованы водонепроницаемыми выгребами. Территорию нужно содержать в чистоте, своевременно вывозить отходы.
Основной задачей второго и третьего поясов поверхностного источника воды является ограничение микробного загрязнения в створе водозабора до степени, требуемой ГОСТом «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения», с учетом возможностей очистных сооружений данного водопровода.
Защитные мероприятия ЗСО поверхностных водоисточников должны быть направлены на недопущение концентрированных очагов загрязнения почвы, атмосферного воздуха и воды, а также объектов, значительно нарушающих геологическую среду, изменяющих режим поверхностного и подземного стока, и на ограничение использования водного объекта населением для бытовых целей (стирка белья, мытье автомашин, водопой скота и т.п.). Нужно контролировать изменения технологических процессов на предприятиях, расположенных на территории зоны, поскольку возможны повышение опасности и увеличение количества сточных вод.
Второй пояс ЗСО подземных источников воды служит для защиты от микробного загрязнения. Этот пояс ЗСО ограничен контуром, от которого время движения загрязненного потока до водозабора (скважины) должно быть не меньше времени, за которое патогенные бактерии и вирусы теряют жизнеспособность и вирулентность. Граница второго пояса определяется гидродинамическими расчетами: допустимое время продвижения фронта
микробного загрязнения (основной параметр) для грунтовых вод и межпластовых безнапорных принимается равным 400 сут, а для межпластовых напорных вод — 200 сут.
Третий пояс ЗСО подземных источников водоснабжения защищает водозабор от химического загрязнения. Границу третьего пояса ЗСО подземного источника определяют с помощью гидродинамических расчетов. При этом исходят из условия, что если за пределами ЗСО в водоносный горизонт поступают стабильные химические загрязнения, то они не достигнут водозабора, перемещаясь с подземными водами вне области захвата водозабора, и достигнут водозабора, но не ранее расчетного времени, определяемого средней продолжительностью его технической эксплуатации. Расчетное время в этом случае принимается не менее 25 лет, или около 9000 сут.
Возможность трансформации химического загрязнения в водоносном горизонте при определении границ третьего пояса ЗСО не принимается во внимание, поскольку эти процессы мало изучены.
Защитные мероприятия на территории второго и третьего поясов ЗСО подземных водоисточников:
• выявляются, тампонируются или восстанавливаются старые, бездействующие или неправильно эксплуатируемые скважины;
• запрещается размещение складов горючесмазочных материалов, ядохимикатов, минеральных удобрений;
• не допускается размещение кладбищ, скотомогильников, полей фильтрации и ассенизации, птицеводческих предприятий.
4.1. Влияние недоброкачественной питьевой воды на здоровье человека. Факторы риска при различных видах водопользования
Роль воды в распространении инфекционных болезней и инвазий. Эпидемиологическое значение воды. Наиболее важным компонентом воды как природной системы с позиций влияния на здоровье человека являются биологические живые объекты, представленные бактериями, вирусами и простейшими. Тот факт, что вода может явиться причиной массовых болезней, был известен с древних
времен. Экспертами ВОЗ установлено, что 80 \% всех болезней в мире связаны с неудовлетворительным качеством питьевой воды и нарушениями санитарно-гигиенических норм водоснабжения. Распространенность инфекционных заболеваний, передающихся через воду, несмотря на принимаемые меры, во всем мире чрезвычайно высока. Так, число людей, страдающих малярией, составляет 800 млн, трахомой — 500 млн, шистосомозом — 200 млн, гастроэнтеритами — 400 млн. При этом ежегодно от гастроэнтеритов умирают 4 млн детей и 18 млн взрослых.
Ежегодно в России острыми кишечными инфекциями заболевают в среднем 0,7 млн человек, из них около 60 \% детей раннего возраста; летальные исходы среди заболевших детей достигают 4000 в год. Экономический ущерб, наносимый острыми кишечными инфекциями, исчисляется сотнями миллионов рублей.
Развитие эпидемии кишечных заболеваний водного происхождения имеет следующие особенности:
• массовость и одновременность заболеваний среди лиц, пользующихся одним источником, так называемый эпидемический взрыв;
• резкое снижение числа заболевших после выявления и устранения причины вспышки;
• наличие единичных случаев заболеваний в течение длительного времени после устранения очага, или эпидемический «длительный контактный хвост»;
• практическое отсутствие заболеваний среди детей грудного возраста.
Водным путем распространяются следующие заболевания:
• вирусные (гепатиты А и Е, полиомиелит, аденовирусные и энтеровирусные инфекции, эпидемический конъюнктивит);
• кишечные инфекции бактериальной природы (холера, брюшной тиф, паратифы А и Б, дизентерия, энтериты и энтероколиты, эшерихитозы);
• зоонозы (лептоспироз, бактериальные зоонозные инфекции — туляремия, бруцеллез, сибирская язва);
• протозойные инвазии (амебиаз, лямблиоз, балантидиаз, криптоспоридиоз);
• гельминтозы: аскаридоза, гименолепидоза, фасциолеза. Среди вирусных заболеваний актуальными остаются гепатиты А
и Е, заболеваемость которыми переживает очередной эпидемиче-
ский подъем, и многие вспышки связаны с питьевым водоснабжением из поверхностных источников. Основным путем передачи вирусного гепатита является водный путь, реже заболевание передается пищевым и контактно-бытовым путем. Болезнь Боткина сопровождается выраженной интоксикацией с преимущественным поражением печени. Высокая заболеваемость инфекционным гепатитом характерна для периода войн и вооруженных конфликтов, когда существенно ухудшаются санитарные условия мест рассредоточения войск и их обеспечения. Об этом свидетельствует опыт боевых действий английских войск в Алжире, американских — во Вьетнаме и Афганистане, российских — в Чеченской Республике. Вирус гепатита более устойчив к воздействию факторов окружающей среды, чем возбудители бактериальных кишечных инфекций. Вирус сохраняет патогенность после замораживания в течение 2 лет, при кипячении погибает через 5-30 мин. Заболеваемость гепатитом Е характерна для взрослого населения, встречаются тяжелые формы, особенно среди беременных.
Достаточно актуален водный путь передачи такого опасного заболевания, как полиомиелит, характеризующийся поражением преимущественно серого вещества спинного мозга с развитием вялых парезов и параличей. Полиовирус инактивируется в течение 30 мин при 50 °C и при пастеризации. Кипячение и автоклавирование почти немедленно инактивируют его. При комнатной температуре вирус сохраняется в течение нескольких дней, при 4-6 °C — в течение нескольких недель или месяцев, в замороженном виде при -20 °C и ниже — в течение многих лет. Быстро инактивируют вирус высушивание, действие УФ-излучения, свободного остаточного хлора (0,3-0,5 мг/л), формальдегида (в концентрации 0,3 \% и выше). Основным механизмом передачи вируса является фекально-оральный, возможен также воздушно-капельный путь передачи возбудителя.
Массивное выделение вируса полиомиелита с фекалиями в окружающую среду создает возможность его распространения через воду, пищевые продукты, руки, а также мухами. В городских сточных водах вирус может обнаруживаться в течение всего года. Обычные методы обработки не всегда освобождают их от вируса. Известны случаи выделения вируса из водопроводной воды.
К факторам, способствующим распространению вируса полиомиелита, относятся скученность населения, перенаселенность жи-
лищ, отсутствие водопровода и канализации, нарушение санитарногигиенических правил, особенно в детских учреждениях.
Инфицируются вирусом и распространяют его преимущественно дети первых лет жизни. После Второй мировой войны во многих странах Европы и Северной Америки была отмечена тенденция к «повзрослению» полиомиелита. Им стали заболевать дети школьного возраста, подростки, иногда взрослые.
В странах умеренного климата случаи полиомиелита регистрируются в основном в летне-осенние месяцы, в тропических странах заболевание выявляется более равномерно в течение года.
