Токсическое действие загрязнителей питьевой воды

      При свинцовом токсикозе поражаются в первую очередь органы кроветворения (анемия микроцитарная, нормохромная, морфологически не отличимая от железодефицитной анемии), нервная система (энцефалопатия и нейропатия) и почки (нефропатия). Механизм токсического действия свинца, как и других тяжелых металлов, заключается в блокировании функциональных SН-групп белков. Наиболее сильному воздействию свинца подвержена гидратаза дельта-аминолевулиновой кислоты, катализирующая процесс формирования протобилиногена и гемсинтетазы, связывающая железо в протопорфирин. Снижение активности этих ферментов — один из наиболее ранних признаков сатурнизма.

      Хроническая интоксикация свинцом (при поступлении  малых доз с продуктами питания  и водой) развивается сравнительно медленно. На ранних ее этапах может  наблюдаться лишь снижение адаптационных способностей организма и устойчивости к действию токсических, инфекционных и других патологических агентов, а также характерные биохимические сдвиги: концентрация свинца в крови превышает фоновые значения при одновременном снижении активности в крови порфобилиногенсинтазы (линейная зависимость); в моче увеличиваются концентрации дельта-аминолевулиновой кислоты и копропорфиринов.

      Позже присоединяются общая слабость, головная боль, головокружение, неприятный вкус во рту, тремор конечностей, потеря аппетита, уменьшение массы тела, запоры, боль в животе (в эпигастральной области), признаки анемии. Могут обнаруживаться диффузная дегенерация миокарда, нарушения психического развития детей, хроническая нефропатия.

      Дифференциальная диагностика отравлений свинцом должна проводиться с желудочно-кишечными заболеваниями, патологиями почек, железодефицитными состояниями.

      Свинец  и его неорганические соединения по классификации МАИР относятся  к группе 2Б (возможные канцерогены для человека).

      Отмечено, что содержание свинца в организме  человека начинает быстро нарастать, если его поступление превышает 0,3 мг/сут ФАО установила в качестве максимально допустимого поступления свинца для взрослого человека 3 мг/неделю, для детей (от 1 до 5 лет) менее 0,1 мг/сут.

      Ртуть и ее соединения, в особенности  органические, причисляют к опаснейшим, высокотоксичным веществам, аккумулирующимся в организме человека и длительно циркулирующим в биосфере. Отравление ртутью является серьезным профессиональным заболеванием с античных времен до настоящего времени. Сейчас оно приобрело иную, более опасную форму в результате антропогенного загрязнения окружающей среды в глобальном масштабе. Крайним выражением современного хронического ртутного отравления, связанного с экологической проблемой, является болезнь Минамата (отравление алкилртутью через морепродукты). Наибольшее практическое значение в экологической патологии представляет не естественное поступление ртути в окружающую среду (из горных пород), а локальное загрязнение, связанное с производственной деятельностью человека (сжигание топлива, электротехническая и целлюлозная промышленность).

      С точки зрения рассматриваемой проблемы, большой интерес представляет содержание ртути в гидросфере. Значительное количество ртути выпадает в донные отложения, где она может сохраняться десятки лет. Здесь под воздействием микроорганизмов ртутные соединения постепенно превращаются в органические (метилртуть) хорошо растворимые соединения, вторично загрязняющие воду и легко включающиеся в пищевые цепи. Гидробионты способны накапливать метилртуть в концентрациях, значительно превышающих ее содержание в воде и низшем звене трофической цепи (коэффициент концентрирования достигает 3000).

      Допустимая  суточная доза ртути составляет 0,05 мг. По данным ВОЗ признаки интоксикации метилртутью у наиболее чувствительных к ней людей проявляются тогда, когда концентрация ртути в крови превышает 150 мкг/л. Фоновое содержание ртути в крови — менее 100 мкг/л, в волосах — 10-20 мкг/г. Концентрации ртути в моче более 0,05-0,25 мкмоль/л имеют клиническое значение для диагностики микромеркуриализма при наличии соответствующей симптоматики.

      Хронические отравления ртутью (микромеркуриализм) характеризуются поражением центральной и вегетативной нервной системы, печени и выделительных органов (почек, кишечника). При этом отмечается головная боль, быстрая утомляемость, ослабление памяти, чувство беспокойства, апатия, ухудшение аппетита, снижение массы тела. При исследовании крови определяются лимфоцитоз, моноцитоз, эозинофилия, эритроцитоз и ретикулоцитоз. В дальнейшем появляются слабовыраженный тремор кистей рук и диагностируемые лабораторными методами нарушения функции печени и почек. При более тяжелом отравлении наблюдаются снижение чувствительности кожи на конечностях, парастезия вокруг губ, сужение поля зрения, атаксическая походка, расстройство эмоциональной сферы. Ртуть оказывает также гонадо- и эмбриотоксическое, тератогенное и мутагенное действие. 
 

