Вода и здоровье населения (стр. 4 из 10)
Пронизанные кровеносными капиллярами клеточные оболочки полупроницаемы. Это значит, что для жидкостей и мельчайших молекул путь свободен, а для более крупных молекул и растворенных в жидкостях твердых веществ – нет. Процесс проникновения жидкости и мелких молекул сквозь эти полупроницаемые барьеры называется осмосом, а поддерживаемый с его помощью баланс – осмотическим давлением. Весь обмен питательных веществ и продуктов жизнедеятельности, т. е. Сама основа равновесного состояния живого организма, обеспечивается с помощью этого давления.
Оптимальный баланс содержания солей в крови и тканях имеет огромное значение для организма человека. Благодаря этому поддерживается необходимое осмотическое давление и не допускается всасывание избыточной жидкости из крови в клетки. Когда во время болезни или в жару человек сильно потеет, его кровь теряет соли, и если эту потерю быстро не восполнить с пищей, то концентрация солей в тканях становится выше, чем в крови.
Как результат, осмотическое давление в клетках повышается, и вода из крови переходит в тканевые жидкости и клетки. И вот клетки уже заполнены до краев, а организм тем временем испытывает острый дефицит внеклеточной жидкости. При значительном обезвоживании плазмы крови у больного может случиться шок, который нередко становиться следствием перегрева или сильной кровопотери.
Концентрация солей в жидкостях организма контролируется почками под воздействием антидиуретического гормона АДГ. Этот гормон вырабатывается гипофизом по команде гипоталамуса, управляющего чувством жажды.
Когда в ткани или клетки просачивается слишком большое количество воды при недостаточном обратном оттоке, происходит скопление жидкости. В медицине это состояние называют отеком, или водянкой.
Чаще всего отекают руки и ноги, но от водянки не застрахованы и другие органы. Одной из форм лечения отека является прием диуретических средств, которые побуждают почки выводить из организма соль, а вместе с ней и избыток воды. Отек возникает в результате различных заболеваний, но может быть и следствием хронического недоедания, когда нехватка белка в крови приводит к перенасыщению тканевой жидкости избыточной водой, и тело в результате опухает. От этого отека избавляет богатая белками диета.
2. ВОДА КАК РЕСУРС И УСЛОВИЕ ЖИЗНИ.
2.1 Водные ресурсы земли.
Вода – самое распространенное вещество в природе. Она находится в свободном состоянии (океаны, моря, озера, реки, ледники), содержится в минералах, горных породах, почве и входит в состав живых организмов (50 – 90 % их массы, а в теле медузы и огурца – около 98 %). Планета Земля содержит около 16 млрд км3 воды, что составляет 0,25 % ее массы. Основная часть воды находится в глубинных зонах (мантии) Земли. По месту размещения воду разделяют на атмосферную, поверхностную и подземную[15].
Все водные источники (океаны, моря, реки, озера, водоемы, ледники, болота, атмосферные и подземные воды) входят в состав Мирового океана и образуют гидросферу планеты Земля. Большая часть поверхности планеты (около 71 %) покрыта водами Мирового океана. Общий объем воды в нем составляет 1 370 323 тыс. км3 – около 94 % всей воды планеты. Верхняя граница гидросферы проходит на высоте нижних слоев стратосферы до высоты озонового экрана (приблизительно на высоте 20 км). Вода в атмосфере находиться в парообразном состоянии и перемещается. Нижняя граница гидросферы проходит в литосфере на глубине 3 – 3,5 км от поверхности земли.
Кроме вод Мирового океана наибольшее количество воды находится в литосфере – подземные воды гидросферы (грунтовые, подгрунтовые, межпластовые безнапорные и напорные воды, воды трещин карстовых пустот). Подземные воды составляют 60 млн км3 , или 4,12 % общего объема, и находятся на различных глубинах (до нескольких сотен метров). Однако в зоне активного водообмена их содержится меньше чем 4 млн км3. В ледниках находится 24 млн км3 воды, в озерах и водохранилищах – 280 тыс. км3, в почвах – 85 тыс. км3, в атмосфере – 14 тыс. км3. Вода, находящаяся в руслах рек, составляет только 1,2 тыс. км3 (таблица 2.1)[14].
Таблица 2.1 Распределение массы воды гидросферы.
| Составляющая гидросферы | Масса воды, 1015 т | Часть суммарной массы, % |
| Мировой океанПодземные и грунтовые водыСнеголедниковые образованияОзера, прудыПочвенная влагаБолта Атмосферная влагаРеки, ручьи Всего | 13338 (1386)100 (4 - 200)26 (24 - 30)0,28 (0,18 – 0,17)0,1 (0,06 – 0,1)0,1 (0,01 – 0,1)0,00140,012 (0,002)1464,4826 | 91,3636,8281,7760,0190,00680,0680,00009550,0000820100 |
К поверхностным водам принадлежат воды океанов, морей, озер, рек, болот, ручьев и штучных озер. Океаны, моря и некоторые озера – соленые. В реках, большинства озер, прудах, штучных водохранилищах, болотах и ручьях вода пресная. Последнюю, как правило, используют для хозяйственного водообеспечения. Итак, на Земле большинство вод (почти 1.5 млрд км3) содержит значительное количество растворенных солей. К ним принадлежат воды океанов, морей, некоторых озер и большинства подземных вод вне зоны активного водообмена.