В настоящее время регистрируется заболеваемость населения, скученно находящегося в замкнутых учреждениях или помещениях (круизные теплоходы, школы, госпитали, дома престарелых и инвалидов и т.п.), вирусами рода Норволк и Саппоро. Норовирусная инфекция поражает все возрастные группы, саповирусы чаще всего выявляются у детей младше 5 лет. Клинические симптомы заболеваний характеризуются рвотой и диареей, кишечной коликой, общим недомоганием, миалгией, ознобом, головной болью.
Водным путем могут распространяться аденовирусы, энтеровирусы Коксаки и ЕСНО, вызывая у человека тяжелые поражения кишечника, центральной нервной системы, кожи и слизистых оболочек.
Для возникновения кишечных инфекций благоприятны неорганизованное водопотребление, недостаточное количество воды, соответствующие природные условия для распространения и выживания в объектах окружающей среды инфекционного начала, технические нарушения на водозаборных, водоочистных сооружениях и водопроводах, несоблюдение элементарных норм личной гигиены.
В последние годы крупные водные эпидемии брюшного тифа, подобные тем, которые описаны в XIX и первой половине XX века, не регистрируются, а низкая заболеваемость связана не с водным, а с контактным путем передачи. Тем не менее многие исследователи подчеркивают, что эпидемическое неблагополучие по брюшному тифу отмечается там, где сохраняются или создаются предпосылки его распространения через воду.
До настоящего времени определенное значение имеет водный путь передачи дизентерии, хотя он менее важен, чем пищевой или контактно-бытовой. Дизентерия — острое инфекционное забо-
левание, вызываемое микроорганизмами из рода шигелл и проявляющееся поражением толстой кишки и общей интоксикацией организма. В настоящее время остается высокая заболеваемость дизентерией Флекснера, передаваемой водным путем.
В последние годы среди инфекционных заболеваний, связанных с водным фактором, увеличился удельный вес эшерихиозов — дизентериеподобных заболеваний, возбудителем которых являются патогенные штаммы кишечной палочки. Кишечная палочка — нормальный представитель микрофлоры толстой кишки. Она является антагонистом патогенных кишечных бактерий, гнилостных бактерий, принимает участие в синтезе витаминов группы В, Е, К. Однако среди обширной группы сероваров кишечной палочки встречаются так называемые коли-патогенные штаммы, которые образуют экзотоксин, обладающий энтеротропными и пирогенными свойствами. В настоящее время известно около 170 патогенных для человека штаммов кишечных палочек. Эшерихиозами чаще страдают дети младенческого возраста, у которых еще не сформировалась иммунная система.
Самым опасным кишечным заболеванием водного происхождения традиционно считается холера. Это заболевание охватывает огромные пространства, поражая население целых стран и материков. В связи с тяжестью клинического течения и тенденцией к пандемическому распространению холера относится к особо опасным инфекциям. Постоянным очагом холеры являются прибрежные районы рек Ганг и Брахмапутра.
В начале XXI века во всем мире отмечается неустойчивая эпидемиологическая ситуация по холере. Специалисты ВОЗ считают реальным дальнейший рост заболеваемости этой инфекцией во многих регионах мира, а возможно, и пандемическое ее распространение, как это было в 60-х годах XX века (7-я пандемия). Так, в Дагестане в июне-октябре 1994 г. возникла эпидемия холеры. Холера была завезена паломниками из Саудовской Аравии, и вспышка развивалась контактно-бытовым путем. Несмотря на принятые меры медицинского характера, подавить вспышку не удалось и она приняла характер эпидемии. Это было связано с неудовлетворительным состоянием в Дагестане питьевого водоснабжения; во многих городах и поселках вода для питьевых целей подается без очистки и обеззараживания, а в малых поселениях население использует для питья воду оросительных каналов без очистки. Под-
тверждением роли водного фактора является тот факт, что отдельные случаи завоза холеры из Дагестана в другие города России не привели к развитию вспышки и были локализованы.
В последние годы холерные вибрионы выделены из объектов окружающей природной среды на территории Астраханской, Новосибирской, Рязанской областей, Краснодарского и Приморского краев, Калмыкии и Татарстана. По широкой географии данных случаев можно предположить факт активизации возбудителя холеры на территории всей страны. Ведущая роль в предупреждении эпидемии холеры в этих условиях принадлежит правильной организации питьевого водоснабжения и действенному санитарному надзору за ним.
Кроме возбудителей холеры, брюшного тифа, дизентерии особое значение имеет присутствие в водопроводной воде большого ряда так называемых условно-патогенных микробов, которые способны вызывать заболевания, но не при каждой встрече с человеком, а лишь при определенных условиях. К этим микробам относятся протей, клебсиела, цитробактер, псевдомонас и аэромонас, которые имеют много общих признаков с истинной кишечной палочкой (Escherichia coli) — признанным показателем свежего фекального загрязнения. Однако в отличие от кишечной палочки наличие их в воде источника не связано со свежим фекальным загрязнением. Кроме перечисленных так называемых колиподобных микробов имеет значение присутствие в воде других условно-патогенных микробов — клостридий, иерсиний, фекального стрептококка, парагемолитического вибриона, гафний. Все эти виды микроорганизмов способны вызывать расстройства функции кишечника, характеризующиеся поносом, которые по официальной медицинской статистике чаще всего проходят как острые кишечные инфекции неустановленной этиологии.
Важная особенность условно-патогенных микробов — их способность размножаться во внешней среде вне живого организма. Размножение может происходить в воде источника водоснабжения, содержащей большое количество органических веществ биологического происхождения, в резервуарах чистой воды водопроводов при несоблюдении режима их промывок. Постоянное умеренное загрязнение питьевой воды условно-патогенными микробами может быть обусловлено большой изношенностью распределитель-
ной сети водопровода и поступлением в нее инфильтрата поверхностного городского стока.
Конечно, в каждом случае острой кишечной инфекции имеется тот или иной этиологический агент, возбудитель, и его «неустановленность» — следствие плохой работы диагностических бактериологических и вирусологических лабораторий. Нераспознанность этиологии острой кишечной инфекции — одна из косвенных причин низкой эффективности профилактических мероприятий.
Лептоспироз — инфекционная болезнь, характеризующаяся поражением капилляров, преимущественным вовлечением в патологический процесс почек, печени, мышц сердечно-сосудистой и нервной систем. Источниками возбудителя инфекции в природных очагах являются грызуны, насекомоядные, парнокопытные, хищные животные многих видов, реже птицы. Наибольшее значение имеют мыши-полевки, ондатры, иногда крупный и мелкий рогатый скот, лошади, свиньи, собаки, а также домовые мыши и крысы. Животные — хозяева возбудителей — выделяют лептоспир с мочой в течение нескольких месяцев. В большинстве случаев человек заражается при купании и использовании для хозяйственных и бытовых нужд воды из открытых водоемов, инфицированной лептоспирами. Максимум заболеваний лептоспирозом приходится на июль-август, в период сельскохозяйственных работ, охоты, рыбной ловли, при уходе за домашними животными, разделке туш и обработке животного сырья, при употреблении продуктов питания, зараженных грызунами, а также сырого молока от больных коров.
Легионеллез — инфекционная болезнь, характеризующаяся развитием пневмонии, интоксикацией, лихорадкой, а также поражением дыхательных путей, ЦНС, желудочно-кишечного тракта и почек.
Вспышки и спорадические случаи болезни легионеров выявляются повсеместно, наиболее часто в промышленных регионах Европы и США. Болезнь легионеров выявляется круглогодично, но пик заболеваемости приходится на весенние и летние месяцы.
