Лекція №7. Вплив вмісту деяких речовин на якість води.

План:

1. Вплив вмісту неорганічних речовин на якість води;

2. Вплив вмісту органічних речовин на якість води.

1. Вплив вмісту неорганічних речовин на якість води.

Санітарними нормами та правилами всі показники якості води розділено на групи небезпечності. Деякі з них впливають лише на зміну органолептичних показників якості води, але їх надмірний вміст може призвести до певних порушень функцій організму. Найбільш небезпечні речовини віднесено до ІІ групи. Небезпека потрапляння таких речовин через воду у організм людини полягає у тому, що їх вплив на організм людини найбільш різноманітний і несе в собі небезпечні наслідки. Найбільш небезпечним фактором впливу речовин ІІ групи є властивість адитивності (накопичення) і виводяться з організму до декількох років.

Залізо. З причини широкої різноманітності джерел попадання заліза в воду, сьогодні його вміст у ній найчастіше перевищує допустимі норми. Цей метал вкрай негативно впливає на якість рідини: свіжо налита вода, до складу якої входить залізо, перший час дуже прозора, але вже через пару хвилин залізо починає взаємодіяти з киснем, який знаходяться в повітрі, і окислюватися. У підсумку вода набуває непривабливого бурого кольору і характерний металевий присмак. Використовувати таку воду не можна не тільки для пиття і приготування їжі, але навіть для побутових потреб.

Залізо повинно бути присутнім в організмі людини. Норма його змісту – до 4-5 грам. Організм людини накопичує залізо в селезінці і печінці. Якщо виникає його дефіцит – ці органи просто направляють залізо в необхідну зону. На жаль, саме властивості організму накопичувати даний мікроелемент і може принести людині значної шкоди. Якщо у воді, яку він вживає, міститься надлишок заліза, воно буде все одно накопичуватися в печінці, нирках, селезінці та підшлунковій залозі. Цей процес неможливо зупинити, так як в організму немає «точки насичення». У підсумку виникає надлишок заліза, що створює додаткове навантаження на всі органи і викликає в них незворотні патологічні процеси.

Хлориди – група хімічних сполук, солі соляної кислоти HCl.

Іонні хлориди – тверді кристалічні речовини з високими температурами плавлення, що проявляють основні властивості; ковалентні – гази, рідини або легкоплавкі тверді речовини, що мають характерні кислотні властивості. Хлориди з проміжною іонно-ковалентного природою зв'язку проявляють, відповідно, амфотерні властивості. Більшість хлоридів металів добре розчиняються у воді.

Наявність хлоридів у воді спричиняє зміну кольору води, зниження показника її прозорості, появу неприємного запаху та смаку. Велику небезпеку несе вода, в якій концентрація хлоридів перевищує встановлені допустимі норми.

Хлорована вода погано впливає на стравохід і шлунок, сприяє підвищенню тиску, загострення астми, атеросклерозу та ішемії серця. Викликає шкірні роздратування, алергії. За даними вчених Колумбійського університету (США), у тих, хто вживає хлоровану воду, на 44% збільшується ризик захворювання на рак шлунково-кишкового тракту і сечового міхура.

Нітрати – це частина добрив (наприклад, калійна або аміачна селітра). Дощ змиває ці самі нітрати з полів у ріки, озера, підземні води. Інше джерело забруднення води нітратами – стічні води міст і тваринницьких ферм.

Потрапляючи в організм, нітрати перетворюються в нітрити. А нітрити вже з'єднуються з гемоглобіном, який переносить кисень від легенів до тканин. Зв'язавшись з гемоглобіном, нітрати роблять його неактивним. Такий неактивний гемоглобін не здатний з'єднуватися з киснем. В результаті чого, настає кисневе голодування всіх органів. Обмін речовин частково переходить на безкисневий шлях, виділяється багато молочної кислоти (яка викликає біль у м'язах – як після дуже сильного фізичного навантаження). Кисневе голодування клітин і тканин призводить так само до зниження кількості білка, падіння синтезу вітамінів – починається авітаміноз. Оскільки кисень потрібен при роботі щитовидної залози, то в організмі знижується кількість йоду, що призводить до збільшення щитовидної залози (зоб).

