CC BY
91
ХОП, гербициды синтетические поверхностно-ак-тивные вещества (СПАВ) в воде обследованного региона практически отсутствовали. Однако вся Верхняя Волга содержит нефропродукты (0,3—0,53 мг/л), среднее содержание которых в 1994, 1996 гг. находилось на уровне санитарно-гигиенических нормативов, а в 1993, 1995 гг. превышало их и за весь период наблюдения в 6—11 раз было выше рыбо-хозяйственных ПДК. В районе промышленных центров (Углич, Рыбинск, Тутаев, Ярославль, Череповец) наблюдалось более сильное загрязнение нефтепродуктами, содержание которых достигало, а порой даже превышало 1 мг/л.
В период 1993—1996 гг. содержание фенольных соединений снижалось и в 1996 г. они в воде практически отсутствовали. Токсичность воды в 1993— 1994 гг. была на одном уровне: процент станций, вода которых проявляла хроническую токсичность, составлял около 40. В 1995—1996 гг., несмотря на спад промышленного производства в области, количество станций с хронической токсичностью повысилось до 64%.
Выводы. 1. В природной воде Верхней Волги (территория Ярославской обл.) в течение 1993— 1996 гг. наблюдалось повышенное содержание нефтепродуктов, был превышен санитарно-гигие-нический норматив по ХПК, на 37—64% станций обнаружена хроническая токсичность воды.
2. Впервые на Верхней Волге зарегистрировано снижение уровня фенола до практически полного его исчезновения в 1996 г.
3. Содержание металлов, пестицидов, СПАВ в регионе не превышало санитарно-гигиенические нормативы.
Поступила 26.12.97
S u m m а г у. The paper provides sanitary and toxicologi-cal water characteristics in the city of Yaroslavl on the Volga River in 1993-1996. The water was shown to contain high levels of petroleum products, COD, and toxic substances. The water concentrations of phenol were no greater than the acceptable values Those of metals, pesticides, and detergents did not exceed the sanitary standards.
© И. В. МУДРЫЙ. 1999 УДК 613.31:543.3(048.8)
И. В. Мудрый
^ О ВЛИЯНИИ МИНЕРАЛЬНОГО СОСТАВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ НА ЗДОРОВЬЕ НАСЕЛЕНИЯ
(обзор)
НИИ общей и коммунальной гигиены им. А. Н. Марзесва Украинского научного гигиенического центра Минздрава Украины,
Киев
В литературе имеются многочисленные сведения о связи с минеральным составом воды значительного количества заболеваний населения [1,9, 18, 22, 34, 41]. Для организма человека в отношении каждого макро- и микроэлемента существуют пределы, понижение или повышение которых в питьевой воде не проходит бесследно, вызывая определенные физиологические сдвиги или патологические состояния.
Природные воды соприкасаются с разнообразными породами, минералами, растворяют их и включают в свой состав различное количество разнообразных химических веществ. С водой человек получает 1—25% суточной потребности химических веществ [15]. Химические элементы, поступающие внутрь организма человека с водой и особенно с минеральной имеют значительную физиологическую ценность, чем поступившие с продуктами питания, так как последние в процессе кулинарной обработки теряют некоторое их количество.
Установлено, что при недостаточном (до 0,7 мг/л) поступлении в организм человека фтора с водой у населения наблюдается повышенная заболеваемость кариесом зубов. Такие биогеохимические регионы имеются в ряде областей Украины, на Кольском полуострове, в Мурманской и Ленинградской областях, в Эстонии, Белоруссии, Ташкентской обл. 13, 4, 6, 9, 15]. Фторирование воды приводит к значительному снижению заболеваемости кариесом зубов [1, 15]. При избытке фтора наблюдается флюороз или пятнистость эмали зубов разной степени выраженности [28].
При недостаточном поступлении в организм йода развивается зобная болезнь, что характерно для некоторых регионов СНГ — Алтая, Приморского края, района Карпат, Иркутска и других местностей [6, 12]. Массовая, групповая и индивидуальная йодная профилактика привела к значительному снижению заболеваемости [16, 31].