Легионеллы длительно сохраняются и размножаются в водной среде, во влажной почве, образуют пленки и осадок на различных поверхностях, а также паразитируют в водных и почвенных амебах, других простейших. Могут выдерживать температуру до 70 °C, высокие концентрации хлора.
Чаще всего местом размножения легионелл являются кондиционеры, компрессорные устройства, душевые установки, застойные участки системы горячего водоснабжения, ванны для бальнеопроцедур, медицинское оборудование для ингаляционной терапии и искусственной вентиляции легких.
Механизм передачи возбудителей инфекции аспирационный — ингаляция высокодисперсного водяного или почвенного аэрозоля, содержащего легионеллы.
При внутрибольничных вспышках и спорадических случаях болезни легионеров помимо основного пути заражения, связанного с проникновением аэрозоля в легкие человека, возможны и иные пути передачи, например через питьевую воду.
Развитию легионеллезной инфекции способствуют курение, злоупотребление алкоголем, хронические заболевания верхних дыхательных путей, тяжелые соматические болезни, иммунодепрессивная терапия и иммунодефицитные состояния.
Синегнойная палочка вызывает гнойно-воспалительные процессы в организме человека. Она повсеместно распространена в окружающей среде, усиленно размножается в вихревых потоках воды, в которой может выживать до года, в том числе в растворах (жидкостях), предназначенных для хранения контактных линз. В связи с ее высокой устойчивостью в некоторых странах синегнойная палочка включена в гигиенические нормативы качества воды, используемой для рекреационных целей. Пути передачи инфекции водный, бытовой, контактный. Внедряясь в слизистые оболочки, она вызывает отиты, лабиринтиты, кожные гнойные заболевания, конъюнктивиты, уретриты.
Сине-зеленые водоросли — тип водорослей, клетки которых не имеют морфологически обособленного ядра и хлоропластов, а в цитоплазме, кроме хлорофилла, каротина и ксантофилла, содержится синий пигмент фикоцианин. Это одноклеточные микроорганизмы (фотосинтезирующие бактерии), выделяющие в условиях благополучной экологической ситуации в атмосферу Земли более 80 \% кислорода. Однако в результате глобальных изменений климата, увеличения концентрации углекислоты и масштабных промышленных загрязнений биосферы цианобактерии адаптируются к необычным для них условиям окружающей среды, изменяя свои механизмы жизнеобеспечения и приобретая токсические свойства. Токсины могут поступать в организм человека перорально с пи-
тьевой водой, при использовании в пищу рыбы, ингаляционным путем при испарении с поверхности водоема или в ванной комнате, а также через кожу и слизистые оболочки при купании и занятии водными видами спорта.
При разложении сине-зеленых водорослей изменяются органолептические свойства воды. Они способны проходить через очистные сооружения водопроводной станции и выполнять роль убежища для вирусов и патогенных микроорганизмов, защищая последних от действия дезинфектантов. Они устойчивы к кипячению и препаратам хлора, применяемым при очистке воды.
Протозойные инвазии (амебиаз , балантидиоз) развиваются как острые заболевания, переходящие в хроническую форму, сопровождающиеся диареей, при поступлении простейших с питьевой водой и внедрении их в слизистую оболочку толстой кишки.
В последние десятилетия во многих странах описаны вспышки заболеваний населения, вызванных лямблиями и криптоспоридиями, связанные с потреблением недоброкачественной питьевой воды.
Заражение лямблиями происходит путем передачи цист только от человека к человеку либо при непосредственом контакте, либо косвенно — через пищу или воду. Лямблии редко вызывают нарушения слизистой оболочки кишечника, поэтому заболевание не имеет четкой клинической картины и в большинстве случаев протекает бессимптомно. В России регистрация лямблиоза введена в 1991 г. В последующие годы наблюдался рост заболеваемости, который с 2001 г. сменился устойчивой тенденцией к снижению. Большинство заболевших (88 \%) — жители городов. Среди заболевших значительное число детей (до 70 \%), в большинстве случаев лямблиоз передается контактным бытовым путем. Однако на территориях с высокой плотностью населения, ограниченных водными ресурсами, нельзя отрицать опасности передачи лямблиоза и с питьевой водой в случае антропогенного загрязнения источника водоснабжения.
Криптоспоридиоз — заболевание, широко распространенное как среди животных, так и среди людей. Возбудителями в питьевой воде чаще всего являются ооцисты Cryptosporidium parvum. Встречаются в 17-28 \% проб, но обнаруживаются редко в связи с трудностью лабораторной диагностики возбудителя. Питательной средой в водопроводной воде является слизь. Кроме того, в слизи повышается устойчивость микроорганизмов к дезинфицирующим
веществам за счет образования цист. В окружающей среде, в частности в воде, они могут сохранять жизнеспособность 2-6 мес. Зараженность поверхностных водоемов в РФ достигает 60-69 \%.
Цисты лямблий и ооцисты криптоспоридий обладают более выраженной по сравнению с бактериями и вирусами устойчивостью к действию веществ, применяемых для обеззараживания питьевой воды. Причиной вспышки заболеваемости, как правило, является потребление водопроводной воды либо без какой-либо обработки, либо хлорированной, но без предварительной очистки.
Следует подчеркнуть, что в некоторых случаях, например при купании в загрязненных прудах, при антисанитарной обстановке в банях, вода может стать путем передачи трахомы, чесотки, грибковых и других заболеваний.
Влияние химического состава питьевой воды на здоровье и условия жизни населения. Немаловажен для здоровья населения химический состав питьевой воды. В связи с интенсивным загрязнением источников водоснабжения, особенно в индустриально развитых регионах, его роль особенно возрастает.
В этой связи выбор приоритетных загрязнителей представляет сложную задачу и должен основываться на критериях, учитывающих всю совокупность характеристик токсичных агентов и особенностей возможного их действия на здоровье населения. К таким критериям, согласно Международной программе по химической безопасности, относятся:
• широкое распространение токсиканта в водоисточниках и питьевой воде;
• возможное присутствие в питьевой воде на уровнях, способных вызывать неблагоприятные изменения в состоянии здоровья у населения;
• устойчивость токсичного вещества к воздействию факторов окружающей среды, возможность включения его в природные процессы циркуляции веществ и накопления в организме;
• частота и тяжесть неблагоприятного воздействия токсичного агента на человека, особенно в форме необратимых и длительно протекающих изменений в организме, сопровождающихся генетическими и канцерогенными эффектами;
• трансформация химического соединения в воде и/или в организме человека, приводящая к образованию продуктов,
имеющих большую токсичность и опасность, чем исходные вещества;
• величина популяции населения, подверженного действию химического соединения (вся популяция; профессиональные контингенты — группы населения, имеющие повышенную чувствительность к воздействию данного токсиканта).
К числу приоритетных веществ, загрязняющих питьевую воду, относят кадмий, мышьяк, свинец, формальдегид, трехвалентный хром, нитраты, ртуть, фториды, алюминий, хром, хлороформ, четыреххлористый углерод, акриламид.
Следует подчеркнуть, что в отличие от микробного фактора, воздействие которого проявляется в виде эпидемических вспышек заболеваний, неблагоприятные эффекты влияния химического фактора могут быть обнаружены не сразу, а спустя некоторое, порой достаточно продолжительное время. Причина этого заключается как в воздействии низких концентраций, не способных вызвать острое отравление, но со временем проявляющих кумулятивный эффект (накопление в организме химического элемента), так и в особенностях структуры вещества. Оба эти обстоятельства обусловливают хроническое развитие процесса интоксикации.
Неблагоприятное токсическое действие химических веществ в организме может проявляться не только путем перорального их поступления с водой, но и всасывания через кожу в процессе гигиенических и оздоровительных процедур (душ, ванна, плавательные бассейны).
