Влияние минерального состава питьевой воды на здоровье населения

Федеральное Агентство по Образованию РФ

ГОУ ВПО Алтайский Государственный Университет

Биологический факультет

Кафедра биохимии и биотехнологии

В лияние минерального состава питьевой воды на здоровье населения

Барнаул - 2010

Введение

В воде зародилась жизнь, вышла из нее, постепенно заселив сушу и воздух. Без воды немыслима жизнь на планете Земля, немыслима жизнедеятельность человека. Именно доступность и незаменимость воды обусловила ее широкое применение в быту, промышленности и сельском хозяйстве, медицине - во всех сферах человеческой деятельности.

Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека констатирует низкое качество питьевой воды в России (Токарева. 2000). Около 19% проб воды из водопроводной сети не соответствует требованиям нормативов по санитарно-химическим и около 8% - по бактериологическим показателям. (Оноприенко, 2008; Пригун, Краснов, 2004).

С водой человек получает до 25% суточной потребности химических веществ. Вода оказывает огромное влияние на здоровье человека. Воздействие водного фактора на здоровье населения постоянно подтверждается более чем столетней практикой водоснабжения.

Выявление и устранение возможного неблагоприятного влияния химического состава питьевой воды на организм являются важными факторами сохранения здоровья населения (Крашенина, 2004; Морозова, Авдеева, 2006). Значительный вклад в суточную дозу минеральных элементов вносит питьевая вода, т.к. с ней человек может получить до 20 % суточной дозы кальция, до 25% магния, до 50-80% фтора, до 50% йода (Рахманин и др. 2006).

Проблема недостаточного качества питьевой воды, как и её объективно существующие причины и их последствия для здоровья, высоко актуальны для всех стран в мире (Ерофеев, 2006).

Цель исследования: Выявление взаимосвязи между концентрацией минеральных элементов, содержащихся в питьевой воде на уровень заболеваемости населения Краснощековского района.

Задачи исследования:

1. Изучить особенности минерального состава питьевой воды Краснощековского района Алтайского края.

2. Проанализировать сведения о классах и видах заболеваний, зарегистрированных у больных, проживающих в Краснощековском районе.

3. Изучить взаимосвязь между минеральным составом питьевой воды и характером заболеваний у жителей Краснощековского района Алтайского края.

Глава 1. Влияние минерального состава питьевой воды на состояние здоровья человека

Минеральный состав воды интересен тем, что отражает результат взаимодействия воды, как физической фазы и среды жизни, с другими фазами (средами): твердой - береговыми и подстилающими, а также почвообразующими минералами и породами; газообразной - воздушной средой и минеральными компонентами. Кроме того, минеральный состав воды обусловлен целым рядом протекающим в разных средах физико-химических и физических процессов: растворения и кристаллизации; испарения и конденсации; седиментации и всплывания. Большое влияние на минеральный состав воды поверхностных водоёмов оказывают, протекающие в атмосфере и в других средах, химические реакции с участием соединений азота, углерода, кислорода, серы и др. ( Горелова, 2002).

1.1 Влияние жесткости питьевой воды на здоровье населения

Имеются данные об обратной корреляции между показателями смертности от сердечно-сосудистых заболеваний и жесткостью воды. Также с высокой жесткостью напрямую связывают образование камней в почках, отмечено, что связь имеет местный экзогенный характер (Nardi etc. 2003; Sauvant, Pepin, 2004; Всемирная Организация Здравоохранения, 1986; Канатникова ,2009; Коковкин и др. 2008; Мазаев,1999). При проведении исследования о влиянии жесткости питьевой воды на здоровье населения г. Омска были установлены отрицательные корреляционные связи между жесткостью питьевой воды и наличием заболеваний органов дыхания, пищеварения и костно-мышечной системы, положительные корреляционные связи между жесткостью и заболеваениями нервной, мочеполовой систем (Веселова и др. 1999; Ерофеев, 2006; Крашенина, 2006).

1.2 Характеристика минеральных элементов в питьевой воде

Железо

Главными источниками соединений железа в природных водах являются процессы химического выветривания и растворения горных пород. Железо реагирует с содержащимися в природных водах минеральными и органическими веществами, образуя сложный комплекс соединений, находящихся в воде в растворенном, коллоидном и взвешенном состоянии (www.water.ru). Значительные количества железа поступают с подземным стоком и со сточными водами предприятий металлургической, металлообрабатывающей, текстильной, лакокрасочной промышленности и с сельскохозяйственными стоками. В питьевой воде железо может присутствовать также вследствие применения на муниципальных станциях очистки воды железосодержащих коагулянтов, либо из-за коррозии "черных" (изготовленных из чугуна или стали) водопроводных труб. По органолептическим признакам предел содержания железа в воде практически повсеместно установлен на уровне 0.3 мг/л (а по нормам Европейского Союза даже 0.2 мг/л). Здесь необходимо подчеркнуть, что это ограничение именно по органолептическим соображениям. По показаниям вредности для здоровья такой параметр не установлен (Касапчук, 2001). Присутствие железа в воде крайне нежелательно. Избыточное железо (более 0,3 мг/л) накапливается в организме человека и разрушает печень, иммунную систему, увеличивая риск инфаркта, вызывает аллергические реакции, негативно влияет на репродуктивную функцию организма (Бержец, 2003; Борзунова, 2007; Сулькина, 2005).