Некоторые авторы [27, 35] считают, что при изучении влияния водного фактора на заболеваемость населения наиболее информативными показателями являются частота и распространенность отдельных нозологических форм, особенно болезней мочевыделительной, пищеварительной, сердечно-сосудистой, костно-мышечной и эндокринной систем, при наблюдении как минимум за 3-летний период.
Сопоставление заболеваемости населения слюн-нокаменной и мочекаменной болезнями с жесткостью питьевых вод позволило установить между ними определенную связь. Наибольшая заболеваемость этими болезнями наблюдается в районах, где питьевая вода имеет жесткость от 16,0 до 23,0 мг-экв/л, наименьшая — в пределах 6,0—7,0 мг-экв/л. Жесткость питьевой воды от 7,0 до 16,0 мг-экв/л характеризует средний уровень заболеваемости [34]. При употреблении вод, жесткость которых превышает 10 мг-экв/л, происходит усиление местного кровотока, изменяется процесс фильтрации и ре-абсорбции в почках. Данное явление служит защитной реакцией организма, но из-за продолжительного влияния возникает истощение регулирующих систем. В конце концов развиваются па-
тологические изменения (мочекаменная болезнь, склероз, гипертоническая болезнь) [25].
Увеличение частоты сердечно-сосудистых заболеваний связывают с избыточным поступлением в организм хлористого натрия. Так, у людей, длительно и постоянно употреблявших высокоминерализованные питьевые воды с содержанием хлоридов 1400 мг/л, отмечается склонность к гипер-тензивным состояниям, повышенной реактивности сосудов и некоторым особенностям водно-со-левого обмена. У населения, употребляющего для питья воду с содержанием хлоридов на уровне 300—400 мг/л, не выявлено отклонений в состоянии сердечно-сосудистой системы и водно-элек-тролитного баланса [2, 8|. Под воздействием нитратов питьевой воды в концентрации 44,6 мг/л возникает заболевание водно-нитратной метгемог-лобинемией, которое проявляется цианозом, увеличением содержания в крови метгемоглобина, снижением артериального давления |24).
Проблема минерального состава вод привлекает все большее внимание исследователей в связи с ростом числа сообщений об обратной зависимости между жесткостью воды и смертностью от сердеч-но-сосудистых заболеваний. Некоторые авторы |10, 32, 41) утверждают, что благотворное влияние на сердечно-сосудистую систему жестких вод обусловлено присутствием ионов магния. При эпидемиологическом обследовании населения, употребляющего воду с низким содержанием магния (штат Огайо, США), обнаружены более высокая заболеваемость коронарной болезнью, а также случаи внезапной смерти по сравнению с районами, где население употребляет воду с нормальным содержанием данного микроэлемента [321. Содержание магния в миокарде у умерших от сердечных приступов было пониженным на 12—15%.
Существует мнение (21], что в среднем суточном рационе содержание магния ниже потребности в нем. Это вызвано тем, что многие современные пищевые продукты проходят промышленную обработку (очистка, фракционирование, замораживание, рафинирование), теряют микроэлементы и витамины еще до приготовления пищи в домашних условиях. За счет жестких вод дефицит магния может значительно снижаться, а потребление мягких вод может приводить к еще большему дефициту его в организме [33].
Обобщив данные литературы, Ю. В. Новиков и соавт. |21] в обзорной статье показали, что каждые 2 мг-экв/л жесткости являются источником 6—7% общего поступления магния. Это совпадает с данными, согласно которым при жесткости воды 7 мг-экв/л в организм поступает дополнительно 27% магния. В пользу роли "водного магния", как считают авторы [21], свидетельствует лучшая усвояемость его из воды (до 60%), чем из пищи (30%).
С учетом этого работы, подтверждающие роль магния жестких вод в снижении сердечно-сосудистой патологии, приобретают особое значение.