Алюміній – відноситься до групи легких металів. Найбільш поширений метал і третій за поширеністю хімічний елемент в земній корі (після кисню і кремнію). У питну воду потрапляє з підземних вод, вод річок та ін. Найбільш розповсюджений шлях потрапляння алюмінія у воду при проходженні технічної очистки води від домішок за допомогою сульфату алюмінію. За таких умов домішки коагулюють, а алюміній залишається у воді.

Численні дослідження вчених доводять, що накопичуючись в організмі, алюміній:

- умертвляє клітини мозку (паралізує центральну нервову систему, викликає тремтіння голови і судоми), призводячи до хвороби Альцгеймера

- викликає анемію і артрит (у хворих на артрит алюмінію в крові в п'ять разів більше, ніж у здорових),

- пригнічує вироблення шлункових і слинних ферментів,

- сприяє розвитку остеопорозу (крихкості кісток) і рахіту.

Кадмій. У природних умовах кадмій потрапляє в підземні води внаслідок вилуговування руд кольорових металів, а також у результаті розкладання водних рослин і організмів, здатних його накопичувати. В останні десятиліття превалюючим стає антропогенний фактор забруднення кадмієм природних вод. Стоки рудообогатітельних фабрик, заводів з виробництва кольорових металів, хімічних та інших промислових підприємств вносять в наш час основний внесок у скиди кадмію в природу. За деякими даними у світі щорічно в навколишнє середовище викидається близько 5000 т кадмію.

Кадмій присутній у воді у розчиненому вигляді (сульфат, хлорид, нітрат кадмію) і завислому вигляді у складі органо-мінеральних комплексів. На вміст кадмію у воді істотний вплив робить pH середовища (у лужному середовищі кадмій випадає в осад у вигляді гідроксиду), а також сорбційні процеси.

Кадмій – один із найбільш токсичних важких металів. Як і багато інші важкі метали, кадмій має виразну тенденцію до накопичення в організмі - період його напіввиведення становить 10-35 років. До 50 років його загальна вагова зміст в тілі людини може досягати 30-50 мг. Головним "сховищем" кадмію в організмі служать бруньки (30-60% усієї кількості) і печінка (20-25%). Решті кадмій знаходиться у підшлунковій залозі, селезінці, трубчастих кістках, інших органах і тканинах. В основному кадмій знаходиться в організмі у зв'язаному стані – в комплексі з білком-металлотіонеіном (є, таким чином природним захистом організму, за останніми даними альфа-2 глобулін також пов'язує кадмій), і в такому вигляді він менш токсичний, хоча і далеко не нешкідливий. Навіть "пов'язаний" кадмій, накопичуючись роками здатний привести до неприємностей зі здоров'ям, зокрема до порушення роботи нирок і підвищеної ймовірності утворення ниркових каменів. До того ж частина кадмію залишається в більш токсичною іонній формі. Кадмій хімічно дуже близький до цинку і здатний заміщати його в біохімічних реакціях, наприклад, виступати як псевдоактіватор або, навпаки, інгібітор містять цинк білків і ферментів (а їх в організмі людини більше двохсот). Кадмій є також антагоністом кальцію і заліза і здатний заміщати ці елементи, наприклад, кальцій в кістковій тканині. Тому нестача в організмі цинку, заліза і кальцію може призвести до 2-3 кратного підвищення засвоюваності кадмію з шлунково-кишкового тракту (до 15-20%).

Кремній. Нині існує багато літературних джерел та інформації щодо очищення води кремнієм та його користі у воді. Дійсно, вміст кремнію у воді сприяє кращому її збереженню, надає бактерицидних властивостей та ін. Для очищення води кремнієм застосовують метод відстоювання.

Але такий корисний елемент має і недоліки. Маючи пористу мікроструктуру, кремній вбирає в себе продукти розпаду гербіцидів, пестицидів, радіонуклідів та інших не менш шкідливих і небезпечних для здоров'я залишків сучасної агрохімії. І все це потрапляє через воду в організм.

Миш'як – це забруднююча речовина підземних вод, яке можна знайти в багатьох регіонах світу. За своєю кількістю в земній корі він знаходиться на 20 місці, а за кількістю в тілі людини – на 12.