Таким образом, механизм взаимодействия химического вещества и организма определяется особенностями химической структуры вещества, его дозой и способом поступления в организм (с водой через рот, кожу, слизистые оболочки; с воздухом через легкие, слизистые оболочки, кожу; с пищей через рот, слизистые оболочки).
Характеристика опасности приоритетных химических загрязнителей воды представлена в табл. 4-1.
Факторы риска, обусловленные необычным минеральным составом природных вод. Большое и разностороннее влияние на здоровье оказывает степень минерализации питьевой воды. Минерализация характеризуется двумя аналитически определяемыми показателями: сухим остатком (в миллиграммах на 1 л) и жесткостью (в миллимолях на 1 л).
Таблица 4-1. Характеристика опасности и возможного риска для здоровья населения приоритетных химических загрязнителей воды
Примечание. Предел суточного поступления (ПСП) — это количество вещества в питьевой воде в пересчете на массу тела (мг/кг), которое может потребляться ежедневно на протяжении всей жизни человека без заметного риска для здоровья.
Сухой остаток характеризует суммарное содержание в воде растворенных неорганических веществ. Основными компонентами сухого остатка являются кальций, магний, натрий, бикарбонаты, хлориды и сульфаты.
Издавна до настоящего времени одним из гигиенических критериев предельного содержания неорганических солей в воде является изменение органолептических свойств воды (вкус).
На солевой состав воды обращают внимание врачи профилактической и лечебной сети. Найти причинно-следственные связи между уровнем содержания сухого остатка питьевой воды и теми или иными расстройствами здоровья населения, длительно потреблявшего эту воду (заболевания сердечно-сосудистой системы, нарушения солевого обмена), не удалось. Причина, очевидно, в том, что при одном и том же уровне сухого остатка ассортимент составляющих его солей крайне разнообразен.
Исследование, проведенное А.В. Чаклиным и соавт., показало наличие прямой достоверной корреляционной связи степени минерализации воды (хлориды, кальций, жесткость) с частотой анацидного состояния желудка (предраковое состояние), а также с уровнем заболеваемости раком желудка у местных жителей.
Для сухого остатка не может быть стандартного норматива, потому что оценка вкуса воды индивидуумом зависит от его привычки к воде с тем или иным уровнем сухого остатка (уровнем солености).
Для условий центра европейской части России вода хорошего качества (по вкусу) находится в диапазоне концентраций сухого остатка от 300 до 900 мг/л.
На территориях с высокоминерализованными природными водами население благоприятно воспринимает воду с верхним пределом сухого остатка выше 1000 мг/л.
Вода с крайне низким уровнем сухого остатка (ниже 100 мг/л) может быть неприемлемой из-за ее безвкусности. Длительное употребление излишне деминерализованной мягкой воды неблагоприятно для организма. При использовании ее для питья нарушается регуляция водно-электролитного баланса, увеличивается содержание электролитов в сыворотке крови и моче с их ускоренным выведением из организма, снижается осмотическая резистентность эритроцитов, появляются изменения сердечно-сосудистой системы.
Наряду с общей минерализацией большое значение имеет жесткость воды, определяемая в основном содержанием бикарбонатов, сульфатов и хлоридов кальция и магния. Жесткость воды выражается через эквивалентное количество карбоната кальция (CaCO3).
Вода с общей жесткостью свыше 7 ммоль/л имеет неблагоприятные гигиенические свойства. В ней плохо образуется мыльная пена, в связи с чем такая вода малопригодна для стирки и мытья. В жесткой воде хуже развариваются мясо, овощи и бобовые. Большой экономический ущерб связан с использованием в промышленности и тепловой энергетике воды с высокой устранимой жесткостью, так как в котлах и трубах при кипячении образуется накипь в результате перехода бикарбонатов в нерастворимые карбонаты.
В ряде исследований установлена статистически достоверная, хотя и нетесная, обратная корреляционная связь между жесткостью воды и частотой инфаркта миокарда. Поскольку в других не менее тщательно выполненных исследованиях такой связи не было установлено, считается, что патогенетическим агентом могли быть не сами соли жесткости, а коррелирующие с ними по содержанию в воде какие-либо другие микроэлементы. Что касается других проявлений вредного влияния жестких вод, то статистическими исследованиями установлено и экспериментально подтверждено их влияние на частоту мочекаменной болезни. И в этом случае не идет речь о прямой детерминированности степени жесткости воды и заболеваний мочекаменной болезнью. Решающую роль играют другие сопутствующие факторы, в частности состояние минерального обмена, патоморфологические изменения почек у индивидуума, потребляющего жесткую воду. Таким образом, высокое содержание в питьевой воде солей кальция и магния (жесткая вода) является фактором риска мочекаменной болезни, а не этиологическим фактором.
Колебания водородного показателя (рН) воды сами по себе даже за пределами диапазона требований стандарта не могут причинить вреда здоровью в силу наличия буферного резерва воды и соответствующих механизмов гомеостаза в организме. Однако смещение рН природной воды за пределы, свойственные конкретному источнику водоснабжения или воды в распределительной сети, является сигналом либо поступления в источник воды другого состава,
либо нарушения технологического режима водоподготовки, либо вторичного загрязнения воды в распределительной сети.
Солевой состав природных вод формируется в первую очередь в результате вымывания веществ из почвы и в связи с этим отражает химическую структуру почвы данной местности. Медь, йод, бром в значительном количестве могут поступать из атмосферы.
Большое влияние на состав природных вод, как поверхностных, так и подземных, оказывают и техногенные факторы: поступление в водные объекты промышленных сточных вод, поверхностный и подземный (в том числе дренажный) сток с сельскохозяйственных полей, эксфильтрация с территорий промышленных отвалов, накопителей, стоков и т.п.
Хлориды встречаются почти во всех природных водах в количестве от долей миллиграмма до нескольких десятков граммов в 1 л воды. Вода, содержащая более 350 мг/л хлоридов, приобретает солоноватый привкус, и употребление такой воды населением ограничивается ее органолептическими свойствами. Эпидемиологические наблюдения показали, что потребление воды с содержанием хлоридов более 1000 мг/л способствует возникновению гипертонической болезни, нарушению водно-солевого обмена. Повышенное употребление хлоридов способствует угнетению желудочной секреции, уменьшению диуреза, задержке в организме натрия и усилению выведения калия.
Следует отметить, что высокое содержание хлоридов в воде обследуемого водоисточника по сравнению с количеством их в подобных источниках воды данной местности может свидетельствовать о проникновении хозяйственно-бытовых сточных вод.
Сульфаты, поступая из почвы в воду в количестве более 500 мг/л, придают ей горьковато-соленый вкус, что делает ее малопригодной для питья. Поступая с водой в организм в повышенных количествах, сульфаты вызывают понижение кислотности желудочного сока, раздражение желудочно-кишечного тракта при сочетании с магнием или натрием, увеличение числа гипоацидных состояний желудка.
Нитраты и нитриты. Основным источником поступления нитратов в организм человека в настоящее время являются продукты питания растительного происхождения, главным образом овощи. Однако при увеличении содержания нитратов в питьевой воде свыше регламентированного уровня (45 мг/л по N03′) именно водный
путь поступления окажется ведущим в формировании нитратной нагрузки на организм человека. По данным ВОЗ, в некоторых странах до 10 \% населения потребляет воду, содержащую нитраты в концентрации, превышающей допустимый уровень. Следует также учитывать, что нитраты воды в 1,5 раза токсичнее нитратов, содержащихся в растительных продуктах.
Нитриты и нитраты неблагоприятно воздействуют на иммунную, эндокринную, сердечно-сосудистую, нервную и другие системы организма.
