Значение воды для человека

Вода играет чрезвычайно важную роль в жизни человека, животного и растительного мира, и природы в целом. Дееспособность всех живых клеток связана с присутствием воды. Рассматривая значение воды для человека, мы находим, что его организм – это совокупность водных растворов, коллоидов, суспензий и других сложных по составу водных систем.

Вода доставляет в клетки организма питательные вещества (витамины, минеральные соли) и уносит отходы жизнедеятельности (шлаки). Кроме того, вода участвует в процессе терморегуляции (потоотделение) и в процессе дыхания (человек может дышать абсолютно сухим воздухом, но не долго) Для нормальной работы всех систем человеку необходимо как минимум 1,5 литра воды в день.

Таким образом, вода необходима для жизнедеятельности; количество ее, выделяемое жизненными процессами, должно вновь пополняться. Поэтому первостепенным вопросом нашего питания является постоянное возмещение воды путем введения в организм в свободном виде и как составную часть пищи. Ни одна из естественных вод не обладает составом Н2О. Благодаря успехам аналитической химии в природных водах, используемых в питьевом водоснабжении, обнаружено более 80 элементов периодической системы Д.И. Менделеева. В связи с этим воду следует рассматривать как сложную систему, включающую растворенные, коллоидные и взвешенные химические компоненты, биологические живые объекты, продукты их обмена и отмирания. Обладая свойствами универсального растворителя, вода постоянно несет большое количество самых различных ионов, состав и соотношение которых определяется условиями формирования воды источника, составом водовмещающих пород.

Естественные воды делят на следующие группы:

Рассмотрим подробнее особенности вод каждой из упомянутых групп.

Атмосферная вода непрерывно (даже в морозы) испаряется с открытых водных поверхностей: рек, озер, морей, с поверхности влажной почвы и проч., и при известных условиях вновь возвращается на землю в виде атмосферных осадков: дождя, снега, града и т.п. Примерно половина этой воды вновь поступает в атмосферу путем испарения, а из другой половины часть стекает по поверхности земли в ручьи, реки, озера, а другая более значительная, просачивается в почву, давая начало грунтовым водам.

Часть выпавшей из атмосферы воды течет по поверхности земли, пока не достигнет больших водных бассейнов: озер, морей. На этом пути воды, называемые поверхностными, обогащаются различными веществами, состав и количество которых зависит от геологического характера местности (тип почвы) и других разнообразных условий.

Важно отметить, что речная вода не только обогащается растворенными веществами, но нередко и теряет их. Например, часть углекислоты улетучивается, вследствие этого выпадают кальций, магний и железо, содержавшиеся ранее в виде солей. Часто наблюдается так называемый эффект самоочищения рек, когда под влиянием солнечного света и кислорода воздуха происходит разложение органических веществ и гибель микроорганизмов.

В озерной воде, в виду большой поверхности испарения,общее содержание растворенных веществ выше, чем в речной. Очень чистой водой обладают горные озера.Значительная часть атмосферной воды просачивается в почву и дает начало грунтовым водам. Пожалуй, именно грунтовые воды играют наиболее важную роль для человека, поскольку они выступают на земную поверхность естественно в виде ключей или искусственно добываются человеком с помощью колодцев и скважин. Состав грунтовых вод еще разнообразнее, чем речных и меняется в широких границах.

Как общее правило можно принять, что грунтовые воды, прошедшие мелкопористые, а также легко изменяемые породы, богаты растворенными минеральными веществами и содержат мало органических веществ и бактерий.

Близость колодцев друг к другу и приблизительно одинаковая их глубина далеко не всегда могут служить гарантией сходства состава их вод.

Состав естественных вод зависит от климата и времени года. Большое влияние на состав природных вод оказывает техногенный фактор – поступление в водные объекты промышленных и бытовых сточных вод, сток с сельскохозяйственных полей.

Проблемы качества питьевой воды

Проблема качества питьевой воды затрагивает очень многие стороны жизни человеческого общества в течение всей истории его существования. В настоящее время питьевая вода - это проблема социальная, политическая, медицинская, географическая, а также инженерная и экономическая. Понятие "питьевая вода" сформировалось относительно недавно и его можно найти в законах и правовых актах, посвященных питьевому водоснабжению.