Высокий уровень железа в питьевой воде повышает риск развития дефицита цинка и тяжелых форм атопического дерматита (Шарова, 2003).

Железо относится к числу эссенциальных (жизненно важных) для человека микроэлементов, участвуя в процессах кроветворения, внутриклеточного обмена и регулирования окислительно-восстановительных процессов (Мосин, 2003).

Наличие в воде хлоридов природного происхождения более 350 мг/л придает ей солоноватый привкус и приводит к нарушению пищеварительной системы у людей (Рылова, 2005). Хлорирование воды - обработка воды хлором и его соединениями. Наиболее распространённый способ обеззараживания питьевой воды; основан на способности свободного хлора и его соединений угнетать ферментные системы микробов, катализирующие окислительно-восстановительные процессы. (www.aquaexpert.ru)

Употребление хлорированной питьевой воды вдвое превышает риск заболевания раком желчного пузыря. Среди населения, потребляющего хлорированную питьевую воду, были выявлены случаи рака пищевода, прямой кишки, молочной железы, гортани, заболевания печени. Риск поражения раком среди потребителей хлорированной воды на 93% выше потребляющих нехлорированную воду (Бержец, 2003; Лебедева и др. 2005; Онищенко и др, 2002).

Обычно в тонне питьевой воды содержится 0,2 мг фтора. В результате накопления фтора в почве повышается его содержание в питьевой воде и в растениях, что неблагоприятно сказывается на здоровье населения (Рахманин и др. 2001).

При систематическом использовании воды, содержащей избыточные количества фтора, у населения развивается эндемический флюороз. Отмечается характерное поражение зубов (крапчатость эмали), нарушение процессов окостенения скелета, истощение организма. В тяжелых случаях отмечаются генерализованный остеосклероз или диффузный остеопороз костного аппарата (Liang Chaoke etc. 2002; Борзунова и др. 2007; Околелова и др. 2008; Рылова, 2005). Избыточные количества фтора снижают обмен фосфора и кальция в костной ткани, нарушают углеводный, белковый и другие обменные процессы, угнетают тканевое дыхание и пр. Фтор является нейротропным ядом (происходит снижение подвижности нервных процессов). Если избыток фтора вызывает эндемический флюороз, то дефицит этого микроэлемента (меньше 0,5 мг/л) в сочетании с другими факторами (нерациональное питание, неблагоприятные условия труда и быта) вызывает кариес зубов. ПДК фтора в питьевой воде, лимитируемые по санитарно-токсикологическому признаку вредности не должны превышать 0,7 - 1,5 мг/л (Wang Bin-bin etc. 2005; Сартакова, Горелова, 2002; Руководство по контролю качества воды, 1986).

Марганец

Марганец относится к группе биотиков. В природных водах содержание его не превышает десятых долей миллиграмма на литр (гигиенический норматив марганца в питьевой воде, установленный по органолептическому показателю, не должен превышать 0,1 мг/л). При хроническом отравлении марганцем в перинатальный период происходит усиление процесса гемолиза эритроцитов (Мазаев, 1999; Мосин, 2003).

Однако конкуренция марганца с железом на всех стадиях его утилизации приводит к снижению скорости созревания эритроцитов и как следствие этого к гемолизу несформировавшихся клеток. Ретикулоцитоз сопровождается гемолитической анемией. Марганец усугубляет протекание физиологической желтухи, делая её более продолжительной и более выраженной. Внутрипечёночное холестатическое действие марганца обусловленное ингибированием одной из стадий утилизации билирубина, ещё больше усугубляет ситуацию. Избыток марганца опасен: его накопление в организме может привести к тяжелейшему заболеванию - болезни Паркинсона (Белякова 1998; Ревич и др. 2003).

В настоящее время установлена достоверная зависимость между повышением допустимого уровня марганца и увеличением числа болезней костно-мышечной и мочеполовой систем, осложнений беременности и родов. Повышенные концентрации марганца способствуют развитию аллергических реакций, болезней кожи и подкожной клетчатки, увеличивают риск развития болезней крови (Борзунова ,2007; Коковкин, 2007; Онищенко, 2006).

В природных водах высокая концентрация цинка встречается редко. Биологическая роль цинка двоякая и не до конца выяснена. Установлено, что цинк - обязательный компонент фермента карбоангидразы, содержащийся в эритроцитах. Также было показано, что цинк играет известную роль в метаболизме нуклеиновых кислот и белка. Одну из теорий возникновения сахарного диабета также связывают с недостатком цинка в организме (оказывается, что цинк участвует в депонировании инсулина в везикулы и в выведении этих везикул за пределы клетки). Такие клинические симптомы, как подавление иммунной системы, увеличение уязвимости к инфекциям, депрессии, угнетение роста и полового развития, связывают с хроническим дефицитом цинка (Моисеенко, 2006; Рылова, 2003). Цинк может попадать в питьевую воду из оцинкованных труб из-за повышенного содержания агрессивной углекислоты. Повышенное содержание цинка приводит к заболеваниям двигательного аппарата, расстройству деятельности желудка (Коковкин, 2008; Свирин, 2009).