В организме нитраты под воздействием кишечной микрофлоры восстанавливаются до нитритов. В патогенезе нитратной (нитритной) интоксикации лежит образование метгемоглобина, который образуется в результате связывания оксигемоглобина с нитритами, появляющимися за счет восстановления нитратов в кишечнике человека. Восстановительная среда в кишечнике наблюдается у людей, страдающих дисбактериозом, нарушениями ферментативной активности кишечника. Это превращение резко замедляется при высокой кислотности, свойственной желудочному соку взрослого человека. Кислотность желудочного сока у детей низкая (рН 4,0), поэтому в их организме накапливается много нитритов.
В середине прошлого столетия в США были описаны два смертельных случая токсического цианоза среди детей раннего возраста в результате использования для разведения молочных смесей колодезной воды с высоким содержанием нитратов. Причиной смерти было накопление в крови метгемоглобина. В дальнейшем это заболевание получило название водно-нитратной метгемоглобинемии.
Нитраты и нитриты в воде могут быть природного и антропогенного происхождения. Соединения природного происхождения не достигают, как правило, концентраций, опасных для здоровья. Однако они являются санитарными показателями, отражающими динамику процессов естественного самоочищения водных объектов от органического природного загрязнения.
Основным источником нитратов антропогенного происхождения являются минеральные азотные удобрения на всех этапах их жизненного цикла — от производства до применения. Второй по важности источник — жидкие отходы индустриальных животноводческих комплексов. Нитраты — конечный продукт минерализации, поэтому они наиболее стойкие из всех азотсодержащих
веществ. При свежем, недавнем загрязнении органическими веществами в водоеме преобладают начальные продукты разложения, т.е. соли аммония, появление в воде солей азотистой кислоты — нитритов говорит о средней давности загрязнения. Присутствие только солей азотной кислоты свидетельствует о давнем попадании в источник воды органических веществ. Триада соединений азота позволяет сделать вывод о постоянном загрязнении воды водоема соединениями антропогенного происхождения.
Нитраты, как отмечалось, могут довольно легко превращаться в нитриты. В то же время нитриты в дальнейшем соединяются с поступающими с пищей аминами и амидами. В результате образуются N-нитрозосоединения с выраженными канцерогенными, мутагенными и тератогенными свойствами.
Следует еще раз подчеркнуть, что в исследованиях последних десятилетий высказано предположение о достаточно серьезной опасности, которую может представлять чрезмерная нитратная и нитритная нагрузка на человека в отношении возникновения и развития злокачественных новообразований. Безусловно, экстраполяция экспериментальных данных на человека всегда должна осуществляться очень осторожно. В первую очередь необходимы более строгие в методическом отношении эпидемиологические исследования.
К факторам риска химической природы относят галогенсодержащие соединения, которые обнаруживаются в питьевой воде городов некоторых стран. Причиной появления таких веществ в воде является загрязнение источников водоснабжения промышленными сточными водами некоторых производств, обеззараженных хозяйственно-бытовых сточных вод, воды плавательных бассейнов и инфекционных больниц. В процессе хлорирования воды образуются сотни галогенсодержащих соединений, качественный и количественный состав которых зависит от исходного содержания в воде предшественников — гуминовых и фульвокислот, хинонов, фенолов и др. Галогенсодержащие соединения могут поступать в организм человека пероральным, ингаляционным путем, через неповрежденную кожу.
Исходя из данных обнаружения в питьевой воде и воде источников галогенсодержащих источников, частоты определения их максимальных концентраций, степени бластомогенной и мутагенной активности, нарушений функций сердечно-сосудистой и ре-
продуктивной систем, возможного канцерогенного эффекта, был составлен список наиболее значимых с гигиенических позиций галогенсодержащих соединений, включающий 24 вещества. Из них в группу высокоприоритетных соединений вошли хлороформ, четыреххлористый углерод, дихлорбромметан, дибромхлорметан, трихлорэтилен, тетрахлорэтилен, бромоформ, дихлорметан, 1,1- дихлорэтилен.
Фтор. Несмотря на присутствие фтора в составе некоторых продуктов питания (чай, морепродукты), основное его количество, необходимое для жизнедеятельности организма, поступает с питьевой водой. В этом отличие фтора от остальных (порядка 20) эссенциальных (необходимых) для организма человека микроэлементов, основную долю которых человек получает с пищей.
Фтор широко распространен в земной коре. Его соли хорошо растворимы и поэтому легко вымываются из почвы в воду. Концентрация фтора, как и других минеральных веществ, повышается в водоисточниках с севера на юг, а также по мере увеличения глубины залегания вод. С питьевой водой при средней концентрации фтора 1 мг/л в организм человека поступает более 80 \% этого элемента.
В экспериментальных и натурных исследованиях установлено, что как избыточное, так и недостаточное поступление фтора в организм приводит к патологическим изменениям: содержание в воде более 1,5 мг/л фтора вызывает флюороз, а менее 0,5 мг/л способствует развитию кариеса.
Одним из признаков флюороза является пятнистость эмали зубов. Появляясь в период формирования постоянных зубов, т.е. в детском возрасте, развитие происходит в течение 2-2,5 лет. При этом образовавшаяся пятнистость эмали остается на всю жизнь. При концентрациях фтора более 6 мг/л процесс захватывает не только зубную эмаль, но и дентин. Но это только внешнее проявление болезни. Одновременно избыточное поступление фтора вызывает общее страдание организма, при котором наблюдаются нарушения окостенения скелета у детей, изменения сердечной мышцы, нервной и иммунной систем.
Очаги флюороза распространены довольно широко во всем мире. В нашей стране по флюорозу эндемичны Центральный Нечерноземный район, Кольский полуостров, Западная Сибирь, отдельные зоны Московской области. Массовое обследование ис-
точников водоснабжения России позволяет сделать вывод, что в 97 \% поверхностных и 68 \% подземных источников природное содержание фтор-иона не превышает 0,5 мг/л, а содержание фториона свыше 1,5 мг/л наблюдается в 13 \% подземных источников. Типичными областями фтороносных вод являются Московская, Забайкальская, Якутская и Чукотская.
За рубежом эндемии флюороза зарегистрированы в Северной Африке, США, Индии, Италии, Мексике и других странах, где концентрации фтора в питьевой воде составляют от 6 до 14 мг/л.
Профилактика флюороза заключается в организации водоснабжения из источников с меньшим содержанием фтора, а при отсутствии таковых — в дефторировании воды специальными методами.
Недостаток фтора в рационе способствует развитию кариеса зубов — патологического процесса, проявляющегося деминерализацией и последующей деструкцией твердых тканей зуба с образованием дефекта в виде полости, приводящих к потере зубов в юношеском и зрелом возрасте. Причинами кариеса зубов являются недостаток кальция в рационе, ослабление иммунного статуса организма, повышенная кислотность в ротовой полости, микроорганизмы, плохой уход за зубами, наследственность, гормональные нарушения и другие факторы. Однако отмечено, что кариес зубов значительно учащается у населения, пользующегося водой с низкой концентрацией фтора.
Наблюдение повышенной распространенности кариеса у населения, пользующегося водой с низким содержанием фтора, показало, что массовую профилактику кариеса зубов можно проводить путем фторирования питьевой воды. Наиболее убедительные данные противокариесного действия фторированной воды получены в США, Канаде, Великобритании, Голландии, Венгрии, Швеции и других странах. С 1959 г. фторирование питьевой воды успешно проводится и у нас в стране. Впервые была фторирована вода, поступающая из тундровой реки Норилки в Норильске, питающейся снеговыми водами с малой минерализацией. Воду фторируют и в других заполярных городах России. В качестве профилактики рекомендуются также применение фторсодержащих зубных паст и эликсиров, потребление фторированных продуктов.
Следует подчеркнуть, что вопрос о необходимости фторирования питьевой воды, подаваемой централизованными системами водоснабжения, должен решаться в каждом случае с учетом со-
держания фтора в атмосферном воздухе, пищевом рационе населения и обязательно с учетом степени пораженности детей кариесом зубов, а также с учетом санитарно-технического состояния водопровода, а именно степени его эпидемиологической надежности. Другими словами, при реконструкции водопровода в условиях дефицита финансирования приоритет следует отдать эпидемиологической надежности перед фторированием воды.
