Влияние техногенного загрязнения питьевой воды химическими веществами на здоровье населения

Влияние техногенного загрязнения питьевой воды химическими веществами на здоровье населения В настоящее время техногенное загрязнение водоемов химическими веществами в результате сброса неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленных предприятий, стока с сельскохозяйственных полей и территорий свалок промышленных отходов представляет большую опасность для здоровья населения.

Влияние техногенного загрязнения питьевой воды химическими веществами на здоровье населения

В настоящее время техногенное загрязнение водоемов химическими веществами в результате сброса неочищенных или недостаточно очищенных сточных вод промышленных предприятий, стока с сельскохозяйственных полей и территорий свалок промышленных отходов представляет большую опасность для здоровья населения. Даже при поступлении в воду токсических веществ в незначительных количествах это может угрожать здоровью конкретного человека, группы людей и населения определенного населенного пункта или региона вплоть до массовых отравлений. Это связано с тем, что многие опасные химические вещества техногенного происхождения, которые загрязняют воду водоемов или подземные воды, не задерживаются действующими в настоящее время очистными сооружениями водопроводных станций.

Наиболее опасными для здоровья являются содержащиеся в воде химические техногенные высокотоксичные вещества, обладающие мутагенной, канцерогенной, эмбриотоксической, тератогенной, сенсибилизирующей активностью и репродуктивной токсичностью. Опасными для здоровья следует считать химические вещества, являющиеся стойкими в водной среде. К ним относятся тяжелые металлы (свинец, ртуть, хром, кадмий и др.), хлорорганические соединения (ДДТ, ГХЦГ, полихлорированные бифенилы, дибензодиоксины и др.).

Необходимо учитывать и то обстоятельство, что в воде под влиянием физических, химических и биологических факторов могут образовываться токсические и другие вредные продукты трансформации.

Некоторые химические вещества обладают способностью комбинированного действия при одновременном поступлении в организм с водой, что чаще всего приводит к суммации, или, возможно, даже усилению (потенцированию) негативных эффектов. Это особенно характерно для тяжелых металлов.

Химические вещества, содержащиеся в воде в концентрациях в 1,5-2 раза выше ПДК, можно считать факторами малой интенсивности, которые в результате длительного поступления в организм с водой оказывают неспецифическое влияние. Его оценивают как хроническое воздействие, которое проявляется в снижении общей сопротивляемости организма. В результате увеличивается общая (неспецифическая заболеваемость) населения.

В случае значительного загрязнения питьевой воды техногенными химическими веществами возможно острое, как правило, специфическое, влияние на организм, которое проявляется острыми отравлениями. Особенно опасно употребление воды, загрязненной вредными химическими веществами, образовавшимися на промышленных предприятиях.

Вредное влияние на здоровье техногенных веществ, поступающих в организм человека с водой, подробно описано авторским коллективом под редакцией академика Е.Г. Гончарука. В настоящей главе приведены сведения из указанного труда.

Известны случаи отравления свинцом (РЬ) при употреблении водопроводной воды. В XIX веке в Западной Европе эти вспышки были названы «свинцовыми эпидемиями». Высокие концентрации свинца в воде (до 20 мг/л) были обусловлены применением свинцовых труб и резервуаров в системах водопровода.

Согласно опубликованным в США данным, отравление свинцом, присутствующим в питьевой воде, встречается редко. Загрязнение металлом водоисточников может происходить от сталеплавильных производств. Но чаще всего свинец попадает в питьевую воду в результате коррозии труб при наличии свинцовых материалов в водопроводной сети. Приблизительно 20% общественных водопроводных сетей США содержат свинец.

В 1986 году в Чикаго (США) было проложено почти полмиллиона свинцовых водопроводных труб. Это привело к тому, что в 68% новых домов уровень содержания свинца в питьевой воде превышал допустимые нормы. Были зарегистрированы случаи отравления свинцом жителей, включая детей.