В результате исследований, проведенных в районах с высокой минерализацией питьевых вод, выявлено замедление выведения воды из организма у лиц, длительно пользовавшихся высокоминерализованной водой [7|. При нагрузке, не превышающей 1000 мг/л хлоридов, явных изменений в организме не наблюдается, что обусловлено быстрым восстановлением уровня солей и осмотического
давления в крови и тканях. При концентрациях порядка 1500—2500 мг/л и выше выведение хлоридов связано с более интенсивным и длительным напряжением выделительной функции организма и механизмов поддержания постоянства внутренней среды. Что касается сульфатов, то они не вызывают изменений диуреза. Основное воздействие сульфаты оказывают на желудок в виде значительного торможения секреторной деятельности желудка начиная уже с концентрации 1000 мг/л. При концентрациях сульфатов 2500 мг/л и выше они в основном выводятся через кишечник, оказывая послабляющее действие [42].
Е. В. Штакников и соавт. [36] установили, что питьевая вода повышенной минерализации (общая минерализация — 3050 ± 10,9 мг/л, жесткость — 17,6 ± 3,4 мг-экв/л) — фактор высокой интенсивности, оказывающий неблагоприятное действие на специфические функции женского организма — менструальную и детородную, а также на течение беременности и родов, на плод и новорожденного. Качественный состав указанной воды обусловливает повышение гинекологической заболеваемости, что находится в прямой зависимости от длительного потребления высокоминерализованной воды. В эксперименте доказано [36], что вода повышенной минерализации оказывает также эм-бриотоксическое действие, проявляющееся снижением массы тела животных, нарушением регулярности эстрального цикла и удлинением стадии течки, увеличением предимплантационной гибели яйцеклетки и массы плодов.
Часть исследователей [19, 22, 26] указывают на ряд заболеваний у населения, употребляющего мягкую маломинерализованную питьевую воду. Это характерно в первую очередь для гипертонической болезни, язвы желудка и двенадцатиперстной кишки, хронического гастрита, холецистита, нефрита и ишемической болезни сердца. Физическое развитие детей и подростков лучше в районе, снабжаемом водой с оптимальным содержанием солей. У новорожденных детей в районе, снабжавшемся маломинерализованной водой, был более низкий уровень здоровья. У них чаше отмечались анемия, гемолитическая желтуха, переломы костей, врожденные аномалии и дефекты развития.
Некоторые патологические состояния у людей подтверждены Ю. В. Новиковым и соавт. [22] в экспериментах на животных. Авторы подчеркивают, что присутствие в воде ионов тяжелых металлов и одновременно с этим дефицит кальция могут явиться комплексом, способствующим напряжению регуля горно-приспособительных систем организма, так как токсичность металлов в мягких водах увеличивается. Последнее объясняется способностью кальция конкурировать с ионами тяжелых металлов за специфический белок. В связи с этим чем больше в воде ионов кальция, тем меньше белка остается на долю металлов. Следовательно, дефицит кальция может быть фактором, способствующим увеличению токсичности.
Одним из широко распространенных в воде водоемов металлов является железо, содержание которого может достигать 20 мг/л [13]. Установлено, что вода с повышенным содержанием железа (1—5 мг/л) оказывает выраженное неблагоприятное влияние на кожные покровы человека, вызывая сухость и зуд. Однако при длительном использовании таких вод
развивается привыкание и указанные эффекты исчезают [14]. По данным ВОЗ, дефицит железа встречается приблизительно у 700 млн человек на Земле. Результаты эпидемиологических исследований свидетельствуют о его широкой распространенности в развивающихся странах. Так, в Индии анемия выявлена у 50% женщин, в некоторых районах Венесуэлы — у 92% женщин и 60% мужчин. В развитых странах дефицит железа встречается реже. В США эта форма малокровия обнаружена у 8,4% женщин и 1,2% мужчин, в Швеции — у 7% городских женщин [8|.