Питьевая вода - вода, отвечающая по своему качеству в естественном состоянии или после обработки (очистки, обеззараживания) установленным нормативным требованиям и предназначенная для питьевых и бытовых нужд человека либо для производства пищевой продукции. Речь идет о требованиях к совокупности свойств и состава воды, при которых она не оказывает неблагоприятного влияния на здоровье человека как при употреблении внутрь, так и при использовании в гигиенических целях, а также при производстве пищевой продукции.

С 1 января 2002 года в России введен в действие нормативный правовой акт - Санитарные правила и нормы "Питьевая вода Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества" - СанПиН 2.1.4.1074-01. В основе гигиенических требований к качеству воды для питьевых и бытовых нужд лежит принцип безопасности в эпидемиологическом отношении, безвредности по химическому составу и благоприятности по органолептическим свойствам.

В качестве источников водоснабжения используются городской, поселковый водопроводы, и подземные воды (скважины, колодцы). Как правило, для того, чтобы вода соответствовала требованиям СанПиН, необходимо проводить процедуру её очистки.

В последние десятилетия в результате интенсивного антропогенного воздействия заметно изменился химический состав не только поверхностных, но и подземных вод. Несмотря на относительную высокую защищенность (по сравнению с поверхностными) от загрязнения, в них уже обнаруживаются свинец, хром, ртуть, медь, цинк, др. Естественно, что концентрация тяжелых металлов в подземных водах возрастает на территории близ больших городов и промышленных центров.

В настоящее время потребители воды сталкиваются с определенными трудностями. Так, в лаборатории по анализу воды для питьевых и бытовых целей обращаются с такими вопросами:

·         почему вода имеет неприятные запах и привкус?

·         почему вода мутная и желтого цвета?

·         почему водонагревательные приборы покрыты густым желтым (белым) налетом?

·         почему при использовании воды (водопроводной, скважинной, колодезной) возникает зуд на кожных покровах?

Анализ проб воды по ряду химических и микробиологических показателей дает ответы на эти и другие вопросы.

Лаборатории по анализу питьевой воды централизованного и нецентрализованного водоснабжения уже сегодня четко определяют тенденцию роста случаев обнаружения в водах из скважин нитратов, фосфатов, что свидетельствует о выбросе в водоносные слои минеральных и органических удобрений. В колодезных водах обнаруживаются фосфаты, азот аммонийный, что говорит о попадании в источник азотных, фосфорных и органических удобрений.

В настоящее время, возможно, в связи с применением минеральных удобрений (суперфосфат), содержащих значительные примеси фторидов, возросли концентрации фторид-ионов не только в поверхностных, но и в подземных водах.

Очень часто исследуемые пробы вод характеризуются содержанием железа и солей жесткости, значительно превышающим оптимальный физиологический уровень и, следовательно, санитарно-гигиенические нормативы. Железо в водной среде присутствует чаще всего в форме бикарбоната, закиси, сульфида. В силу гидрохимических закономерностей в подземных водах железо встречается в различных соотношениях с марганцем.

В последние годы наметилась тенденция обнаружения сероводорода и сульфидов в водах, как следствие загрязнения воды органическими соединениями и серобактериями.

В скважинных водах Москвы и области нередки случаи обнаружения нефти и нефтепродуктов, которые попадают в воду в процессе бурения и вследствие проникновения в неглубокие водоносные слои бензина и дизельного топлива с автозаправочных станций или закачивания под землю производственных отходов.

Кроме того, потребитель может сталкиваться с проблемой микробиологический безопасности воды - ведь даже вода из подземных источников может содержать единичные клетки патогенных микроорганизмов, но основную угрозу представляет вода, вторично загрязняемая микробами при нарушении герметичности водопроводной сети.

В воде источников водоснабжения обнаруживаются несколько тысяч органических веществ разных химических классов и групп. Органические соединения природного происхождения - гуминовые вещества, различные амины, др., которые способны изменять органолептические свойства воды.

При оценке качества воды, предназначенной для питьевых целей, согласно СанПиН 2.1.4.1074-01, проводят химический анализ по очень большой номенклатуре показателей, среди которых наиболее востребованны заказчиком: цветность, мутность, содержание железа, марганца, меди, общая жесткость, перманганатная окисляемость, рН, содержание нитратов, фосфатов, хлоридов, сульфатов, фторидов, гидрокарбонатов. Среди показателей микробиологической безопасности: "общее микробное число" и "термотолерантные колиформные бактерии".

По результатам анализа оценивается состав воды по технологическим

Последствия отрицательных свойств воды

Питьевой считается вода, пригодная к употреблению внутрь и отвечающая критериям качества – то есть вода безопасная и приятная на вкус.