По данным ЕРА, удельный вес свинца, поступающего в организм детей с питьевой водой, составляет от 10 до 20%. Свинец может оказывать воздействие на любую систему организма, но наиболее чувствительна к неблагоприятному влиянию этого металла нервная система. Нарушение развития нервной системы у маленьких детей происходит даже при контакте с умеренными концентрациями свинца. В результате употребления воды, содержащей свинец, металл поступает в кровяное русло и в мягкие ткани и органы — почки, костный мозг, печень и головной мозг. Наибольшее количество свинца накапливается в костях. При этом масса аккумулируемого костной тканью металла увеличивается с возрастом. Так, если в костях детей обнаружено около 70% накопленного в организме свинца, то у взрослых — 90%.

Употребление питьевой воды с повышенным содержанием свинца (свыше ПДК 0,03 мг/л) может вызвать заболевание сатурнизм. Проявлениями этой болезни являются общая слабость, ухудшение аппетита, тремор конечностей, похудение, неприятный привкус во рту, свинцовая кайма на деснах, боль в животе, признаки анемии. Через некоторое время возможны парез, паралич, нарушение кроветворения, энцефалопатия, хроническая гепато- и нефропатия, анорексия (отказ от еды), «свинцовые колики». Установлена прямая связь между значительным поступлением свинца в организм и частотой умственной отсталости у детей, а также смертностью от рака почек и лейкемии.

По данным американских авторов, с воздействием свинца на организм связана патология крови, особенно анемия, нарушения репродуктивной функции у мужчин, увеличение частоты самопроизвольных абортов и преждевременных родов у женщин, уменьшение веса новорожденных детей и проявления у них неврологических нарушений. ЕРА рассматривает свинец как вероятный человеческий канцероген.

В середине XIX века среди населения одного из городов Силезии появились массовые случаи заболевания, которое было названо «ратищевой», или «копытной», болезнью из-за наростов — мозолей на коже стоп. Впоследствии было установлено, что это заболевание — хроническое отравление мышьяком (As), которое возникло в результате длительного употребления для питья воды из законсервированной шахты по добыче мышьяковой руды. Содержание мышьяка в питьевой воде составляло 3-6 мг/л. По другим данным, болезнь возникла при употреблении артезианской воды, которая в водоносном слое контактировала с арсенопиритом и содержала мышьяк в концентрации 1-2,2 мг/л.

В Челябинской области (Россия) также был зарегистрирован случай массового отравления вследствие употребления для питья воды с содержанием мышьяка 3-6 мг/л из законсервированной шахты, где добывалась мышьяковая руда. Заболевание характеризовалось тошнотой, рвотой, ухудшением аппетита, головной болью, гиперкератозом, дерматитами, выпадением волос, ломкостью ногтей, нефритом, параличем, ухудшением тактильной чувствительности, нарушением зрения, поражением печени и повышением заболеваемости раком.

По данным специалистов Соединенных Штатов Америки, загрязнение мышьяком питьевой воды может происходить в результате использования содержащих мышьяк пестицидов, сбросов сточных вод с промышленных предприятий, неправильного хранения химических веществ.

Американские исследователи установили, что длительное (хроническое) употребление питьевой воды с повышенным содержанием мышьяка увеличивает риск возникновения злокачественных новообразований легких, печени, почек, мочевого пузыря, толстой (ободочной) кишки и предстательной железы. Последующие исследования показали, что возникновение заболеваний сердца (в том числе ишемической болезни сердца), легких, цереброваскулярных болезней, патологии артерий, артериол и капилляров, диабета также связано с поступлением мышьяка в организм с питьевой водой. Однако было установлено, что проявления указанных заболеваний отмечаются в случае систематического поступления мышьяка в организм по крайней мере не менее 5 лет. Наиболее чувствительными к вредному воздействию мышьяка оказались люди, заболевшие вирусным гепатитом В (хроническое течение), недоедающие (при дефиците белка в организме) и дети.