2.6 Токсическое действие хрома, цианидов и нитратов как загрязнителей питьевой воды 

      Хром  в питьевой воде относительно редко  встречается в концентрациях, превышающих 0,05 мг/л. Однако в отдельных случаях при длительном контакте воды с хромированной водопроводной арматурой или вследствие загрязнения воды хроматами, используемых в качестве ингибиторов коррозии, содержание этого элемента может значительно превышать этот уровень. Важно подчеркнуть, что специфической токсической формой является шестивалентный хром, который оказывает повреждающее действие на почки, печень и желудочно-кишечный тракт и к тому же обладает генотоксичностью и канцерогенностью. Шестивалентный хром в естественных условиях встречается крайне редко, поскольку в такой форме он нестабилен и легко восстанавливается с образованием разнообразных, как правило, нетоксичных органических соединений. В частности, снижение или устранение мутагенной активности шестивалентного хрома под действием желудочного сока объясняется именно этим обстоятельством.

      Трехвалентный хром рассматривается как форма, эссенциальная для человека и практически нетоксичная, вероятно имеющая значение для профилактики некоторых форм диабета и атеросклероза у человека. По крайней мере, у людей, проживающих в районах, где атеросклероз встречается редко или практически отсутствует, отмечается тенденция к более высоким уровням содержания хрома в тканях, чем у жителей регионов, в которых это заболевание эндемично. В целом, отсутствуют весомые доказательства того, что при современных уровнях непрофессионального воздействия хрома существует какая-либо опасность для здоровья.

      Цианиды широко используются в промышленности, в частности при производстве акрилонитрила и метилметакрилата, а также при извлечении золота. Цианиды вступают в реакцию с некоторыми тяжелыми металлами, образуя цианометаллические комплексы, которые отличаются стабильностью в воде. Опасные для здоровья концентрации (более 100 мкг/л) цианидов в питьевой воде могут быть обнаружены лишь в экстремальных случаях, так как небольшие их количества обезвреживаются в организме. Хлорирование воды, особенно при рН выше 8,5, приводит к превращению цианидов в безвредные цианаты, которые, в конечном счете, разлагаются до углекислого газа и газообразного азота. Цианиды легко всасываются в организме, их токсическое действие проявляется быстро и характеризуется ферментативными изменениями в системе крови, приводящими к нарушению клеточного дыхания, это имеет место в случаях аварий связанных с загрязнением цианидами.

      В недавнем прошлом загрязнение питьевой воды нитратами происходило иногда в колодцах или иных источниках, расположенных в сельской местности. Неудачно построенные источники питьевой воды могли загрязняться от близко расположенных сточных ям или мест хранения удобрений, откуда в них попадали нитраты при дождевании или разведении удобрительных смесей.

      Вода, содержащая более 10 мг/л нитратов, считается  непригодной для питья в основном потому, что она может быть токсичной  для грудных детей. По-видимому, у  некоторых из них в желудке не выделяется достаточное количество кислоты, чтобы предотвратить развитие бактерий,  преобразующих нитраты в высокотоксичные нитриты. У отравившихся младенцев возникает метгемоглобинемия – болезнь, при которой эритроциты не способны переносить кислород. Бактерии, превращающие нитраты в нитриты, не могут развиваться в желудке детей старшего возраста и взрослых, поскольку их желудок уже выделяет достаточное количество кислоты. Есть данные, что витамин С в составе томатного или апельсинового сока предотвращает отравление младенцев нитратами, возможно, связывая их.  Недавно ученые пришли к выводу, что нитраты в питьевой воде могут оказаться вредными также для подростков и взрослых людей, так как в желудке из них могут образовываться нитрозосоединения. Пока не известно, происходит ли это на самом деле; однако возрастающие концентрации нитратов в неглубоко залегающих грунтовых водах (что связанно в основном с применением удобрений и загрязнением канализационными стоками) требуют повышенного внимания к предупреждениям специалистов. 
 
 
 
 
 

2.7 Токсическое действие соединений образующихся при очистке и обеззараживании питьевой воды 

            Среди органических химических веществ — загрязнителей воды особый интерес представляют те из них, которые являются побочными продуктами, образующимися при очистке и обеззараживании питьевой воды.

      Алюминий широко распространен в природе и часто обнаруживается в воде. Соли алюминия используются при очистке воды для устранения ее цветности и мутности. Присутствие алюминия в питьевой воде в концентрациях более 0,3 мг/л, как правило, свидетельствует о нарушении процессов очистки воды. Воздействие алюминия на человека осуществляется многими путями и с питьевой водой, вероятно, поступает не более 5 % от общего количества элемента, обнаруживаемого в организме.

