Вплив хімічного складу та мікроелементів води питної на організм людини
1. Водневий показник (рН, од рН) – це десятковий логарифм концентрації іонів водню, узятий з оберненим знаком. Для всього живого у воді мінімально можлива величина рН = 5, у питній воді допускається рН 6,0-9,0, у воді водойм господарсько – питного та культурно-побутового водокористування – 6,5-8,5. Величина рН природної води визначається, як правило, співвідношенням концентрацій гідрокарбонатних аніонів і вільного СО2.
2. Загальна жорсткість – це сукупність концентрацій іонів магнію і кальцію. У залежності від величини загальної жорсткості води розрізняють воду дуже м’яку (0 – 1,5 мг-екв/л), м’яку (1,5 – 3 мг-екв/л), середньої жорсткості (3 – 6 мг-екв/л) , жорстку (6-9 мг-екв/л), дуже жорстку (більше 9 мг-екв/л). Оптимально фізіологічний рівень жорсткості складає 3,0-3,5 мг-екв/л.
Значення жорсткої води:
• погіршуються органолептичні властивості – вода має неприємний смак;
• порушується всмоктування жирів в кишечнику в результаті утворення кальцієво-магнезіальних нерозчинних мил при омиленні жирів;
• у осіб з чутливою шкірою сприяє появі дерматитів у зв’язку з тим, що кальцієво-магнезіальні мила володіють подразнюючою дією
• існують дані, що вживання занадто жорсткої води може призводити до збільшення частоти сечокам’яної хвороби; хоча є відомості про те, що жорсткість може служити захистом від хвороб;
• при різкому переході від користування жорсткою водою до м’якої і навпаки можуть у людей спостерігатися диспептичні явища;
• псує вигляд, смак і якість чаю, який є найважливішим напоєм у населення, що стимулює шлункову секрецію і втамовує спрагу;
Є дані про те, що вживання м’якої води може бути причиною серцево-судинних захворювань.
Постійне вживання води з підвищеною жорсткістю призводить до накопичення солей в організмі і, в кінцевому підсумку, до захворювань суглобів (артрити, поліартрити), до утворення каменів у нирках, жовчному і сечовому міхурах.
3. Хлориди. Вміст хлоридів у природних водах коливається в широких межах (від часток міліграма до кількох грамів на літр) і обумовлено вимиванням солевмісних порід або скиданням у водойми промислових та побутових стічних вод. Наявність у воді хлоридів більше 350 мг/л надає їй солонуватий присмак.
Значення хлоридів:
• погіршуються органолептичні властивості – вода набуває солонуватий смак і в зв’язку з цим обмежується водоспоживання;
• впливає на водно – сольовий обмін; підвищується рівень хлоридів у крові, що призводить до зниження діурезу і перерозподілу хлоридів в органах і тканинах;
• викликають пригнічення шлункової секреції, внаслідок чого порушується процес перетравлення їжі;
• є дані про те, що хлориди надають гіпертензивний ефект і у людей, страждаючих гіпертонічною хворобою вживання води з підвищеним вмістом хлоридів може викликати погіршення перебігу захворювання;
• є показником забруднення підземних та поверхневих вододжерел, так як хлориди містяться в стічних водах і фізіологічних виділеннях людини.
4. Сульфати. Вміст сульфатів в природних водах коливається в широких межах (від часток міліграма до кількох грамів на літр) і обумовлено вимиванням солевмісних порід або скиданням у водойми промислових та побутових стічних вод. Наявність у воді сульфатів більше 500 мг/л надає їй солонуватий присмак і призводить до порушення роботи травної системи у людей.
Значення сульфатів:
• сульфати погано всмоктуються з кишечника людини. Вони повільно проникають через клітинні мембрани і швидко виводяться через нирки. Сульфат магнію діє як проносне в концентрації вище 100 мг/л, приводячи до очищення ШКТ. Такий ефект виникає у людей, що вперше використовують воду з високим вмістом сульфатів (при переїзді на нове місце проживання, де вживають сульфатну воду). З часом людина адаптується до такої концентрації сульфатів у воді.
• обмежується водоспоживання, так як сульфати надають воді гірко-солоний смак у концентрації понад 500 мг/л.
• несприятливо впливають на шлункову секрецію, що призводить до порушення процесів перетравлення і всмоктування їжі.
• є показником забруднення поверхневих вод виробничими стічними водами і підземних вод водами верхніх водоносних горизонтів.
5. Нітрати. Нітрати містяться головним чином у поверхневих водах. Нітрати в концентрації більше 20 мг/л роблять токсичну дію на організм людини. Значення нітратів, нітритів:
• викликають розвиток «водно-нітратної метгемоглобінемії» за рахунок окислення нітритами гемоглобіну в метгемоглобін. В основному це захворювання виникає у дітей. Найчастіше причиною захворювання було використання в якості джерела води приватних колодязів з мікробіологічним забрудненням (у них відсутні водорості, активно споживають нітрати). Захворювання характеризується розвитком задишки, ціанозу, тахікардії, судом.