Основываясь на этих и других научных данных, Национальный Совет Исследований (NBC) и Агентство Охраны Окружающей Среды (ЕРА) США сделали вывод о необходимости пересмотра существовавшего стандарта содержания мышьяка в питьевой воде в сторону его уменьшения и приняли необходимые меры в этом направлении. Организация «Врачи за Социальную Ответственность» (PSR) США осуществляет подготовку и распространение информации о влиянии мышьяка и других вредных компонентов, содержащихся в питьевой воде, на организм человека с рекомендациями по защите здоровья населения.

В Японии (г. Фуку) болезнь «итай-итай» (в переводе означает «умираю-умираю») возникла вследствие отравления реки Дзинца кадмием (Cd), поступившим туда со стоками цинкового завода. Вода указанной реки использовалась для рисовых полей. Было зарегистрировано 3 тысячи больных. Патогенез заболевания заключался в дисфункции почечных канальцев вследствие отложения кадмия, что приводило к сверхнормативной потере через почки минеральных веществ костной ткани. Заболевание проявлялось сильными болями в ногах вследствие остеопороза и остеомаляции, что приводило к множественным переломам костей и деформации скелета. Заболевание характеризовалось также железодефицитной гипохромной анемией, нарушением функции поджелудочной железы. Среди заболевших смертность превысила 50%.

Поступление повышенных доз кадмия с питьевой водой в организм может привести к тератогенным, мутагенным и канцерогенным эффектам. Вредное влияние кадмия на организм проявляется при употреблении воды с содержанием этого металла 0,01 мг/л при ПДК 0,001 мг/л.

Поступление в организм воды с повышенным содержанием ртути (Hg),а точнее метилртути, является причиной заболевания Минамата. Эта болезнь была впервые зарегистрирована в 1953-1956 гг. в Японии у жителей залива Минамата, где концентрация ртути в воде составляла 80-660 мкг/л. В 1964-1965 гг. из жителей, проживавших вдоль реки Агано, заболело 130 человек и умерло 52.

Ртуть обладает нейротоксическим, нефро- и гепатотоксическим действием на организм, вызывает эмбриотоксическое и мутагенное действие, отрицательно влияет на эндокринную систему и репродуктивную функцию организма. ПДК неорганической ртути в воде — 0,0005 мг/л.

Установлено, что хром (Cr), содержащийся в питьевой воде в повышенных концентрациях, может оказывать на человека аллергическое, мутагенное и канцерогенное действие, а в случае контакта с кожей и слизистыми оболочками приводить к появлению язв и дерматитов. ПДК в воде Сг6+ — 0,05 мг/л, Сr3+ — 0,5 мг/л.

Специалистами установлено, что тяжелые металлы относятся к наиболее распространенным антропогенным загрязнителям питьевой воды, которые ухудшают ее качество и отрицательно влияют на здоровье населения даже в низких концентрациях. Постепенное увеличение содержания металлов в водозаборах и превышение их фонового уровня (даже в концентрациях ниже ПДК) свидетельствует о техногенном происхождении этих элементов, что должно вызывать настороженность контролирующих органов. Установлено, что постоянное поступление с водой и другими путями металлов (например свинца и кадмия) в концентрациях, не превышающих предельно допустимые, тем не менее формирует высокие их значения в индикаторных биологических субстратах — крови, моче, плаценте, молоке — как следствие длительного накопления в организме. А это повышает риск патологии репродуктивной функции у женщин.

Употребление питьевой воды, содержащей повышенные концентрации полихлорированных бифенилов (ПХБ), может вызвать болезнь Юшо (масляную болезнь). Впервые заболевание было зарегистрировано в г. Кюсо (Япония). Заболела одна тысяча человек, употреблявших продукты из риса, обработанного водой с содержанием ПХБ. Клинические проявления заболевания следующие: тошнота, рвота, слабость, гиперкератоз кожи, бронхит, гепатит, неврологические нарушения. ПХБ через трансплацентарный барьер попадают в женское молоко. Поэтому у женщин, переболевших в период беременности болезнью Юшо, рождаются дети также с проявлениями этого заболевания. ПХБ оказывают также канцерогенное влияние на организм.