Навіть у малих концентраціях він токсичний для людей. Однак розчинність миш'яку у воді настільки мала, що його присутність у воді зазвичай пов'язане з розробкою родовищ або з металургійними процесами в районі водоскиду; крім того, миш'як може потрапити у воду разом з поверхневими стоками з сільськогосподарських площ, на яких у якості промислових отрут використовувалися речовини, що містять миш'як.

Миш'як може існувати у воді в двох формах: тривалентний миш'як, відомий як As³⁺, і п’ятивалентного миш'як, відомий як As⁵⁺. Ці речовини вибірково діють на нервові закінчення слизових оболонок – головним чином оболонки верхніх дихальних шляхів. Викликає загальне отруєння організму.

Якщо у питній воді вміст молібдену перевищує 0,25 мг / л, то тривалий її вживання може призвести до розвитку молібденового ги-пермікроелементоза (молібденоза), який клінічно подібний подагрі. Добова потреба дорослої людини в молібдені становить 0,1-0,3 мг. Він входить до складу ферменту ксантиноксидази, який бере участь в пуринового обмінів, окислюючи ксантин і гіпоксантин до сечової кислоти. Тривале надходження значних кількостей молібдену в організм людини, що проживає в ендемічних щодо молібдену регіонах, призводить до синтезу надлишкових кількостей ксантиноксидази. Це посилює утворення та накопичення сечової кислоти в тканинах, зокрема в синовіальних оболонках суглобів, хрящах і сухожиллях. Відкладення уратів в суглобах є причиною виникнення молібденової подагри (хвороби Ковальського). З метою попередження розвитку цієї хвороби вміст молібдену в питній воді не повинен перевищувати 0,25 мг / л.

Високі концентрації свинцю (1-20 мг/л) найчастіше обумовлені використанням свинцевих труб і резервуарів в системах водопроводу. Природні води в районах залягання поліметалічних копалин також можуть містити свинець в небезпечних концентраціях. Свинець, як і інші важкі метали, блокує сульфгідрильні групи тіолових ферментів. Найбільший вплив він робить на гідратазу дельта-амінолевулінової кислоти, що гальмує синтез протопорфірину і в підсумку гемоглобіну. Хронічна інтоксикація свинцем водного походження розвивається повільно. Допустима добова доза свинцю для дорослої людини – до 0,007 мг/кг, що при масі тіла 60 кг становить
0,42 мг/добу, або 3 мг/тиждень. Безпечними для здоров'я вважаються концентрації свинцю у воді до 0,03 мг/л, що і відображено в державному стандарті на питну водопровідну воду.

Срібло – це важкий метал. Срібло (як і золото) – клітинний отрута, ксенобіотик: іони срібла заміщають іони мікроелементів у ферментах, наприклад (Со), відповідальних за метаболізм і розмноження. Це призводить до порушення функції клітини і до її загибелі.

Постійне вживання срібла навіть у малих дозах може викликати хронічне захворювання, пов'язане з підвищеним вмістом срібла в організмі – аргирія (аргентоз, аргіроз). ГДК (гранично допустима концентрація) для срібла 50 мкг/л, майже як у свинцю.

З точки зору застосування срібла для дезінфекції питної води в системах водопідготовки цей метод нічим не відрізняється від використання в тих же цілях хлорування, йодування, бромування та інших хімічних методів знезараження. При виборі фільтруючих систем слід віддавати перевагу тим, у яких срібло надійно закріплене у волокнах іонообмінного матеріалу, у якому катіони срібла пригнічують розвиток бактерій, але покинути фільтр не можуть, не вимиваються і не потрапляють в очищену воду.

Використання срібла як бактерицид – в будь-якій концентрації – у воді, призначеної для дитячого харчування, заборонено законодавством. Колоїдне срібло нерідко пропагується в якості універсальних ліків від усіх хвороб. Між тим, американське Управління з продуктів і ліків (FDA) не рекомендує цей засіб для лікування захворювань. За даними FDA, колоїдне срібло не тільки неефективно, але й може викликати серйозні побічні ефекти.

2. Вплив вмісту органічних речовин на якість води.

