Влияние родниковой воды на состояние здоровья населения (на примере Барышского района Ульяновской области)
Автор: Кузнецова Т.А.
Журнал: Ульяновский медико-биологический журнал @medbio-ulsu
Рубрика: Общая биология
Статья в выпуске: 1, 2016 года.
Бесплатный доступ
Цель исследования. Провести физико-химическое исследование родников Барышского района Уль- яновской области, используемых в качестве источников питьевой воды; изучить влияние содер- жащихся в воде химических элементов на развитие патологии человека.Материалы и методы. На базе аккредитованной химико-аналитической лаборатории НИТИ им. С.П. Капицы Ульяновского государственного университета было исследовано 12 родников из разных населенных пунктов Барышского района на наличие химических веществ (кальций, маг- ний, свинец, хром, никель, медь, цинк, нитрат-ион, железо, кремний, сульфат-ион и др.), непо- средственно оказывающих влияние на состояние внутренних органов. Для анализа задействовано современное поверенное оборудование, позволяющее получить результат с высокой степенью точности.Результаты и обсуждение. Обнаружено превышение содержания железа и кремния, что может не- гативно сказаться на состоянии здоровья, а именно выразиться в нарушении регуляции обмена железа. При хроническом избытке железа, его отложении в тканях и органах возникает заболева- ние под названием «сидероз», кроме того, развивается печеночная недостаточность и аллергиче- ские реакции различной степени тяжести. А избыток кремния может обусловить развитие мо- чекаменной болезни и фиброза лёгких. В особо тяжёлых случаях перенасыщение организма крем- нием способно вызвать рост опухолей, в т.ч. злокачественных, в лёгких и желудке. Содержание же остальных показателей в родниковой воде соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1175-02«Гигиенические требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения». Показана за- висимость здоровья населения от качества питьевой воды.Вывод. Результаты физико-химического анализа воды родников Барышского района доказали не- обходимость систематического комплексного контроля экологического состояния родниковой во- ды на всей территории МО «Барышский район». Это позволит осуществлять прогноз экологи- ческой обстановки и здоровья населения.
Родник, фактор риска здоровью, загрязняющие вещества
Короткий адрес: https://sciup.org/14113128
IDR: 14113128
Текст научной статьи 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.
Список литературы Влияние родниковой воды на состояние здоровья населения (на примере Барышского района Ульяновской области)
- Конституция Российской Федерации. URL: kodeks://link/d?nd=9004937 (дата обращения: 24.02.2016)
- Шимова О.С. Основы экономики природопользования: учеб. пособие. Минск: НКФ «Экоперспектива»; 1995. 127
- Авалиани С.Л. Оценка риска для здоровья (мировой опыт). В кн.: Авалиани С.Л., ред. Окружающая среда. М.: Консультационный центр по оценке риска; 1996. 159
- Бессонова Т.А., Хайновский В.И. Влияние воды на здоровье человека. Молодые аграрии Ставрополья. 77-я научно-практическая конференция. Ставрополь; 2013: 163-164. URL: http://elibrary.ru/item.asp?id=23436904 (дата обращения: 24.02.2016)
- Wilson L. Water for health and longevity. The Centre for Development. 2015; 4(12). URL: http://www.drlwilson.com/articles/water.htm (дата отбращения: 24.02.2016)
- Борисов Б.М. К вопросу об оценке состояния здоровья населения в условиях антропогенного загрязнения окружающей среды. Экология промышленного производства. 1999; 1: 31-36
- Министерство сельского, лесного хозяйства и природных ресурсов в Ульяновской области. Обзор состояния окружающей среды. URL: http://mpr73.ru/review/?ELEMENT_ ID=1492 (дата обращения: 24.02.2016)
- Ревич Б.А. Экологически зависимые изменения здоровья населения России. Материалы Международной конференции «Человечество и окружающая среда». М.: МГУ; 2004
- Егоров В.Н. Ульяновская-Симбирская энциклопедия: в 3 т. Т. 1. Ульяновск: Симбирская книга; 2000. 400
- Администрация МО «Барышский район». Район -общая информация. URL: http://barysh. org/city/(дата обращения: 24.02.2016)
- Келина Н.Ю. Экология человека: учеб. пособие. Ростов н/Д: Феникс; 2009. 395
- Скальный А.В. Микроэлементы: бодрость, здоровье, долголетие: монография. М.: Оникс 21 век; 2004. 272
- Зуева Т.В. Китаев А.Б. Качество воды в родниках города Перми (по материалам 2002-2007 гг.). Географический вестник. 2010; 3: 42-45. URL: http://elibrary.ru/item.asp? id=15569333& (дата обращения: 24.02.2016)
- Скальный А.В. Магний: энергия жизни, уверенность, сила. М.: МедЭкспертПресс; 2004. 102
- Ревич Б.А. Опасность токсикантов для здоровья. Экологический атлас России. М.: Карта; 2002: 104-105
- Завальцева О.А. Влияние техногенных факторов на экологическое состояние родников (на примере Ульяновской области). Безопасность жизнедеятельности. 2013; 8: 53