Полициклические ароматические углеводороды (в том числе 3,4-бензпирен) в случае поступления в организм с питьевой водой приводят к поражению печени, почек, центральной нервной системы и системы кроветворения. Обладают канцерогенным действием.

Значительное влияние на состояние здоровья оказывают пестициды. Исследования, проведенные американскими учеными, показали, что в наибольшей степени подвергаются воздействию пестицидов семьи, проживающие на фермах. Однако наиболее восприимчивыми к неблагоприятному влиянию этих веществ являются беременные женщины и дети. Особенно значительной угрозе здоровью подвергаются те маленькие дети, которых кормят детским питанием, приготовленным с использованием питьевой водопроводной воды, загрязненной пестицидами. Поданным Национальной Академии Наук (National Academy of Sciences — NAS) США, детский организм по сравнению со взрослым в меньшей степени обладает способностью к детоксикации попавших внутрь пестицидов.

Обычно воздействие на организм пестицидов посредством окружающей среды осуществляется в течение длительного времени через питьевую воду, где эти вещества находятся в относительно низких концентрациях. По мнению американских специалистов, постоянное влияние на здоровье человека низких концентраций пестицидов еще недостаточно изучено. Однако, согласно имеющимся научным данным, это влияние проявляется неврологическими и репродуктивными нарушениями, отклонениями в росте и развитии, врожденными пороками развития, эндокринными нарушениями, раком и другими проявлениями. Американские ученые считают, что риск возникновения рака у детей возрастает в результате воздействия пестицидов.

Проведенные в США исследования указывают на вероятную взаимосвязь между содержанием триазиновых гербицидов (подобных атразину) в питьевой воде и увеличением риска возникновения рака груди и желудка. Также имеются ограниченные эпидемиологические сведения о влиянии триазиновых гербицидов на развитие рака яичников и лимфомы.

Согласно данным ЕРА, воздействие на организм атразина на уровнях, превышающих стандарты питьевой воды, в течение многолетнего периода может вызвать потерю веса, патологию сердечно-сосудистой системы, атрофию сетчатки и некоторых мышц, а также опухоли молочной железы. Установлена способность атразина даже при низких концентрациях (в сравнении со стандартами, принятыми ЕРА), вызывать хромосомные повреждения в животных клетках. Атразин и другие триазиновые гербициды приводят к эндокринным нарушениям.

Длительное воздействие на организм пестицида симазина может вызывать повреждение почек, печени и щитовидной железы, генные мутации и рак. Эпидемиологические исследования, проведенные в штате Айова, обнаружили взаимосвязь между воздействием триазиновых гербицидов через питьевую воду на матерей и задержкой у них внутриутробного развития плода, а также низким весом плода при рождении.

К гербицидам, наиболее часто встречающимся в общественных системах питьевого водоснабжения, относятся 2,4-D и дикамба. Согласно данным ЕРА, постоянное воздействие 2,4-D на уровнях выше федеральных стандартов питьевой воды, может вызывать поражение нервной системы, почек и печени. Хроническое воздействие этого пестицида на организм подавляет иммунную систему и вызывает эндокринные нарушения.

Согласно опубликованным данным, несмотря на прекращение производства в США хлорорганических пестицидов алдрина, диэлдрина и линдена, эти вещества все еще периодически обнаруживаются в питьевой воде, поскольку имеют высокую устойчивость в окружающей среде. Специалисты считают, что воздействие указанных пестицидов на организм вызывает лимфомы, лейкемию, саркому мягких тканей, нейробластому и рак поджелудочной железы, груди и легких. Так, эпидемиологическое исследование, проведенное в штате Айова, обнаружило распространение лимфомы в районах использования воды рек, загрязненных диэлдрином.

Американскими исследователями недостаточно изучено длительное влияние низких концентраций фосфорорганических инсектицидов (алахлора, метолахлора) в случае их присутствия в питьевой воде на здоровье человека. В тоже время предполагается возможность влияния этих веществ на возникновение рака, пороков развития новорожденных и неврологических расстройств.