Формальдегід – безбарвний газ з різким гострим запахом, який має найвищу токсичність. Його у великій кількості використовують на підприємствах меблевої, медичної, лісової промисловості, він обов'язковий компонент пластмас і ДСП. Власне, саме ці види промислових підприємств є головним джерелом надходження формальдегіду у воду. Най

В дощовій воді його концентрація складає 0,01 мг/м3 і вище. Це дуже багато, і цей показник буває навіть вище в промислових зонах та великих містах. Ще одне джерело формальдегіду – бензиновий транспорт.

Формальдегід – харчова добавка групи консервантів. На даний час його застосування у харчовій промисловості заборонено.

Формальдегід може викликати утворення ракових пухлин. При частому контакті можливе утворення ракових захворювань носоглотки. Але все ж дані про те, що формальдегід дійсно викликає утворення злоякісних пухлин повністю не доведено. За деякими даними відомо, що ця речовина може викликати лейкемію.

При хлоруванні питної водопровідної води органічні речовини, завжди присутні в поверхневій воді, під дією активного хлору перетворюються в хлорорганічні, зокрема, в тріхлорметан (хлороформ), яким прийнято у фільмах змочувати хустки і присипляти жертву; чотирихлористий вуглець – добре розчиняє жир і нафтопродукти на одязі і використовується в хімчистках спільно з три і тетрахлоретіленом теж, виявленими у воді після хлорування; ді і трихлорфенолом та інші речовини, що володіють канцерогенними і мутагенними властивостями.

І якщо сам активний хлор швидко випаровується з води, то ці речовини залишаються в ній надовго, і самі по собі з води не підуть. Необхідна доочищення питної води.

Але не слід впадати в паніку – в зазвичай вміст цих речовин у воді не викликає гострого отруєння. Потенційний ризик для здоров'я відносять до віддалених наслідків хронічного отруєння.

На жаль, треба завжди оцінювати шкоду, яка нанесена мікробна інфекція (воду хлорують для знезараження) та шкоду від попадання хлорорганічних речовин в організм людини.

Хлороформ має канцерогенну активність, тобто при тривалому споживанні води з вмістом хлороформу більше допустимих норм викликає утворення ракових пухлин.

Ряд онкоепідеміологіческіх досліджень, проведених, США і Німеччиною, дозволяє припустити існування взаємозв'язку між захворюваністю населення окремими формами ракових захворювань і вмістом в питній воді хлорорганічних сполук, і перш за все зустрічається найбільш часто і в найбільшої концентрації - хлороформу.

У США отримані дані, що свідчать про наявність статистично достовірної зв'язку між концентрацією хлорорганіки в питній воді і частотою випадків захворювання та смертності від раку сечового міхура, шкіри, шлунково-кишкового тракту та інших органів.

Поліакриламід (ПАМ) є твердим склоподібним речовиною, легко поглинає воду, швидкість адсорбції варіюється в залежності від похідних іонів. Поліакриламід розчиняється у воді і органічних сольвент, таких як оцтова кислота, гліколі, гліцерин і аміни. Поліакриламід розкладається при тривалому впливі високої температури. Температура розкладання більше 200 градусів за Цельсієм. Поліакриламід може бути карбонизовані в чорний порошок при впливі температури в 210 градусів Цельсія без кисню. Поліакриламід може бути проведений у чотирьох серіях: неіонний, катіонний, аніонний та змішаний катіонно-аніонний.

Поліакриламід є важливим водорозчинним з'єднанням з властивостями флоккуляции, згущене, блокіратора зниження диспергування і т.д. Ці властивості варіюються залежно від похідних іонів. Полакріламід широко використовується в області нафтовидобутку, в гірничодобувній промисловості, металургії, в хімічному виробництві, целюлозно-паперовому виробництві, рафінуванні цукру, фармацевтиці, захисту навколишнього середовища, будівельних матеріалах і сільському господарстві.

Поліакриламід сам по собі не є токсичним, може заподіяти шкоду шлунку при адсорбції 0,005 поліакриламіду. Залишки речовини отруйні. Строго контролюйте дозування при використанні в харчових цілях. Уникайте вологості при зберіганні та транспортуванні.

Дата добавления: 2015-07-07