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.