Нормирование водопользования

Для решения проблемы обеспечения населения и отраслей эконо­мики водой требуемого качества необходимо решить вопросы оптималь­ного нормирования водопользования. Характерная особенность нормирования водопотребления — его отраслевая направленность. Отраслевые нормативы — это предельно допустимые для данной отрасли показатели, рассчитываемые в настоя­щее время на средние условия производства, а в перспективе — на прогрессивные технологии передовых предприятий.

Нормирование качества воды водного объекта состоит в определе­нии совокупности допустимых значений показателей состава и свойств воды, в пределах которых надежно обеспечиваются охрана здоровья населения, благоприятные условия водопользования и экологическое благополучие самого водного объекта. Нормы качества поверхност­ных вод устанавливаются для хозяйственно-питьевого, коммунально-бытового и рыбохозяйственного водопользования.

Под качеством понимается характеристика состава и свойств воды, определяющих ее пригодность для конкретных видов водопользова­ния.

Допустимая степень снижения качества поверхностных вод опре­деляется требованиями к составу и свойствам воды и предельно до­пустимыми концентрациями (ПДК) веществ в воде водных объектов в соответствии с видом водопользования.

При несоответствии воды ГОСТ 2874-82 «Вода питьевая» возни­кает необходимость улучшения ее качества. Способы и методы обра­ботки воды на водопроводной станции так же, как и состав сооруже­ний по водоочистке, зависят от свойств воды источника. Под улучше­нием качества воды понимают комплекс мероприятий, направленных на осветление (устранение мутности воды), обесцвечивание (устране­ние цветности воды) и обеззараживание (освобождение воды от пато­генных микроорганизмов). В отдельных случаях прибегают к исполь­зованию специальных методов обработки воды: опреснению, умягче­нию, обезжелезиванию, фторированию и т. д.

Очистка в широком экологическом понимании — это удаление из какой-либо среды появившихся в ней новых, обычно нехарактерных для нее физических, химических или биологических агентов либо сни­жение их концентрации или интенсивности до естественного среднемноголетнего уровня. Возможны три качественных состояния среды:

1) происходит самоочищение среды; искусственная очист­ка, если она применяется, происходит с высокой эффективностью;

2) среда не справляется с происходящим загрязнением; ис­кусственная очистка неэффективна или малоэффективна; качество среды ниже естественного уровня;

3) в среде не происходит заметных качественных изменений; естественные процессы самоочищения предотвращают загрязнение; искусственная очистка обеспечивает восстановление качества среды.

4. ПОЧВА КАК ФАКТОР СРЕДЫ ОБИТАНИЯ

Почва — это природное образование, состоящее из свя­занных между собой горизонтов, формирующихся в результате преоб­разования поверхностных слоев литосферы под действием воды, возду­ха и живых организмов. Почва состоит из твердой, жидкой (почвенный раствор), газообразной и живой (почвенная флора и фауна) частей.

Каждая почва включает минеральные, органические и органоминеральные комплексы соединений, а также почвенные растворы, поч­венный воздух и почвенные микроорганизмы.

Как один из факторов окружающей среды почва и подстилающие ее горные породы (грунт) оказывают большое влияние на здоровье людей и санитарные условия жизни населения.

Одной из постоянных частей является почвенная влага. Гигиени­ческое значение почвенной влаги состоит в том, что все химические вещества, а также биологические загрязнители почвы (яйца гельмин­тов, простейшие, бактерии, вирусы) могут мигрировать в почве толь­ко с почвенной влагой. Кроме того, все химические и биохимические процессы, протекающие в почве, в том числе процессы самоочище­ния почвы от органических соединений, осуществляются в водных растворах.

Другой постоянной частью почвы является воздух. Гигиеническое значение почвенного воздуха состоит в том, что отклонение от его ес­тественного состава может явиться показателем загрязнения почвы.

Почва, являясь элементом биосферы Земли, формирует химиче­ский состав потребляемых человеком продуктов питания, питьевой воды и отчасти атмосферного воздуха; этот состав зависит от естест­венной химической природы почв, а также качества и количества вно­симых в почву экзогенных химических веществ. Описаны случаи от­равления людей и животных, употребляющих фитомассу, выращен­ную на земельных участках эндемических районов и содержащую повышенные концентрации некоторых химических веществ. Так, рас­тения, произрастающие на щелочных почвах (США, Канада, Ирлан­дия) с высоким содержанием селена, могут накапливать его в количе­ствах до 5000мг/кг. Высокая концентрация селена в растительных продуктах является причиной возникновения «щелочной болезни» скота (селеновый токсикоз), отравлений людей и массовой гибели сель­скохозяйственных животных.

