Влияние родниковой воды на состояние здоровья населения (на примере Барышского района Ульяновской области)

Введение. В соответствии с Конституцией Российской Федерации каждый имеет право на благоприятную окружающую среду, каждый обязан сохранять природу и окружающую среду, бережно относиться к природным богатствам, которые являются основой устойчивого развития, жизни и деятельности народов, проживающих на территории Российской Федерации [1].

Проблема качества питьевой воды затрагивает многие стороны жизни общества в течение всей истории его существования [2]. Питьевая вода – важнейший фактор здоровья человека [3]. Контроль за качеством воды родников позволяет своевременно устанав- ливать факт его изменения, выявлять и своевременно устранять причины ухудшения свойств воды, исключать неблагоприятное воздействие на здоровье человека [4].

Согласно Федеральному закону № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении», питьевая вода – это вода, предназначенная для питья, приготовления пищи и других хозяйственно-бытовых нужд населения, а также для производства пищевой продукции. Состав воды природных источников непостоянен. В них непрерывно происходят процессы окисления, восстановления, осаждения крупных и тяжелых частиц, а также биохимические процессы, приводящие к самоочищению воды. Каждое чужеродное соединение в определённой степени смещает природное равновесие, оказывая неблагоприятное воздействие на водные экосистемы [6]. Большое значение приобретают экологически обусловленные причины ухудшения здоровья населения и, в частности, связанные с загрязнением водных объектов [7].

Родники Ульяновской области являются важнейшими источниками питьевого водоснабжения. Почти все они подвергаются антропогенному и техногенному воздействию различной интенсивности [8].

С понятием здоровья тесно связано представление о факторах риска и этиологических факторах. Этиологические факторы (непосредственная причина заболевания) прямо воздействуют на организм, вызывая в нем патологические изменения. Этиологические факторы могут быть бактериальными, физическими, химическими и т.д. [3]. Факторы риска – это факторы, благоприятствующие возникновению и развитию болезней. Для развития болезни необходимо сочетание факторов риска и этиологических факторов. Установить причину заболевания часто бывает достаточно трудно, так как причин может быть несколько и они взаимосвязаны.

Установлено, что накопление в организме ртути, свинца, меди приводит к поражению почек; цинка, кобальта, никеля – к поражению печени; мышьяка, висмута, железа, марганца – к поражению капилляров; меди, свинца, цинка, кадмия, ртути, таллия – к поражению сердечной мышцы [8].

В связи с вышеизложенным необходимо иметь информацию, реально отражающую состояние окружающей среды, т.е. вести экологический мониторинг.

Цель исследования. Провести физикохимическое исследование родников Барыш-ского района Ульяновской области, используемых в качестве источников питьевой воды; изучить влияние содержащихся в воде химических элементов на развитие патологии человека.

Материалы и методы. Объектом исследования стала родниковая вода, использующаяся в качестве питьевой в Барышском районе Ульяновской области.

Непосредственное влияние на физикохимический состав родниковой воды оказывают подстилающие породы водоносных горизонтов. В геологическом строении поверхности района принимают участие отложения меловой, палеогеновой и четвертичной систем. Карбонатные породы верхнего мела встречаются на севере. Большая часть поверхности занята кремнистыми палеогеновыми отложениями, образующими многочисленные месторождения диатомитов и песчаников [9].

Численность населения района на 01.01.2014 составляла 42,1 тыс. чел., в т.ч. городского населения – 27,3 тыс. чел.

По данным Министерства здравоохранения Ульяновской области, в Барышском районе зафиксирована высокая заболеваемость такими болезнями, как анемия (485 чел.), заболевания щитовидной железы, связанные с йодной недостаточностью (611 чел.), болезни желчного пузыря (339 чел.) и др. При этом установлено, что развитию заболеваний внутренних органов, а также органов кроветворения в большей степени способствует употребление недоброкачественной воды с избыточным содержанием кальция, магния, железа, нитрат-, хлорид-, сульфат-ионов, а также с недостатком йода и фтора.

В Барышском районе находится большое количество родников. Многие из них являются альтернативными источниками питьевой воды, а зачастую и единственными, особенно в небольших селах, где отсутствует водопровод.

На базе аккредитованной химико-аналитической лаборатории Научно-исследовательского технологического института Ульяновского государственного университета проводились физико-химические исследования воды таких источников, как родник «Светленький» (г. Барыш, в 500 м южнее территории АООТ «Автомобилист»), родник «Макай» (р.п. Барыш, ул. Ленина), родник «Хабаровский» (д. Обуховские Выселки), родник «Центральный» (с. Красная Поляна), родник в с. Новая Ханинеевка, «Центральный родник» (д. Мордовская Темрязань, ул. Центральная), родник в с. Румянцево (ул. Чкалова), родник «Казанской иконы Божьей мате- ри» (монастырь в с. Самородки), родник «Центральный» (с. Красная Зорька), родник в с. Порецкое, родник в д. Екатериновка (ул. Лесная), родник «Головка» (р.п. Жадовка). Отбор и анализ воды осуществлялись в летний период. Определяли следующие показатели: жесткость воды, содержание кальция, магния, нитратов, кремния, свинца, цинка, сульфатов, хлоридов, никеля, меди, хрома, а также общую минерализацию и водородный показатель.