Селен - необходимый микроэлемент для организма человека; он участвует во многих биохимических процессах, в том числе специфических белков. Селен, содержащийся в питеьвой воде имеет природное происхождение. При высоком содержании селена в питьевой воде нарушаются формирование эмали зубов и кальциевый обмен, страдают функции печени (Мазаев, 1999).

Есть свидетельства, что дефицит селена может внести свой вклад в развитие болезней сердечнососудистойсистемы, гипотиреоза, ослабленной иммунной системы (Гармс, Беккер, 2006).

Верхний допустимый предел концентрации селена как в Европейских стандартах питьевой воды, так и в Международных составлял 0,01 мг/л (Всемирная Организация Здравоохранения, 1986).

Сульфаты

Значительные количества сульфатов поступают в водоемы в процессе отмирания организмов и окисления наземных и водных веществ растительного и животного происхождения и с подземным стоком. В речных водах и водах пресных озер содержание сульфатов часто колеблется от 5-10 до 60 мг/л, в дождевых водах - от одного до 110 мг/л воды. В подземных водах содержание сульфатов нередко достигает значительно более высоких величин. Сульфаты поступают в организм человека с пищей, водой, респираторным путем. При приеме внутрь они оказывают тормозящее действие на желудочную секрецию. Токсическое действие на детей проявляется при длительном употреблении воды с содержанием сульфатов в концентрации 600-1000 мг/л или 21 мг/кг массы тела. Наличие в воде сульфатов более 500 мг/л придает ей солоноватый привкус и приводит к нарушению работы пищеварительной системы у людей. Высокое содержание сульфатов в питьевой воде определяет повышенный уровень заболеваемости желче- и мочекаменной болезнью, заболеваемость сердечнососудистой системы (Веселова, 1999; Литвицкий, 2003; Рылова, 2005).

Нитраты

Нитраты содержатся главным образом в поверхностных водах. Нитраты в концентрации более 20 мг/л оказывают токсическое действие на организм человека. Постоянное употребление воды с повышенным содержанием нитратов приводит к заболеваниям крови, сердечнососудистой системы, мочекаменной болезни. Причиной повышенного содержания нитратов в питьевой воде является химическое загрязнение. Под воздействием нитратов, попадающих в питьевую воду, в концентрации, превышающей 45 мг/л, возникает заболевание водно-нитратной метгемоглобинемией, т.е. увеличением содержания в крови метгемоглобина, проявляющейся в виде отравления (Гацева, Гопина, 2003; Коковкин, 2008). и артезианские воды.

В 22 районах Алтайского края природный солевой состав подземных вод характеризуется высокой минерализацией. На этих территориях регистрируются показатели, существенно превышающие российские и краевые по уровню заболеваемости населения мочекаменной, желчекаменной, гипертонической болезнью, злокачественными новообразованиями.

В настоящее время нуждается в модернизации большинство систем коммунального водоснабжения, 190 населенных пунктов не имеют никаких систем водоснабжения (население пользуется питьевой водой из шахтных колодцев и мелких скважин), 285 населенных пунктов в сельской местности не имеют достаточных по качеству водоисточников. Подземные воды, используемые для питьевых целей, в ряде населенных пунктов не соответствуют требованиям санитарных правил и нормативов, необходимо внедрение современных способов обеззараживания и дезинфекции питьевой воды (www.advis.ru).

Глава 2. Материалы и методы исследования

2.1 Материалы для исследования

Мной для исследования были выбраны Алейский Краснощековский районы. Питьевая вода этих районов отличается повышенной степенью минерализации. Отбор проб питьевой воды был произведен в 2008 году из водоисточников, расположенных непосредственно в населенных пунктах Краснощековского района.

Определение состава питьевой воды проводили в филиале ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии Краснощековского района на базе ЦРБ» в с.Краснощеково. Качественные показатели воды в Алейского района были получены в 2008 и взяты как готовый материал для исследовательской работы.

Анализ воды проводился проводится в соответствии с СанПиНом (СанПиН 2.1.4.11074-01) по следующим показателям: общая жесткость, массовая концентрация аммиака, нитратов, нитритов, хлоридов, сульфатов, железа, кальция, магния, фтора, мышьяка, меди, цинка, свинца, марганца, кадмия, селена, ртути, кобальта, никеля. Для исследования были взяты следующие показатели: общая жесткость; массовая концентрация нитратов, хлоридов, сульфатов, железа, цинка, марганца и селена.

2.2 Контингент испытуемых

Для анализа уровня заболеваемости были взяты сведения о числе заболеваний, зарегистрированных у больных, проживающих в районе обслуживания лечебного учреждения районной больницы с.Краснощеково и алейской городской больницы №1 г.Алейска

Для анализа были выбраны данные по следующим заболеваниям:

Таблица 1. Уровень заболеваемости в Краснощековском районе (в сравнении с Алейским районом по данным «крайстата» на 2009г)