Пресная вода составляет незначительную часть гидросферы (менее 4 %). Основная масса пресной воды (до 77 %) находится в снего-ледниковом покрове[5]. Распределение воды в гидросфере достаточно неравномерно, про это свидетельствуют данные таблицы 2.1.
Наибольшие запасы пресной воды сосредоточены в снего-ледниковых покровах Антарктиды, Гренландии и Арктики. Вода в ледниках пребывает в твердом состоянии и характеризуется наименьшим содержанием солей среди известных водных источников в природе. Максимальная минерализация ледниковой воды составляет 3мг/л. Человечество, рассматривая водный баланс будущего, с надеждой смотрит на эту огромную «кладовую» пресной воды, где сосредоточено до 77 % всех запасов пресной воды нашей планеты. Уже существуют проекты буксирования айсбергов из ледников Антарктиды в Австралию, Южную Америку и другие регионы. По стоимости вода из ледников не будет превышать стоимости подземных или пресных вод.
В недрах Земли вода может существовать в жидком состоянии до глубины 5 км от поверхности, а отдельных случаях и до глубины 10 км. На большей глубине при высокой температуре вода превращается в пароводяную смесь. В критических условиях при температуре 374ºC для пресной воды и 425ºC для соленых насыщенных растворов и давлении 21,8 МПа она образует своеобразную водяную плазму, то есть исчезает отличия между паром и жидкой водой[1]. При этих условиях молекулы жидкой воды приобретают скорости молекул газа, а ее плотность приближается к плотности жидкой воды.
Подземная вода может пребывать в свободном, парообразном и физически связном состоянии. К физически связной воде обычно принадлежит крепко связная гигроскопическая вода, которая удерживается молекулярными силами на поверхности частичек породы. На больших глубинах при высоком давлении, которое достигает сотен мегапаскалей, вода выдавливается из породы и переходит в свободное состояние. К физически связной воды принадлежит также капиллярная вода, которая под действием капиллярных сил перемещается в тонких порах и трещинах.
В мировых запасах пресной воды часть подземных и грунтовых вод составляет около 22,4 %[5].
Подземные воды заполняют поры, трещины и пустоты, тесно контактируют с почвой и породами земной коры. Для них характерно слоевое размещение водоносных горизонтов (рисунок 2.1), которые отделены водонепроницаемыми пластами пород, слабая связь с атмосферой, незначительное развитие биологических процессов, бедность форм жизни, повышенные температура и давление. Все это содействует меньшему загрязнению вод нечистотами и микроорганизмами, благодаря чему они по качеству приближены к питьевым водам. Находясь на значительных и различных глубинах, они характеризуются стабильным химическим составом, содержат больше полезных для здоровья человека веществ (соединений Кальция, Йода и др.). однако и подземные воды могут загрязняться, если фильтровального слоя пород недостаточно.
Рис. 2.1. Схема залеганияподземных вод[14]:
1 – верховодка; 2 – межпластовые безнапорные воды;
3 – грунтовые воды; 4 – межпластовые напорные воды
По глубине залегания подземные воды разделяют на три зоны. Верхняя зона, глубина которой в большинстве случаев составляет 2 – 6 м (см. рисунок 2.1), но может достигать 20 – 60 и даже 300 м, имеет активный водообмен, и подвергается действию фильтрационных атмосферных осадков и в некоторой мере атмосферного воздуха.
С хозяйственно-питьевой целью используют преимущественно воду верхней зоны. Качество воды зависит от типов почв и пород, размещенных ниже. Почвы торфяно-тундровой зоны обогащают воду органическими соединениями растительного происхождения. Это относиться также и к болотным водам. Черноземы, каштановые и солончаковые почвы обуславливают появление в воде преимущественно минеральных веществ. С увеличением глубины залегания воды уменьшается число микроорганизмов и на глубине6 м и более оно равняется нулю. Слой почвы толщиной 3,5 – 4 м на полях фильтрации задерживает до 90 % микроорганизмов.
Хозяйственная деятельность человека содействует загрязнению подземных вод. На химический состав этих вод наиболее влияет интенсивное развитие промышленных городов и химизация сельского хозяйства, которое сопровождается появлением значительного количества сточных вод и газовых выбросов. При этом в атмосферу, почвы и поверхностные воды попадают различные органические и неорганические вещества. Биологическое загрязнение подземных вод обуславливают различные микроорганизмы (бактерии, вирусы и др.). Наименее безопасным является загрязнение воды болезнетворными микроорганизмами, которые могут поступать в грунтовые воды с полей фильтрации, скотных дворов, выгребных ям и т. д.