6. Сульфіди. (сірководень) Зустрічаються в основному в підземних джерелах води, утворюючись в результаті процесів відновлення і розкладання деяких мінеральних солей (гіпсу, сірчаного колчедану тощо). У поверхневих водах сірководень майже не зустрічається, тому що легко окислюється. Поява його в поверхневих джерелах може бути наслідком протікання гнильних процесів або скидання неочищених стічних вод. Наявність у воді сірководню надає їй неприємний запах, інтенсифікує процес корозії трубопроводів і викликає їх заростання унаслідок розвитку сіркобактерий.
7. Залізо. Вміст заліза у воді вище нормативу сприяє накопиченню осаду в системі водопостачання, інтенсивному фарбуванню сантехнічного обладнання. Залізо надає воді неприємного червоно-коричневе забарвлення, погіршує її смак, викликає розвиток залізобактерій, відкладення осаду в трубах і їх засмічення. Ці обростання вдруге погіршують органолептичні властивості води за рахунок слизоутворення, властивого залізобактеріям. Високий вміст заліза у воді призводить до несприятливого впливу на шкіру, може позначитися на морфологічному складі крові, сприяє виникненню алергічних реакцій.
8. Марганець. За даними ВООЗ, вміст марганцю в питній воді до 0,5 мг / л не призводить до порушення здоров’я людини. Проте присутність марганцю в таких концентраціях може бути неприйнятним для водоспоживачів, оскільки вода має металевий присмак і забарвлює тканини при пранні. Присутність марганцю в питній воді може викликати накопичення відкладень у системі розподілу. Навіть при концентрації 0,02 мг / л марганець часто утворює плівку на трубах, яка відшаровується у вигляді чорного осаду.
9. Окислюваність перманганатна. Загальна концентрація кисню, що відповідає кількості іона перманганату (MnO-4), який використовується при обробці даними окислювачем проби води. Характеризує міру наявності у воді органічних і окислюються неорганічних речовин. Цей параметр в основному призначений для оцінки якості водопровідної води. Значення перманганатної окислюваності вище 2 мгО2/ л свідчить про вміст у воді легко окислююваних органічних сполук, багато з яких негативно впливають на печінку, нирки, репродуктивну функцію організму. При знезараженні такої води хлоруванням утворюються хлорвуглеводнів, значно більш шкідливі для здоров’я населення (наприклад, хлорфенол).
10. Амоній (за NH +4) (азот амонійний). Кінцевий продукт розкладання білкових речовин-аміак. Наявність у воді аміаку рослинного або мінерального походження не небезпечно в санітарному відношенні. Якщо ж аміак утворюється в результаті розкладання білка стічних вод, така вода непридатна для пиття. Перевищення в питній воді ГДК за вмістом амонію може свідчити про попадання фекальних стоків або органічних добрив на джерело. За даними ВООЗ, зміст амонію не повинен перевищувати 0,5 мг / л. Постійний прийом всередину води з підвищеним вмістом амонію викликає хронічний ацидоз і зміни в тканинах. Крім того, аміак (у вигляді газу) дратує кон’юнктиву очей і слизові оболонки.
11. Сухий залишок. Мінералізація води характеризується двома аналітично обумовленими показниками – сухим залишком і жорсткістю. Сухий залишок визначається термогравіметричні методом (випарювання проби води на водяній бані і висушування чашки при 105 ° С. У процесі обробки з проби видаляються леткі компоненти та речовини, що розкладаються з утворенням летких компонентів.
Вода з підвищеним вмістом мінеральних солей непридатна для пиття, так як має солоний або гірко – солоний смак, а її вживання в залежності від складу солей призводить до несприятливих фізіологічних змін в організмі:
а) сприяє перегріву в жарку погоду,
б) веде до порушення втамування спраги,
в) змінює водно-сольовий обмін за рахунок збільшення гідрофільності тканин,
г) посилює моторну і секреторну шлунка і кишечника.
Слабомінералізована вода неприємна на смак, тривале її вживання може призвести до порушення водно-сольового обміну (зменшення вмісту хлоридів в тканинах). Така вода, як правило, містить мало мікроелементів.
12. Лужність. Під загальною лужністю води мається на увазі сума у воді гідроксильних іонів ОН та аніонів слабких кислот, наприклад вугільної (НСО-3 і СО-2/3)
13. Кремній. Кремнієва кислота належить до слабких мінеральних кислот, солі яких присутні в природній воді. У деяких річках, а також в свердловинах діоксид кремнію присутня у вигляді надзвичайно дрібно диспергованих колоїдних частинок.
14. Кисень розчинений. Кисень присутній у природній воді внаслідок його розчинення при контакті води з повітрям. Концентрація розчиненого кисню різко знижується з підвищенням температури води. Так, при температурі 20° С розчинність становить 9080 мкг/кг, при 60° С – 4700 мкг/кг, при 80° С – 1500 мкг/кг.