Результаты экспериментальной работы получены с использованием аккредитованных методик. Работа была проведена на сертифицированном оборудовании: весы электронные лабораторные Acculab ATL-220d4-I, спектрометр эмиссионный с индуктивно-связанной плазмой iCAP-6500 Duo, спектрофотометр «ЮНИКО 2100», анализатор жидкости (рН-метр-иономер) «Эксперт-001-3 (0.1)».

Результаты и обсуждение. Жесткость воды определяет содержание в ней растворенных солей щелочноземельных металлов, главным образом кальция и магния.

Кальций, поступающий в организм, обладает благоприятной для человека способностью уплотнять клеточные и межклеточные коллоиды, а также влиять на процессы образования клеточной оболочки. Известна положительная роль кальция в процессе свертывания крови. Кальций необходим для построения костной (зубы, кости) и мышечной ткани (мышцы, мышца сердца), поддержания проводящей функции нервной ткани.

Однако избыточные дозы кальция могут вызывать гиперкальциемию (увеличение кальция в крови) и образование почечных и желчных камней. Продолжительный переизбыток кальция нарушает функционирование мышечных и нервных тканей, увеличивает свертываемость крови и уменьшает усвояемость цинка клетками костной ткани. Постоянное употребление воды с повышенной жесткостью приводит к накоплению солей в организме и в конечном итоге к заболеваниям суставов (артриты, полиартриты), образованию камней в почках, желчном и мочевом пузырях [10,11]. Максимальная дневная безопасная доза кальция для взрослого составляет 1500–1800 мг, для детей – 600–900 мг [12].

Однако употребление излишне деминерализованной (мягкой), а тем более дистиллированной воды также неблагоприятно для организма. Ее длительное использование для питья нарушает регуляцию водно-электролитного обмена, вызывает увеличение содержания электролитов в сыворотке крови и моче с их ускоренным выведением из организма, снижение осмотической резистентности эритроцитов, изменения в сердечно-сосудистой системе. По заключению ученых, вода с общей минерализацией ниже 100 мг/дм3 не рекомендуется для питьевых целей [13, 14].

По результатам наших исследований, вода большей части родников Барышского района соответствует установленным нормативам жесткости (рис. 1). Незначительное превышение наблюдается в родниках с. Порец-кое и д. Екатериновка.

Все рассмотренные родники соответствуют санитарным нормам по содержанию кальция (рис. 2) и магния (рис. 3). Анализ родниковой воды свидетельствует о её невысокой минерализации и допустимости использования населением в качестве питьевой.

Нитраты – продукты окисления органического азота бактериями [15]. Нитриты образуются в результате неполного окисления органического азота бактериями. Нитриты и нитраты могут поступать в организм с водой или с продуктами питания. В организме нитраты под воздействием кишечной микрофлоры восстанавливаются до нитритов. Нитриты в свою очередь, соединяясь с гемоглобином, образуют стойкое соединение метгемоглобин. В результате блокирования гемоглобина резко снижается его способность к транспорту кислорода, наступает гипоксия тканей [16].

Подземные воды более подвержены нитратному загрязнению, чем поверхностные воды, из-за отсутствия «потребителей нитратов» (фитопланктона, денитрифицирующих бактерий) [17].

Нитраты способствуют развитию патогенной (вредной) кишечной микрофлоры, которая выделяет в организм человека ядовитые вещества – токсины, в результате чего происходит интоксикация организма. При длительном поступлении нитратов в организме человека уменьшается количество йода, что при- водит к увеличению щитовидной железы. Установлено, что нитраты оказывают большое влияние на возникновение раковых опухолей в желудочно-кишечном тракте [8].

По результатам исследования родниковой воды на содержание нитрат-ионов установлено его соответствие СанПиН 2.1.4.1175-02 «Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения» (рис. 4).

Рис. 1. Жесткость родниковой воды Барышского района.

Обозначения:

• 1    – предельно допустимая концентрация;

• 2    – родник «Хабаровский»;

• 3    – «Центральный родник» (д. Мордовская Темрязань);

• 4    – родник «Центральный» (с. Красная Поляна);

• 5    – родник «Светленький»;

• 6    – родник «Макай»;

• 7    – родник в с. Новая Ханинеевка;

• 8    – родник в с. Румянцево;

• 9    – родник «Казанской иконы Божьей Матери»;

• 10    – родник «Центральный» (с. Красная Зорька);

• 11    – родник в с. Порецкое;

• 12    – родник в д. Екатериновка;

• 13    – родник «Головка» (р.п. Жадовка)

  

  Рис. 2. Содержание кальция в родниковой воде Барышского района.