Российские СанПин определяют предельно допустимые концентрации содержания в воде веществ. Вода необходима для жизни, а некачественная вода является одной из главных причин заболеваемости в мире. Она выступает как фактор передачи среди людей патогенных микроорганизмов – возбудителей кишечных инфекций; с водой передаются холера, брюшной тиф, дизентерия, гепатит и др. заболевания. Загрязнение воды может быть и химическим. При этом последствия употребления такой воды могут наступить как немедленно, так и через несколько лет.

Опыт работы нашей лаборатории по анализу качества воды показал, что к наиболее распространенным загрязнителям воды Московской области (или точнее компонентам, содержание которых превышает нормативы) можно отнести железо, марганец, сульфиды, фториды, соли кальция и магния, органические соединения, др.

Какие же отрицательные свойства воде могут придавать те или иные компоненты в случае их содержания выше нормативов? Так, содержащееся в воде железо (более 0,3 мг/л) в виде гидрокарбонатов, сульфатов, хлоридов, органических комплексных соединений или в виде высокодисперсной взвеси придает воде неприятную красно-коричневую окраску, ухудшает ее вкус, вызывает развитие железобактерий, отложение осадка в трубах и их засорение. При употреблении для питья воды с содержанием железа выше норматива человек рискует приобрести различные заболевания печени, аллергические реакции.

Повышенное содержание марганца в воде приводит к появлению пятен на сантехническом оборудовании и белье, а также неприятного привкуса напитков. Присутствие марганца в питьевой воде выше 0,1 мг/л может вызывать накопление отложений в системе распределения. Даже при концентрации 0,02 мг/л марганец часто образует пленку на трубах, которая отслаивается в виде черного осадка. Но самое опасное то, что марганец оказывает мутагенное действие на человека. Содержание в воде катионов кальция и магния сообщает воде так называемую жесткость. Жесткость воды выражается в мг-экв/л (моль/ м куб или грудусах). Оптимальный физиологический уровень жесткости составляет 3,0-3,5 мг-экв/л. Жесткость выше 4,5 мг-экв/л приводит к интенсивному накоплению осадка в системе водоснабжения и на сантехнике, мешает работе бытовых приборов. Согласно инструкции по эксплуатации бытовой техники жесткость воды не должна превышать 1,5-2,0 мг-экв/л. Постоянное употребление внутрь воды с повышенной жесткостью приводит к накоплению солей в организме и, в конечном итоге, к заболеваниям суставов (артриты, полиартриты), к образованию камней в почках, желчном и мочевом пузырях.

Существует такой показатель как перманганатная окисляемость (норматив 5 мг О2/л), который характеризует наличие в воде органических (бензин, керосин, фенолы, пестициды, ксилолы, бензол, толуол) и окисляемых неорганических веществ (соли железа (2+), нитриты, сероводород). Органические вещества, обуславливающие повышенное значение перманганатной окисляемости, отрицательно влияют на печень, почки, репродуктивную функцию, а также на центральную нервную и иммунную системы человека. Вода, имеющая перманганатную окисляемость выше 2 мг О2/л, медиками к употреблению не рекомендуется.

Наличие в воде сульфидов (сероводорода) придает воде неприятный запах, интенсифицирует процесс коррозии трубопроводов и вызывает их зарастание вследствие развития серобактерий. Сульфиды оказывают на человека токсическое действие и вызывают раздражение кожи. Сероводород ядовит для живых организмов.

Фтор является активным в биологическом отношении микроэлементом, содержание которого в питьевой воде должно быть в пределах 0,7-1,5 мг/л. Если содержание фтора ниже указанного, то возможно развитие кариеса, а если выше, то флюороза зубов.

Токсичность вышеназванных компонентов не настолько велика, чтобы вызвать острое отравление, но при длительном употреблении воды, содержащей упомянутые вещества в концентрация выше нормативных, может развиться хроническая интоксикация, приводящая в итоге к той или иной патологии. Следует учитывать также, что токсическое воздействие веществ может проявляться не только при поступлении их с водой внутрь, но и при всасывании через кожу в процессе гигиенических (душ, ванна) или оздоровительных (плавательные бассейны) процедур.

Таким образом, чтобы ответить на вопрос о пригодности воды для питья и бытовых нужд необходимо оценить образец как минимум по вышеуказанным параметрам.