С 70-х годов XX века на страницах специальных журналов ведется дискуссия о возможном влиянии фтора питьевой воды на онкологическую заболеваемость населения. Поводом для дискуссии послужили данные о повышенной онкологической заболеваемости у рабочих, имеющих производственный контакт с фтором (горнодобывающая промышленность, производство алюминия), а также экспериментальные данные о канцерогенной активности фторида и сульфата бериллия, наблюдавшейся в опытах на крысах. Во всех случаях поступление фтора в организм осуществлялось ингаляционным путем. В 1987 г. Международное агентство по изучению рака отнесло неорганические соединения фтора к 3-й группе, т.е. к веществам, которые «не классифицируются как канцерогены для человека».
В настоящее время в связи с резко возросшим применением минеральных удобрений (суперфосфат), содержащих значительные примеси фторидов, концентрация фтор-иона в поверхностных источниках возросла. Следует учитывать также возможность локального повышения концентрации фтор-иона в источниках, загрязненных сточными водами алюминиевых, суперфосфатных и криолитовых заводов. Большое количество фтора поступает в организм людей, проживающих в зоне этих предприятий, и с атмосферным воздухом. При оценке обеспеченности организма фтором следует учитывать дополнительное поступление его с фторсодержащими зубными пастами.
4.2. Гигиеническая оценка питьевой воды
Основными нормативными документами в области централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения являются:
• ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственнопитьевого водоснабжения. Гигиенические и технические требования и правила выбора».
• «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества». СанПиН 2.1.4.1074-01 (санитарноэпидемиологические правила и нормативы).
• «Зоны санитарной охраны источников водоснабжения и водопроводов питьевого назначения». СПиН 2.1.4.1110-02 (санитарные правила и нормативы).
• «Нормы радиационной безопасности». НРБ-99 — СП 2.6.1.758- 99/2009.
ГОСТ 2761-84 «Источники централизованного хозяйственнопитьевого водоснабжения. Гигиенические и технические требования и правила выбора» определяют принципы, которыми следует руководствоваться при выборе водоисточников (подземных и поверхностных) для централизованного водоснабжения, при нормировании физических, органолептических, химических и бактериологических показателей воды водоисточника, а также методы обработки воды в зависимости от качества источника воды. Вода не должна обладать таким составом и свойствами, которые не могут быть в должной мере изменены имеющимися способами обработки.
Содержание химических веществ в воде водных объектов хозяйственно-питьевого водопользования нормируется в соответствии со следующими принципами. Химические вещества не должны придавать воде посторонний запах и привкус, изменять цвет воды, вызывать появление пены, т.е. ухудшать ее органолептические свойства и потребительские качества, оказывать неблагоприятное воздействие на организм человека и на процессы самоочищения (санитарный режим) водоемов.
Нормирование содержания химических и радиоактивных веществ в окружающей среде, в том числе и в воде, базируется на принципе пороговости: в пределах определенных доз (концентраций) присутствие этих веществ считают безопасным (безвредным) для организма. При этом обязательно должны учитываться возможные отдаленные последствия.
В настоящее время основополагающим среди подзаконных нормативных актов в области питьевого водоснабжения в нашей стране являются СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества».
С выходом Закона о санитарно-эпидемиологическом благополучии населения разработка регламентов качества питьевой воды и порядка его контроля стала компетенцией федеральных ведомств Государственной санитарно-эпидемиологической службы.
В СанПиН 2.1.4.1074-01 нормативы состава питьевой воды учитывают не те ингредиенты, которые должны в ней присутствовать, а наоборот, вещества, присутствие которых в воде нежелательно и допустимо лишь в определенных пределах.
Следует отметить, что приведенная в документе совокупность гигиенических нормативов являет собой не эталон качества питьевой воды, а федеральный банк данных, который используется при создании программы контроля качества питьевой воды конкретного водопровода. При этом принимается принцип регионального подхода к регламентации состава питьевой воды.
Для России с ее громадной территорией, разнообразием санитарных ситуаций, зависящих от региональных природных и социально-экономических условий, региональный подход особенно важен. Он позволяет на каждом водопроводе создать такую рабочую программу контроля, которая будет отражать реальный состав воды этого водопровода.
Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. В СанПиН 2.1.4.1074-01 представлены нормативы бактериологических, химических и органолептических показателей качества воды.
Безопасность питьевой воды в эпидемиологическом отношении определяется ее соответствием микробиологическим и паразитологическим нормативам.
В качестве основного теста (первый показатель эпидемической безопасности воды) выбрано определение термотолерантных кишечных палочек, по многим признакам наиболее близких к истинной кишечной палочке — Escherichia coli. Термотолерантные кишечные палочки, кроме роста на среде Эндо и ферментации лактозы, способны переносить температуру инкубации 43-44 °C.
Присутствие в воде термотолерантных кишечных палочек является верным признаком свежего фекального загрязнения и, следовательно, эпидемической опасности воды.
В СанПиН «Питьевая вода» включено и определение общих кишечных палочек (Escherichia coli communis, общие колиформы) — второй показатель эпидемической безопасности воды. Общие ко-
лиформы могут находиться в воде, содержащей большое количество органических веществ антропогенного происхождения, поэтому весьма вероятно присутствие клебсиелл, кишечных вирусов, яиц гельминтов, цист и ооцист простейших. Есть данные, что общие колиформы могут размножаться на дефектных стенках резервуаров чистой воды, труб распределительной сети при нарушении режимов их эксплуатации, в сальниках центробежных насосов.
Особенно важен тест на общие колиформы для оценки безопасности воды после хлорирования, когда свежее фекальное загрязнение исключено.
Отсутствие общих и термотолерантных колиформных бактерий, определяемых по лактозному и температурному признакам, в 100 мл питьевой воды является основным критерием эпидемической безопасности воды.
Третий показатель эпидемической безопасности воды — общее микробное число (ОМЧ). Под ним понимают число мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов (не более 50 в 1 мл). Этот показатель используется для контроля эффективности обработки воды на очистных сооружениях водопровода и должен рассматриваться в динамике.
Четвертый показатель — колифаги — вирусы Escherichia coli, постоянно присутствующие в местах обитания кишечной палочки во внешней среде. Колифаги по биологическому происхождению, размерам, строению, свойствам, механизму репликации наиболее близки к кишечным вирусам, но более устойчивы к факторам окружающей среды, чем патогенные для человека вирусы. Колифаг введен в СанПиН «Питьевая вода» как санитарный показатель вирусного загрязнения. Колифаги не должны обнаруживаться в пробе обработанной питьевой воды объемом 100 мл.
Пятый норматив — споры сульфитредуцирующих клостридий, которые служат косвенным показателем освобождения воды в процессе ее очистки (фильтрации) от устойчивых к обеззараживанию кишечных вирусов и паразитарных простейших. Клостридии определяют в воде из поверхностных источников для оценки эффективности обработки воды. Определение сульфитредуцирующих клостридий в воде распределительных сетей водопровода нецелесообразно. Данные показатели не должны обнаруживаться в пробе обработанной питьевой воды объемом 20 мл.
Для контроля безопасности питьевой воды в паразитарном отношении в СанПиН введено определение «цисты лямблий». В норме они должны отсутствовать в пробе воды объемом 50 л при прямом микроскопировании после фильтрации через мембранный фильтр.
Приоритетность микробиологических критериев безопасности перед химическими обусловлена тем, что химическое загрязнение питьевой воды может вызвать нарушение здоровья человека, но популяционный риск химического загрязнения во много раз меньше, чем микробиологического.