Специалистами доказана опасность для здоровья продуктов трансформации химических соединений, особенно высокотоксичных и широко распространенных. К ним относится хлор, который при реагентной обработке воды на водопроводах вместе с гуминовыми веществами может образовывать хлорорганические вещества: хлороформ, четыреххлористый углерод, дихлорэтан, трихлорэтилен, бромхлорэтан, дихлорбромметан и другие. Изучено вредное влияние на организм тригалометанов (ТГМ) и диоксинов, образующихся в процессе хлорирования воды.

Тригалометаны (ТГМ) образуются в воде при ее хлорировании вследствие взаимодействия активного хлора с алифатическими углеводородами. Общетоксическое действие ТГМ проявляется поражением печени и почек, нейротоксическими и кардиотоксическими эффектами. Хлороформу и бромдихлорметану свойственно канцерогенное действие. ПДК тригалометанов в воде — 0,1 мг/л, хлороформа — 0,06 мг/л, дибромхлорметана — 0,01 мг/л и тетрахлор-углерода — 0,002 мг/л.

В теплую погоду на водопроводных очистных сооружениях для уничтожения бактерий приходится усиливать хлорирование воды, что приводит к увеличению, в том числе иногда с превышением допустимой нормы, концентраций тригалометанов в питьевой воде в этот период. Согласно опубликованным данным, такие случаи были зарегистрированы в столице США Вашингтоне.

Диоксины: тетрахлордибензодиоксины (ТХДД) и дибензофураны (ТХДФ) образуются в случае хлорирования воды, содержащей фенолы, гуминовые кислоты и лигнины, а также могут поступать со сточными водами химических предприятий. Диоксины вызывают поражение печени, почек, центральной нервной системы, нарушение жирового и углеводного обменов. Эти вещества являются канцерогенами.

Несмотря на произошедшую в Украине в 1986 г. аварию на Чернобыльской АЭС и загрязнение водных источников, а также питьевой воды радиоактивными изотопами, сегодня еще нет полной картины того, какое влияние это оказало на здоровье населения. Однако имеются сведения об увеличении в регионах, особенно пострадавших от этой аварии, случаев заболевания жителей, включая детей, раком щитовидной железы.

В Новом Орлеане (США) были обнаружены онкологические заболевания, которые связывали с использованием загрязненной воды реки Миссисипи.

В Израиле в источниках питьевой воды содержатся металлы (свинец, никель, мышьяк и др.), представляющие опасность для здоровья населения. Иногда в подземные источники воды и затем в питьевую воду попадают продукты распада горючего, промышленные отходы, побочные продукты дезинфекции и т.д.

Имеются сведения о результатах исследований, проведенных в США и других странах мира, из которых следует, что дети примерно в 50 раз более чувствительны, чем взрослые к канцерогенным веществам, содержащимся в воде.

В Соединенных Штатах Америки Агентство Токсических Веществ и Регистратура Болезней (Agency Toxic Substances and Disase Registry — ATSDR) опубликовало «Повествование об истории воздействия» с оценкой индивидуального риска возникновения рака под влиянием употребления питьевой воды, загрязненной химическими веществами, и других факторов

Согласно данным американских исследователей, опасно для здоровья не только употребление для питья недостаточно очищенной воды, но и купание в ней. Это связано с тем, что во время приема душа или ванны человек вдыхает пары горячей воды, содержащие вредные химические вещества, которые при этом поступают в легкие. Кроме того, нельзя не учитывать отрицательное воздействие вредных химических веществ, содержащихся в воде, на организм человека через кожу в процессе купания

Человечество в последние десятилетия синтезировало не менее 4 млн. различных химических веществ, часть которых при неосторожном обращении могут оказаться в питьевой воде пусть даже в самых минимальных концентрациях, которые, тем не менее, станут вредными для здоровья живущих сегодня людей или отрицательно отразятся на здоровье последующих поколений. Поэтому обеспечение населения доброкачественной в химическом отношении питьевой водой является важнейшей мировой проблемой современности.