В настоящее время, кроме естественных эндемических почвенных регионов, появились искусственные биогеохимические районы и про­винции. Их появление связано с использованием разнообразных пес­тицидов, минеральных удобрений, стимуляторов роста растений и пр., а также с поступлением в почву промышленных выбросов, сточных вод и отходов, содержащих химические вещества, относящиеся к раз­ным классам опасности.

В искусственных геохимических провинциях отмечается повыше­ние уровня заболеваемости, иногда врожденные уродства и аномалии развития, нарушения физического и психофизического развития детей.

Помимо отдаленных последствий, в искусственных геохимических провинциях наблюдаются случаи не только хронических, но и острых отравлений при проведении работ на сельскохозяйственных полях, огородах, садах, обработанных пестицидами, а также на земельных угодьях, загрязненных экзогенными химическими веществами, содер­жащимися в атмосферных выбросах промышленных предприятий.

Поступление в почву ртути даже в незначительных количествах оказывает большое влияние на ее биологические свойства. Повышенное содержание ртути в почве населен­ных мест оказывает неблагоприятное воздействие на организм чело­века: наблюдается увеличение частоты заболеваний нервной и эндо­кринной систем, мочеполовых органов.

Свинец. При повышенном содержании его в почве у населения наблюдаются патологические изменения со стороны кро­ветворной и репродуктивной систем, органов внутренней секреции, а также отмечается учащение случаев злокачественных новообразова­ний. К микроэлементам, повышенное содержание которых в почве вызывает неблагоприятные последствия, относятся бор, ванадий, тал­лий, вольфрам и др.

Роль почвы в передаче инфекционных заболеваний

Особое гигиеническое значение почвы связано с опасностью пе­редачи человеку возбудителей различных инфекционных заболева­ний. Несмотря на антагонизм почвенной микрофлоры, в ней дли­тельное время способны сохраняться жизнеспособными и вирулент­ными возбудители многих инфекционных заболеваний. В течение этого времени они могут загрязнять подземные водоисточники и за­ражать человека.

Длительно сохраняются в почве не только патогенные бактерии, но и ви­русы. Также в почве длительно (20­25 лет) сохраняются споры патогенных микроорганизмов: столбнячной палоч­ки, возбудители газовой гангрены, бо­тулизма и сибирской язвы. Через за­грязненную почву передаются возбудители острых инфекционных желудочно-кишечных заболеваний, лептоспирозов, бруцеллеза, туляремии, сибирской язвы, туберкулеза, гельминтозов, инфекционного гепатита, энтеровирусных, а также не­которых аденовирусных заболеваний.

Наиболее простой путь заражения — через руки, загрязненные инфицированной почвой. С поч­венной пылью могут распространяться возбудители ряда других ин­фекционных болезней (микробактерии туберкулеза, вирусы полио­миелита, Коксаки и др.) Почва играет эпидемическую роль в распро­странении гельминтов. Уровень загрязнения почвы органически­ми веществами является косвенным показателем эпидемической опас­ности почвы.

Процессы самоочищения почвы

Попавшие в почву со сточными водами или твердыми отходами органические вещества, содержащие белки, жиры, углеводы и про­дукты их обмена, подвергаются распаду вплоть до образования неор­ганических веществ — это процесс минерализации. Параллельно в почве происходит процесс синтеза из органических веществ нового сложного органического вещества почвы, получившего название гу­муса. Процесс синтеза почвенного вещества называется гумификаци­ей, а оба биохимических процесса (минерализации и гумификации), направленные на восстановление первоначального состояния почвы, получили название процесса самоочищения почвы.

Если в почве обезвреживание органического вещества в основном осуществляется путем биохимических процессов минерализации, нит­рификации, денитрификации и лишь незначительно за счет твердых отбросов, осадка сточных вод и активного ила в искусственных соору­жениях осуществляется главным образом за счет процессов гумифи­кации при участии термофильных микроорганизмов. Схематично про­цесс гумификации представлен на рис. 8.9.