В последние годы в литературе обсуждаются представления об этиологической роли алюминия в развитии болезни Альцгеймера [39, 44]. Зарубежными авторами [40, 43] установлено, что с увеличением содержания данного металла в воде существенно возрастает смертность от болезни Альцгеймера. Имеются данные о сезонных колебаниях содержания алюминия в крови людей, которые авторы связывают с сезонной динамикой качества воды. Описано диуретическое свойство алюминия. Высказано предположение о его возможной мутагенности [44]. Отмечены кумулятивные свойства данного металла как в эксперименте [39], так и в натурных наблюдениях [37, 38].
Некоторые авторы [11, 29] связывают рост злокачественных новообразований среди населения также с качеством питьевой воды. Низкое содержание натрия, сульфатов и хлоридов в воде коррелирует с высокой заболеваемостью раком желудка. Заболеваемость остеогенной саркомой выше в районах, где питьевая вода бедна кальцием и цинком. Высказывается мнение |11), что повышенное содержание указанных компонентов воды более физиологично для организма, чем их низкие концентрации.
Экспериментальными исследованиями доказано влияние гидрокарбонатно-кальциевых вод на пуриновый обмен. Прием такой воды с минерализацией 3500 мг/л в течение нескольких недель повышает у подопытных крыс выделение мочевой кислоты по сравнению с контролем [5, 23]. У людей употребление тех же вод в течение 4 нед тоже повышает выделение мочевой кислоты. По данным диспансерного обследования, у лиц, употребляющих гидрокарбонатно-кальциевые воды с содержанием кальция 100—150 мг/л, отмечено некоторое повышение заболеваемости болезнями мочевых органов, артритами и полиартритами обменного характера [23]. Употребление животными воды с высоким содержанием кальция (100—150 мг/л) значительно замедляет обмен этого элемента в костной ткани, что может указывать на усиленную или чрезмерную кальцификацию костной ткани [5|. При длительном употреблении воды с высоким содержанием иона карбоната (1000 мг/л) у крыс развиваются хронический гастрит, дуоденит и колит с атрофкческим процессом в железистом аппарате [20]. Видимо, длительное воздействие высокой концентрации иона карбоната приводит к изменению проницаемости слизисто-мукоидного барьера, так как нарушается секреторная активность покровного эпителия и эпителия желез. Кроме того, доказано, что низкое содержание ионов кальция также неблагоприятно воздействует на почки и желудок 117] и требует корректировки гигиенических регламентов некоторых металлов, в частности мышьяка и алюминия [25].
Как показал санитарно-геронтологический эксперимент, несмотря на большие адаптивные возможности организма в отношении действия питьевой воды с разным ионным составом, у животных, употреблявших воду с общим содержанием солей 2000 мг/л, наблюдается ускорение процессов старения [30]. Причиной этого, по-видимому, является длительное напряжение компенсаторных механизмов организма.
Таким образом, при изучении влияния минерального состава питьевой воды на здоровье населения важное место занимает проведение исследований на экспериментальных животных. Правда, не всегда данные, полученные в эксперименте, совпадают с результатами эпидемиологических наблюдений, медицинских осмотров и диспансерных обследований населения. Между тем накоплен огромный материал токсикологических экспериментов, в том числе при обосновании ПДК вредных веществ, содержащих различные сведения об изменениях в организме животных, что открывает возможность направленного изучения в натурных условиях состояния здоровья населения в связи с содержанием химических веществ в воде.
Несмотря на проделанную значительную работу по изучению влияния минерального состава питьевой воды на здоровье населения, не все исследователи пришли к однозначным выводам и заключениям в отношении минимального и оптимального солесодержания в питьевой воде. В литературе опубликован ряд противоречивых данных о влиянии воды различного минерального состава на сердечно-сосудистую, пищеварительную, моче-выводяшую и другие физиологические системы организма. Подобное состояние вопроса, с одной стороны, объясняется многообразием минерального состава питьевых вод, в которых встречаются разные количественные соотношения ионов, а с другой — тем, что значительное количество минеральных солей организм человека и экспериментальных животных получает не только с водой, но и с пищевыми продуктами. Кроме того, механизм действия питьевых вод не всегда ясен, но огромный научно-исследовательский материал, накопленный в мировой литературе, не оставляет сомнений, что действие это многообразно и представляет опасность для здоровья человека.