15. Вуглекислий газ. Вуглекислий газ є у природній воді як у результаті його розчинення з повітря, так і за рахунок протікання у воді та грунті різних біохімічних процесів. Рівноважна концентрація СО2 у воді також значно знижується із зростанням температури. Так, при 20°С розчинність становить 500 мкг/кг, при 60 – 190 мкг/кг, при 80 – 100 мкг/кг. Розчинений у воді вуглекислий газ утворює вугільну кислоту СО 2 + Н2О ? Н2СО3, яка дисоціює з утворенням бікарбонатних і карбонатних іонів: Н2СО3 -> Н + + НСО-3 НСО-3-> Н + + СО-23 Співвідношення між концентраціями різних форм вугільної кислоти у воді залежить від pН і температури.
16. Хлор залишковий. З рівнем надлишкового, або так званого залишкового, хлору у воді пов’язують в даний час уявлення про надійність знезаражування. Оскільки хлорування води проводять хлором, які знаходяться у воді у вільній або пов’язаної формі, залишкові його кількості присутні у воді у вигляді вільного (хлорнуватиста кислота, гіпохлоритний іон) або пов’язаного (хлорамінового) хлору. У силу бактерицидної активності цих форм хлору різні і нормативи їх вмісту в питній воді (для вільного хлору – 0,3-0,5 мг / л, для пов’язаного – 0,8-1,2 мг / л). Всі з’єднання активного хлору мають дуже сильну бактерицидну дію, але якщо їх концентрація більше нормативів, то вони викликають роздратування шкіри, слизових оболонок, дихальних шляхів. Відомо також, що при хлоруванні води утворюється НСlO яка взаємодіє з залізом, утворюючи розчинні солі, що підвищує корозійну активність такої води.
17. Мідь та її сполуки широко поширені в природі, тому їх часто виявляють у природних водах. Концентрації міді в природних водах звичайно становлять десяті частки мг / л, у питній воді можуть збільшуватися за рахунок вимивання з матеріалів труб і арматури, особливо м’якої, активної водою. Властивості міді у воді залежать від значення рН води, концентрації в ній карбонатів, хлоридів і сульфатів. Мідь додає воді неприємний терпкий присмак у низьких концентраціях (більше 1,0 мг/л).
18. Алюміній Високі концентрації алюмінію в природній воді зустрічаються нечасто і залежать від багатьох факторів (рН, наявності та концентрації комплексоутворювачів, окислювально – відновний потенціал системи, забруднення промисловими стічними водами). В основному джерелом надходження алюмінію у водопровідну воду є коагулянти на основі солей алюмінію. Є відомості про нейротоксичність алюмінію, його здатності накопичуватися за певних умов в нервовій тканині, печінці і життєво важливих областях головного мозку.
19. Про небезпеку здоров’ю умісту у воді свинцю гігієністи вперше заговорили у зв’язку з масовими інтоксикаціями, що виникли під час використання на водогонах свинцевих труб. Проте підвищені концентрації свинцю могли трапитися в підземних водах. Вода вважається нешкідливої у разі, якщо вміст у ній свинцю трохи більше 0,03 мг/л.
20. Стронцій набув значного поширення у природних водах, у своїй його концентрації коливаються в межах (від 0,1 до 45 мг/л). Тривале його вступ у організмі організм призводить до функціональні зміни печінки. Разом про те довготривале вживання питної води, що містить стронцій лише на рівні 7 мг/л, бракує функціональних і морфологічних змін – у тканинах, органах й у цілісному людини. Ця величина прийнято ролі нормативу змісту стронцію для питної води.
21. Від кількості фтору у воді залежить частота захворюваності карієсом. Вважається, що фторування води ефективно для профілактики карієсу, особливо в дітей. Вміст фторидів в питній воді вище санітарних норм (трохи більше 1,5 мг/л) надає шкідливий вплив для здоров’я людини. Фтор активним в біологічному відношенні мікроелементом, зміст що його питну воду щоб уникнути карієсу чи флюорозу зубів має бути, у межах 0,7-1,5 мг/л.
22. За даними вітчизняних дослідників, вживання шахтної води, що містить 0,2-1 мг/л миш’яку, викликає розлад центральної, і особливо периферичної, нервової системи з наступного розвитку поліневритів. Нешкідливою визнана концентрація миш’яку 0,05 мг/л.
Токсичність вищезгаданих компонентів не така велика, щоб викликати гостре отруєння, але за тривалого вживання води, що містить згадані речовини в концентраціях вище нормативних, може розвинутися хронічна інтоксикація, яка веде у результаті до тій чи іншій патології.
Слід враховувати також, що токсичний вплив речовин може проявлятися і при усмоктуванні через шкіру у процесі гігієнічних (душ, ванна) чи оздоровчих (плавальні басейни) процедур.