      Алюминий  обладает низкой токсичностью, однако некоторые исследователи связывают  воздействие этого элемента на человека с поражениями мозга, характерными для болезни Альцгеймера. Вместе с тем, соотношение имеющихся  эпидемиологических и физиологических данных в настоящее время не подтверждает гипотезу о причинной роли алюминия в развитии болезни Альцгеймера.

      Тригалогеналканы обнаруживаются практически всегда в питьевой воде при ее хлорировании вследствие процессов трансформации. К ним относятся хлороформ, бромдихлорметан, дибромхлорметан и бромоформ. Их концентрации меняются в зависимости от типа и дозы хлора, использованного для хлорирования воды, а также от вида и концентрации органических веществ, находившихся в исходной воде. Эти четыре соединения в основном схожи по токсикологическому действию. Они легко всасываются в желудочно-кишечном тракте, при длительном поступлении вызывая повреждения печени и почек. Экспериментально подтверждено, что тригалометаны способны индуцировать злокачественные гепатомы, аденомы и аденокарциномы почек у теплокровных животных. Расчетные концентрации тригалометанов в питьевой воде, связанные с избыточным риском заболеваемости раком за время жизни, составляют от 60 до 200 мкг/л.

        Формальдегид появляется в питьевой воде, прежде всего вследствие окисления природных органических веществ во время озонирования и, в меньшей степени хлорирования. Он обнаруживается также в питьевой воде в результате миграции из пластмассовой арматуры и водопроводных труб. В озонированной питьевой воде определяются концентрации формальдегида до 30мкг/л. Несмотря на то, что формальдегид при ингаляционном воздействии является канцерогенным, он не проявляет такой активности при пероральном поступлении в организм теплокровных животных.

      Акриламид является исключительно продуктом деятельности человека. При этом главный источник его поступления – миграция остаточных количеств мономера из полиакриламида, используемого в качестве флокулянта при очистке питьевой воды, а также при применении акриламида в качестве цементирующего агента при строительстве плотин, тоннелей, резервуаров питьевой воды и колодцев. Как показывает практика,  наиболее опасное загрязнение ОC происходит при использовании акриламида для цементирования почвы, поскольку в этом случае возможно загрязнение грунтовых вод через естественную фильтрацию почвы. 

      Акриламид легко всасывается в желудочно-кишечном тракте, может проникать через  плаценту. Он нейротоксичен, способен повреждать половые клетки, нарушать репродуктивную функцию, индуцировать генные мутации в клетках млекопитающих и хромосомные аберрации in vitro и in vivo. Установлено, что при длительном пероральном поступлении акриламид вызывает опухоли матки, молочной и щитовидной желез у экспериментальных животных. По классификации МАИР акриламид относится к группе 2Б.

      В случаях отравления акриламидом  описаны различные симптомы, позволяющие  предположить поражение центральной  и периферической нервной системы. К ним относятся мышечная слабость, парестезии, неустойчивость при ходьбе и положении стоя. У некоторых пострадавших отмечается повышенная утомляемость и сонливость, ослабление памяти и головокружения. В более тяжелых случаях отмечается нарушение вибрационной чувствительности, отсутствие сухожильных рефлексов (ахиллова и пястно-лучевого), нарушение памяти и галлюцинации, затруднение мочеиспускания и дефекации. В целом установлено что ЦНС наиболее уязвима при остром отравлении акриламидом, тогда как поражение периферической нервной системы более характерно для длительного воздействия малых концентраций этого соединения.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. СПЕЦИФИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ
1. Радиоактивные элементы в питьевой воде

      Особое  место среди радиоактивных загрязнителей  занимает радиоактивный газ радон-222. Радон образуешься в недрах земли в результате распада урана, который в незначительных количествах входит в состав практически всех грунтов и горных пород, особенно велико его содержание в гранитах. Радон, абсолютно прозрачен, не имеет ни запаха, ни вкуса при этом он является источником примерно 30% от всей радиации получаемой человеком в течение жизни. Наличие этого газа не определяется обычными методами ,  и для его обнаружения и определения концентрации необходимо использование специального оборудования. Радон может попадать в помещение не только через трещины, щели, т. е. с воздухом, но и при использовании артезианской (скважинной) воды. Радон хорошо растворим в воде, и при контакте с ней легко насыщает воду. Попадая в помещение, он может насыщать воздух в ванных комнатах и на кухнях. Например, при приеме душа концентрация радона может увеличиваться в 10 даже 100 раз.