Все названные выше почвенные процессы имеют большое сани­тарно-гигиеническое значение. Они лежат в основе широко исполь­зуемых методов почвенного обезвреживания нечистот и отбросов, в частности биотермического.

Санитарная охрана почвы

Санитарная охрана почвы относится к числу важнейших гигиени­ческих задач санитарно-эпидемиологической службы. К числу основ­ных мероприятий по санитарной охране почвы можно отнести сле­дующие.

1. Законодательные, организационные и административные меро­приятия.

2. Технологические мероприятия, направленные на создание без­отходных и малоотходных технологических схем производства, умень­шающих и снижающих до минимума образование отходов.

3. Санитарно-технические мероприятия по сбору, удалению, обез­вреживанию и утилизации отходов, загрязняющих почву (санитар­ная очистка населенных мест).

4. Планировочные мероприятия, касающиеся научного обоснова­ния и соблюдения величин санитарно-защитных зон между очистны­ми сооружениями и жилыми зданиями, местами водозабора, выбора схем движения автотранспорта, выбора земельных участков под очи­стные сооружения.

5. Разработка гигиенических нормативов для оценки санитарного состояния почвы при поступлении в нее органических, биологических (патогенные и условно-патогенные вирусы, бактерии, простейшие, яйца гельминтов) и химических (пестициды, тяжелые металлы, бензапирен и др.) загрязнителей. В настоящее время утверждено несколь­ко десятков ПДК вредных веществ в почве.

ПРОДУКТЫ ПИТАНИЯ

Пища наряду с такими важными компонентами, как белки, углеводы, аминокислоты, витамины, жиры и другие вещест­ва, содержит большое количество различных по химической струк­туре соединений, представляющих потенциальную опасность для здоровья. В связи с повсеместным загрязнением окружающей сре­ды наличие токсикантов в пищевых продуктах — весьма актуаль­ная проблема.

Контаминанты пищевых продуктов (естественные и антропоген­ные) представляют наибольшую опасность для здоровья человека. К подобным загрязнителям химического происхождения относятся: металлы (ртуть, свинец, хром, мышьяк, кадмий и т. д.), пестициды и продукты их деградации и метаболизма (в частности хлорорганические и фосфорорганические), радиоизотопы (цезий-137, стронций-90, йод-131), нитриты и нитраты, асбест, соединения фтора, селен, полихлорированные соединения, стимуляторы роста растений и сельско­хозяйственных животных и т. д.

Среди контаминантов биологического происхождения выделяют бактериальные токсины (клостридии ботулизма, стафилококки), це­лый спектр микотоксинов (афлатоксины, охратоксины, трихотецены, патулин, стеригматоцистин, цитринин ит. п.), токсины одноклеточ­ных и многоклеточных водорослей.

Остановимся лишь на двух важных аспектах проблемы — за­грязнении пищевых продуктов в результате химизации животновод­ства и использовании пищевых добавок.

В кормах для животных белковый и аминокислотный дефицит восполняется добавлением отходов пищевой промышленности (рыб­ная мука, гидролизаты субпродуктов), кормовыми дрожжами, под­солнечными шротами и т. п., а также добавлением премиксов, содер­жащих биологически активные вещества (витамины, гормоны, фер­менты), ростоускорители, антибиотики, сульфаниламиды. Наряду с этим в состав кормовых рационов могут попадать такие антропоген­ные загрязнители, как пестициды, диоксины, полихлорированные бифенилы и трифенилы, нитриты, нитраты, микотоксины и другие опасные для здоровья вещества.

Для стимуляции репродуктивной функции и роста животных час­то применяют гормональные препараты — тиреостатики, половые гор­моны, их синтетические аналоги и анаболические стероиды, фитогормоны. Часть из них быстро метаболизируется в организме и потому не представляет собой очевидной опасности для человека, но остаточные количества в мясе и молоке других (например, диэтилстильбестрола) могут оказывать негативные эффекты на потребителей этих живот­ных продуктов. Продуктивность животноводства увеличивают азот­содержащие кормовые добавки — белково-витаминный концентрат (БВК), дрожжевые, бактериальные и водорослевые белки, мочевина, синтетические аминокислоты.