Безопасность химического состава питьевой воды определяется ее соответствием нормативам:
• по обобщенным показателям1 — рН (6,0-9,0); общей минерализации (сухой остаток) — 1000 мг/л; общей жесткости (7,0 ммоль/л); перманганатной окисляемости по кислороду (5,0 мг/л); содержанию нефтепродуктов (0,1 мг/л), поверхностно-активных веществ (0,5 мг/л); фенольному индексу (0,25 мг/л);
• по содержанию вредных химических веществ, поступающих и образующихся в воде в процессе ее обработки в системе водоснабжения;
• по содержанию вредных химических веществ, поступающих в источники водоснабжения в результате хозяйственной деятельности человека. Этот список включает нормативы более чем для 1000 ингредиентов воды.
Радиационная безопасность воды оценивается по общей альфарадиоактивности 0,1 Бк/л2 и бета-активности 1,0 Бк/л. При превышении нормативов общей активности питьевой воды необходимо определить радионуклиды и измерить индивидуальные уровни их радиоактивности.
1 Обобщенные показатели должны включаться в рабочую программу производственного контроля каждого водопровода. При контроле работы водопровода они играют двоякую роль. С одной стороны, это гигиенический норматив, с другой — это показатели стабильности состава исходной воды (у каждого источника есть свой диапазон колебаний этих показателей) и работы очистных сооружений. Важны не только абсолютные значения, но и их изменение во времени. При изменении обычного диапазона колебаний обобщенных показателей нужно искать причины и принимать меры к стабилизации.
2 В НРБ 99/2009 удельная суммарная альфа-активность регламентирована на уровне 0,2 Бк/л.
Органолептические свойства питьевой воды нормируются в СанПиН «Питьевая вода» показателями «запах» и «привкус» не более 2 баллов (потребителем воды не ощущается).
Цветность, под которой понимают окрашенность воды природными гуминовыми соединениями, нормируется на уровне 20° (условных единиц имитационной платиново-кобальтовой шкалы). Такая цветность не воспринимается потребителем при толщине слоя воды 20 см (обычный слой воды в кастрюле, графине и т.п.).
Значимым является показатель мутности, отражающий содержание тонкодисперсных взвешенных веществ и снижающий прозрачность воды. На глинистых частицах, обусловливающих мутность воды, сорбирована основная масса вирусов. Снижение мутности фильтрованной воды способствует ее обеззараживанию. Таким образом, мутность воды является не только одним из показателей органолептических свойств, но и косвенным показателем эпидемической безопасности воды. Норматив «мутность» в единицах мутности по формалину (ЕМФ) составляет 2,6 или по каолину 1,5 мг/л.
Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованных систем питьевого водоснабжения. Под нецентрализованным водоснабжением понимается использование жителями населенных мест устройств и сооружений для удовлетворения питьевых и хозяйственных нужд при помощи водозаборных устройств (шахтные и трубчатые колодцы, родники) без разводящей сети. Открытость данной системы водоснабжения для общего пользования налагает на Роспотребнадзор обязанность контроля за состоянием водозаборных сооружений и качеством воды. В нецентрализованных системах водоснабжения используют грунтовые воды, не защищенные от поверхностного загрязнения и не подвергающиеся обработке.
Вторая особенность этих систем водоснабжения заключается в том, что каждым водозаборным сооружением пользуется ограниченное количество населения, проживающего в непосредственной близости от водозабора. Население имеет постоянные бытовые контакты между собой, что обусловливает общность окружающих микробиоценозов и наличие у людей достаточных иммунных механизмов для бесконфликтного сосуществования с ними. Поэтому среди населения, пользующегося колодцем, не возникают кишечные инфекции даже при более высоком загрязнении его воды кишечной микрофлорой. Однако появление в данной местности
контингентов мигрантов (туристы, отряды для уборки урожая, временные переселенцы и др.) может привести к возникновению вспышек кишечных инфекций.
В РФ действует СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников». По своему составу и свойствам качество воды должно соответствовать нормативам, приведенным в табл. 4-2. В СанПиН большое внимание уделяется органолептическим свойствам воды, причем запах и привкус нормируются на уровне приемлемых показателей (не более 3 баллов).
Из химических показателей выделены обобщенные: водородный показатель, сухой остаток, общая жесткость, окисляемость перманганатная; неорганические вещества: сульфаты, хлориды и нитраты как наиболее вероятный показатель загрязнения почвы навозом или азотными удобрениями в сельских условиях. Кроме того, есть указание о содержании любых химических веществ на уровне, не превышающем гигиенические нормативы (ПДК). Перечень веществ, подлежащих контролю, должен устанавливаться для каждого источника водоснабжения, исходя из местных условий и по результатам санитарного обследования при выборе места водозабора.
Набор показателей эпидемической безопасности почти совпадает с таковым в СанПиН «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения». Необходимости во введении показателя «сульфитредуцирующие клостридии» нет из-за отсутствия очистных сооружений.
В настоящее время много водозаборных сооружений принадлежит гражданам на праве частной собственности. Санитарные правила безопасности, организации и содержания таких систем и безвредности качества воды в них такие же, как для нецентрализованных систем питьевого водоснабжения.
Качество питьевой воды, расфасованной в емкости, регламентируется СанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости». Эти санитарные правила и нормы не распространяются на минеральные воды (лечебные, лечебно-столовые, столовые). Главная цель этих нормативов — обеспечить население высококачественной и оптимальной по содержанию биогенных элементов расфасованной водой. Важно, что при производстве расфасованной воды не
Таблица 4-2. Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения
допускается применение препаратов хлора. Предпочтительными методами обеззараживания являются озонирование и физические методы обработки, в частности обработка УФ-излучением.
Гигиеническое нормирование качества питьевой воды за рубежом. В США для веществ и показателей качества, отражающих органолептические свойства воды, федеральные стандарты носят необя-
зательный, а рекомендательный характер. Максимально допустимые уровни для большинства химических элементов совпадают с российскими ПДК. Для ряда веществ (свинец, ртуть, барий) российские нормативы более жесткие.
Эпидемическая безопасность питьевой воды контролируется в США по содержанию санитарно-показательных микроорганизмов; нормативы те, что рекомендованы ВОЗ, как и в России.
В законодательстве Европейского союза вопросам питьевого водоснабжения посвящено несколько постановлений, среди которых Директива Совета ЕС 98/83 от 03.11.1998 г. о требованиях к составу и качеству воды, предназначенной для потребления человеком и для производства пищевых продуктов. Нормативная база этого документа основана на рекомендациях ВОЗ 1994 г. Принципиальных различий в нормативах с российскими нет.
Требования к источникам питьевого водоснабжения изложены в Постановлении ЕС 75/440 от 16.06.1975 г., которым источники питьевого водоснабжения подразделяются на три класса в зависимости от состава воды и требуемых способов подготовки из нее питьевой воды. На основе указанных директив в странах Европейского сообщества разработаны национальные правовые акты — декреты (законы), директивы, постановления.
Во Франции вопросы питьевого водоснабжения регламентируются государственным декретом (последнее издание — 2000 г.), в котором содержатся нормативы качества воды для потребления человеком, требования к источнику питьевого водоснабжения, а также определены юридические процедуры проведения в жизнь этих нормативов и требований. На основании государственного декрета в департаментах (муниципалитетах) разрабатываются региональные правовые акты по питьевому водоснабжению. Решающая роль в установлении региональных требований к обеспечению безопасного для здоровья питьевого водоснабжения принадлежит департаментскому (муниципальному) совету общественной гигиены, а в части использования подземных вод и организации зон санитарной охраны — также гидрогеологической службе. Утвержденные префектом департамента рекомендации упомянутых учреждений обязательны для исполнения владельцами всех централизованных систем питьевого водоснабжения независимо от форм собственности.