Сведения о роли "водного" магния в предупреждении сердечно-сосудистых заболеваний не могут считаться достаточно полными. По мнению зарубежных авторов [33], практически отсутствуют информация об условиях водопользования, санитарно-гигиеническая характеристика и расшифровка минерального состава питьевых вод в обследованных районах. Недостаточно также экспериментальных данных, полученных на животных, о роли разных концентраций магния в водах различного состава при соответствующих концентрациях макро- и микроэлементов в развитии сердечно-сосудистой патологии. В связи с этим нельзя считать полностью обоснованными предположения относительно того, что дефицит магния в воде является основным фактором неблагоприятного влияния мягкой воды, так как она может содержать и другие элементы (кадмий, свинец и др.), оказывающие вредное воздействие на сердечно-сосудистую систему [21].
Проанализировав изложенный материал, необходимо согласиться с мнением Ю. В. Новикова и
соавг. [22] о практической значимости и целесообразности использования комплексного подхода к изучению влияния минерального состава питьевой воды на здоровье населения с учетом математической обработки показателей заболеваемости, идентичности социально-гигиенических условий, данных медицинских осмотров, диспансерных обследований населения, а также результатов исследований на экспериментальных животных.
Следовательно, изучение влияния минерального состава питьевой воды на здоровье населения необходимо непосредственно увязывать с эффективностью существующих мероприятий по охране поверхностных и подземных водоисточников от загрязнения и эффективностью способов очистки питьевых вод. Полученные результаты позволят обосновать прогноз на ближайшую и отдаленную перспективу в отношении воздействия на состояние здоровья людей того или иного источника хозяйственно-питьевого водоснабжения.
Литература
1. Аксюк А. В., Вершинин А. А., Мотов А. В., Ахмату-лина М. С. // Гиг. и сан. - 1963. - № 1. - С. 68-73.
2. Алексеев Н. А., Гиль Н. Ф., Коссов А. Ф. и др. // Гигиена населенных мест. — Киев, 19S0. — Вып. 19. — С. 63-67.
3. Аршанский Н. Я. // Стоматология. — 1964. — № 4. — С. 24-28.
4. Афанасьева Б. Г. // Гиг. и сан. — i960. — № 8. — С. 96-98.
5. Басмаджиева-Танчева К. Г. // Там же. — 1965. — № 12. - С. 11-16.
6. Бердыган К. И., Гельфер Е. Т., Каган И. В. и др. // Всесоюзный съезд стоматологов, 4-й: Труды. — М., 1964. - С. 155-158.
7. Бокина А. И., Кандрор И. С. // Гиг. и сан. — 1960. — № 5. - С. 14-20.
8. Бокина А. И., Фадеева В. К., Вихров а Е. М. // Там же. - 1972. - № 3. - С. 10-14.
9. Габович Р. Д., Степаненко Г. Ф., Бурьян П. М. // Рациональное питание. — Киев, 1974. — Вып. 10. — С. 91-94.
10. Георгиевский В. И. // Физиология сельскохозяйственных животных. — Л., 1978. — С. 217—255.
11. Гужов В. К., Наров 10. Э. // Минеральный состав воды и здоровье населения. — Новосибирск, 1985. — С. 52-53.
12. Дымшиц Я. И., Петухова К. А., Попкова В. И., Шипи-цин С. А. // Вопросы эндемического зоба и тиреотоксикоза в Прибайкальском эндемическом очаге. — Иркутск, 1963. - С. 40-44.
13. Зарубин Г. П.. Лысогорова И. К. // Современные проблемы гигиены и эпидемиологии. — М., 1983. — С. 16-20.
14. Зарубин Г. П., Лысогорова И. К. // Гиг. и сан. — 1975. - № 2. - С. 20-23.
15. Коломийцева М. Г., Габович Р. Д. Микроэлементы в медицине. — М., 1970.