Поскольку БВК производится на парафинах нефти, то в орга­низм могут попадать неутилизированные углеводороды, в частности бензапирен, а также липиды, не свойственные традиционным продук­там питания, и микотоксины. В продуктах животного происхождения весьма нередко обнаруживаются и пестициды, которые попадают в мясо, молоко, яйца как с кормами, так и в результате обработки сель­скохозяйственных животных и птицы. Хлорорганические пестициды накапливаются в тканях и органах и могут сохраняться в них продол­жительное время, а фосфорорганические пестициды, являясь фермент­ными ядами, могут длительно циркулировать в организме. Для про­филактики ряда заболеваний сельскохозяйственных животных при­меняют различные лекарственные препараты.

Скандальную известность в Германии получила история нелегаль­ного использования сердечных средств — бета-блокаторов. Известно, что домашние свиньи из-за близкородственного скрещивания склон­ны к стрессам и развитию инфарктов. Поэтому им вводили бета-блокаторы при транспортировке с фермы на бойню для предупреждения гибели от инфаркта. Эти лекарственные средства, обладающие рядом отрицательных побочных эффектов, через свинину попадали в орга­низм человека.

Также негативное влияние на людей могут оказывать остаточные количества антибиотиков как в результате прямого токсического дей­ствия, так и путем вызывания аллергических реакций или развития устойчивых к антибиотикам штаммов микроорганизмов. В последнем случае попытки лечения человека такими антибиотиками окажутся безуспешными. Эта проблема относительно новая, последствия вне­дрения химизации в животноводство, особенно отдаленные эффекты, пока изучены недостаточно.

Пищевые добавки люди стали применять с незапамятных вре­мен, в частности поваренную соль, винный уксус, пряности, сахароподобные вещества. В основном пищевые добавки представляют со­бой химические вещества природного или синтетического происхож­дения, которые вносят в продукты питания с целью улучшения качества, придания приятого вкуса, запаха или цвета, увеличения сроков хранения ит.д.

В нашей стране в отношении пищевых добавок действует эколо­гически оправданный принцип — «запрещено все, что не разреше­но». Так, среди синтетических красителей применяются лишь два — индигокармин и тартразин, в то время как в мире используется до­вольно большое их количество. Часть из них обладает аллергенными, мутагенными или канцерогенными свойствами. То же относится и к консервантам, эмульгаторам, стабилизаторам, осветлителям, подсла­стителям.

В связи с тем, что сегодня отечественный рынок наполняется про­дуктами иностранного производства, содержащими самые разнооб­разные пищевые добавки и не всегда удовлетворительного качества, очень важно знать негативные свойства этих добавок. Последние, со­гласно требованиям ФАО/ВОЗ, отражены в маркировке продуктов. Французскими специалистами из Исследовательского центра Hospital-Villejuif составлен перечень вредных для здоровья веществ, при­меняемых для окрашивания и консервирования пищевых продуктов. Согласно этому списку агенты, обозначенные на этикетках продуктов как Е102, Е110, Е120, Е124, Е127 классифицированы как «опасные» (Е123 — «очень опасный»), к «запрещенным» отнесены Е103, Е105, Е111, Е121, Е125, Е126, Е130, Е152; канцерогенными считаются Е130, Е142, Е210, Е211, Е212, Е213, Е214, Е215, Е216, Е217, Е240, Е330; вызывающими расстройство кишечника— Е221, Е222, Е223, Е224, Е226; вызывающими расстройство желудка — Е338, Е339, Е340, Е341, Е407, Е450, Е461, Е462, Е463, Е465, Е466; нарушения кровяного дав­ления вызывают препараты Е250, Е251; кожные заболевания возни­кают при применении Е230, Е231, Е232, Е233, а «подозрительными» считаются Е104, Е122, Е141, Е150, Е171, Е173, Е180, Е241, Е467.

Заключение

В окружающей среде содержится множество экологически опасных факторов самого различного происхождения, которые прямо или косвенно оказывают влияние на существование всего живого на Земле. Воздух, которым мы дышим, вода, которую мы пьем, почва, плодами которой мы пользуемся, пища, которую мы едим, составляют среду обитания, определяющую качество жизни самого человека.

Большинство экологических опасностей — продукт антропоген­ной деятельности, результат научно необоснованной экологической политики общества. Необходима разработка всеобъемлющей сверхдолговремен­ной стратегии природопользования, направленной на оздоровление человека и условий его жизни — локальных, национальных, регио­нальных и глобальных — с учетом физико-географических и социо-экономо-географических особенностей в этих пространственных гра­ницах.