В Германии требования к качеству воды, предназначенной для потребления человеком, изложены в нескольких государственных директивах (постановлениях). Постановление о качестве воды для потребления человеком и воды, используемой при производстве пищевых продуктов (1990), разработано на основе рекомендаций ВОЗ. Постановление, в котором изложены требования к источникам питьевого водоснабжения, предусматривает деление источников на три класса в зависимости от состава воды и сложности водоподготовки. В странах Восточной Европы (Венгрия, Болгария, Чехия, Словакия) государственные стандарты качества питьевой воды были разработаны в 60-70-х годах XX века на основе ГОСТа СССР «Вода питьевая». Современные редакции этих документов основаны на упоминавшейся Директиве Совета ЕС 1998 г.
Гигиеническое нормирование химических веществ в водной среде. Особенности нормирования химических веществ в водной среде обусловлены следующими обстоятельствами:
• Необходимо учитывать уровень загрязнения воды, предназначенной для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения.
• Нормативы качества воды распространяются не на весь объект водопользования, а только на пункты водопользования населения.
• Потребность в воде питьевого качества определяется не только физиологическими потребностями, но и расходом воды на приготовление пищи, для хозяйственно-бытовых и рекреационных целей.
• Необходимо учитывать стабильность химических соединений и процессы их трансформации (под влиянием естественных процессов самоочищения, водоподготовки, очистки сточных вод, обеззараживания и др.).
ПДК химического вещества в водных объектах устанавливаются на основании наименьшей пороговой величины, определяемой опытным путем по влиянию на органолептические свойства, санитарный режим водоема и токсические эффекты.
Лимитирующим показателем вредности называется тот из трех показателей (санитарно-токсикологический, органолептический и общесанитарный), который по результатам экспериментального обоснования ПДК характеризуется наименьшей абсолютной величиной пороговой (подпороговой) концентрации.
Например, для севина ПДК рекомендуется на уровне 0,1 мг/л по органолептическому, для дихлордибутилолова — 0,002 мг/л по санитарно-токсикологическому, а для капролактама — 1,0 мг/л по общесанитарному показателю вредности (табл. 4-3).
Таблица 4-3. Пороговые и предельно допустимые концентрации химических веществ в воде
Для эссенциальных элементов, попадающих в организм человека в основном с водой (например, фтора), регламентируется как верхний, так и нижний предел допустимого содержания в воде. Гигиенические нормативы содержания фтора в воде дифференцированы с учетом климатического района и присущей каждому из этих районов величины водопотребления.
Наряду с ПДК вещества по результатам экспериментальных исследований определяется класс опасности вещества. В основу классификации положены показатели, характеризующие степень опасности для здоровья поступления вещества с питьевой водой: токсичность, кумулятивность, способность вызывать отдаленные эффекты. Различают 4 класса опасности: 1-й класс — чрезвычайно опасные; 2-й класс — высокоопасные; 3-й класс — опасные; 4-й класс — умеренно опасные. Классы опасности веществ учитывают при выборе соединений, подлежащих первоочередному контролю в воде источника, при обосновании рекомендаций о замене в технологических процессах высокоопасных веществ менее опасными.
В случае присутствия в воде нескольких веществ 1-2-го классов опасности сумма отношений фактических концентраций каждого из них к их ПДК не должна превышать 1. При одновременном присутствии в воде нескольких веществ других классов опасности контроль качества водной среды проводится на основе индивидуальных ПДК.
Для веществ, перспективы применения которых не определены, устанавливается временный (на 3 года) гигиенический норматив — ОДУ.
ОДУ вещества в воде водных объектов — временный гигиенический норматив, разработанный на основе расчетных и экспрессэкспериментальных методов прогноза токсичности, применяемый только на стадии санитарного надзора за проектированием или строительством объектов.
По истечении срока действия ОДУ подлежит пересмотру или замене ПДК с учетом полученных дополнительных данных о параметрах токсичности и опасности исследуемого вещества.
Кроме гигиенических существуют нормативы содержания химических веществ в воде, разработанные ихтиологами, устанавливающие безвредные концентрации веществ для ихтиофауны водного объекта (рыбохозяйственные ПДК). Корреляции между абсолютными величинами гигиенических и рыбохозяйственных нормативов нет, это объясняется коренными различиями в физиологии и экологии теплокровных и холоднокровных организмов, а также принципиальными отличиями в подходе к оценке вредности нормируемого вещества. Гигиенические нормативы должны обеспечить безвредность для наиболее слабых представителей популяции (дети, больные), тогда как критерием рыбохозяйственной ПДК является сохранение товарной продуктивности популяции рыбы. К сожалению, экологических нормативов содержания в воде водных объектов компонентов техногенного загрязнения, которые бы обеспечивали условия устойчивого существования природных экосистем, до сих пор не разработано; проблема пока решена лишь на концептуальном уровне. Попытки использовать гигиенические и даже рыбохозяйственные нормативы при решении природоохранных проблем следует признать антинаучными.
Улучшение качества питьевой воды. В зависимости от загрязнения вода может подвергаться следующим видам очистки:
• осветлению — удалению взвешенных частиц;
• обесцвечиванию и устранению неприятных запахов и привкусов (дезодорация);
• обеззараживанию — уничтожению болезнетворных микроорганизмов;
• обезвреживанию — разрушению и удалению отравляющих токсичных (ядовитых) веществ;
• дезактивации — удалению радиоактивных веществ;
• опреснению — освобождению воды от избытка минеральных соединений, придающих воде соленый или горько-соленый привкус и делающих ее не пригодной для питья.
Среди химических веществ вод источников имеются санитарные показатели, которые могут быть улучшены при соответствующей схеме водоподготовки: железо, марганец, сероводород, фтор.
Остальные показатели не изменяются при традиционных способах очистки воды. К ним относятся: сухой остаток, хлориды, сульфаты, общая жесткость.
Концентрация химических веществ природного и антропогенного происхождения, а также суммарная альфа- и бета-радиоактивность не должны превышать ПДК для воды хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования.
Последнее требование обусловлено тем, что очистные сооружения водопроводной станции не обладают барьерной функцией по отношению к растворенным химическим и радиоактивным веществам.
Для улучшения состава воды используют физические, химические, электрохимические и комбинированные методы. Так, для снижения жесткости, общей минерализации применяют кипячение, реагентные методы, метод ионного обмена, дистилляцию, электролиз, вымораживание. Удаление соединений железа и сероводорода осуществляется аэрацией с последующей сорбцией на специальном грунте. Подземные воды с избытком фтора подвергают дефторированию осаждением, ионной сорбцией, разбавлением. В воде поверхностных водоемов, горных рек и в талых водах недостаточно содержание фтора. В такие воды вносят фтористый натрий, кремнефтористый натрий, кремнефтористую кислоту и другие фторсодержащие реагенты. Дезактивация производится как реагентными и ионообменными методами, так и разбавлением и выдержкой.
Вопросы и задания
1. Охарактеризуйте значение воды для жизнедеятельности человека.
2. Дайте характеристику основным источникам водоснабжения.
3. Какие зоны санитарной охраны питьевого водоснабжения вы знаете?
4. Каково влияние недоброкачественной питьевой воды на здоровье человека?
5. Особенности влияния химического состава питьевой воды на здоровье и условия жизни населения.
6. Какие основные нормативные документы в области централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения вы знаете?
7. Определите гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения в эпидемиологическом отношении.
8. Дайте характеристику безопасности питьевой воды по химическому составу.
9. Что включают в себя обобщенные показатели воды централизованных систем питьевого водоснабжения?
10. Определите гигиенические требования к качеству воды нецентрализованных систем питьевого водоснабжения.
11. Какие основные этапы нормирования химических веществ в водной среде вы знаете?
12. Перечислите основные виды очистки питьевой воды.