  Условные обозначения те же, что на рис. 1

  
  
  

  Рис. 3. Содержание магния в родниковой воде Барышского района.

  Условные обозначения те же, что на рис. 1

  
  
  

  Рис. 4. Содержание нитрат-ионов в родниковой воде Барышского района.

  
  

Обозначения:

• 1    – родник «Хабаровский»;

• 2    – «Центральный родник» (д. Мордовская Темрязань);

• 3    – родник «Центральный» (с. Красная Поляна);

• 4    – родник «Светленький»;

• 5    – родник «Макай»;

• 6    – родник в с. Новая Ханинеевка;

• 7    – родник в с. Румянцево;

• 8    – родник «Казанской иконы Божьей Матери»;

• 9    – родник «Центральный» (с. Красная Зорька);

• 10    – родник в с. Порецкое;

• 11    – родник в д. Екатериновка;

• 12    – родник «Головка» (р.п. Жадовка)

Железо в организме человека входит в состав некоторых ферментов, принимает участие в окислительно-восстановительных процессах и иммунобиологических реакциях. До 70 % железа содержит гемоглобин крови.

Большое содержание железа в питьевой воде негативно влияет на ее органолептические качества: вода неприятна на вкус, имеет бурый цвет, образует конкреции в трубах, препятствуя протеканию воды [6].

При избыточном поступлении железа в организм человека происходит нарушение регуляции обмена железа – оно может накапливаться в организме. При этом избавиться от избытка железа часто намного труднее, чем устранить его дефицит. При хроническом избытке железа, его отложении в тканях и органах возникает заболевание под названием «сидероз». Кроме того, развивается печеночная недостаточность и аллергические реакции различной сложности [3].

Превышение норматива по содержанию железа обнаружено только в роднике «Хабаровский» с. Обуховские Выселки – в 1,7 раза. В остальных источниках по данному пока- зателю вода соответствует требованиям СанПиН (рис. 5). Это обусловлено естественными причинами и связано с особенностями водоносных горизонтов.

В ходе исследований выявлено превышение содержания кремния в «Центральном роднике» (д. Мордовская Темрязань) – в 1,3 раза, роднике «Центральный» (с. Красная Поляна) – в 1,2 раза, роднике в с. Румянцево – в 1,9 раза, роднике «Казанской иконы Божьей Матери» – в 1,8 раза, роднике «Центральный» (с. Красная Зорька) – в 1,8 раза, роднике в с. Порецкое – в 1,3 раза, роднике в д. Екатериновка – в 1,6 раза, роднике «Головка» (р.п. Жадовка) – 1,8 раза (рис. 6).

Рис. 5. Содержание железа (общего) в родниковой воде Барышского района.

Условные обозначения те же, что на рис. 4

Рис. 6. Содержание кремния в родниковой воде Барышского района.

Условные обозначения те же, что на рис. 4

Таблица 1

Содержание некоторых химических веществ в родниковой воде

Барышского района Ульяновской области, мг/дм3

Наименование источника	pH	Общая минерализация	SO 4-	Cl-	Ni	Cu	Zn	Pb	Cr
Родник «Хабаровский»	6,7	231	25,0	0,5	0,002	0,002	0,002	0,005	0,001
«Центральный родник»	7,0	66	13,1	0,5	0,001	0,002	0,002	0,005	0,003
Родник «Центральный»	6,6	580	69,6	6,4	0,002	0,002	0,014	0,006	0,004
Родник в с. Новая Ханинеевка	6,8	52	18,2	3,6	0,001	0,002	0,002	0,003	0,002
Родник «Светленький»	6,9	74	21,3	7,9	0,001	0,002	0,006	0,004	0,003
Родник «Макай»	7,1	63	20,9	7,0	0,002	0,002	0,008	0,004	0,002
Родник в с. Румянцево	6,4	149	21,5	0,5	0,015	0,004	0,026	0,007	0,004
Родник «Казанской иконы Божьей Матери»	6,1	250	23,7	33,3	0,016	0,005	0,030	0,006	0,003
Родник «Центральный» (с. Красная Зорька)	6,2	225	21,6	21,2	0,004	0,001	0,023	0,006	0,005
Родник в с. Порецкое	7,3	320	25,4	0,5	0,001	0,001	0,025	0,004	0,002
Родник в д. Екатериновка	7,3	144	18,6	0,5	0,001	0,004	0,023	0,004	0,002
Родник «Головка» (р.п. Жадовка)	6,6	252	29,1	18,4	0,005	0,003	0,052	0,006	0,004
ПДК	7	1000	500	350	0,02	1	1	0,01	0,05

Заключение. Результаты физико-химического анализа воды родников Барышского района доказали необходимость систематического комплексного контроля экологического состояния родниковой воды на всей территории МО «Барышский район». Это по- зволит осуществлять прогноз экологической обстановки и здоровья населения. Для предупреждения возможных негативных последствий употребления родниковой воды необходимо ознакомить население с результатами исследований.