16. Коломийцева М. Г.. Неймарк И. И. Зоб и его профилактика. — М., 1963.
17. Кондратюк В. А., Козюра С. А. // Гигиена населенных мест. - Киев, 1982. - Вып. 21. - С. 77-80.
18. Лосева М. И., Карева Н. П. // Минеральный состав питьевой воды и здоровье населения. — Новосибирск, 1985. - С. 21-24.
19. Л у тай Г. Ф. // Гиг. и сан. - 1992. - № 2. — С. 13-15.
20. Мишина С. В., Майбородина Г. Ф. // Минеральный состав питьевой воды и здоровье населения. — Новосибирск, 1985. - С. 43-46.
21. Новиков 10. В., Ноаров Ю. А., Плитман С. И. // Гиг. и сан. - 19S0. — № 9. — С. 69-70.
22. Новиков Ю. В., Плитман С. И., Левин А. И. и др. // Там же. - № 12. - С. 3-6.
23. Петров Ю. Л., Гребенкин Б. Г. // Там же. — 1964. — № 8. - С. 15-19.
24. Петухов H И.. Рывкин А. И., Гайнуллин Г. Г., Лан-дышева В. И. // Там же. - 1972. - № 3. - С. 14-18.
25. Плитман С. И., Новиков ¡0. В., Тулакина Н. В. и др. // Там же. - 19S9. - № 7. - С. 7-10.
26. Портянко В. Ф., Мягченко А. П. // Там же. — № 2. — С. 79-81.
27. Сергеев Е. П. // Там же. - 1978. - № 3. - С. 3-8.
28. Сергеев Е. П., Можаев Е. А. Санитарная охрана водоемов. — М., 1979.
29. Струсевич Е. А., Будеев И. А.. Гужов В. К. и др. // Минеральный состав воды и здоровье населения. — Новосибирск, 1985. - С. 47-51.
30. Ужва Н. Ф. Гигиеническое значение длительного поступления в организм воды с различной степенью минерализации в проблеме нормирования ее солевого состава: Автореф. дис. ... канд. мед. наук. — Киев, 1981.
31. Фединец А. В. // Клин, хирургия. — 1972. — № 12. — С. 24-27.
32. Хроника ВОЗ. - 1979. - Т. 33, № 2.
33. Хроника ВОЗ. - 1974. - Т. 28, № 4.
34. Цапко В. В. Гигиеническое обоснование к использованию подземных вод УССР для питьевого водоснабжения и их санитарная охрана: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук. — Киев, 1970.
35. Шпаков Е. А. // Проблемы санитарной охраны водоемов. - Пермь, 1988. - С. 50-51.
36. Штанников Е. В., Сумовская А. £., Объедкова Г. Ю. И Гиг. и сан. - 1985. - № 9. - С. 19-20.
37. Bagman R. J., Bates L. A. // Can. J. Physiol. Pharmacol. - 1984. - Vol. 62. N 8. - P. 1010-1014.
38. Kaur S. H Bull. Environ. Contain. Toxicol. — 1988. -Vol. 40, N 3. - P. 444-446.
39. Kuishan S. S., Mclachlen D. R. // Sei. Total Environ. -1988. - Vol. 71, N 1. - P. 59-64.
40. Shun D. L. И Water Eng. Manag. - 1987. - Vol. 134, N 10. - P. 15-19.
41. Shukla G. S., Singhai R. S. // Can. J. Physiol. Pharmacol. - 1984. - Vol. 62, N 8. - P. 1015-1031.
42. Steemson Y. 11 Occup. Safety Health. - 1984. -Vol. 14, N 9. - P. 36-37.
43. Nordae К. P., Dahl S. N., Thonasson V. Y. 11 Pharmacol. Toxicol. - 1987. - Vol. 62, N 2. - P. 80-S3.
44. Zatta P., Giordane R., Gorain B. // Med. Hypothes. — 1988. - Vol. 26, N 2. - P. 139-142.
Поступила 05.0S.97
